Установка гидростатического прессования с нагревом рабочей среды

Изобретение относится к оборудованию для прессования под высоким давлением, в частности к гидравлическим прессам, предназначенным для компактирования и спекания порошковых и гранулированных материалов с нагревом рабочей среды. Установка содержит рабочий контейнер, нагревательное устройство для рабочей среды, гидропривод и системы высокого давления, охлаждения и управления. Нагревательное устройство выполнено с индукционным нагревателем, расположено вне рабочего контейнера и сообщено с последним гидравлическим трубопроводом. Рабочий контейнер состоит из внутренней втулки, промежуточной втулки и внешней рубашки. Внутренняя втулка имеет на наружной поверхности винтовые канавки для циркуляции сжатого воздуха или охлаждающей жидкости. Промежуточная втулка имеет гладкую внутреннюю поверхность, которая контактирует с наружной поверхностью внутренней втулки, и наружную поверхность с винтовыми канавками для циркуляции охлаждающей жидкости. В результате обеспечивается равномерность нагрева рабочей среды и поддержание ее температуры в заданном интервале, что способствует повышению качества прессования. 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для прессования под высоким давлением, в частности к гидравлическим прессам, предназначенным для компактирования и спекания порошковых и гранулированных материалов с нагревом рабочей среды.

Известна установка гидростатического прессования с нагревом рабочей среды, включающая рабочий контейнер, нагревательное устройство для рабочей жидкости, гидропривод, системы высокого давления, охлаждения и управления (см. напр. патент РФ 2520301, МПК В30В 11/00, B22F 3/15, опубл. 20.02.2014).

Недостатком известного технического решения является расположение нагревательного устройства в рабочем контейнере, что усложняет изготовление и эксплуатацию установки, нагрев и поддержание в заданном интервале температуры рабочей среды, что ведет соответственно к снижению качества прессования.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции установки гидростатического прессования с нагревом рабочей среды путем упрощения ее изготовления и эксплуатации, достижения равномерности нагрева и поддержания в заданном интервале температуры рабочей среды, что обеспечит повышение качества прессования.

Поставленная задача решается тем, что в установке для гидростатического прессования с нагревом рабочей среды, включающей рабочий контейнер, нагревательное устройство для рабочей среды, гидропривод и системы высокого давления, охлаждения и управления, нагревательное устройство содержит индукционный нагреватель, расположено вне рабочего контейнера и сообщено с последним гидравлическим трубопроводом, а рабочий контейнер выполнен с внутренней, промежуточной втулками и внешней рубашкой, при этом внутренняя втулка выполнена с винтовыми канавками на наружной поверхности для циркуляции сжатого воздуха или охлаждающей жидкости, а промежуточная втулка имеет гладкую внутреннюю поверхность, которая контактирует с наружной поверхностью внутренней втулки, и наружную поверхность, на которой смонтирована рубашка, с винтовыми канавками для циркуляции охлаждающей жидкости.

Поскольку нагревательное устройство содержит индукционный нагреватель, расположено вне рабочего контейнера и сообщено с последним гидравлическим трубопроводом, а рабочий контейнер выполнен из внутренней и промежуточной втулок и внешней рубашки, при этом внутренняя втулка выполнена с винтовыми канавками на наружной поверхности для циркуляции сжатого воздуха или охлаждающей жидкости, а промежуточная втулка имеет гладкую внутреннюю поверхность, которая контактирует с наружной поверхностью внутренней втулки, и наружную поверхность, на которой смонтирована рубашка, с винтовыми канавками для циркуляции охлаждающей жидкости, обеспечивается упрощение изготовления и эксплуатации установки, достижение равномерности нагрева и поддержание в заданном диапазоне температуры рабочей среды с контролем температуры в области верхней и нижней пробок контейнера, что обеспечивает повышение качества прессования.

На графическом материале показана рабочая камера, вид сбоку в сечении.

Установка гидростатического прессования с нагревом рабочей среды содержит рабочий контейнер, выполненный из внутренней втулки 5, промежуточной втулки 4 и внешней рубашки 3. Внутренняя втулка 5 выполнена с винтовыми канавками на наружной поверхности для циркуляции сжатого воздуха или охлаждающей жидкости, а промежуточная втулка 4 имеет гладкую внутреннюю поверхность, которая контактирует с наружной поверхностью внутренней втулки 5, и наружную поверхность, на которой смонтирована рубашка 3, с винтовыми канавками для циркуляции охлаждающей жидкости. Рабочий контейнер сверху и снизу имеет, соответственно, верхнюю 1 и нижнюю 6 пробки, что позволяет образовать рабочий объем контейнера.

Нагревательное устройство для рабочей среды содержит индукционный нагреватель, расположено вне рабочего контейнера и сообщено с последним гидравлическим трубопроводом. Также в установку входят гидропривод и системы высокого давления, охлаждения и управления.

Рабочий контейнер размещен внутри рамы 7, которая представляет из себя рамную конструкцию, состоящую из двух стоек и двух полукруглых ригелей, верхнего и нижнего. Рама замотана с усилием по периметру стальной лентой 2 для предварительного напряжения в элементах рамы 7 и установлена на подвижную тележку, которая имеет возможность перемещаться по рельсовым направляющим. Для защиты последних от пыли, грязи и иных веществ и предметов предусмотрен защитный телескопический кожух.

Установка гидростатического прессования с нагревом рабочей среды работает следующим образом.

В рабочий контейнер помещают подвергающийся прессованию материал будущего изделия. В рабочий контейнер по гидравлическому трубопроводу подают рабочую среду и производят ее одновременный нагрев индукционным нагревателем. Для обеспечения в рабочем контейнере температуры рабочей среды, соответствующей температуре, при которой происходит процесс прессования, рабочая среда циркулирует по контуру «нагревательное устройство - рабочий контейнер» с отбором рабочей среды из рабочего контейнера. Выводное отверстие рабочего контейнера сообщено трубопроводом с нагревательным устройством. Подобное соединение и обеспечивает циркуляцию рабочей среды от нагревательного устройства к рабочему контейнеру и обратно в нагревательное устройство. Индукционный нагреватель обеспечивает быструю реакцию на управляющее воздействие по нагреву рабочей среды, задаваемое системой управления установкой. В процессе циркуляции подогретой рабочей среды происходит нагрев материала, который будет подвергаться прессованию. Контроль температуры рабочей среды в контейнере выполняется под изделием и над изделием. Для подъема давления рабочей среды в контейнере используется система высокого давления установки. Достигнув заданных техпроцессом температуры и давления, производятся процессы уплотнения, компактирования, спекания материала.

Поскольку рабочий контейнер состоит из внутренней 5 и промежуточной 4 втулок с винтовыми канавками и рубашки 3, установка обеспечена системой эффективного охлаждения рабочего контейнера, что обеспечивает энергоэффективность установки. Ввиду наличия циркуляции рабочей среды внутри контейнера и в рабочем контуре установки улучшается равномерность распределения температуры внутри контейнера. На наружной поверхности внутренней втулки 5 выполнены винтовые канавки с возможностью циркулирования сжатого воздуха или охлаждающей жидкости. Внутренняя втулка 5 закрыта промежуточной втулкой 4 с гладкой внутренней поверхностью. На наружной поверхности промежуточной втулки 4 выполнены винтовые канавки, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, и она закрыта рубашкой 3, которая выполнена с гладкими внутренней и внешней поверхностями.

Для предотвращения разрыва рабочего контейнера при подъеме давления на рубашке 3 выполнена намотка 2 высокопрочной стальной лентой с натягом, что создает предварительное сжимающее напряжение втулок 4 и 5. Установка промежуточной втулки 4 на внутреннюю 5 и рубашки 3 на промежуточную втулку 4 выполнено с натягом.

Воздух между внутренней 5 и промежуточной 4 втулками, находясь в канавках внутренней втулки 5, образует воздушную прослойку и препятствует передаче тепла от рабочей среды через внутреннюю втулку 5 к намотке 2, что создает условия для наиболее быстрого прогревания рабочей среды и материала, предназначенного для прессования и расположенного в рабочем контейнере, и обеспечивает эффективность предварительного сжимающего напряжения втулок 4 и 5, обеспечиваемого внешней намоткой 2.

Винтовые канавки на внешней поверхности внутренней втулки 5 минимизируют площадь контакта внутренней втулки 5 с поверхностью промежуточной втулки 4, существенно сокращая передачу тепла от рабочей среды в контейнере на промежуточную втулку 4. Винтовые канавки на внешней поверхности промежуточной втулки 4 также минимизируют площадь контакта промежуточной втулки 4 с рубашкой 3, что сокращает передачу тепла от рабочей среды. Таким образом, предложенная конструкция рабочего контейнера позволяет оптимизировать как процесс охлаждения путем одновременной циркуляции охлаждающей жидкости по канавкам внутренней 5 и промежуточной 4 втулок, так и процесс снижения потерь тепла из контейнера при одновременной циркуляции сжатого воздуха по канавкам внутренней втулки 5 и охлаждающей жидкости по канавкам промежуточной втулки 4, что и повышает качество готовых изделий после прессования.

С учетом изменения конструкции рабочего контейнера и выноса нагревательного устройства вне последнего расширились возможности системы управления установки гидростатического прессования.

Система управления смогла в полном объеме обеспечивать:

- нагрев и подъем давления до заданных параметров в ручном и автоматическом режимах;

- цифровую и графическую индикацию процессов;

- задачу режимов работы и сохранение режимов в файлах и перенос в архив;

- дистанционное управление;

- согласованную работу гидроприводов, систем нагрева и охлаждения;

- задание параметров рабочего давления среды и параметров ее нагрева независимо друг от друга;

Повышение давления возможно выполнять ступенчато, с выдержкой давления на каждой ступени.

Установка для гидростатического прессования с нагревом рабочей среды, содержащая рабочий контейнер, нагревательное устройство для рабочей среды, гидропривод, гидравлический трубопровод, системы высокого давления, охлаждения и управления, отличающаяся тем, что нагревательное устройство для рабочей среды выполнено с индукционным нагревателем, расположено вне рабочего контейнера и сообщено с последним гидравлическим трубопроводом, а рабочий контейнер состоит из внутренней втулки, промежуточной втулки и внешней рубашки, при этом внутренняя втулка выполнена с винтовыми канавками на наружной поверхности для циркуляции сжатого воздуха или охлаждающей жидкости, а промежуточная втулка имеет гладкую внутреннюю поверхность, расположенную в контакте с наружной поверхностью внутренней втулки, и наружную поверхность, на которой смонтирована внешняя рубашка, выполненную с винтовыми канавками для циркуляции охлаждающей жидкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для гранулирования и может быть использовано, в частности, в сельском хозяйстве. Гранулятор содержит радиатор охлаждения, вентилятор для охлаждения радиатора, загрузочное устройство, матрицу, прессующие роллеры.

Изобретение относится к устройствам для прессования изделий из порошков. Устройство содержит матрицу, внутри которой установлен пуансон, и пуансон-матрицу, выполненную составной с глухой формующей полостью, которая примыкает к торцу матрицы.

Изобретение относится к области обработки высоким изостатическим давлением. Устройство для транспортировки садки для обработки изостатическим давлением в устройстве высокого давления содержит горизонтальную перегораживающую панель и транспортирующий узел.

Изобретение относится к устройствам управления и регулирования механических усилий, а именно к оборудованию для производства строительных материалов. Гидравлический пресс для прессования строительных изделий содержит станину прессового устройства, блок управления, связанный с верхним и нижним блоками цилиндров, подвижную загрузочную тележку, камеру прессования и бункер для подачи смеси.

Изобретение относится к устройству и способу изготовления заготовок режущих пластин из спекаемого порошка. Устройство (40) для изготовления заготовки (10) режущей пластины прессованием спекаемого порошка, имеющее центральную ось (A), определяющую осевое и радиальное направления, содержит основание (42), имеющее сквозное отверстие (50), множество радиально направленных каналов (52) для пуансонов и множество радиально направленных каналов (54) матрицы, крышку (44), выполненную с возможностью установки на основании (42) и имеющую сквозное отверстие (46), причем центральная ось (A) проходит через сквозные отверстия (50, 46) основания и крышки при установке крышки (44) на основании (42), верхний пуансон (56) и противоположный нижний пуансон (58), причем верхний пуансон (56) выполнен с возможностью осевого перемещения через сквозное отверстие (46) крышки, а нижний пуансон (58) выполнен с возможностью осевого перемещения через сквозное отверстие (50) основания, множество боковых пуансонов (60), расположенных в противоположных парах, причем боковые пуансоны выполнены с возможностью радиального перемещения в каналах (52) для пуансонов, и множество стержней (74) матрицы, выполненных с возможностью радиального перемещения в каналах (54) матрицы, причем каждый стержень (74) матрицы является общим для двух смежных боковых пуансонов (60) и расположен между ними, при этом каждый стержень (74) матрицы имеет переднюю формующую поверхность (78) и две направляющие поверхности (82), при этом два смежных боковых пуансона (60) выполнены с возможностью скольжения по направляющим поверхностям (82) матрицы общего стержня (74).

Настоящее изобретение относится к способу изготовления двухслойной таблетки. Для изготовления двухслойной таблетки добавляют на плиту пресс-формы сначала первую порошковую смесь, затем вторую порошковую смесь.

Группа изобретений относится к области фармацевтики и может быть использована для получения твердой галеновой формы препарата для перорального введения. Устройство (1) для соединения лекарственных капсул (A, B) путем клеевого соединения содержит матрицу (10), которая ограничивает полость (15) укладки капсул (A, B) и пространство (16), причем эта полость и это пространство отделены друг от друга деформируемой стенкой (14) матрицы, которая адаптирована для перехода плавным образом под воздействием воздуха ее пространства (16) из первой конфигурации, в которой в полости (15) размещаются капсулы с клеем (Z), наносимым между ними, ко второй конфигурации, в которой стенка (14) охватывает за счет эластичной деформации, по меньшей мере, частично капсулы для зажатия этих капсул между деформируемой стенкой и дном полости для их выравнивания и прижатия друг к другу.

Группа изобретений относится к вальцовому прессу для обработки под давлением или уплотнения сыпучих материалов. Вальцовый пресс (100) содержит по крайней мере два подвижных вальца (110, 120).

Изобретения относятся к обработке горячим изостатическим прессованием летучих или пылеобразующих субстанций. Субстанцию помещают в контейнер, который размещают в топочной камере устройства прессования.

Настоящее изобретение относится к обработке изделий горячим прессованием, предпочтительно горячим изостатическим прессованием. Прессовое устройство содержит топочную камеру, расположенную внутри камеры высокого давления устройства и окруженную теплоизолированным кожухом.

Группа изобретений относится к получению герметичных капсул с металлическим порошком для горячего изостатического прессования (ГИП) изделий. Готовят транспортные бункеры с порошком и стыкуют их с вакуумированными загрузочным узлом и узлом нагрева порошка.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению изделий из гранулируемого жаропрочного никелевого сплава, и может быть использовано для изготовления дисков газотурбинных двигателей, работающих при температурах до 800°С и выше.
Изобретение относится к области огнестрельного оружия, а именно способу получения керамической вставки для ствола стрелкового оружия. Способ получения керамической вставки для оружейных стволов включает подготовку исходных смесей из керамических порошков и временного связующего, формование методом холодного изостатического прессования в пресс-форме с эластичной оболочкой и с использованием стержня с заданным профилем нарезки на внешней поверхности с получением заготовки в виде трубки, удаление временного связующего при прокаливании, спекание и механическую обработку, при этом стержень пресс-формы изготавливают из твердого сплава на основе карбида вольфрама, эластичная оболочка пресс-формы состоит из двух слоев, причем твердость внутреннего слоя эластичной оболочки с более высокой твердостью составляет не менее 80 единиц по Шору при разнице показателей твердости внутреннего и наружного слоя не менее 40 единиц по Шору, а спекание проводят методом компрессионного спекания в среде азота под давлением 5-7 МПа.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным конструкционным композиционным материалам на основе алюминия, используемым в различных областях промышленности, в частности в транспортных и космических сферах.

Изобретение относится к сплавам на основе алюминия, которые могут быть использованы для высоконагруженных конструкций. Сплав на основе алюминия содержит магний, скандий, по крайней мере один элемент из группы, содержащей хром, цирконий, гафний и титан, по крайней мере один элемент из группы, содержащей цинк, медь и марганец, по крайней мере один элемент из группы, содержащей церий, лантан, иттрий, эрбий, иттербий, гадолиний, диспрозий, европий, лютеций и тулий.

Изобретение относится к устройству для нанесения износостойкого покрытия (60), которое представляет собой покрытие из карбида вольфрама (WC), на поверхность детали и к способу нанесения указанного покрытия.

Группа изобретений относится к горячему изостатическому прессованию металлургического порошкового материала. Торцевая пластина для контейнера содержит центральную область и основную область, простирающуюся радиально от центральной области и заканчивающуюся в углу по периметру торцевой пластины кромкой контейнера.

Изобретение относится к области обработки высоким изостатическим давлением. Устройство для транспортировки садки для обработки изостатическим давлением в устройстве высокого давления содержит горизонтальную перегораживающую панель и транспортирующий узел.

Изобретение относится к получению заготовок вольфрамо-титанового твердого сплава. Способ включает горячее прессование порошка в вакууме с пропусканием высокоамперного тока через пресс-форму и прессуемый порошок при температуре 1320°С в течение 3 минут.

Изобретение относится к оборудованию для деформирования, сварки и спекания порошковых изделий в вакууме, в газовой среде при небольшом избыточном давлении и при высоком давлении газов и высокой температуре.

Изобретение относится к оборудованию для прессования под высоким давлением, в частности к гидравлическим прессам, предназначенным для компактирования и спекания порошковых и гранулированных материалов с нагревом рабочей среды. Установка содержит рабочий контейнер, нагревательное устройство для рабочей среды, гидропривод и системы высокого давления, охлаждения и управления. Нагревательное устройство выполнено с индукционным нагревателем, расположено вне рабочего контейнера и сообщено с последним гидравлическим трубопроводом. Рабочий контейнер состоит из внутренней втулки, промежуточной втулки и внешней рубашки. Внутренняя втулка имеет на наружной поверхности винтовые канавки для циркуляции сжатого воздуха или охлаждающей жидкости. Промежуточная втулка имеет гладкую внутреннюю поверхность, которая контактирует с наружной поверхностью внутренней втулки, и наружную поверхность с винтовыми канавками для циркуляции охлаждающей жидкости. В результате обеспечивается равномерность нагрева рабочей среды и поддержание ее температуры в заданном интервале, что способствует повышению качества прессования. 1 ил.

Наверх