Способ поддержания сбалансированных давлений гомогенных жидких сред в сосуде
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетсиии
Социапистимесиии
Республик
<»i69!639 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) ЗаЯвлено 30.05.78 (2 ) 2620902/23-26 (51) M. Кл. с присоединением заявки М
«т. 17 С 1/02
Государотеенный комитет
СССР
h0 делам изобретений и открытий (23) П рноритет
Опубликовано 15.10.79. Бюллетень ¹38
Дата опубликования описания 18.10.79 (53) УДК 621.642. .3(088, 8) Л. М. Штеренпихт, Э. Б. Фепь (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Всесоюзный ордена Трудового исследовательский институт стп ья (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ СБАЛАНСИРОВАННЫХ ДАВЛЕНИЙ
ГОМОГЕННЫХ ЖИДКИХ СРЕД B СОСУДЕ!
Изобретение относится к области применения сосудов высокого давления и температуры, преимущественно при гидротермапьном синтезе кристаллов, в условиях, когда технологическая среда должна бысть отделена с помощью соответствующей разделительной системы от. корпуса сосуда ипи манометрических и предохранительных приборов.
Известен способ поддержания сбапансированных давлений в сосуде высокого давления, имеющем разделительную систему, отделяющую упругой стенкой ра-. бочую камеру от корпуса сосуда, на основе точной заливки разделительной системы и рабочей камеры по- заранее рассчитанным коэффициеитам 11 ), Основным недостатком такого способа является невозможность получении точных расчетных значений коэффициентов заливки этих объеьезв из-за трудностей учета влияния температуры и составов этих сред на вепичину давлений, возникающих в них при нагреве, что приводит
2 к возникновению недопустимых перепадов давлений и разрушению упругой стенки разделительной системы.
Частично этот недостаток устранен в известном способе поддержания сба»
5 пансированных давлений в сосуде вы.сокого давления, содержащем разделитепьнуто систему и рабочую камеру с обшей стенкой, у которого отношение
30 объемов этих полостей является малой величиной (2).
Этот способ состоит в нахождении оптимальной заливки разделительной системы с помощью серии последовательных опытных циклов, определяя в конце каждого степень и направление деформации стенки разделительной системы. Этот способ позволяет достаточно точно определить требуемые коэффициенты заливки, Однако его недоотатком является сложность эксплуатации сосуда высокого давления в связи с необходимостью получения. требуемой заливки в каждом цикле. При некотором отклонении {заранее неизвестном) фактической заливки от требуемой леличины возможно. разрушение стенки разделительной системы, что снижает надежность работы сосуда. 5
Uem þ изобретения является обеспече ние заданной разности давления между камерами сосуда.
Эга цель достигается тем, что в разделительную камеру добавляют вещество, сохраняющее свое агрегатное состояние в рабочих условиях, объем которого определяют из соотношения: где 3(, - объем добавляемого вещества;
- объем разделительной каР меры;
à — технологический коэффициент заливки рабочей камеры;
Я вЂ” поправка на различие в со25 ставах и температурах жид-, ких сред разделительной и рабочей камер, а также на возможную ошибку в заливке последней, д = 0,0 1-0, 1:
М - относительное изменение объема разделительной камеры при максимально допустимой деформации ее -C Te HEBER
5k - разность между рабочей и начальной температурами;
P и — коэффициенты объемного расширения соответственно жидкой среды и добавляемого
40 вешества в разделительной
I о камере заполняют оставшийся с вободный объем разделительной камеры жидкой средой, 8 HMeÐ водой, и поддерживают до на- 4 ступления гомогенизации среды в рабочей камере давление насыщенных паров в разделительной камере меньшим, чем в рабочей камере, за счет того, что между разделительной и рабочей камерами до наступления гомогенизации среды в рабочей камере поддерживают разнять температур, не превышающую 20 С, и за счет того, что вводят в состав жидкой среды разделительной камеры и добавки, преимущественно Ng С .
Поправочный коэффициент d определяют по известным P- М -Т зависимостям жидких сред, заполняющих рабо39 4 чую и разделительную камеры таким образоМ, чтобы коэффициенту заливки (1- g) соответствовало давление в разделительной камере при рабочей температуре, равное давлению в рабочей камере при коэффициенте заливки F с учетом его максимально возможной ошибки.
Заранее установленное 100%-ное заполнение разделительной системы (после загрузки в нее твердого или, жидкого вещества) жидкой средой, как правило водой, практически исключает возможность ошибки при заливке. Возникаюшее при этом отклонение коэффициента заливки разделительной камеры от такового в рабочей камере, в условиях гомогенизированного состояния среды в последней, компенсируется за счет изменения объема разделительной системы при допустимых дую рмациях ее упругой тонкой стенки. Чтобы эти деформации приводили к выравниванию давлений, часть объема разделительной камеры, заполненная жидкой средой, должна быть достаточно малой. Величина ее малости достигается с помощью загружения в разделительную камеру малосжимаемого, сохраняющего свое агрегатное состояние при рабочих условиях вещества в необходимом объеме. В зависимости от конс- труктивных особенностей разделительной системы или технологических требований I процесса, в качестве этого вешества могут быть использованы кРк твердые материалй; например сталь и медь, так и жидкие, не кипящие при рабочей тем пературе и давлении, например ртуть, минеральные масла, растворы специальных солей.
Для обеспечения прочности стенки разделительной камеры при негомогенизированном состоянии технологической среды (как правило, на этапах ввода и вывода иэ рабочего режима, когда давление в рабочей камере определяется . не коэффициентом ее заливки, а только температурой технологической среды), поддерживают в разделительной системе давление маньшим, чем в рабочей камере. Требуемый перепад давлений .при не" гомогенизированном состоянии технологической среды обеспечивают в зависимости от конструктивных и технологических особенностей: либо путем поддержания в разделительной камере температуры на 20 С меньше, чем в рабо1 чей камере, либо введением в первую специальных добавок, например КОСЕ, по691639 где
5 нижающих давление насыщающих паров.
Первый способ целесообразнее применять в случае, когда разделительная система используется дпя отдейения технологической среды от манометрических н предохранительных приборов, а второй - от. стенок корпуса сосуда (плавающие фуI теровки) .
Зля уменьшения степени деформации стенки разделительной камеры, вызы- ваемой 100 -ной заливкой ее свободного объема, целесообразно загружать в нее вещество, имекюцее коэффициент объемного теплового расширения мень. ший, чем таковой для разделительной системы.
Формула изобретения
1. Способ поддержания сбалансированных давлений гомогенных жидких сред в сосуде, включающий заливку разделительной и рабочей камеры жидкими средами и последующий их нагрев, о т л и ч а ю щ и и с- я тем, что, с цепью обеспечения заданной разности давления между камерами сосуда, в разделительную камеру добавляют вещество, сохраняющее свое агрегатное состояние в рабочих условиях, объем которого опреде-ляют из соотношения: ь 1-Г(1-Б)(1+7+,В 46)
1 V> 1 — F (1-б )(I+ P 4t ) объем добавляемого вешес тва; объем разделительной .камеры; технологический коэффициент заливки рабочей камеры, 6 д — поправка на различие в составах и температурах жидких сред разделительной и рабочей камер, а
5 также на возможную ошибку в заливке последней, g =О,О1 О,1; д - разность между рабочей и начальнбй температура1О ми; относительное изменение объема разделительной камеры при максимально до« . пустимой деформации ее
15 стенки „и P< - коэффициенты объемного расширения соответственно жидкой среды и добавлие« мого вещества в разделительной камере, заполняют оставшийся свободный объем разделительной камеры жидкой средой, преимущественно водой, и поддерживают
25 до наступления гомогенизации среды в, рабочей камере давление насыщенных паров в разделительной камере меньшим, чем в рабочей камере.
2. Способ по п 1, о т л и ч а ю3О шийся тем, что между разделительной и рабочей камерами до наступления гомогенизации среды в рабочей камере поддерживают разность температур, не превышающую 20 С.
3. Способ по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что вводят в состав жидкой среды разделительной камеры добавки, преимущественно No С
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лодиз Р, Паркер P. Рост монокристаллов. М., "Мир", 1974, с 163.
2."СгзsФ. А1о м<И" 2.178, 1968 (прототин).
Составитель В. Продан
Редактор T. Йевятко ТехредМ. Келемеш. Корректор В. Синицкая:
Заказ 6188/28 Тираж 619 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
