ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Мультипликаторы из "Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях Изд3" Мультипликатор, или гидравлический пресс, представляет собой систему из двух поршней, двигающихся в двух цилиндрах. [c.96] На рис. 50 показан мультипликатор конструкции Сидорова. Поршень 1 имеет значительно меньший диаметр, чем поршень 2. Создавая под поршнем 2 давление, прилагают к нему силу, равную давлению, умноженному на площадь поршня. Тогда давление над верхним поршнем будет равно этой же силе, деленной на его площадь. [c.96] А—давление, обусловленное трением. [c.97] При поднятии поршня величина А отрицательна, а при опускании—положительна. Определив значение А из опыта, можно приближенно измерить давление в аппарате. [c.98] Эта формула непригодна для самоуплотняющихся уплотнений мультипликаторов, трение в которых увеличивается с повышением давления. [c.98] При давлениях порядка 20 ООО ат сжимаемость жидкостей достигает 30% (не говоря о газах), и достичь необходимого давления одним ходом поршня уже трудно для этого нужны некоторые дополнительные приемы. Один из них состоит в том, что мультипликатор снабжают двумя клапанами, превращающими его в тихоходный компрессор. Мультипликатор такой конструк-цйи изображен на рис. 52. [c.98] ОТ конструкции уплотнения малого поршня и может достигать 1000 ат. [c.99] При непосредственном сжатии газа вместо клапанов применяют вентили, которые выполняют функции клапанов. Особенно удобны прессвентили, конструкция которых описана в гл. VI. [c.99] Для создания давлений выше 20 ООО ат применяют мультипликаторы, сконструированные по принципу механической поддержки (см. гл. II). Таков, например, мультипликатор конструкции Верещагина . На рис. 53 изображен мультипликатор с независимой поддержкой для создания давлений до 30 ООО ат (конструкции автора). Конический сосуд 57, изготовленный из термически обработанной стали 45ХНМФ (предел прочности а ,= = 18 500 кПсм ), вставлен в оправку 56, сделанную из стали 40Х. [c.99] Как показал наш опыт, изготовление оправки можно упростить, делая ее из одного куска отожженного и нормализованного металла. Наружную поверхность конусного сосуда и внутреннюю поверхность оправки шлифовали на станке и притирали наждачным порошком и порошком карбида бора. При обработке этих поверхностей важно не только получить пришлифованные поверхности, но и избежать волнистости шлифовки, которая при сдвиге конуса в оправке может привести к разрыву последней. [c.99] Усилие поддержки создает поршень 15, двигающийся в цилиндре 9. Уплотнение поршня построено по типу некомпенсированной площади. Шайба /4 служит для передачи усилий поршня коническому сосуду. Она изготовлена из стали ЗОХГС и закалена до высокой твердости. Через эту шайбу пропущены провода манганинового манометра. [c.99] Поршень 32 изготовлен из стали ШХ12, закален до высокой твердости (7 с=62—65) и отшлифован. Разрушение поршня обычно начинается с легкого скалывания по краю. Чтобы продлить жизнь поршня, на его конец надевают укрепляющие кольца 24 и 25 из твердой стали. Рабочий поршень 52 изготовлен из стали ХВГ, которая при термообработке очень мало изменяет форму и объем. [c.101] Поршень закаливают, отпускают до с=62—65 и шлифуют. Диаметр поршня делают на 0,1 мм меньше диаметра канала. Это необходимо, чтобы предохранить поршень от заклинивания в канале конического сосуда при сжатии поршня в оправке (см. расчет в гл. II). Кольца 24 и 25 имеют сферические поверхности , что способствует самоцентрированию поршней. Поршень 52 нажимает на уплотнение, состоящее из грибка 55, изготовленного из стали ХВГ, двух хлорвиниловых прокладок 22, конических колец 54 и шайбы 53. Конические кольца 54, изготовленные из стали типа 18ХЫВА, препятствуют вытеканию прокладок 22 в зазор между уплотнением и цилиндром. [c.101] Для создания начального давления жидкости предусмотрен патрубок 26. После того как поршень продвинул уплотнение мимо отверстия патрубка, канал подачи жидкости оказывается отсеченным, и сжатие жидкости продолжается в канале цилиндра. При максимальном давлении 30 ООО ат и комнатной температуре только изопентан остается достаточно текучим. Все прочие жидкости затвердевают. [c.101] Установка собрана на трех скрепляющих плитах 2, 23 и 42, скрепленных четырьмя тягами 40 и 60. При работе с жидкостями для измерения давления используют манганиновый манометр. При работе с твердыми телами манометр заменяют стальной пробкой и давление определяют по соотношению площадей поршней. [c.101] Перед тем как вставить конический сосуд в оправку, его обертывают свинцовой фольгой толщиной 0,1 мм, смазанной пастой, состоящей из графита, замешанного на глицерине. [c.102] Метод расчета сосудов с механической поддержкой изложен в гл. II. Для расчета установки нужно, исходя из свойств применяемого материала и задавшись основными размерами конического сосуда, определить давление полного течения и выбрать соответствующее давление поддержки. [c.102] По размерам конусного сосуда рассчитывают эффективное усилие, исходя из которого определяют осевое усилие Р . Размеры нижнего мультипликатора рассчитывают, исходя из величины Рн и силы, создаваемой верхним мультипликатором. Для определения рабочего хода нижнего мультипликатора рассчитывают сдвиг конусного сосуда в оправке за счет расширения оправки и сжатия сосуда, принимая во внимание, что часть свинцовой фольги вытечет через зазор. По уменьшению внутреннего диаметра конического сосуда при его сжатии в оправке определяют диаметр рабочего поршня. [c.102] Поршень, создающий давление, изготовлен из стали ХВГ. Он испытывает огромные напряжения сжатия, достигающие в данной установке 30 ООО кПсм , и не разрушается только потому, что прочность стали ХВГ, как и других очень твердых материалов, при сжатии значительно больше, чем прочность при растяжении. При расчете поршня нужно учитывать возможность его продольного изгиба. [c.102] Давление в коническом сосуде не должно превышать величины напряжений поддержки, возникающих на поверхности конического сосуда. В свою очередь эти напряжения зависят от размеров аппарата и величины рабочего давления. С помощью расчета (см. гл. II) можно показать, что для аппарата, имеющего поршень диаметром 10 мм и конусный сосуд с углом 2,5°, предельным будет давление 30 ООО ат. При более высоких давлениях напряжения поддержки превысят предел текучести и даже предел прочности стали оправки и конусного сосуда, что приведет к разрыву этих деталей. Поэтому для создания более высоких давлений применяют так называемую двукратную поддержку, увеличивая давление поддержки ступенями. Для этой цели необходимо на поверхности оправки создать вторую ступень поддержки, вставив первую оправку во вторую. Двукратная поддержка, несмотря на большую сложность по сравнению с однократной, дает возможность большего выбора углов конусов. [c.102] Вернуться к основной статье