專利名稱：用于在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種在高壓和高溫下在液體中處理材料的設(shè)備，并且在大于10MPa的壓力和高于100℃的溫度下，所述設(shè)備通常用于有效地固化、聚合、壓實(shí)和化學(xué)處理非連續(xù)和連續(xù)材料。
發(fā)明的
背景技術(shù)：
等壓擠壓技術(shù)被認(rèn)為一種高科技并且在世界上發(fā)展很快。
有一種公知的恒靜壓力機(jī)(參見(jiàn)prospectus of VNIIMETMASH“Machines for Powder Metallurgy”，published in Moscow byVneshtorgizdat，1990，edition No.763MB，p.5)，這種恒靜壓力機(jī)包括具有工作室的壓力容器。
通過(guò)頂部和底部蓋板來(lái)氣密地密封工作室，這些蓋板形成了封閉的氣密工作容積(volume)，在該容積內(nèi)放置著要處理的產(chǎn)品。
借助于把處于所需要壓力下的工作流體供給到容器中來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的處理。
這種恒靜壓力機(jī)的缺點(diǎn)是，由于它設(shè)計(jì)上的特質(zhì)，使得它不能配置加熱器，從而這些過(guò)程發(fā)生在室溫下。這就使得容器充滿了液體。這降低了這種壓力機(jī)的技術(shù)性能。
而且，工作流體本身借助于作用在要處理的產(chǎn)品上而直接接觸壓力容器的內(nèi)壁，并且產(chǎn)生腐蝕。由于所使用的液體對(duì)壓力容器內(nèi)表面的侵蝕作用，所有這些對(duì)要處理的產(chǎn)品的質(zhì)量和壓力容器的使用壽命都有負(fù)的作用。在一些情況下，這種影響導(dǎo)致了泄漏，并且導(dǎo)致該液體通到工作介質(zhì)中并且造成污染。
最接近本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)是在液體中處理材料的冷式恒靜壓力機(jī)(參見(jiàn)the prospectus of ASEA，Sweden，A08-4007E，1990，p.3)，該恒靜壓力機(jī)包括具有共軸緊密安裝的整體金屬缸的多缸壓力容器，其中外部氣缸具有緊緊地纏繞在它的表面上的平鋼絲，而內(nèi)部氣缸形成了工作室，該工作室通過(guò)具有密封件的頂部蓋板和下部蓋板來(lái)進(jìn)行氣密地封閉，并且連通到液體源中，該液體源在容器內(nèi)產(chǎn)生壓力。
在壓力下把工作液體直接供給到放置著要處理的產(chǎn)品的容器中。
這種冷恒靜壓力機(jī)的缺點(diǎn)與前面所描述的缺點(diǎn)相同。而且，容器的液體泄漏使容器內(nèi)的壓力快速下降(因?yàn)橐后w的可壓縮性較小)，這破壞了正常的技術(shù)過(guò)程。
發(fā)明的概述本發(fā)明的目的是提高恒靜壓力機(jī)中的等壓擠壓的技術(shù)性能。
本發(fā)明的技術(shù)效果是，利用氣體作為壓力產(chǎn)生介質(zhì)，同時(shí)使產(chǎn)品接受液體作用的處理。氣體(主要是惰性氣體)和特別選擇的液體用作工作介質(zhì)。因此，通過(guò)液體來(lái)實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的處理(形成)效果，并且通過(guò)氣體介質(zhì)把壓力傳遞到液體中。由于氣體介質(zhì)的可壓縮性較大，因此與液體用作壓縮介質(zhì)時(shí)相比，在氣體泄漏期間，容器內(nèi)的壓力不會(huì)劇烈下降。總功率消耗降低了，對(duì)環(huán)境的影響得到了改善，材料消耗和裝置的尺寸大小總體上減少了。
該技術(shù)效果通過(guò)下述來(lái)實(shí)現(xiàn)，在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)包括壓力容器，該壓力容器形成了氣密地密封的工作室，該工作室連通到壓力源中，其中頂部敞開(kāi)的盛裝液體的容器以這樣的方式被放置，使得在壓力容器的內(nèi)壁和盛裝液體的容器的外壁之間產(chǎn)生了間隙，盛裝液體的容器具有氣密密封的底部，該底部由導(dǎo)電材料形成，該液體的容器放置在電絕緣的感應(yīng)加熱器上，該加熱器安裝在保護(hù)磁塊上，同時(shí)壓力源是氣體源。
因此，壓力容器最好形成為多缸元件，該元件具有共軸緊密安裝的多個(gè)整體金屬缸，其中外部氣缸由緊緊地纏繞的、預(yù)加應(yīng)力的平鋼絲構(gòu)成，并且工作室通過(guò)具有密封件的頂部蓋板和底部蓋板來(lái)氣密地密封。
因此，保護(hù)磁塊設(shè)置在底部蓋板的上端部上。
因此，供冷卻水進(jìn)出的孔可以形成在形成壓力容器的多個(gè)整體金屬缸的其中一個(gè)的表面上，同時(shí)用來(lái)進(jìn)行冷凝收集的環(huán)形槽形成于底部蓋板的端部上。
電絕緣的加熱器可以是平感應(yīng)器形狀，該感應(yīng)器包括由導(dǎo)電板(如銅板)形成的整體元件，或者該加熱器可以是單片的螺旋狀銅板。保護(hù)磁塊可以由徑向的、非鄰近的電工鋼片元件形成。
由于氣體介質(zhì)的可壓縮性較大，因此，容器內(nèi)的壓力在氣體泄漏期間(這或多或少是不可避免的)不會(huì)與當(dāng)液體介質(zhì)用作壓力源的情況一樣劇烈地下降，因此減少了能量消耗，從而保持了正常的技術(shù)過(guò)程。因此排除了工作流體的任何泄漏，這對(duì)環(huán)境具有有利的生態(tài)作用?？赏瑫r(shí)減少材料消耗和裝置的尺寸大小。
盛裝氣體容積的存在可以把加熱器放置在容器內(nèi)，該加熱器把熱量直接傳遞到容器內(nèi)的工作流體中，并且以高溫處理產(chǎn)品。保護(hù)磁塊防止工作室的底部感應(yīng)加熱，因此減少了氣體容積內(nèi)的對(duì)流，并且降低了由于對(duì)流所引起的熱量損失。


用于在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)示出在附圖中。
圖1示出了通過(guò)從高壓氣體源(壓縮機(jī))進(jìn)行供給的、處于工作情況下的恒靜壓力機(jī)的縱向剖視圖。
圖2示出了放大的加熱器(俯視圖)。
圖3示出了放大的保護(hù)磁塊(俯視圖)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)包括由共軸線的氣缸所形成的多缸壓力容器(圖1)，其中外缸1是平的鋼絲，這些鋼絲緊緊地纏繞在鄰近缸2的表面上。壓力容器的氣缸2、3和4制成整體金屬氣缸的形狀。在中間氣缸3中，形成了供冷卻水進(jìn)出的通道5。內(nèi)部氣缸4形成了壓力容器的工作室6，頂部蓋板7和底部蓋板8氣密地密封該工作室6。蓋板7和8設(shè)置有密封件9。在工作室6內(nèi)具有液體容器10，該容器10具有開(kāi)口頂部和氣密密封的底部11，該底部11由導(dǎo)電材料制成。在容器10內(nèi)，放置著處理材料12，并且使該材料浸入到工作流體13中。容器10的、氣密密封的底部11靠在電絕緣的加熱器14上，而加熱器14本身靠在保護(hù)磁體15上，而該磁體15位于底部蓋板8的上端部上。
在容器10的外表面和中心氣缸4的內(nèi)表面之間，由于它們是共軸線放置的，因此產(chǎn)生了間隙，在工作室6充滿氣體之后，該間隙起著絕熱包層的作用，因此防止了熱量從容器10的壁傳遞到壓力容器的氣缸4的壁上。該氣體通過(guò)從壓縮機(jī)17中出來(lái)的管線16而進(jìn)入壓力容器的工作室6。在底部蓋板8的底部上，環(huán)繞著蓋板，形成環(huán)形槽18，該槽用于收集冷凝物。
電絕緣加熱器14可以制成平感應(yīng)器的形狀，該感應(yīng)器由整體導(dǎo)電板(如銅板)的多個(gè)元件組成，或者制成單片螺旋形銅板的形式。保護(hù)磁塊15(圖3)由徑向的、非鄰近的電工鋼片元件制成。
在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)工作如下
把保護(hù)磁塊15、電絕緣加熱器14和容器10全部連續(xù)地放置在特殊裝置(在附圖中沒(méi)有示出)上的底部蓋板8的端部上，而該容器10具有浸入在工作流體13內(nèi)的、待處理的準(zhǔn)備好的材料片12。根據(jù)要完成的任務(wù)來(lái)選擇工作流體13。整個(gè)系統(tǒng)放置在位于底部蓋板8上的壓力容器的工作室6內(nèi)，并且借助于頂部蓋板7和底部蓋板8可氣密地密封工作室。使用壓縮機(jī)17使工作室6充滿氣體(或者氣體混合物)。然后，使電絕緣加熱器14接通，并且加熱容器10的底部，從而確保熱量傳遞到所處理的材料和工作流體13中。為了進(jìn)行工業(yè)操作，常常把氣體(或者氣體混合物)的壓力選擇成等于或者大于10MPa，同時(shí)根據(jù)為完成特定任務(wù)而所選擇的液體13的具體規(guī)格來(lái)設(shè)置特定的氣體壓力值，并且應(yīng)該滿足下面必需的條件氣體壓力應(yīng)該絕對(duì)高于選擇來(lái)進(jìn)行處理的液體的臨界點(diǎn)壓力，例如，對(duì)水而言，臨界點(diǎn)參數(shù)是，壓力為22.1MPa，溫度為647K(374℃)。
在具有液體13的容器10內(nèi)所施加的壓力作用下，其中一個(gè)所選擇的處理過(guò)程產(chǎn)生了壓實(shí)不連續(xù)或者連續(xù)的材料，并進(jìn)行固化、化學(xué)處理等。
在完成該過(guò)程之后，氣體壓力降低，從容器10中取出處理過(guò)的材料，并且重復(fù)該過(guò)程。
工業(yè)應(yīng)用性所提出的恒靜壓力機(jī)具有較廣范圍的技術(shù)性能，并且具有生態(tài)清潔、耗能及耗料較小及總體尺寸較小的優(yōu)點(diǎn)，并且發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用到各種工業(yè)中如用于粉末冶金、聚合物和橡膠生產(chǎn)等。
權(quán)利要求
1.一種用于在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)，所述恒靜壓力機(jī)包括壓力容器，所述壓力容器形成了氣密地密封的工作室，所述工作室連通到壓力源中，其特征在于，頂部敞開(kāi)的盛裝液體的容器以這樣的方式被放置，使得在壓力容器的內(nèi)壁和盛裝液體的容器的外壁之間產(chǎn)生了間隙，盛裝液體的容器具有氣密密封的底部，所述底部由導(dǎo)電材料制成，所述盛裝液體的容器放置在電絕緣的感應(yīng)加熱器上，所述加熱器安裝在保護(hù)磁塊上，同時(shí)壓力源是氣體源。
2.如權(quán)利要求1所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于所述壓力容器制成多缸元件的形式，所述元件具有共軸緊密安裝的多個(gè)整體金屬缸，其中外部氣缸由緊緊地纏繞的、預(yù)加應(yīng)力的平鋼絲制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于所述工作室通過(guò)具有密封件的頂部蓋板和底部蓋板來(lái)氣密地密封。
4.如權(quán)利要求3所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于所述保護(hù)磁塊設(shè)置在底部蓋板的上端部上。
5.如權(quán)利要求2～4中任一項(xiàng)所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于供冷卻水進(jìn)出的孔形成在多個(gè)整體金屬缸的其中一個(gè)的表面上，所述多個(gè)整體金屬缸形成了所述壓力容器。
6.如權(quán)利要求3～5中任一項(xiàng)所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于用來(lái)收集冷凝物的環(huán)形槽形成于底部蓋板的端部上。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于所述感應(yīng)加熱器制成平感應(yīng)器形狀，所述感應(yīng)器包括整體導(dǎo)電板的元件，所述整體導(dǎo)電板例如為銅板。
8.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于所述加熱器由呈螺旋形狀的、單片銅板制成。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的恒靜壓力機(jī)，其特征在于所述保護(hù)磁塊由徑向的、非鄰近的電工鋼片元件制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在液體中高壓、高溫處理材料的設(shè)備,并且可以擴(kuò)展恒靜壓力機(jī)的技術(shù)能力。用于在液體中處理材料的恒靜壓力機(jī)包括多缸壓力容器,該壓力容器形成了氣密地密封的工作室,該工作室連通到壓力源中。頂部敞開(kāi)的盛裝液體的容器以這樣的方式被放置在工作室中,使得在壓力容器的內(nèi)壁和容器的外壁之間產(chǎn)生了間隙。具有液體和要處理的材料的容器放置在電絕緣的加熱器上,該加熱器本身安裝在保護(hù)磁塊上。
文檔編號(hào)B01J3/04GK1390164SQ00815513
公開(kāi)日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2000年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者弗拉基米爾·伊薩科維奇·斯諾普 申請(qǐng)人:奧特克萊夫高壓高溫有限公司