Мультипликатор с запорными вентилями

Мультипликатор Института высоких давлений на 10 000 ат.

Для проведения работ под давлением до 10 000 ат А. В. Бабушкиным [152] была разработана конструкция мультипликатора с вентилями, размещенными в корпусе (рис. 83).

Поршень низкого давления 14, уплотненный кожаными ман­жетами, перемещается под действием давления эмульсии, кото­рую через штуцер 5 подает в цилиндр низкого давления жидкост­ный насос. Плунжер 9 создает при этом высокое давление в ци­линдре и в соединенной с ним при помощи трубки системе. При этом расположенный сбоку всасывающий вентиль закрыт, нагне­тательный — открыт.

Для заполнения системы и при недостаточно высоком давле­нии в ней нагнетательный вентиль закрывается и открывается всасывающий. При обратном перемещении поршня Низкого да­вления полость высокого давления заполняется жидкостью, по­ступающей через всасывающий вентиль, и после перекрывания вентилей цикл нагнетания повторяется. За движением поршня следят по перемещению соединенного с ним штока 10.

Плунжер сверхвысокого давления уплотняется сальником из крышеобразных кожаных манжет. Уплотнение оказалось вполне надежным и позволило при помощи этого мультипликатора про­вести большую серию работ по определению упругого сопроти­вления и автоскрепления стальных пустотелых цилиндров [152].

Мультипликаторы с автоматическими клапанами

Мультипликатор на 15 000 ат [43, 73]. На рис. 84,а изображена конструкция мультипликатора с автоматическими клапанами, предназначенного для работы при давлении до 15 000 ат. Муль­типликатор состоит из цилиндра низкого давления, двухслойного цилиндра высокого давления 2, шариковых или тарельчатых клапанов — всасывающего 3 и нагнетательного 4, с уплотнением поршня сверхвысокого давления 5 комбинированной пробкой 6. Для уплотнения поршня низкого давления применена резиновая прокладка 7. Практика работы в Институте высоких давлений показала, что мультипликатор вполне пригоден для работы как с жидкостями, так и с газами, которые он может подавать в лю­бой присоединенный к нему аппарат или систему.

Рис. 83. Гидравлический пресс-мультипликатор, работающий при давлении 10000 am.

1—полуниппель; 2— уплотнитель­ное кольцо; 3—обтюраторное кольцо; 4—крышка; 5—ниппель; 6,7—манжеты; 8—шайба; 9— плунжер; 10—шток; 11, 12—гай­ки; 13—шайба; 14—поршень; 15 — гайка; 16—шайба; 17—шпилька; 18 — обтюратор; 19—ниппель на­жимной; 20—уплотнительное коль­цо; 21 -корпус пресса; 22—упор­ное кольцо;        23—обтюраторное кольцо; 24—упорное кольце; 25— шток; 26—обтюраторное кольцо; 27- yплоmнительное кольцо; 28- шток; 29—корпус вентиля; 30— втулка; 31—шпиндель;.32 —втулка; 33— винт; 34—корпус вентиля; 35— упорное кольцо; 36— ручка; 37—полуниппель нажимной; 38— конус удлиненный; 39—трубка; 40—стержень; 41—игла; 42 — втул­ка.

Схема установки для сжатия газа при помощи мультиплика­тора показана на рис. 84,б.

Рис. 84. Мультипликатор Института высоких давлений с автоматическими клапанами на 15 000 am (конструкции Б. А. Корндорфа).

а) Мультипликатор:        1—цилиндр низкого давлении; 2—цилиндр высокого давления; 3, 4— всасывающий и нагнета­тельный клапаны; 5 —поршень высокого давлении; 6 —уплотняющая пробка; 7— резиновая прокладка.

б) Схема установки: 1—компрессор; 2— мультипликатор; 3,4—вентили низкого давления; 5—баллон высокого давления.

Рис. 85. Мультипликатор Ин­ститута азота (ГИАП) на 10 000 am.

1—всасывающий клапан; 2—нагнета­тельный клапан; 3—клапанная короб­ка; 4—малый поршень; 5—большой поршень; 6—цилиндр высокого давле­ния; 7—цилиндр низкого давления.

Газовая линия от компрессора всё время сообщена со всасы­вающим клапаном мультипликатора 2.

Предположим, что поршень первоначально находится в верх­нем положении и оба вентиля низкого давления 3 и 4 закрыты. При открывании вентиля 3 газовая подушка в баллоне высокого давления 5 стравливается (если, воздух, то в атмосферу, если ценный газ, то в газгольдер) и поршень высокого давления под действием газа, поступающего от компрессора, опускается. После этого закрывают вентиль 3 и открывают вентиль 4. Газ, поступая в баллон, выжимает из него воду под поршень низкого давления мультипликатора. Поршень перемещается кверху, причем про­исходит нагнетание газа в систему через нагнетательный кла­пан. Всасывающий клапан при этом автоматически закрывается. После подъема поршня до верху цикл повторяется. Работа данного мультипликатора напоминает работу тихоходного ком­прессора. Весь цикл протекает автоматически, за исключением открывания и закрывания вентилей 3 и 4 у полости низкого давления, однако и в этой части процесс можно легко автомати­зировать. При наличии насоса высокого давления можно обой­тись без баллона 5, подавая жидкость прямо под поршень низ­кого давления. Газовая линия от компрессора соединяется только со всасывающим клапаном. Этой схемой работы мультиплика­тора можно пользоваться и для подачи жидкости в систему сверхвысокого давления.

Мультипликатор на 10 000 ат. В основу конструкции мульти­пликатора Института азота (рис. 85) положен мультипли­катор с автоматическими клапанами Института высоких давле­ний.   

Принятое соотношение площадей поршней равно 1 :24. Цилиндр высокого давления изготовлен из стали Э-18 с преде­лом прочности 107 кг/мм2, низкого — из стали 5. Всасывающий и нагнетательный клапаны имеют по два шарика из стали ШХ-12.

Ход нагнетания производится подачей жидкости под поршень низкого давления, обратный ход — под действием жидкости, по­ступающей в цилиндр высокого давления.

Поршень низкого давления уплотняется двумя кожаными манжетами. Поршень высокого давления изготовлен из стали ШХ-12 и имеет на конце набивку из чередующихся кожаных и латунных колец.

Наличие клапанов дало возможность заполнять реактор при помощи нескольких ходов поршня. Это позволило увеличить объем реактора и, кроме того, разгрузило уплотнение поршня, которое работает только во время создания давления, что, в свою очередь, удлиняет срок его службы [78].