專利名稱：壓熱器強(qiáng)力模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，具體說，屬于在高溫高壓下用離散材料(主要是粉末)的毛坯制造復(fù)合材料的壓熱器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為相近技術(shù)，已知用于在高溫高壓下獲得復(fù)合材料的高壓容器，它包括容器外殼、帶活動密封的蓋和帶承受裝載物的軸向壓力的上下連接條的框架。外殼和框架固定在一起，僅框架的上連接條可拆卸(蘇聯(lián)專利CCCP№412922，B01J 3/04，02.09.1971)。
這種相近容器的缺點(diǎn)是使用時只能從上方往高壓容器中填料。另外，高壓容器是鍛焊或多層的，沒有考慮到高壓容器本身的冷卻，在生產(chǎn)工藝流程中使用高壓，特別是使用高溫，大受限制，降低了它的工藝可能性，同時也降低了使用的可靠性和安全性。
作為第二個相近技術(shù)，已知在蘇聯(lián)專利CCCP№402185，B22F 3/14，12.10.1973中描述了在高壓下，利用高溫對粉末材料進(jìn)行熱處理的裝置。這個裝置消除了上述裝置的大部分缺點(diǎn)，因?yàn)檫@個裝置在生產(chǎn)過程中，承受軸向壓力負(fù)荷的裝置是一個壓力架。這個壓力架由上下兩個全金屬的箍、限動桿和條形帶組成。擠壓室本身有一個兩端有圓環(huán)的圓筒高壓缸，和預(yù)先固定在它上面的承受應(yīng)力的箍。工作室還裝有電加熱器件，冷卻系統(tǒng)和高壓氣的供氣入口。壓力架安放在軌道上。
第二個相近技術(shù)的裝置在高壓下對粉末材料進(jìn)行熱處理技術(shù)能力大大超過第一個相近技術(shù)，因?yàn)樵试S在較高的溫度和壓力范圍實(shí)施工藝流程。
但是，承受壓力負(fù)荷裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還有一系列重大缺陷，它們限制了該裝置技術(shù)應(yīng)用的可能性，也降低了經(jīng)濟(jì)性和整體結(jié)構(gòu)的可靠性。例如，高壓桶的結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)用箍加固，但它的冷卻系統(tǒng)的效率低，還是限制工藝流程的溫度區(qū)間，或者增加冷卻液的消耗。
壓力支架的結(jié)構(gòu)具有全采用金屬制作的箍，很費(fèi)金屬?？傮w上這樣的結(jié)構(gòu)造價高，不經(jīng)濟(jì)。
ASEA公司1977年AQ00-102R說明書詳細(xì)描述的各向等壓的壓縮的基本結(jié)構(gòu)(樣機(jī))是最接近本申請的《壓熱器的強(qiáng)力?！芳夹g(shù)方案的相近技術(shù)。
各向等壓壓縮樣機(jī)有一個高壓容器，該容器由鋼桶、桶蓋和底座組成。鋼桶由高強(qiáng)度的鋼筒制成，帶預(yù)應(yīng)力鋼帶箍，桶蓋的作用是使高壓容器軸向密封。底座由兩個全金屬的半圓柱形狀的梁和使這兩個梁分離的支柱組成。梁和支柱用多層預(yù)應(yīng)力的高強(qiáng)度鋼帶固定。
和上述的相近技術(shù)比較，各向等壓壓縮樣機(jī)具有明顯的優(yōu)越性。首先是保證運(yùn)行的高度安全。
同時，各向等壓壓縮樣機(jī)的金屬用量大。全部用金屬(鑄鋼、鍛鋼等)制造的梁本身就耗費(fèi)大量金屬，而要求梁完全蓋住桶蓋，則更加大了金屬的消耗。梁間的支柱完全用金屬制造也屬于這類缺點(diǎn)?？傮w上裝置樣機(jī)的底座耗費(fèi)大量金屬和笨重妨礙它的應(yīng)用和要求使用輔助起重運(yùn)輸設(shè)備，從而要求提高車間的高度和增加額外的消費(fèi)。此外，高壓容器本身是用一個高強(qiáng)度的筒制造的，雖然用帶箍進(jìn)行了加固，仍不能充分保證容器的工作室有效地冷卻，還是限制了工藝流程的參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于降低上述近似樣機(jī)裝置的金屬消耗，提高可靠性和簡化使用。
上述的任務(wù)和它所達(dá)到的技術(shù)效果通過如下措施實(shí)現(xiàn)本發(fā)明建議的壓熱器強(qiáng)力模包括有兩個活動的端面密封蓋的容器、限制端面密封面蓋軸向移動的梁和承力框架。該裝置的特點(diǎn)是承力框架有三個橢圓形承力單元側(cè)面的兩個單元箍住橫梁，中間一個單元箍住橫梁和帶密封蓋的容器，三個單元在橫梁上相距相等，側(cè)面的兩個單元能向反方向移動，所有上述單元能從橫梁上移動下來，距離足以保證自由地取下橫梁和端面蓋。壓熱器橫梁由有間距的厚鋼板組合而成，在橫梁與橢圓形承力單元接觸的地方，鋼板間的空隙用鋼板嵌塊填滿，嵌塊厚度與相應(yīng)的空隙相等。嵌板的長度是橢圓形承力單元寬度的1.05-1.1倍，嵌板與梁板固定在一起。三個橢圓形承力單元都是焊接成的骨架，用高強(qiáng)度鋼帶箍增加其強(qiáng)度。壓熱器強(qiáng)力模的容器是多層襯套結(jié)構(gòu)，由貼緊在一起的圓筒形金屬套構(gòu)成，用高強(qiáng)度鋼帶箍固定。在其中一個內(nèi)層圓筒形金屬套上開溝槽，作為冷卻液體的通道。在上梁、下梁以及中間的橢圓形承力單元之間有過渡座，其形狀是同心圓柱面的兩個半圓橫梁，二個橫梁之間焊上徑向分布的鋼板肋骨使它們連接成一個整體。同時，里層的柱形半圓環(huán)落在橫梁上，外層的柱形半圓支撐中間的橢圓形承力單元。


壓熱器強(qiáng)力模由圖1-3描述。
圖1壓熱器強(qiáng)力模剖面和容器壁的局部放大圖。
圖2從圖1的B點(diǎn)觀看壓熱器強(qiáng)力模的側(cè)視圖。
圖3從圖1的A點(diǎn)觀看壓熱器強(qiáng)力模的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
壓熱器強(qiáng)力模包含由金屬板材焊接的圓筒套殼2、3和4鑲嵌而成的多層襯套容器1。中間的柱面套殼3設(shè)有冷卻液體流過的槽5。
容器1在水平方向的兩個端面有可拆卸的蓋6、7(上、下)，所述的蓋6、7設(shè)有有輸送工作液體、冷卻劑的入口和供電引線等(未示出)。
上下蓋6、7分別有密封墊圈8和9，保證容器1在工藝流程進(jìn)行中密閉。
為了提高強(qiáng)度和減少金屬消耗，容器1事先用高強(qiáng)度鋼帶箍10加固。容器1的箍固定在容器1的圓柱形套殼2上，位于兩個階梯形法蘭-上階梯形法蘭11和下階梯形法蘭12之間。階梯形法蘭11和12之中的每一個的中心都有孔，保證它不受箍的影響裝配在圓柱形套殼2的外表面上。
上階梯形法蘭11和下階梯形法蘭12有窄的邊緣部分13和一個寬的中心部分14。借助位于中心部四個角的拉桿15上下階梯形法蘭11和12相連接。拉桿15通常用標(biāo)準(zhǔn)型材制成。在每一個拉桿15內(nèi)到法蘭盤孔中，裝入液壓缸16。
借助可拆卸的調(diào)節(jié)連接(例如，擠壓螺紋套和螺栓)容器1通過下法蘭12的邊緣部分固定在剛性連接在壓熱器強(qiáng)力模焊接的基座20的橫梁18、19上面的支撐點(diǎn)17上。基座包括安裝在底版上的立柱21和橫梁18，19，22和23。同時，立柱21和橫梁22和23的安裝應(yīng)保證在階梯形法蘭12中心部分表面和橫梁22和23之間的水平平面上有足夠大的空隙以確保中間的橢圓形承力單元30能夠通過。
在基座20的底版上設(shè)有安裝運(yùn)輸車25的導(dǎo)軌24。容器的上下蓋6和7被接觸蓋的上下橫梁26和27覆蓋。兩個側(cè)面的28和29和中心的30橢圓形承力單元有高強(qiáng)度鋼帶箍。側(cè)面橢圓形承力單元28、29圍捆住橫梁26、27和與它們距離相等的接觸表面。中間的橢圓形承力單元30圍捆住容器1，包括法蘭盤11、12的寬闊部位，和在橫梁22、23和下階梯形法蘭12之間的間隙內(nèi)切。橫梁26、27和容器1的蓋6、7的表面的接觸面積不超過容器1內(nèi)部圓柱表面截面的6/7。
兩個邊側(cè)橢圓形承力單元28和29位于橫梁26、27的邊緣，而中間的橢圓形承力單元30位于正中。同時借助于過渡的與橫梁配合的轉(zhuǎn)接座—上轉(zhuǎn)接座31和下轉(zhuǎn)接座32，中間的橢圓形承力單元30圍捆住橫梁26、27。
在橢圓形承力單元28、29、30的垂直面支架33上安裝了導(dǎo)向支撐輪34(圖上找不到34)。在這種情況下，邊側(cè)的橢圓形承力單元29和29沿著安裝在下階梯形法蘭12窄條內(nèi)表面上的導(dǎo)軌35、36移動，而中間的橢圓形承力單元30沿底座的橫梁22，23移動。在橫梁22、23上還安裝了帶齒輪39、40的液壓缸37、38。齒輪39、40固定在連桿上，與在橫梁22，23上的不動齒桿41、42和在中間的橢圓形承力單元30上的活動齒桿43、44咬合。在橫梁18、19上安裝塔式滑輪45、46、47、48。外面的大直徑滑輪構(gòu)成纜索傳輸機(jī)構(gòu)，纜索的終端49、50、51、52在中間的橢圓形承力單元30垂直部位從不同方向固定，纜索纏繞在滑輪上。在大滑輪的同一個軸上安裝較小直徑的滑輪53、54，同樣直徑的滑輪55、56安裝在邊側(cè)橢圓形承力單元28、29的導(dǎo)軌35、36的支點(diǎn)上。這些滑輪也構(gòu)成纜索傳輸機(jī)構(gòu)用以移動旁側(cè)的橢圓形承力單元28、29。纜索的上下回路的終端的固定分別對應(yīng)于邊側(cè)橢圓形承力單元28、29各自的相反方向。大、小滑輪的直徑當(dāng)作中間和邊側(cè)橢圓形承力單元30、28、29的步程。
為了在橢圓形承力單元28～30移動到位時固定其位置，備有限動器(未示出)。承力單元28～30是用軋制異型金屬材料57制作的，優(yōu)先采用槽鋼，格架間用高強(qiáng)度帶58纏繞。
橫梁26、27是用厚鋼板59制成的，鋼板之間有縫隙，所以一面是半圓柱面，另一個面是平面。
根據(jù)邊側(cè)橢圓形承力單元28、29距容器端的寬度，邊側(cè)橢圓形承力單元28、29的寬度，在橫梁26和27的中間中間的橢圓形承力單元30的寬度，在鋼板59之間鑲嵌附加板60，其厚度等于板59之間的空隙。板59和板60用焊接相連。
上過渡座31制作成兩表面為兩個柱面半環(huán)的形式(梁的同心面內(nèi)半環(huán)61和外半環(huán)62)，兩個半環(huán)之間焊上輻射狀分布的金屬肋骨63，使它們連接成整體。上過渡座31的寬度與中間的橢圓形承力單元30的寬度相等。下過渡轉(zhuǎn)接座32與上座相似，只有一個差別，即在柱面半環(huán)64、65之間在肋骨終端，與液壓缸16同軸，焊上4個圓柱襯套66，襯套的內(nèi)徑等于液壓缸16的外徑。
同時，在襯套和進(jìn)入襯套的活塞桿上鉆了孔。在肋骨上也安裝了在襯套66中的液壓缸16的固定裝置67。該裝置即活塞桿進(jìn)入襯套66的液壓缸和液壓缸16的活塞桿。
壓熱器強(qiáng)力模這樣工作在強(qiáng)力模安裝完畢和全部系統(tǒng)空載運(yùn)行之后，容器1內(nèi)的氣壓調(diào)整到1個大氣壓。在重力作用下，上蓋6連同上梁26和上過渡座31往下降落，直到容器1的上端面。下梁27連同下過渡座32和下蓋7下降到橢圓形承力單元28～30的橢圓表面。液壓缸16，其推拉桿借助于襯套66通過定位機(jī)構(gòu)67與下過渡座32和下梁27連接。下過渡座32、下梁27和下蓋7上升到最高極限位置。其結(jié)果是在邊側(cè)橢圓形承力單元28和29的橢圓表面、梁26、27和中間的橢圓形承力單元30的轉(zhuǎn)換座31和32之間形成空隙。
借助于齒條傳輸，利用液壓缸37和38中間的橢圓形承力單元30在輪子上移向邊側(cè)橢圓形承力單元28。同時依靠纜索的中間的橢圓形承力單元30，滑輪45、46、47、48，以及和它們固定在同一個軸上面的較小直徑的滑輪(53、54)轉(zhuǎn)動起來。從而導(dǎo)致邊側(cè)橢圓形承力單元28、29的纜索傳動機(jī)構(gòu)也開始運(yùn)動。旁側(cè)橢圓形承力單元28、29向相反方向移動，依賴對應(yīng)的滑輪直徑比，全部橢圓形承力單元28～30與梁26、27一起移動，使得有可能將梁、過渡座和容器蓋取出。
當(dāng)從下方裝料時，運(yùn)輸車25走到梁27、下過渡座32和下蓋7的下方。下過渡座32和下梁27以及下蓋7一起借助液壓缸16落到運(yùn)輸車25上。液壓缸16的活塞桿的固定裝置67在裝置67的油壓缸里的油壓的作用下開鎖。油壓缸16的活塞桿升高，使得運(yùn)輸車25連同下座32、下梁27和下蓋7能從容器1下面走出到達(dá)起重機(jī)工作區(qū)。待加工的制品裝到下蓋7上。運(yùn)輸車25連同下座32、下梁27、下蓋7和裝載物移動到容器1的軸的位置。油壓缸16的活塞桿往下降，起動固定機(jī)構(gòu)67，油壓缸16將下過渡座32、下梁27和帶裝載物的下蓋7提升，將帶裝載物的下蓋7裝進(jìn)容器1。運(yùn)輸車25從容器1底下走出，液壓缸37和38借助纜索傳動把橢圓形承力單元28～30移動到工作位置。就此強(qiáng)力模裝配就緒，準(zhǔn)備好進(jìn)入工藝流程。
當(dāng)從上方裝料時，移動橢圓形承力單元28～30到邊緣位置，用起重機(jī)摘掉上過渡座31、上梁26，并取下上蓋6。待加工的制品裝入容器1，此后用上蓋6關(guān)閉容器1，安裝上梁26和過渡座31。
橢圓形承力單元28～30的安裝與從下方裝料相同。
工業(yè)適用性本發(fā)明的強(qiáng)力模的金屬用量低，可靠，使用不復(fù)雜，在金屬粉末的高壓高溫加工中能找到廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種壓熱器強(qiáng)力模包括帶活動的端面密封蓋的容器、限制端面密封面蓋軸向移動的梁和承力框架，其特征在于承力框架有三個橢圓形承力單元，其中側(cè)面的兩個單元箍住橫梁，中間的一個單元箍住橫梁和帶密封蓋的容器，所述的三個單元在橫梁上相隔的距離相等，側(cè)面的兩個單元能反向移動，所有的上述單元能從橫梁上移動的距離達(dá)到足以保證可自由地取下橫梁和端面蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓熱器強(qiáng)力模，其特征在于橫梁由有間距的厚鋼板組合而成，并且在橫梁與橢圓形承力單元的接觸處的空隙用鋼板制成的嵌塊填滿，該鋼板的厚度與相應(yīng)的空隙相等，長度是橢圓形承力單元寬度的1.05-1.1倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的壓熱器強(qiáng)力模，其特征在于每個橢圓形承力單元都是帶高強(qiáng)度鋼帶箍焊接骨架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的壓熱器強(qiáng)力模，其特征在于所述的容器是焊接的軋板金屬圓筒緊貼在一起構(gòu)成的多層襯套結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度鋼帶箍固定，并且在其中一個內(nèi)層圓筒形金屬套上開溝槽，作為冷卻液體的通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的壓熱器強(qiáng)力模，其特征在于在上梁、下梁和中間的橢圓形承力單元之間有過渡座，其形狀是兩個同心圓柱面的半圓，二個半圓之間焊上呈輻射狀排列的鋼板肋骨，同時，里層的柱形半圓落在橫梁上，外層的柱形半圓支撐中間的橢圓形承力單元。
全文摘要
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，具體說，屬于在高溫高壓下用離散材料(主要是粉末)的毛坯制造復(fù)合材料的壓熱器的結(jié)構(gòu)。壓熱器強(qiáng)力模包括由彼此緊貼的用軋板金屬焊成的圓筒組成的，用高強(qiáng)度鋼帶箍加固的多層襯套容器，同時內(nèi)層金屬筒之一開了溝槽作為冷卻液體的通道。容器的密封靠活動的端面蓋、軸向限制端面蓋的梁和由三個橢圓形承力單元組成的承力框架，承力單元中兩個邊側(cè)單元箍住橫梁，一個中間單元箍住橫梁和帶密封蓋的容器，三個單元在橫梁上相隔距離相等，同時，兩個邊側(cè)單元能向相反方向移動，所有上述單元移動的距離保證能自由地取下橫梁和端面蓋。
文檔編號B01J3/03GK1473070SQ01818572
公開日2004年2月4日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月8日
發(fā)明者弗拉基米爾·伊薩科維奇·斯諾普, 弗拉基米爾 伊薩科維奇 斯諾普 申請人:列夫·阿納托利維奇·古邊科, 弗拉基米爾·伊薩科維奇·斯諾普, 列夫 阿納托利維奇 古邊科