RU2436657C1 - Gasostatic extruder - Google Patents
Gasostatic extruder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436657C1 RU2436657C1 RU2010130557/02A RU2010130557A RU2436657C1 RU 2436657 C1 RU2436657 C1 RU 2436657C1 RU 2010130557/02 A RU2010130557/02 A RU 2010130557/02A RU 2010130557 A RU2010130557 A RU 2010130557A RU 2436657 C1 RU2436657 C1 RU 2436657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pressure
- carbon dioxide
- cylinder
- balloon
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для изостатической обработки материалов и наиболее эффективно может быть использовано для уплотнения отливок и диффузионной сварки деталей из алюминиевых, магниевых сплавов и латуни.The invention relates to equipment for isostatic processing of materials and can be most effectively used for compaction of castings and diffusion welding of parts from aluminum, magnesium alloys and brass.
Аналогом заявляемого технического решения является газостат (пат. №2350429 C1 (B22F 3/14, В29С 43/10) от 09.06.2007 г). Газостат содержит рабочую камеру, станину, газовую систему с компрессорами низкого и высокого давления, соединенную с рабочей камерой и оснащенную запорно-регулирующей аппаратурой, системы нагрева, охлаждения и управления.An analogue of the claimed technical solution is a gas thermostat (US Pat. No. 2350429 C1 (B22F 3/14, B29C 43/10) dated 06/09/2007). The gas thermostat contains a working chamber, a bed, a gas system with low and high pressure compressors connected to the working chamber and equipped with shut-off and control equipment, heating, cooling and control systems.
Основным недостатком аналога является длительность рабочего цикла обработки, связанная с длительностью подъема давления, охлаждения и откачки инертного газа.The main disadvantage of the analogue is the length of the processing cycle associated with the duration of the pressure rise, cooling and pumping of inert gas.
Для сокращения цикла обработки в статье F.X.Zimmerman HIP equipment for industrial application, опубликованной в Metal Powder Report, 1980 г., №7, p.p.300-304 предлагается использовать сжиженный аргон, применение которого значительно сокращает время подъема давления в камере газостата.To shorten the processing cycle, F.X. Zimmerman HIP equipment for industrial application, published in Metal Powder Report, 1980, No. 7, p.p.300-304, proposes the use of liquefied argon, the use of which significantly reduces the time of pressure rise in the gas chamber.
Этот газостат принят в качестве прототипа.This thermostat is adopted as a prototype.
Газостат состоит из рабочей камеры, в которую газ подается из емкости с жидким аргоном с помощью насосов низкого и высокого давлений через электрический испаритель аргона. Испаряясь, 1 литр жидкого аргона дает 835 литров газа при 15°С и давлении 0,1 МПа. По окончании рабочего цикла газ, выпускаемый из газостата, поступает в ожижитель, где с помощью жидкого азота конденсируется и вновь поступает в емкость с жидким аргоном.The gas thermostat consists of a working chamber into which gas is supplied from a container with liquid argon using low and high pressure pumps through an electric argon evaporator. Evaporating, 1 liter of liquid argon gives 835 liters of gas at 15 ° C and a pressure of 0.1 MPa. At the end of the operating cycle, the gas discharged from the gas thermostat enters the liquefier, where it is condensed using liquid nitrogen and re-introduced into a container with liquid argon.
Основным недостатком прототипа является необходимость использования криогенного оборудования для хранения и перекачки сжиженных азота и аргона. Охлаждение аргона с температур обработки до температуры сжижения требует значительных энергозатрат и сказывается на стоимости обработки, существенно удорожая ее.The main disadvantage of the prototype is the need to use cryogenic equipment for storage and pumping of liquefied nitrogen and argon. Cooling argon from processing temperatures to a liquefaction temperature requires significant energy costs and affects the cost of processing, significantly increasing its cost.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является замена криогенного оборудования на холодильное, сокращение эксплуатационных затрат на обработку, повышение производительности газостатической обработки.The technical result of the invention is the replacement of cryogenic equipment for refrigeration, reducing operating costs for processing, increasing the productivity of gas-static processing.
Технический результат достигается за счет оснащения газостата баллоном сжиженного углекислого газа, соединенным с приводом высокого давления и баллонной станцией инертного газа, давление в которой превышает давление в баллоне сжиженного углекислого газа; соединения сбросного трубопровода предохранительного клапана с баллоном сжиженного углекислого газа и установки на его напорном трубопроводе дроссельной шайбы, а также оснащение газостата резервным баллоном.The technical result is achieved by equipping the gas bath with a cylinder of liquefied carbon dioxide connected to a high-pressure drive and an inert gas cylinder station, the pressure of which exceeds the pressure in the cylinder of liquefied carbon dioxide; connecting the relief valve discharge pipe to a cylinder of liquefied carbon dioxide and installing a throttle washer on its pressure pipe, as well as equipping the gas tank with a backup cylinder.
Принципиальная схема заявляемого газостата представлена на чертеже.A schematic diagram of the inventive gas thermostat is presented in the drawing.
В газостат входят рабочая камера 1, соединенная с баллоном 2 сжиженного углекислого газа трубопроводом через привод высокого давления 3. Газовая полость баллона 2 соединена с баллонной станцией 4 инертного газа (аргона или азота). Баллонная станция состоит из нескольких стандартных 40 литровых баллонов. Полость рабочей камеры 1 соединена через предохранительный клапан 5 с баллоном 2 через дроссельную шайбу 6. Кроме того, газостат оснащен компрессором 7, на входе и выходе которого установлены теплообменники - холодильники 8 и 9. На линии трубопровода с холодильником 8 установлен дроссель 10 с регулируемой производительностью. Между холодильниками в линии трубопровода, установленной параллельно линии компрессора 7, смонтирован обратный клапан 11. На трубопроводах установлены вентили 12, 13, 14, 15, 16, 17 и резервный баллон 18 низкого давления.The gas chamber includes a working chamber 1 connected to the cylinder 2 of liquefied carbon dioxide by a pipeline through a high pressure drive 3. The gas cavity of the cylinder 2 is connected to the balloon station 4 of inert gas (argon or nitrogen). The cylinder station consists of several standard 40 liter cylinders. The cavity of the working chamber 1 is connected through a safety valve 5 to the cylinder 2 through a throttle washer 6. In addition, the gas thermostat is equipped with a compressor 7, at the inlet and outlet of which heat exchangers are installed - refrigerators 8 and 9. A throttle 10 with adjustable capacity is installed on the pipeline line with a refrigerator 8. . Between the refrigerators in the pipeline line installed parallel to the compressor line 7, a check valve 11 is mounted. Valves 12, 13, 14, 15, 16, 17 and a backup low-pressure cylinder 18 are installed on the pipelines.
Работа газостата осуществляется следующим образом. В исходном положении обрабатываемые заготовки загружают в рабочую камеру 1. Камеру закрывают. Сжиженный углекислый газ находится в баллоне 2 при температуре ниже 30°С, при которой давление газа в баллоне не превышает 7,4 МПа. Для облегчения подачи сжиженного углекислого газа в привод высокого давления 3, газовая полость баллона 2 соединена с баллонной станцией инертного газа 4, давление в которой превышает 7,4 МПа. Часть газа из баллонной станции 4 запускают в баллон 2 сжиженного углекислого газа, давление в газовой полости баллона 2 возрастает и сжиженный углекислый газ поступает в привод высокого давления 3, а из него через вентиль 12 в рабочую камеру. Для повышения производительности оборудования осуществляют горячую загрузку и выгрузку обрабатываемых заготовок. Перед подачей углекислого газа в рабочую камеру 1 вентили 13 и 17 закрывают. В результате нагрева в рабочей камере давление углекислого газа многократно возрастает. Так при подаче сжиженного углекислого газа при температуре 20°С и исходном давлении 10 МПа его плотность составляет 857 кг/м3, а при температуре 500°С при том же давлении - 67,78 кг/м3, т.е. объем газа по сравнению с жидкостью возрастает в 12,6 раза. Привод высокого давления обеспечивает повышение давления газа в рабочей камере газостата до 200 МПа. При достижении рабочего давления, датчик давления (на схеме не показан) дает команду на отключение привода высокого давления 3 и закрытие вентиля 12. В случае повышения давления свыше 200 МПа из-за нагрева газа, происходит сброс газа из рабочей камеры 1 в баллон 2 сжиженного углекислого газа через предохранительный клапан 5. Плавному сбросу давления способствует дроссельная шайба 6, установленная в линии сброса. Для предотвращения подачи нагретого газа в баллон 2 сжиженного углекислого газа, рабочий газ охлаждают в холодильнике 8. После закачки газа в рабочую камеру и завершения выдержки осуществляют сброс газа из рабочей камеры 1 газостата. Для этого открывают вентиль 13 и осуществляют транспорт газа через управляемый дроссель 10, обратный клапан 11 и холодильник 9 в баллон 2 сжиженного углекислого газа.The operation of the gas bath is as follows. In the initial position, the processed workpieces are loaded into the working chamber 1. The chamber is closed. Liquefied carbon dioxide is in cylinder 2 at a temperature below 30 ° C, at which the gas pressure in the cylinder does not exceed 7.4 MPa. To facilitate the supply of liquefied carbon dioxide to the high-pressure drive 3, the gas cavity of the cylinder 2 is connected to the balloon station of inert gas 4, the pressure of which exceeds 7.4 MPa. Part of the gas from the balloon station 4 is launched into the cylinder 2 of liquefied carbon dioxide, the pressure in the gas cavity of the cylinder 2 increases and the liquefied carbon dioxide enters the high pressure drive 3, and from it through the valve 12 into the working chamber. To increase the productivity of the equipment, hot loading and unloading of workpieces is carried out. Before the supply of carbon dioxide to the working chamber 1, the valves 13 and 17 are closed. As a result of heating in the working chamber, the pressure of carbon dioxide increases many times. So, when supplying liquefied carbon dioxide at a temperature of 20 ° C and an initial pressure of 10 MPa, its density is 857 kg / m 3 , and at a temperature of 500 ° C at the same pressure - 67.78 kg / m 3 , i.e. the volume of gas compared with the liquid increases by 12.6 times. The high pressure drive provides an increase in gas pressure in the working chamber of the gas thermostat up to 200 MPa. When the working pressure is reached, the pressure sensor (not shown in the diagram) gives the command to turn off the high-pressure drive 3 and close the valve 12. In case of a pressure increase above 200 MPa due to gas heating, gas is discharged from the working chamber 1 to the liquefied cylinder 2 carbon dioxide through the safety valve 5. Smooth pressure relief contributes to the throttle washer 6, installed in the discharge line. To prevent the supply of heated gas to the cylinder 2 of liquefied carbon dioxide, the working gas is cooled in the refrigerator 8. After pumping gas into the working chamber and completion of exposure, the gas is discharged from the working chamber 1 of the gas bath. To do this, open the valve 13 and carry out gas transport through a controlled throttle 10, a check valve 11 and a refrigerator 9 into a cylinder 2 of liquefied carbon dioxide.
Дроссель 10 позволяет регулировать подачу углекислого газа и обеспечивает его охлаждение до температуры ~20°С. После выравнивания давлений в рабочей камере 1 и баллоне 2, открывают вентиль 14, включают компрессор 7 и производят откачку углекислого газа из рабочей камеры 1 в баллон 2. В конце откачки открывают вентиль 15, установленный перед резервным баллоном 18 и осуществляют дополнительный сброс газа из рабочей камеры 1 в резервный баллон 18. Вентиль 13 закрывают и остатки газа из рабочей камеры 1 сбрасывают в атмосферу через вентиль 17, а из резервного баллона 18 продолжают откачку газа компрессором 7 в баллон 2. После сброса газа рабочую камеру открывают и из нее извлекают обработанные изделия.The throttle 10 allows you to adjust the flow of carbon dioxide and provides its cooling to a temperature of ~ 20 ° C. After equalizing the pressures in the working chamber 1 and the cylinder 2, open the valve 14, turn on the compressor 7 and pump out carbon dioxide from the working chamber 1 into the cylinder 2. At the end of pumping open the valve 15 installed in front of the reserve cylinder 18 and carry out an additional gas discharge from the working chambers 1 into the backup cylinder 18. The valve 13 is closed and the remaining gas from the working chamber 1 is discharged into the atmosphere through the valve 17, and from the backup cylinder 18 pumping gas is continued by the compressor 7 into the cylinder 2. After the gas is discharged, the working chamber is opened and and processed products are extracted from it.
Как показывает практика газостатической обработки отливок из алюминиевого сплава АЛ 9 при температуре 460…500°С, давлении до 200 МПа и времени выдержки ~5 минут, удается получить из отливок с начальным размером пор до 1 мм отливки с размером пор до 0,1 мм, существенно повысить их пластичность и служебные характеристики. Благодаря горячей загрузке и выгрузке отливок, сокращению времени выдержки удается значительно сократить время газостатической обработки.As the practice of gas-static treatment of castings from aluminum alloy AL 9 shows at a temperature of 460 ... 500 ° C, pressure up to 200 MPa and a holding time of ~ 5 minutes, it is possible to obtain castings with an initial pore size of up to 1 mm with a pore size of up to 0.1 mm , significantly increase their ductility and performance characteristics. Due to the hot loading and unloading of castings, reducing the exposure time, it is possible to significantly reduce the time of gas-static treatment.
Предлагаемое изобретение снижает энергозатраты при эксплуатации и капитальные затраты при установке благодаря замене дорогостоящего криогенного оборудования на холодильное, повышает производительность газостатической обработки, за счетThe present invention reduces energy consumption during operation and capital costs during installation by replacing expensive cryogenic equipment with refrigeration, increases the performance of gas-static processing, due to
- оснащения газостата баллоном сжиженного углекислого газа, соединенным с приводом высокого давления и баллонной станцией инертного газа, давление в которой выше давления в баллоне сжиженного углекислого газа;- equipping the gasstat with a cylinder of liquefied carbon dioxide connected to a high-pressure drive and an inert gas cylinder station, the pressure of which is higher than the pressure in the cylinder of liquefied carbon dioxide;
- соединения сбросного трубопровода предохранительного клапана с баллоном сжиженного углекислого газа и установки дроссельной шайбы на его напорном трубопроводе;- connection of the relief valve discharge pipe to a cylinder of liquefied carbon dioxide and the installation of a throttle washer on its pressure pipe;
- оснащения газостата резервным баллоном.- equipping the gas tank with a backup cylinder.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130557/02A RU2436657C1 (en) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Gasostatic extruder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130557/02A RU2436657C1 (en) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Gasostatic extruder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2436657C1 true RU2436657C1 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=45404285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010130557/02A RU2436657C1 (en) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Gasostatic extruder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2436657C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737106C1 (en) * | 2017-05-31 | 2020-11-24 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Press installation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4720256A (en) * | 1984-07-10 | 1988-01-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Hot isostatic press apparatus |
| US6159400A (en) * | 1995-08-01 | 2000-12-12 | Laquer; Henry Louis | Method for deforming solids in a controlled atmosphere and at adjustable rates, pressures and temperature |
| RU2263004C2 (en) * | 2000-04-04 | 2005-10-27 | Мессер Грисхайм ГмбХ | Method for making constructional member of powdered initial material and extractor suitable for performing the same |
| RU2350429C1 (en) * | 2007-06-09 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Gasostat |
-
2010
- 2010-07-22 RU RU2010130557/02A patent/RU2436657C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4720256A (en) * | 1984-07-10 | 1988-01-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Hot isostatic press apparatus |
| US6159400A (en) * | 1995-08-01 | 2000-12-12 | Laquer; Henry Louis | Method for deforming solids in a controlled atmosphere and at adjustable rates, pressures and temperature |
| RU2263004C2 (en) * | 2000-04-04 | 2005-10-27 | Мессер Грисхайм ГмбХ | Method for making constructional member of powdered initial material and extractor suitable for performing the same |
| RU2350429C1 (en) * | 2007-06-09 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Gasostat |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| F.X.Zimmerman HIP equipment for industrial application. Metal Powder Report, 1980 г., №7 c.300-304. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737106C1 (en) * | 2017-05-31 | 2020-11-24 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Press installation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4032337A (en) | Method and apparatus for pressurizing hot-isostatic pressure vessels | |
| KR102029921B1 (en) | Gas supply device and gas supply method | |
| JP7423616B2 (en) | Methods and equipment for storing and distributing liquefied hydrogen | |
| US20120130549A1 (en) | Plant for storing and supplying compressed gas | |
| CN103930674B (en) | Gas Balanced Brayton Cycle Cold Water Vapor Cryopump | |
| CN114739055B (en) | Liquid oxygen/liquid methane comprehensive supercooling system and method based on liquid oxygen refrigeration capacity | |
| JP2023131130A (en) | Apparatus and method for cooling down cryogenic pumps | |
| EP2505676B1 (en) | Quenching process and apparatus for practicing said process | |
| RU2436657C1 (en) | Gasostatic extruder | |
| US20050268938A1 (en) | Method and system for supplying carbon dioxide to a semiconductor tool having variable flow requirement | |
| RU2350429C1 (en) | Gasostat | |
| EP3722653A1 (en) | Combined hydrogen storage - compression system for the filling of high pressure hydrogen tanks | |
| RU2526505C1 (en) | Method of gas flow creation in aerodynamic tunnel and aerodynamic tunnel | |
| WO2021057934A1 (en) | Device for recycling carbon dioxide in heat treatment quenching process and method therefor | |
| KR101052513B1 (en) | Cooling cycle system for multistage compressor | |
| KR101525560B1 (en) | Power save apparatus of cryo pump system | |
| JP5084934B2 (en) | Defrost equipment in carbon dioxide circulation and cooling system | |
| WO2007016930A1 (en) | A hot isostatic pressing arrangement, method and use | |
| KR102677754B1 (en) | A device that implements a cryogenic space environment that uses room temperature nitrogen gas and controls temperature | |
| CN115389244A (en) | Deep sea low-temperature ultrahigh-pressure environment simulation system and simulation method thereof | |
| US20170182522A1 (en) | Treatment method and device using a supercritical fluid and a discharge storage volume | |
| PL191693B1 (en) | Method of and apparatus for supplying gas | |
| JP2007502960A (en) | Vacuum equipment | |
| TWI723642B (en) | Cooling device | |
| RU2737106C1 (en) | Press installation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130723 |