Апарат для створення високого тиску

1. Апарат для створення високого тиску, що містить вузол осьового навантажування досліджуваного зразка з поршнем, співвісним ковадлам, призначеним для розміщення між ними досліджуваного зразка, закріпленим на опорах, який відрізняється тим, що його оснащено вузлом створення зсувних деформацій, кінематично зв'язаним з поршнем, який додатково має можливість обертання навколо своєї осі, до опор прикріплені елементи, призначені для виміру товщини досліджуваного зразка і кута між робочими поверхнями ковадел, вузол створення зсувних деформацій має елемент для виміру кута обертання поршня, вузол осьового навантажування досліджуваного зразка має елементи для вимірювання зусиль стиснення досліджуваного зразка, при цьому обидва згадані вузли, елементи, призначені для виміру товщини досліджуваного зразка і кута між робочими поверхнями ковадел, елемент для виміру кута обертання поршня, елементи для вимірювання зусиль стиснення досліджуваного зразка зв'язані з пристроєм автоматичного управління. 2. Апарат за п.1, який відрізняється тим, що як пристрій автоматичного управління він містить комп'ютер. 3. Апарат за п.1, який відрізняється тим, що вузол навантажування і вузол створення зсувних деформацій виконано у вигляді двох крокових двигунів, при цьому кроковий двигун вузла навантажування через муфту і редуктор з'єднано з гідропідсилювачем або додатковим редуктором, встановленим співвісно з поршнем, а кроковий двигун вузла створення зсувних деформацій через муфту, редуктор і зубчасту пару також з'єднано з поршнем, причому елементи для вимірювання зусиль стиснення досліджуваного зразка встановлено між поршнем і гідропідсилювачем або додатковим редуктором. 4. Апарат за п.1, який відрізняється тим, що елементи, призначені для виміру товщини досліджуваного зразка і кута між робочими поверхнями ковадел, виконані у вигляді пластин з електропровідним шаром, причому одна з пластин має кілька секцій, що мають форму окремих секторів, між якими є зазор. 5. Апарат за п.1, який відрізняється тим, що опори виконано кульовими з можливістю їхньої юстирування. 00 со Корисна модель відноситься до машинобудування і може бути використана при дослідженнях властивостей різних речовин в умовах високих тисків і/або температур, а також для моделювання процесів синтезу матеріалів. Відомий апарат для створення високого тиску (див. патент України №61005, МПК7 B01J3/06, опубл. 15.10.2003р., Бюл.№10), що містить вузол осьового навантажування досліджуваного зразка з поршнем, співвісним ковадлам, призначеним для розміщення між ними досліджуваного зразка, закріпленим на опорах, а також елементи для вимірювання властивостей речовини досліджуваного зразка, при цьому ковадла виконані з високотермобаричного діелектрика, наприклад, з високоміц ного полікристалічного корунда, одне ковадло може бути виконано у вигляді поршня і апарат оснащено системою струмопідводів. Відомий також найбільш близький за технічною суттю до корисної моделі апарат для створення високого тиску (див. авт.св. СРСР №1030005А, МПК7 B01J3/06, опубл.23.07.1983р., Бюл.№27), що містить вузол осьового навантажування досліджуваного зразка з поршнем, співвісним алмазним ковадлам, призначеним для розміщення між ними досліджуваного зразка, закріпленим на опорах, при цьому вузол осьового навантажування виконано у вигляді з'єднаного з корпусом апарата важеля за допомогою двох циліндричних цапф і сполученої з ними серги, при 4681 цьому осі цапф взаємно перпендикулярні Недоліками обох описаних вище пристроїв є те, що вони забезпечують тільки передачу осьового зусилля на досліджуваний зразок і не можуть реалізувати роботу пристрою в автоматичному режимі з накладанням на зразок зсувних деформацій, внаслідок чого неможливо здійснити вимірювання зсувних деформацій і товщини зразка, а також контролювати юстировку пристрою у процесі його навантажування В основу корисної моделі покладено завдання такого удосконалення апарата для створення високого тиску, при якому за рахунок оснащення його вузлом створення зсувних деформацій, кінематично зв'язаним з поршнем, який додатково має можливість обертання навколо своєї осі, а також зв'язку обох згаданих вузлів і пропонованих елементів для вимірювання параметрів досліджуваного зразка з пристроєм автоматичного управління забезпечується можливість проводити дослідження в автоматичному режимі в широкому діапазоні вимірюваних величин навантаження, зсувних деформацій і товщини досліджуваного зразка, та контролювати юстировку пристрою у процесі навантажування Для вирішення поставленого завдання апарат для створення високого тиску, що містить вузол осьового навантажування досліджуваного зразка з поршнем, СПІВВІСНИМ ковадлам, призначеним для розміщення між ними досліджуваного зразка, закріпленим на опорах згідно корисної моделі оснащено вузлом створення зсувних деформацій, кінематично зв'язаним з поршнем, який додатково має можливість обертання навколо своєї осі, до опор прикріплені елементи, призначені для виміру товщини досліджуваного зразка і кута між робочими поверхнями ковадел, вузол створення зсувних деформацій має елемент для виміру кута обертання поршня, вузол осьового навантажування досліджуваного зразка має елементи для вимірювання зусиль стиснення досліджуваного зразка, при цьому обидва згадані вузли, елементи, призначені для виміру товщини досліджуваного зразка і кута між робочими поверхнями ковадел, елемент для виміру кута обертання поршня, елементи для вимірювання зусиль стиснення досліджуваного зразка зв'язані з пристроєм автоматичного управління, оптимальним при цьому є, коли як пристрій автоматичного управління пропонований апарат містить комп'ютер, вузол навантажування і вузол створення зсувних деформацій виконано у вигляді двох крокових двигунів, при цьому кроковий двигун вузла навантажування через муфту і редуктор з'єднано з пдропідсилювачем або додатковим редуктором, встановленим СПІВВІСНО з поршнем, а кроковий двигун вузла створення зсувних деформацій через муфту, редуктор і зубчасту пару також з'єднано з поршнем, причому елементи для вимірювання зусиль стиснення досліджуваного зразка встановлено між поршнем і пдропідсилювачем, або додатковим редуктором, елементи, призначені для виміру товщини досліджуваного зразка і кута між робочими поверхнями ковадел, виконано у вигляді пластин з електропровідним шаром, причому одна з пластин має кілька секцій, що мають форму окремих секторів, між якими є зазор, а опори виконано шаровими з можливістю їхньої юстировки Завдяки реалізації пропонованого нами апарата для створення високого тиску забезпечується можливість створення у досліджуваному зразку статичного тиску до ЮОГПа, зсувних деформацій, проводити роботу апарата повністю в автоматичному режимі за камандою з пристрою автоматичного управління, наприклад з комп'ютера, вимірювати величини осьового навантажування зразка і величини зсувних деформацій, а також товщину досліджуваного зразка в процесі навантажування з високою точністю до 1 мк, контролюючи при цьому юстировку системи в процесі навантажування з точністю 1 кутова хвилина На кресленнях проілюстровано пропонований апарат для створення високого тиску, де представлено подовжний переріз апарату Апарат для створення високого тиску містить вузол осьового навантажування досліджуваного зразка, виконаний у вигляді крокового двигуна 1, який через муфту 3 і редуктор 4 з'єднано з пдропідсилювачем 5 (або додатковим редуктором), встановленим СПІВВІСНО З поршнем 6 і алмазними ковадлами 15, призначеними для розміщення між ними досліджуваного зразка, закріпленими на опорах 16 і встановленими на кульових опорах 17 і 18 з можливістю їхньої юстировки за допомогою юстировочних гвинтів 19, а також елементи для вимірювання параметрів досліджуваного зразка, прикріплені до опор 16 елементи вимірювання товщини зразка і кута між робочими поверхнями алмазних ковадел 20 у вигляді пластин із фольгованого текстоліту, причому одна з пластин, наприклад нижня пластина, має кілька секцій, які мають форму окремих секторів, між якими є зазор крім того між поршнем 6 і пдропідсилювачем 5 встановлено елементи для вимірювання зусиль стиснення 12 досліджуваного зразка, у вигляді ємнісного датчика, що містить пружину 13 і пару чутливих елементів 14 у вигляді пластин з електропровідним шаром, апарат оснащено вузлом створення зсувних деформацій, виконаним у вигляді крокового двигуна 2, який через муфту 7, редуктор 8 і зубчасту пару 9-10 також з'єднано з поршнем 6, який додатково має можливість обертання навколо своєї осі, обидва згадані вузли 1, 3-5 і 2,7-10 кінематично зв'язані з пристроєм автоматичного управління ними 21, наприклад комп'ютером, а вузол створення зсувних деформацій 2,7-10 має елемент 11 для виміру кута обертання поршня 6, теж зв'язаний з пристроєм автоматичного управління 21 Апарат для створення високого тиску працює так Пристрій автоматичного управління 21 забезпечує роботу апарата з одночасним вимірюванням всіх необхідних параметрів в автоматичному режимі Юстировочними гвинтами 19 встановлюють ковадла 15 у площинно-паралельний і СПІВВІСНИЙ стан і розташовують між ними досліджувальний зразок, після чого переміщують поршень 6 вниз, створюючи при цьому за допомогою навантажувального вузла 1,3-5 і вузла створення зсувних деформацій 2,7-10 осьові і зсувні деформації, відпо 4681 відно, на досліджуваний зразок При необхідності проведення термобаричних випробувань можливе одночасне нагрівання зразка за допомогою системи лазерного нагрівання, наприклад за допомогою твердотільного безперервного лазера ГОІ-16 потужністю ЗОвт з довжиною хвилі випромінювання 6 1,06мкм (на кресленнях не показано), яке широко використовується в техніці і не потребує додаткового спеціального проектування при роботі з пропонованим апаратом для створення високого тиску 17 20 15 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж 37 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601