[發明專利]一種層間充液式超高壓裝置

有效

• 申請號: 201711162637.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107989997B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 趙孟軍;吳志林;蔡紅明
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: F16J12/00
• 分類號: F16J12/00
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 唐代盛<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種層間充液式超高壓裝置，包括內筒、外筒、活塞、壓力軸、密封件以及媒介液；外筒為一端開口的筒形結構；內筒的底端固定設置在外筒的內部底端，內筒的長度小于外筒內圓孔的深度；內筒外壁與外筒內壁之間填充有媒介液；內筒為內部設有臺階孔的筒形結構；臺階孔的上端圓孔大于下端圓孔，活塞設置在內筒的圓孔內；活塞上端圓柱外圓與內筒臺階孔的上端圓孔內部貼合，活塞下端圓柱外圓與內筒臺階孔的下端圓孔內部貼合；活塞在內筒可上下滑動；活塞下端圓柱的長度小于內壁筒下端圓孔的深度；內筒的下端圓孔內填充有媒介液；壓力軸設置在外筒的頂端；壓力軸下端與內筒的上端之間留有間隙，用于填充媒介液；本發明提高了內筒內壁承載能力，安全、可靠。

技術領域

本發明屬于超高壓容器技術領域，特別是一種層間充液式超高壓裝置。

背景技術

超高壓容器在粉末冶金、人造水晶、地質力學、航空航天、等靜壓處理等諸多領域都有著廣闊的應用空間。現有技術的超高壓容器主要有單層厚壁筒、多層縮套式結構、纏繞式結構、自增強式結構以及其組合結構形式等幾種結構類型，其中多層縮套式結構與自增強式結構是目前應較多的超高壓容器技術，例如文獻：徐長江,李東升,竇建鵬,等.縮套式超高壓容器簡體的有限元分析[J].鍛壓裝備與制造技術,2011(6):83-86，公開了一種多層縮套技術的超高壓力容器，其研究指出該超高壓容器的最高工作承載壓力約為其所用材料的屈服強度的0.7倍；文獻：Hu Z,Puttagunta S.Computer Modeling of InternalPressure Autofrettage Process of a Thick-Walled Cylinder With the BauschingerEffect[J].American Transactions on Engineering&Applied Sciences,2012.公開了一種自增強技術的超高壓力容器，其研究指出自增強技術的壓力容器的最高工作承載壓力約為其材料屈服強度的0.75倍。上述文獻結果都表明這兩種超高壓容器的承載能力都小于其材料的屈服強度，不能發揮材料本身的力學性能，因而使得壓力筒的承載能力有限。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種層間充液式超高壓裝置，以解決現有的壓力容器/壓力筒的承載能力都小于其材料的屈服強度導致承載能力有限的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種層間充液式超高壓裝置，包括內筒、外筒、活塞、壓力軸、密封件以及媒介液；所述外筒為一端開口的筒形結構；所述內筒的底端固定設置在外筒的內部底端，內筒的長度小于外筒內圓孔的深度；所述內筒外壁與外筒內壁之間填充有媒介液；所述內筒為內部設有臺階孔的圓筒形結構；所述臺階孔的上端圓孔大于下端圓孔，所述活塞設置在內筒的圓孔內，所述活塞為上端直徑大于下端直徑的階梯圓柱體結構；活塞上端圓柱外圓與內筒臺階孔的上端圓孔內部貼合，活塞下端圓柱外圓與內筒臺階孔的下端圓孔內部貼合；活塞在內筒可上下滑動；所述活塞下端圓柱的長度小于內壁筒下端圓孔的深度；內筒的下端圓孔內填充有媒介液；所述壓力軸設置在外筒的頂端；壓力軸下端與內筒的上端之間留有間隙，用于填充媒介液。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

(1)承載能力強：內筒與外筒之間填充有媒介液，使得內筒內壁的極限承載能力為媒介液壓力與內筒材料承載能力的疊加，從而使內筒內壁的彈性極限承載能力高于所用材料的屈服強度，即提高了內筒內壁承受等靜液壓力的能力。

(2)安全可靠：由于內、外筒的層間媒介液的存在的壓力，減輕了內筒材料的負擔，可使內、外筒均處于彈性狀態下工作，避免壓力筒長期在塑性工作狀態下發生塑性變形，造成尺寸失效；因而本裝置更加安全、可靠。

(3)設備操作簡易、方便：本發明裝置的增壓可直接通過對壓力軸端面施壓而實現，可通過普通壓力機等各種通用加壓裝置就可以，因而方便、實用。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。