[实用新型]一种锥形活塞

说明书

技术领域

本实用新型涉及加压装置领域，更具体涉及一种锥形活塞，适用于活塞圆筒型超高温高压装置。

背景技术

活塞圆筒型超高温高压装置是一种可以提供高温高压的实验装置，它可以提供温度高达2000℃和压力高达4GPa的高温高压环境，在地质学、材料学、物理学、化学、航天航空、生物医药等科学领域中被广泛使用。其中，活塞圆筒型超高温高压装置中的活塞对装置压力的产生起到了非常关键的作用，它包含活塞头和活塞套等部件。目前，活塞圆筒型超高温高压装置中活塞的活塞头一般都由硬质合金如碳化钨制造，价格昂贵。同时，对活塞头的尺寸要求非常严格，如果活塞头的尺寸大于活塞套的尺寸，活塞头就不能放入活塞套中使用。如果活塞头的尺寸小于活塞套的尺寸太多，在高温高压条件下，实验样品等内容物会沿活塞套溢出。因此，要求活塞头与活塞套的尺寸非常匹配。否则，轻则会造成活塞磨损严重，降低其使用寿命，重则会影响装置的使用性能甚至直接导致装置无法使用。这也意味着对活塞的设计和制造需要非常精密，由此大大增加了成本。此外，同一尺寸的活塞套只能匹配特定尺寸的活塞头。换言之，同一尺寸的活塞头也只能匹配特定尺寸的活塞套。这也造成了使用上的不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种锥形活塞，结构简单、使用方便，并且大大节约了成本。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种锥形活塞，包括活塞套，还包括设置在活塞套上方的上压头和贯穿活塞套上下顶面的样品仓，上压头底部嵌入设置有活塞头主体，活塞头主体底部固定有活塞头锥形底座，还包括下压头，下压头顶部嵌入设置有活塞底座，活塞底座顶面设置有密封垫片，样品仓的底部边沿设置在密封垫片上。

如上所述的样品仓为圆形孔，活塞头锥形底座包括外径与样品仓内径适配的圆柱主体和设置在圆柱主体底部的锥形头。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、降低了活塞头的设计与制造成本。因为活塞头锥形底座部分采用成本较低的软质合金如铝合金（铝锰合金）材料制造，一方面减少了成本较高的硬质合金如碳化钨材料的使用，另一方面，由于软质合金在高压环境下会发生形变并与活塞套形成良好的密封环境，可以阻止实验样品等内容物沿活塞套溢出。这有利于降低对活塞头尺寸设计和制造的要求，进而降低其成本。

2、增强了活塞头的使用便捷性，本实用新型所提供的活塞头可以通过换取不同尺寸的活塞头锥形底座部分与活塞头主体部分拼制而成。如1所述，由于活塞头的锥形底座部分是由软质合金制造，在高压环境下会发生形变并与活塞套形成良好的密封环境，可以阻止实验样品等内容物沿活塞套溢出。这意味着同一尺寸的活塞头可以适用于尺寸稍大的不同尺寸活塞套或同一尺寸的活塞套可以适用于尺寸稍小的不同尺寸活塞头。这大大增强了使用上的便捷性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1-上压头；2-活塞头主体；3-活塞头锥形底座；4-活塞套；5-密封垫片；6-活塞底座；7-下压头。

具体实施方式

    以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

如图1所示，一种锥形活塞，包括活塞头主体2、活塞头锥形底座3、活塞套4、活塞底座6，还包括上压头1、下压头7和密封垫片5（可以是镍铜合金）。活塞头主体2和活塞头锥形底座3拼制在一起构成活塞头，从活塞套4上方套入活塞套4中。活塞套4放置在活塞底座6上，活塞套4和活塞底座6之间放置有密封垫片5。活塞头主体2嵌入上压头1中，活塞底座6嵌入下压头7中。连接关系都是直接嵌入，靠的是二者精密的匹配度，拆卸时由于二者相对之间比较润滑，可容易取出。

本实用新型工作时，通过换取不同尺寸的活塞头锥形底座3与同一尺寸的活塞头主体2可以制成不同尺寸的活塞头。在活塞圆筒型超高温高压装置实施的高温高压实验过程中，将活塞头从活塞套4上方套入活塞套中。活塞套4放置在活塞底座6上，活塞套4和活塞底座6之间放置有密封垫片5。实验样品放置在活塞头与密封垫片5之间的空腔内。外部液压系统对上压头1施加压力，进而传递到实验样品上。由于活塞头锥形底座3是由软质合金如铝合金（可以是铝锰合金）制造，在高压环境下会发生形变并与活塞套4形成良好的密封环境。下压头7将压力施加于活塞底座6上，进而传递到实验样品上。密封垫片5可以起到良好的密封效果，有效保护实验样品等内容物不沿活塞套溢出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。