[发明专利]一种层间充液式超高压装置

说明书

本发明公开了一种层间充液式超高压装置，包括内筒、外筒、活塞、压力轴、密封件以及媒介液；外筒为一端开口的筒形结构；内筒的底端固定设置在外筒的内部底端，内筒的长度小于外筒内圆孔的深度；内筒外壁与外筒内壁之间填充有媒介液；内筒为内部设有台阶孔的筒形结构；台阶孔的上端圆孔大于下端圆孔，活塞设置在内筒的圆孔内；活塞上端圆柱外圆与内筒台阶孔的上端圆孔内部贴合，活塞下端圆柱外圆与内筒台阶孔的下端圆孔内部贴合；活塞在内筒可上下滑动；活塞下端圆柱的长度小于内壁筒下端圆孔的深度；内筒的下端圆孔内填充有媒介液；压力轴设置在外筒的顶端；压力轴下端与内筒的上端之间留有间隙，用于填充媒介液；本发明提高了内筒内壁承载能力，安全、可靠。

技术领域

本发明属于超高压容器技术领域，特别是一种层间充液式超高压装置。

背景技术

超高压容器在粉末冶金、人造水晶、地质力学、航空航天、等静压处理等诸多领域都有着广阔的应用空间。现有技术的超高压容器主要有单层厚壁筒、多层缩套式结构、缠绕式结构、自增强式结构以及其组合结构形式等几种结构类型，其中多层缩套式结构与自增强式结构是目前应较多的超高压容器技术，例如文献：徐长江,李东升,窦建鹏,等.缩套式超高压容器简体的有限元分析[J].锻压装备与制造技术,2011(6):83-86，公开了一种多层缩套技术的超高压力容器，其研究指出该超高压容器的最高工作承载压力约为其所用材料的屈服强度的0.7倍；文献：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.公开了一种自增强技术的超高压力容器，其研究指出自增强技术的压力容器的最高工作承载压力约为其材料屈服强度的0.75倍。上述文献结果都表明这两种超高压容器的承载能力都小于其材料的屈服强度，不能发挥材料本身的力学性能，因而使得压力筒的承载能力有限。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种层间充液式超高压装置，以解决现有的压力容器/压力筒的承载能力都小于其材料的屈服强度导致承载能力有限的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种层间充液式超高压装置，包括内筒、外筒、活塞、压力轴、密封件以及媒介液；所述外筒为一端开口的筒形结构；所述内筒的底端固定设置在外筒的内部底端，内筒的长度小于外筒内圆孔的深度；所述内筒外壁与外筒内壁之间填充有媒介液；所述内筒为内部设有台阶孔的圆筒形结构；所述台阶孔的上端圆孔大于下端圆孔，所述活塞设置在内筒的圆孔内，所述活塞为上端直径大于下端直径的阶梯圆柱体结构；活塞上端圆柱外圆与内筒台阶孔的上端圆孔内部贴合，活塞下端圆柱外圆与内筒台阶孔的下端圆孔内部贴合；活塞在内筒可上下滑动；所述活塞下端圆柱的长度小于内壁筒下端圆孔的深度；内筒的下端圆孔内填充有媒介液；所述压力轴设置在外筒的顶端；压力轴下端与内筒的上端之间留有间隙，用于填充媒介液。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)承载能力强：内筒与外筒之间填充有媒介液，使得内筒内壁的极限承载能力为媒介液压力与内筒材料承载能力的叠加，从而使内筒内壁的弹性极限承载能力高于所用材料的屈服强度，即提高了内筒内壁承受等静液压力的能力。

(2)安全可靠：由于内、外筒的层间媒介液的存在的压力，减轻了内筒材料的负担，可使内、外筒均处于弹性状态下工作，避免压力筒长期在塑性工作状态下发生塑性变形，造成尺寸失效；因而本装置更加安全、可靠。

(3)设备操作简易、方便：本发明装置的增压可直接通过对压力轴端面施压而实现，可通过普通压力机等各种通用加压装置就可以，因而方便、实用。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。