Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Дополнительной трудностью, возникающей при создании контактных футеровок, является сильная релаксационная- способность некоторых футеровочных материалов, особенно термопластов. Это приводит к падению контактных напряжений в уплотнительных узлах и может вызвать разгерметизацию сосуда в цикле. Чтобы избежать этого, необходимо использовать специальные конструктивные решения. Одна из удачных конструкций самоуплотняющегося футерованного затвора для термопластического материала приведена на рис. 89. В этой конструкции само-
265 Рис. 89. Самоуплотняющийся пробковый затвор для контактных футеровок из термопластичных материалов
уплотнение достигается за счет радиальных перемещений конического выступа футеровки 3 крышки. Для обеспечения предварительного уплотнения можно использовать выпуклую вставку 2 между крышкой 1 и ее футеровкой. При вдавливании вставки в футеровку происходит поворот конического выступа и прижатие футеровки крышки к футеровке корпуса.
Следует иметь в виду, что футерованные из термопластичного материала затворы теряют контактные уплотнительные напряжения после сброса давления и охлаждения. Поэтому перед каждым циклом их необходимо перебирать и при необходимости реставрировать или менять футеровку крышки. Это не создает значительных дополнительных трудностей для верхнего затворного узла, но весьма неудобно для нижнего, который из-за этого надо вскрывать после каждого цикла. Это неудобство легко устранить в тех случаях, когда есть возможность изготавливать контактные футеровки с приварными или приклеенными днищами. Правда при этом надо обеспечить полную герметичность сварного или клееного шва, что не просто.
Общей проблемой контактных футеровок различного типа является контроль давления в рабочей полости. Одним из способов его осуществления является введение в эту полость манометрической коммуникации с разделительной камерой, выполненных из коррозие-стойкого материала. Такой подход встречает при своем осуществлении целый ряд трудностей, связанных с подбором защитного материала для коммуникации и разделителя, а также надежностью герметизации футерованного ввода.
Особенно значительными эти трудности становятся при использовании футеровок из термопластичного материала. Для таких футеровок гораздо более эффективным средством контроля рабочего давления является создание 266
Рис. 90. Самоуплотняющийся
футерованный затвор с коническим уплотнением и камерой замера давления:
1 — контактная футеровка корпуса;
2 — несущий сосуд; 3 — стенка камеры; 4 — крепежный элемент; S — крышка сосуда; 6 — вкладыш; 7 — камера малого объема для контроля давления; 8 — футеровка крышки в крышке верхнего затвора заполняемой камеры, которая отделяется от технологической среды тонкостенной футеровкой крышки рис. 90. Последняя в этой ситуации совмещает функции предохранения деталей затвора от коррозии и передающей давление мембраны. Камера перед началом цикла заполняется через манометрическую коммуникацию, и при нагреве сосуда в ней создается давление, которое из-за малой жесткости футеровки крышки будет практически совпадать с давлением в рабочей полости. Давление некоррозийной среды (обычно дистиллированной воды) в камере может быть легко измерено.
Камера заполняется частично водой из расчета получения в ней при рабочей температуре давления, близкого к рабочему в рабочей полости. При этом возникает необходимость обеспечения прочности футеровки крышки, так как даже незначительная ошибка в заливке камеры приводит к существенному изменению гидротермального давления жидкой гомогенизированной среды, заполняющей эту камеру. Эта ошибка возникает из-за погрешностей в заливке камеры и из-за практической невозможности точного учета влияния различия составов и температурах жидких гомогенизированных сред в камере и в реакционной полости на гидротермальное давление в них.
Прочность футеровки крышки под воздействием на нее перепада давлений в камере и реакционной полости можно обеспечивать за счет создания достаточно малой величины объема камеры. Баланс между давлениями в камере и реакционной полости достигается за счет упругих деформаций футеровки крышки под действием перепада давлений. В силу небольшого объема камеры эта деформация приводит к существенному изменению величины последнего, что вызывает изменение давления в камере в сторону его выравнивания с давлением в реакционной полости.
Для правильной и надежной эксплуатации футерованного аппарата с такой камерой необходимо уметь определять допускаемую величину объема камеры, при которой обеспечивается баланс давлений в камере и реакционной полости за счет упругих деформаций футеровки крышки (в зависимости от возможной ошибки в заливке камеры) в условиях гидротермальной гомогенизированной среды в камере для различных футеровочных материалов.
Для этого прежде всего надо найти соотношение между величиной объема камеры V и величиной максимально возможного (в условиях упругой деформации футеровки) изменения этого объема AVmax, при котором будет обеспечен вышеуказанный баланс давлений в случае отклонения фактического коэффициента заливки камеры от теоретически необходимого Ft. При этом под теоретическим понимается такой коэффициент заливки камеры, которому соответствует гидротермальное давление гомогенизированной среды, равное давлению в реакционной полости. Характеристикой отклонения фактического коэффициента за-
