專利名稱：上三下三六面頂超高壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型，是高壓物理與高壓技術(shù)領(lǐng)域中的，適用于人造金剛石單晶體生長和聚晶體燒結(jié)的工業(yè)生產(chǎn)，及高壓物理實(shí)驗(yàn)研究工作中的一種靜態(tài)超高壓裝置。
目前，靜態(tài)超高壓裝置的種類很多，大都是用于高壓物理實(shí)驗(yàn)研究工作中，而在高溫超高壓下人造金剛石的工業(yè)生產(chǎn)中，一般常用的有年輪式兩面頂裝置和鉸式六面頂壓機(jī)兩種，少量使用單壓源45°斜面驅(qū)動的六面頂裝置，國外多用年輪式兩面頂裝置，該裝置高壓容積大，單次合成產(chǎn)量高，但高壓腔內(nèi)壓力梯度較大，對提高粗粒度高強(qiáng)度單晶體的單產(chǎn)比例不利，特別是頂錘受機(jī)架剛性的影響，與壓缸的彈性位移和速度不一致，降低了頂錘和壓缸的使用壽命，增加成本，影響正常的生產(chǎn)。我國人造金剛石工業(yè)生產(chǎn)多用鉸式六面頂壓機(jī)，改善了等靜力壓縮條件，操作也很方便，但是，該壓機(jī)的鉸式機(jī)架上支承著六個(gè)油缸壓源，保壓，對中和同步性能較差。45°斜面驅(qū)動的六面頂裝置，使用的是單壓源油壓機(jī)，保壓性能較好，六個(gè)頂錘的對中與同步性能，靠機(jī)架和模體的剛性和制造精度來保證，有很大的改善，但是上下兩個(gè)頂錘受機(jī)架剛性的影響，而水平四個(gè)頂錘受上下模體剛性的影響，難以解決六個(gè)頂錘彈性位移和速度的一致性問題。操作也不方便，故工業(yè)生產(chǎn)中很少使用。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種，新型的單壓源斜面驅(qū)動的上三下三六面頂超高壓裝置。它能實(shí)現(xiàn)六個(gè)頂錘高精度的對中和同步的壓縮正立方體傳壓介質(zhì)，發(fā)生超高壓力，同時(shí)保證在加載或卸載時(shí)六個(gè)頂錘彈性位移和速度的一致性，而且重復(fù)性穩(wěn)定，壓力穩(wěn)定，并具有較小的壓力梯度，適用于高溫超高壓下大粒度高品位單晶體的生長和高硬細(xì)粒度聚晶體燒結(jié)的人造金剛石工業(yè)生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，本裝置上下各有三個(gè)正方形端面的頂錘，形成一個(gè)正方體高壓室，其對角軸線與單壓源加壓方向一致。各頂錘壓配在保護(hù)鋼環(huán)內(nèi)，用四個(gè)調(diào)整頂錘軸線對中用的螺釘，固定在主滑塊的支座上，當(dāng)加壓墊板在單壓源壓力的作用下，六個(gè)啟動塊的副滑動斜面，分別同時(shí)啟動用擋塊定好初位的主滑塊，由上下模體上涂敷著潤滑薄膜的六個(gè)自動對中的V型主滑動斜面的驅(qū)動，使六個(gè)頂錘沿著與正立方體高壓室對角軸線夾角φ。＝54°44’的三條直交軸線方向，對中的同步壓縮正方體高壓室內(nèi)的固體傳壓介質(zhì)塊。而發(fā)生超高壓力。為了克服主滑動斜面上的摩擦力，主滑動斜面傾角φ≥φ。＝54°44’及φ〈60°，但不改變?nèi)龡l直交頂錘軸線的方向，因此，主滑塊上支座的端面與頂錘正方形端面要修正的互相平行。啟動塊上的副滑斜面傾角滿足關(guān)系式γ＝54°44’－arctg［1／(1.4142－tgδ)］。其中δ＝φ－54°44’本實(shí)用新型通電銅板與支座連接，把電直接送至頂錘，而使傳壓介質(zhì)中的超高壓腔內(nèi)產(chǎn)生高溫。
本實(shí)用新型因?yàn)槭褂脝螇涸醇訅?，保壓性能好。六個(gè)頂錘的移動完全靠上下模體的剛性及其制造精度來保正，與機(jī)架的剛性無關(guān)。而上下模體主滑動斜面的剛性是一致的，制造精度由專用卡具來保證。所以在加載或卸載時(shí)，能使六個(gè)頂錘高精度的實(shí)現(xiàn)對中和同步的壓縮正立方體傳壓介質(zhì)塊。同時(shí)保正六個(gè)頂錘彈性位移和速度的一致性，而且重復(fù)性穩(wěn)定，保壓性能好，壓力梯度小，這對在傳壓介質(zhì)塊中的超高壓腔內(nèi)，生長大顆粒高強(qiáng)度的單晶體和高硬細(xì)粒度聚晶體的燒結(jié)十分有利。本實(shí)用新型對頂錘的保護(hù)鋼環(huán)和主滑塊均進(jìn)行水冷卻，容易實(shí)現(xiàn)大電流長時(shí)間送溫與散熱的熱平衡，以滿足人造金剛石連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)的需要。由于上三下三六個(gè)頂錘在水平面分開，故放取傳壓介質(zhì)塊很方便，調(diào)整頂錘軸線的四個(gè)螺釘軸線垂直于傳壓介質(zhì)的密封棱邊，所以調(diào)整密封墊的厚度時(shí)很直觀。因此，本實(shí)用新型不僅適用于高壓物理實(shí)驗(yàn)工作，而且也適用于在高溫超高壓下，高品位人造金剛石單晶體和聚晶體的連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)實(shí)例本實(shí)用新型上下各有三個(gè)正方形端面的頂錘(1)對頂，形成一個(gè)正方體高壓室(10)，該室對角軸線與單壓源加壓方向一致，各頂錘(1)壓配在有水咀(4)的保護(hù)鋼環(huán)(3)內(nèi)，通過小墊塊(6)用調(diào)整頂錘軸線對中用的四個(gè)螺釘(14)，固定在接有通電銅板(5)的支座(7)上與主滑塊(8)連接。當(dāng)加壓墊板(9)在單壓源壓力p的作用下，上下模體(2)由擋墊(12)已預(yù)調(diào)定位的六個(gè)主滑塊(8)，同時(shí)被六個(gè)啟動塊(11)的副滑動斜面啟動，沿著涂敷有滑潤薄膜(13)的V型主滑動斜面滑動，使六個(gè)頂錘(1)沿著與正方體高壓(10)的對角軸線夾角φ＝54°44’的三條直交軸線方向，對中的同步壓縮正方體高壓室(10)內(nèi)的固體傳壓介質(zhì)塊，而發(fā)生超高壓力。卸壓后主滑塊(8)復(fù)位到擋塊(12)預(yù)調(diào)定位處，靠彈簧(15)來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.上三下三六面頂超高壓裝置，其特征在于上下各有三個(gè)正方形端面的頂錘(1)對頂，形成一個(gè)正立方體高壓室(10)，該室對角軸線與單壓源加壓方向一致，當(dāng)加壓墊板(9)在單壓源壓力p的作用下，上下模體(2)中的六個(gè)主滑塊(8)，分別由涂敷潤滑簿膜(13)的V型主滑動斜面和六個(gè)啟動塊(11)的副滑動斜面驅(qū)動，使六個(gè)頂錘(1)沿著與正方體高壓室(10)的對角軸線夾角Φo=54°44′的3條直交軸線方向，對中的壓縮固體傳壓介質(zhì)塊，而發(fā)生超高壓力，各頂錘軸線的對中靠螺釘(14)來調(diào)整，卸壓主滑塊(8)復(fù)位到擋塊(12)預(yù)調(diào)的初始位置上，靠彈簧(15)來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)包括頂錘(1)，鋼環(huán)(3)，小墊塊(6)，支座(7)，主滑塊(8)，啟動塊(11)，潤滑簿膜(13)，彈簧(15)各有六個(gè)；模體(2)，接電銅板(5)加壓墊板(9)上下2個(gè)；水咀(4)，螺釘(14)各有24個(gè)；正立方體高壓室(10)有1個(gè)；擋塊(12)有12個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上三下三六面頂超高壓裝置，其特征在于V型主滑動斜面的傾角φ≥54°44’及φ〈60°，啟動塊(11)上的副滑動斜面傾角γ＝54°44’－arctg［1／(1.4142－tgδ)］，式中δ＝φ－54°44’。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上三下三六面頂超高壓裝置，其特征在于V型主滑動斜面傾角φ≥54°44’時(shí)，支座(6)的端面要修正的與頂錘(1)的正方形端面互相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上三下三六面頂超高壓裝置，其特征在于鋼環(huán)(3)和主滑塊(8)上都安裝有通水冷卻的水咀(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上三下三六面頂超高壓裝置，其特征在于螺釘(14)的軸線方向與正方體高壓室(10)的棱邊互相垂直。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單壓源斜面驅(qū)動的上三下三六面頂超高壓裝置，它上下各有三個(gè)頂錘，在單壓源作用下，上下模體上的V形主滑動斜面，分別驅(qū)動著六個(gè)頂錘高精度的沿著三條直交軸線，對中的同步壓縮正立方體傳壓介質(zhì)塊，而發(fā)生超高壓力。同時(shí)保證在加載或卸載時(shí)，六個(gè)頂錘彈性位移和速度的一致性。本實(shí)用新型的水冷系統(tǒng)，容易實(shí)現(xiàn)大電流長時(shí)間送溫和散熱的熱平衡。所以本實(shí)用新型頂錘的使用壽命長，保壓性能好，壓力梯度小，適用于高溫超高壓下，大粒度高品位單晶體的生長和高硬細(xì)粒度聚晶體燒結(jié)的人造金剛石工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C30B35/00GK2153558SQ9320314
公開日1994年1月19日 申請日期1993年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月18日
發(fā)明者袁瑞林, 袁方, 袁兵 申請人:袁兵