УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для воздействия на обрабатываемый объект высоким гидростатическим давлением, в частности на дермальный матрикс с целью его децеллюляризации.
Известно устройство для гидростатического прессования, описанное в (Вестник ПНИПУ Механика, №2,2013. И.М. Березин «Создание экспериментальной установки для гидростатического сжатия пористых материалов»). Данное устройство содержит заполняемую гидравлической средой камеру, в которой размещают обрабатываемый объект. Устройство также содержит поршень цилиндрической формы.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) заявляемой полезной модели выбрано устройство для гидростатического прессования [JPH 02171172 (A)]. Данное устройство для гидростатического прессования включает прессовочную камеру и пресс-поршень с уплотнителем. Однако при высоком (до 700 МПа) давлении прессования происходит деформация стенок камеры, что приводит к увеличению зазора между камерой и пресс-поршнем, поскольку деформации пресс-поршня при этом являются незначительными. Указанное увеличение зазора приводит к утечке гидравлической среды.
Технической проблемой, решаемой при реализации полезной модели, является снижение вероятности утечки гидравлической среды через узел уплотнения.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для гидростатического прессования, включающем соосно расположенные прессовочную камеру, предназначенную для заполнения ее гидравлической средой и для размещения в ней обрабатываемого объекта, и установленный в прессовочной камере с возможностью осевого перемещения пресс-поршень, снабженный гидравлическим уплотнением, предназначенным для уплотнения соосно расположенных прессовочной камеры и пресс-поршня, согласно полезной модели пресс-поршень имеет осевую полость цилиндрической формы.
В частном случае выполнения полезной модели глубина полости составляет 0,6-0,7 высоты пресс-поршня, а отношение диаметров пресс-поршня и его полости составляет 1,3-1,7.
Выполнение пресс-поршня полым определяет возможность деформации его стенок при повышении давления гидравлической среды. Это позволяет компенсировать деформации прессовочной камеры, и, как следствие, зазор между нею и пресс-поршнем остается постоянным.
Глубина полости пресс-поршня и отношение диаметров пресс-поршня и его полости выбираются из условия обеспечения компенсации деформации стенок пресс-камеры и сохранения уплотнительного зазора практически неизменным в условиях воздействия высокого давления, при этом указанные величины зависят от используемых материалов.
Таким образом, техническим результатом полезной модели является снижение вероятности утечки гидравлической среды через узел уплотнения.
Глубина полости пресс-поршня, составляющая 0,6-0,7 высоты пресс-поршня, и отношение диаметров пресс-поршня и его полости, составляющее величину 1,3-1,7, выбраны в случае использования для изготовления прессующей камеры и пресс-поршня материалов, наиболее часто применяемых на практике, в частности, таких как сталь 40Х.
На фигуре представлен чертеж общего вида заявляемого устройства.
Устройство содержит камеру 1, заполненную гидравлической средой 2, пресс-поршень 3 с узлом гидравлического уплотнения 4, выполненным, в частности, в виде уплотнительного кольца. В верхней части пресс-поршня, в частности выполнен сквозной канал 5 с запорным клапаном 6. В камере размещен обрабатываемый образец 7. В частности, прессовочная камера 1 и пресс-поршень изготовлены из стали 40Х, глубина полости пресс-поршня 3 выбрана равной 0, 65 его высоты, а отношение диаметра пресс-поршня 3 и его полости выбрано равным 1,5.
Устройство работает следующим образом.
Образец 7 (дермальный матрикс), помещают в полиэтиленовый пакет с физиологическим раствором и размещают в камере 1. Заполняют камеру 1 гидравлической средой 2 (вода или глицерин) и вводят в камеру 1 пресс-поршень 3. Налагают требуемую нагрузку на пресс-поршень 3 от гидравлического пресса (на фигуре не показан) в течение времени, требуемого для удаления воздуха при открытом запорном клапане 6. После появления гидравлической среды клапан 6 закрывают. Дальнейшее увеличение нагрузки на пресс -поршень 3 создает необходимое давление в камере 1.
Образец 7 находится под давлением около 150 МПа в течение одной минуты. Давление может быть увеличено и определяется размерами образца. После снятия нагрузки извлекают образец из камеры. Обработка образца гидростатическим давлением позволяет получить ацеллюлярный дермальный матрикс, в котором подавлена жизнеспособность клеток кожи при сохранении коллагеновых структур.
В процессе испытаний устройства для гидростатического прессования были подвергнуты обработке 15 образцов. Давление варьировалось от 150 до 650 МПа, при этом не зафиксированы утечки гидравлической среды через узел уплотнения 4.