АВТОКЛАВ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к оборудованию для изготовления композиционных материалов, в частности к устройствам для термообработки изделий из композиционных материалов.
Известен автоклав, патент №2264777, В01J 3/04, 2005.11.27. для термообработки веществ под высоким давлением, состоящий из шарообразной емкости с загрузочным отверстием, герметизирующей крышки с фланцем, уплотнителя, ручки подвеса, упора, опор, при этом загрузочное отверстие имеет округлую форму. Автоклав снабжен манометром, термометром, входным краном и спускным клапаном, ввинченными в крышку. Для нагрева используют внешний источник.
Недостатками указанного устройства являются недостаточно широкий диапазон условий теплообмена, невозможность интенсифицировать процесс термообработки за счет применения высокотемпературных теплоносителей (рабочих тел) и увеличения конвективной составляющей.
В качестве прототипа выбран автоклав по патенту №2022635, В01J 3/00, 15.11.94, для термообработки изделий из композиционных материалов в газовой среде под давлением. Автоклав содержит корпус с крышкой, нагреватель с принудительной циркуляцией газового потока, подвижный экран, механизм передвижения и рельсовый путь, расположенные между корпусом и экраном. Экран снабжен силовыми несущими элементами, на которые снаружи установлен механизм передвижения.
Недостатками прототипа являются неспособность устройства обеспечить широкий диапазон условий теплообмена, невозможность интенсификации процесса за счет применения высокотемпературных (до 4000 К) теплоносителей (рабочих тел) и за счет увеличения конвективной составляющей.
Задачей настоящей полезной модели является создание автоклава - устройства, обеспечивающего расширение диапазона условий термообработки за счет применения высокотемпературных теплоносителей - инертных газов или воздуха, или продуктов горения углеводородных топлив, а также ракетных - жидких и твердых, и за счет обеспечения давления газов до 50 МПа и скорости обтекания обрабатываемой детали в диапазоне 10-900 м/с.
Указанный технический результат достигается тем, что предложенный автоклав, содержащий корпус с крышкой, теплоизоляцией и устройство для принудительной циркуляции газового потока, выполнен так, что крышка корпуса выполнена в виде
сопла, устройство для принудительной циркуляции газового потока выполнено в виде газогенератора, теплоизоляция корпуса выполнена в виде набора термостойких вкладышей, образующих с рабочими поверхностями обрабатываемого изделия канал, соединяющий газогенератор с соплом, площадь поперечного сечения канала равна
где q(λ)- заданная газодинамическая функция расхода,
кр.сопла
F - площадь критического сечения сопла.
Схема автоклава представлена на фигуре.
Автоклав содержит корпус 1, на входном фланце 2 которого закреплен газогенератор 3, а на выходном фланце 4 установлено сопло 5, теплоизоляция корпуса 1 выполнена в виде набора термостойких вкладышей 6, образующих с рабочими поверхностями обрабатываемого изделия 7 канал 8.
Автоклав работает следующим образом. Запускается газогенератор 3, нагретые газы (продукты горения) поступают в корпус 1 и, пройдя через канал 8, отдав тепло обрабатываемой поверхности изделия 7, выходят через сопло 5.