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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRIC MULTI-WALLED MULTI-CHAMBER WITH PRESSURE MULTIPLIERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/072564
Kind Code:
A1
Abstract:
A multi-chamber (10) comprising multi-walled chambers (16, 17) is built, provided with pressure multipliers (21, 22, 23), with electric valves and ducts, heater, etc., generating ultra-high isostatic pressure, much higher than that which is currently generated and in a safer way than with non-electric valves, both for the walls and the packing, in addition to the motor inflow and motor outflow electric valves (VEIM, VEEM). It incorporates a third duct in the motor inflow electric valve (VEIM), optional for bypassing the respective multiplier. It can be used to manufacture products of new materials and to carry out applied research within the framework of the many experiments performed in the diamond anvil cell.

Inventors:
MULET MARTÍNEZ MAURICIO EDUARDO (CL)
Application Number:
PCT/CL2020/050131
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
CASTRO ARRIAGADA LUIS OSVALDO (CL)
International Classes:
B30B11/00
Foreign References:
EP3312421A12018-04-25
EP2461034A22012-06-06
EP1795334A12007-06-13
US2131753A1938-10-04
Attorney, Agent or Firm:
JARRY IP SPA et al. (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Multicámara (10), como del invento 2571 - 2018, necesaria para comprimir usualmente a alta temperatura, usada principalmente en la industria metalúrgica para hacer piezas metálicas; confeccionada con cámaras de pared múltiple o simple las más interiores (11 , 12, 13, 14, etc.), de diferente largo y diámetros; con multiplicadores de presión (21, 22, 23, etc.) que van al interior de cada cámara y el exterior de la cámara siguiente; electroválvulas VEIM (31 , 32, 33, etc.) y VEEM (36, 37, 38, etc.) y válvulas asociadas al cilindro impulsor de los multiplicadores (21, 22, 23); con diversas válvulas de retención simple y eléctricas VRS y VRE (41 , 42, 43, etc.) pero que no tienen conexión directa a los multiplicadores; válvulas eléctricas VEPM (46, 47 ,48, etc.), asociadas al interior de las paredes; diversos conductos en particular el tercer conducto de bypass de cada multicámara, optativo (56, 57, 58, etc.); recipiente o contenedores flexibles (61 , 62, 63, etc.); un computador necesario para comandar válvulas y dispositivos; CARACTERIZADO porque; se introduce fluido con una bomba o compresor a Pa1 a la multicámara (10) y no se hace operar por dos válvulas eléctricas VIEM y VEEM un multiplicador (21 , 22, 23, etc.) hasta que esté llena a Pa1 al menos dos cámaras (11 , 12, 13, 14, etc.), cuando empieza a operar un multiplicador (21 , 22, 23) lo hace porque se cambia la válvulas eléctricas VIEM y VEEM de manera que envía una cilindrada al interior del motor que se llena y disminuye la presión, que acciona una cilindrada del compresor haciendo que este impulse una cilindrada a presión mayor que Pa1 ; después de varias cilindradas del multiplicador (21 , 22, 23), que se acciona con las válvulas VIEM y VEEM, hasta que tiene al menos dos cámara a presión Pa2, se comienza con un segundo multiplicador a impulsar hasta que se obtiene Pa3; y así llegamos a Pan; entonces el computador o el operador, modifica el perfil de presión a un nuevo perfil Pb que es mayor que el perfil Pa; después de iterar se obtiene el perfil Pd; las electroválvulas asociadas a las ranuras al interior de las paredes, actúan directamente con el mismo fluido de los multiplicadores o tienen pequeños contenedores flexibles (61, 62, 63, 64) al interior con otro fluido; las electroválvulas de empaquetaduras infiables, pueden funcionar con el mismo contenedor, de acuerdo a la descripción de una pared múltiple o de empaquetadura de una cámara como en invento 1767 - 2019, anterior.

2. Multicámara necesaria para comprimir usualmente a alta temperatura, usada principalmente en la industria metalúrgica, en reivindicación 1 , sin usar la tercera vía de la válvula VEIM, de bypass de los multiplicadores; CARACTERIZADA por la ultra alta presión comienza a comprimir la primera cámara (11 ) a Pa1 y está a través de válvulas eléctrica de retención VRE (41 ) que van en las puertas o contrapuertas, a aumentar en conjunto la presión a Pa1 de todas las cámaras; se hace actuar el primer multiplicador (21) el que se encuentra más externo, porque el computador cambia la válvula eléctrica VIEM (31 ) hacia el interior del motor del multiplicador (21 ), que a su vez hace actuar el impulsor (bomba o compresor), la que lo descarga hacia la cámara 2 (12) a mayor presión, con la descarga del motor a través de válvula eléctrica VEEM (36) hacia fuera a presión P0; se cambia con el computador la válvula eléctrica VIEM, para que la siguiente cilindrada vaya a recuperar la presión Pa1 en la primera cámara (11) y después se hace una nueva cilindrada del multiplicador (21) hacia la cámara 2; después de varias cilindradas se llega a Pa2 en la segunda cámara (12) y cámaras interiores y se hace actuar el segundo multiplicador (22) desde Pa2 hasta Pa3, eliminando también un cilindrada del motor del multiplicador (22) a la cámara 2 (12) que está a Pa2 a través de la válvula eléctrica VEEM (37); así, llegamos después de varias cilindradas o alcanzar Pan; ocasión que se cambia el perfil en el computador y comienza a aumentar la presión a un nivel Pb, después que este a Pb se aumenta a Pc y finalmente a Pd; las válvulas eléctricas que deben actuar en cada cámara VEPM, que tienen relación con la presión interior de las paredes o empaquetaduras, actúan comandadas por el computador.

3. Multicámara necesaria para comprimir usualmente a alta temperatura, usada principalmente en la industria metalúrgica, en reivindicación 1 , usando la tercera vía (56, 57, 58) de las válvulas eléctricas VEIM (31 , 32, 33), de bypass de los multiplicadores, para producir el llenado de los cilindros interiores comenzando a actuar en primer lugar el último multiplicador el más interno (23) ; CARACTERIZADA porque empieza a recibir fluido a Pd1 y lo envía a la última cámara (14) por la tercera vía (56, 57, 58) hasta que se encuentre la última y penúltima cámara (14, 13) a Pd1 y el último multiplicador (23) en condiciones de actuar desde Pd1 a Pd2 en la última cámara (14), se hace abrir la última válvula eléctrica VEIM (33) hacia el motor del multiplicador (23); luego de varios acciones del multiplicador (23) se encuentra la penúltima cámara (13) a Pd1 y la última cámara (14) a Pd2; estando lista la antepenúltima cámara (12) para empezar a recibir desde P0 hasta Pd1 ; se cambia la válvula VEIM (32) para comenzar a bombear desde Pd1 hasta Pd2 en la penúltima cámara (13), luego el última multiplicador está en condiciones para impulsar desde Pd2 a Pd3 en la última cámara (14), así llegamos a que las cámaras están a Pdn la última , y Pdn-1 . , Pd2 y Pd1 en la primera; puede aumentar el perfil de presión a Ps pero funciona similar a la solución dada en reivindicación 2.

4. Multicámara necesaria para comprimir usualmente a alta temperatura, usada principalmente en la industria metalúrgica, CARACTERIZADA porque se puede usar un sistema compuesto que eventualmente se hace saltar una cámara, porque algo falla o por la temperatura demasiado alta, etc. pudiendo impulsar más fluido a presión cualquiera sea el multiplicador usando una variación o composición de dos sistemas en cualquier momento; la única condición para enviar una cilindrada a una cámara más interna, es que la presión a que esta la cámara sea más baja que el máximo relativo.

Description:
MULTICÁMARA ELÉCTRICA DE PAREDES MÚLTIPLES CON MULTIPLICADORES DE PRESIÓN

La presión isostática en dimensiones adecuadas, en sus niveles máximos que llega por el método HIP Hot Isostatic Pressure o Presión Isostática en Caliente; es insuficiente para tratar piezas de materiales avanzados como carburo de tungsteno, nitruro de boro y otros, solamente se trata sinterizados por ultra alta presión de compactado entre sólidos, sin poder aplicar simultáneamente temperatura.

La ultra alta presión isostática que se va hacer, se compara con el sistema HIP o CIP Coid Isostatic Pressure, con la diferencia que se puede hacer ultra alta presión isostática, en dimensiones adecuadas, en caliente o frío simultáneamente, al doble o triple y más, para construir de materiales avanzados, sin el problema de temperatura y formas, que tiene la ultra alta presión entre sólidos por compactado; que hoy solamente pueden hacer solo insertos o widias sinterizados y muy simples en su forma.

Aparte de lo mucho posible de mejorar en metalurgia; sin duda tiene aplicación en hacer o repetir las múltiples experiencias de investigación básica en la Celda del Yunque de Diamante, que ahora se puede hacer en las dimensiones adecuadas; abriendo muchas posibles aplicaciones.

La multicámara con válvulas eléctricas

El sistema de “Multicámara con Multiplicadores de Ultra Alta Presión Isostática”, con válvulas normales no eléctricas, si bien funciona en teoría, se han hecho muchos inventos que no tienen opción o no hay interés en comercializarlos por las dificultades o costoso que resultan.

Válvulas no eléctricas, no permite tener control de nada de lo que sucede en el interior; no puede accionarse un dispositivo que sea parte de la multicámara u otro que esté en su interior a solicitud de quien controle la operación; no se puede controlar los máximos; cuando opera o no opera una válvula, etc. Si es mucha la temperatura o presión que tiene un multiplicador interno, no es posible actuar directamente sobre nada, solo de frenar la inyección desde el exterior; o en un momento dado en alguna parte de la multicámara la temperatura está muy alta, pero no hay variable posible de actuar para frenar el proceso; únicamente se controlaba la inyección que se hace desde el exterior. No se tenía control de nada, solo de parar o no parar la inyección externamente.

En cambio, con válvulas eléctricas es posible controlar variables internas, así, si le temperatura o la presión está muy alta en alguna parte, se puede actuar sobre las válvulas que operan los multiplicadores, afectando la presión y temperatura de manera inmediata, actuando sobre el computador que controla la operación a través de válvulas eléctricas que actúan internamente. Así, con electroválvulas, si es posible hacer un sistema de control de temperatura o de presión, o sistema de seguridad.

Por ejemplo, en una multicámara de pared múltiple, es posible aumentar la presión primero en las cámaras externas o internas o uniforme o no aplicarle presión en una cámara en particular, etc. siempre y cuando tenga válvulas eléctricas.

Una válvula no eléctrica, para que funcione o no funcione estando metida en un medio a ultra alta presión isostática, debe tener control sobre la presión; de manera que actúa o no actúa dependiendo de la presión. Pero es también la principal variable que se pretende controlar, de manera que el sistema no se puede controlar salvo como se ha dicho se para la multicámara desde afuera.

En cambio, con válvulas eléctricas es posible actuar, es un factor externo al sistema que se puede manipular fácilmente del exterior actuando de manera inmediata, cualquiera sea la presión o las cámaras interiores donde se encuentre. Cambia radicalmente las opciones de actuar.

Multicámara eléctrica de paredes múltiples

Con cámaras de pared múltiple, pueden usarse para hacer una multicámara eléctrica, que al menos las cámaras mayores sean de pared múltiple; de manera que en la medida que opera con válvulas eléctricas, le permite tener control sobre multiplicadores y distintos aparatos en el interior de la multicámara, que afectan presión y temperatura.

Es importante que para hacer una multicámara (10) figura 1 , las cámaras simples (11 , 12, 13) de la cámara de pared múltiple (16) y las cámaras (14) y (15), de la cámara de pared múltiple (17), se carguen o descarguen en su pared en la medida que se aumenta le presión interior; de modo que es deseable que tengan en la pared válvulas eléctricas para cargar o descargar las paredes desde un contenedor flexible; dependiendo de la que tenga y de lo que quiere el operador del computador. De la misma manera si la multicámara tiene empaquetaduras infiables.

Si no se les saca fluido a presión que tienen al interior de las ranuras de cámaras de paredes múltiples (11 , 12, 13) y (14, 15), una vez que se descargue el fluido del interior de la cámara esta puede fallar. De la misma manera si no se les echa fluido a presión a las ranuras al interior de las paredes; cuando está a presión la cámara, la menor resistencia de la cámara al estar sin presión interna las paredes del tubo, puede hacerlo fallar.

Es indispensable, que las cámaras internas tengan válvulas eléctricas, de manera de operarlas, principalmente si pretendemos hacerlo con control de presión, temperatura, etc.

La ventaja que tiene la cámara de pared múltiple se pierde si es una cámara que va muy al interior de la multicámara, de manera que no se usa ni es necesario que una cámara que está muy interior sea de pared múltiple. Seguramente las dos o tres primeras cámaras de una multicámara serán de pared múltiple y las otras cámaras normales.

Puede que sea el caso que el fluido al interior de las paredes, o de las empaquetaduras; sea distinto del fluido que estamos trabajando en la multicámara. En estos casos tendrá pequeños estanques flexibles (61 , 62, 63) con el fluido conectado a la válvula eléctrica de ingreso a la pared (36, 37, 38) o de la empaquetadura, de manera que se ingresa o saca fluido del interior de la pared.

Con electroválvulas se puede variar la presión a la que actúen las válvulas de carga de las ranuras cilindricas, de modo que será posible cargarlas a cualquier presión teniendo el control desde afuera. Si no son eléctricas las válvulas, no sería posible controlarla desde afuera, para distintos niveles de presión.

Multicámara de tubos de pared múltiple con multiplicadores, tiene diversas válvulas eléctricas y nuevas interconexiones que la hacen más eficiente

Al mecanismo que va al interior de la multicámara (10) figura 2, para hacer y resistir ultra alta presión isostática y temperatura si es necesario, puede ponerse un ducto o tercera vía (56, 57, 58) que haga pasar el fluido a presión de la salida de la válvula VEIM (31 ); válvula eléctrica de ingreso al motor del multiplicador; por una tercera salida o tercera vía, directamente a un nuevo ducto que le permite bypasear al multiplicador (21 ), inyectando el fluido en la descarga del compresor o bomba, hacia la siguiente válvula eléctrica VEIM (32), que se encuentra en la siguiente o la última cámara.

De manera que esta multicámara de paredes múltiples (10), está en condiciones de inyectar por la tercera vía (56, 57, 58) de modo que la presión sea mayor siempre en la cámara más interna; o no usar esta tercera vía y hacer las cilindradas a partir de los multiplicadores más externos.

No vamos a ver como es el funcionamiento de las empaquetaduras ni ranuras infiables. Aquí interesa ver cómo opera, el sistema de multiplicadores, tubos, válvulas eléctricas, etc. cómo lleva el fluido desde una presión P1 hasta Pn en la última cámara, de diferentes maneras.

Este bypaseo, es clave para hacer que la multicámara se empiece a “Henar” desde la cámara más interna hacia la cámara externa; es decir empieza a aumentar la presión en la cámara más interna.

Con la presión P d ¡; con i = 1 , 2, 3, ... n-1 ; la presión a la que actúa la válvula eléctrica VEIM de cada cámara, cuando se para la multicámara y se decide que el nuevo perfil de presión dado por el computador al interior de las cámaras es P s i, se re-comienza a subir la presión, pero no partiendo por la cámara más interna, sino que deja de actuar por la tercera vía porque no se puede a menos que P s j sea el doble o más que P d j. Puede cambiar la lógica y dejar de actuar por la tercera vía, se cierran las válvulas eléctricas VIEM por esta vía y queda operando de manera que no se bypasea el multiplicador. Carga, descarga

La carga y descarga se hace fácilmente, una vez que se les quita la presión, por el lado opuesto donde van los multiplicadores; se hace a través de contratapas, que se abren hacia adentro y por lo tanto van sobrepuestas sobre las tapas. Numeración y siglas de válvulas

Válvulas eléctricas: Permiten actuar cuando se cumpla una condición en un programa computacional, condición que es posible de cambiar en cualquier momento. En cambio, si no es eléctrica la válvula y no se tiene acceso para manipularla, opera solo cuando se cumpla la condición especifica de una presión determinada; no se puede cambiar la condición a que opera la válvula.