Печать Бриджмена

Уплотнение Бриджмена , изобретенное и названное в честь Перси Уильямса Бриджмена , может использоваться для герметизации камеры высокого давления и сжатия ее содержимого до высоких давлений (до 40 000 МПа) без утечки уплотнения и сброса давления .

Верхняя часть находится за пределами сосуда под давлением; дно внутри. Самый верхний цилиндр — приводной поршень; к нему приложена внешняя сила, создающая давление в сосуде. Шесть квадратов представляют собой поперечные сечения трех колец; самый верхний (темно-серый) — из твердого материала, средний — из более мягкого, а нижний — из гораздо более мягкого. Первоначально Бриджмен использовал твердую сталь, мягкую сталь и резину. Резина фактически будет выступать в канавку в кольце из мягкой стали выше, чтобы удерживать его на месте (не показано). Перевернутая Т-образная форма представляет собой горизонтальный диск на вертикальном валу; он сжимает эти кольца, когда сосуд под давлением находится под давлением. Синий цилиндр — это сжимаемый образец.

Цилиндрический приводной поршень установлен внутри цилиндрического канала, закрытого на дальнем конце. Этот поршень прижимается к твердому стальному кольцу, за ним следует более мягкое стальное кольцо, а затем кольцо из более вязкого или эластичного материала, такого как резина , медь или мыльный камень , и все это внутри канала. Эти три промежуточные ступени представляют собой внутренний цилиндр, а третья ступень опирается на последний стальной поршень особой формы, который прилагает силу для сжатия материала, удерживаемого в конце внешнего охватывающего канала. Последний поршень состоит из более широкой части, заполняющей основной канал, и более узкого цилиндрического удлинения, ведущего обратно через внутренний канал, образованный тремя кольцеобразными промежуточными ступенями, заканчивающимися внутри кольца из твердой стали, не вступая в прямой контакт с ведущим поршнем. . Такое расположение гарантирует, что более высокие давления создают более плотные уплотнения, препятствующие любой утечке из материала на конце, поскольку давление внутри последнего и самого мягкого кольца больше, чем давление в материале на конце.

Эта конструкция имеет много общего с более ранней системой затвора де Банге, использовавшейся для предотвращения утечки газов из артиллерийского заряжания с казенной части, независимо от того, была ли она вдохновлена ​​ею или изобретена независимо, с еще одной важной особенностью, заключающейся в том, что система Бриджмена не просто препятствует утечке материала. находясь под давлением в неподвижном состоянии, он применяет это давление за счет движения внутри оборудования, работающего под давлением.

Предыдущая система герметизации Бриджмена — винт с гаечным ключом на 2 м — позволяла ему получать давление до 400 МПа ; уплотнение Бриджмена допускало давление до 40 000 МПа. Это типичное давление, ожидаемое во внутренней структуре Земли. Это достижение позволило ему сделать множество открытий, в том числе фазы льда с высоким давлением (до сих пор известные по номенклатуре Бриджмена), минералы с высоким давлением и новые свойства материалов, находящихся под высоким давлением. Эти открытия сыграли важную роль во многих областях науки и техники. За свою работу Бриджмен получил Нобелевскую премию .