CN101121078A - 六面顶压机加热与保压方向不等压供油的液压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于金刚石合成的六面顶压机加热与保压方向不等压供油的液压控制系统。该系统通过设置的超高压油泵和超高压液控通断阀及相关液压元件，可根据金刚石合成工艺的要求分别向加热和保压方向液压缸等压或不等压供油，以实现不同的压力搭配组合。该系统适用于对称或非对称顶锤，能够改善合成腔体密封、传压效果，提高压制冲程及合成效率，满足合成大颗粒、高品级金刚石产品的要求。
Description
技术领域
本发明属于液压技术领域，特别是用于金刚石合成用的六面顶压机加热与保压方向不等压供油的液压控制系统。
背景技术
目前六面顶金刚石合成设备液压系统多采用增压器获得超高压，通过连通阀向六缸同时供油，各缸压力相同，推力相同。所用六个顶锤截面为正方形，其中，上下、左右、前后任意方向两个顶锤可选作通电加热顶锤，余下四个顶锤称之谓保压顶锤。合成腔体为正六面体，合成块由叶蜡石空心块、导电圈、合成棒等零件组成。顶锤之间在加压过程中，叶蜡石流动形成12条相同的密封边，密封合成腔体内因高温和超高压作用形成石墨与金属触媒溶融物质。这种合成方式因12条叶蜡石密封边随着压力及温度增高压缩系数降低，阻碍了压力向合成腔心部传递，影响了设备压缩冲程及加压效率，且采用增压器合成时间受到限制，无法满足大颗粒金刚石合成生产的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够满足大颗粒金刚石合成工艺要求，提高合成金刚石品级，实现加热与保压方向的超高压压力任意组合的一种液压控制系统。
实现本发明目的所采取的技术方案是：在现有六面顶压机液压控制系统中设置两个超高压油泵，其中一个超高压油泵通过单向阀与保压液路中的连通阀连通，另一个超高压油泵通过单向阀连通超高压液控通断阀，该通断阀通过控制管路与电磁换向阀连通，电磁换向阀通过单向阀分别连通溢流阀和柱塞泵，通断阀的一个超高压油液出口与加热液路的连通阀联通，其间并联有超高压液控卸荷阀和手动截止阀，通断阀的超高压油液输出端与保压液路的连通阀联通，超高压油液控制系统的6个输出液路分别与六面顶液缸的后腔连通。
所述超高压液控通断阀具有一个阀体和一个阀芯，其中，阀体的中心部位设有安装阀芯的台阶通孔，其后端通过带有中心通孔的端盖形成一个活塞腔体，腔体的两端分别设有用于控制油液进出的通道孔，阀体的中部径向设有可供超高压油液自由流通的常通孔，前端通过螺套压装有高压管接头，阀芯为杆状体，其后部穿装在端盖的中心通孔中，中部装有活塞，并位于活塞腔体内通过油液的压差做前后移动，阀芯的前端为能启闭阀体流通截面的锥面，该锥面与阀套的油孔配合接触，阀套的另一端高压管接头接触。
所述超高压油泵由拖动电机带动，拖动电机采用变频器控制，通过改变电机输入频率变换转速，调节超高压油泵的流量和压力。
本发明的六面顶加热与保压方向不等压液压控制系统，通过增设的超高压油泵、超高压液控通断阀及相关液压元件，可根据金刚石合成工艺的要求分别向加热和保压方向液压缸等压或不等压供油，实现不同的压力搭配组合，有效地改善合成腔体密封及传压效果，提高压制冲程及设备加压效率，满足合成大颗粒、高品级金刚石产品的要求。
附图说明
图1是本发明的液压系统原理图；
图2是超高压液控通断阀的结构示意图。
具体实施方式
图1中液压控制系统各液压元件的标号分别为：柱塞油泵1、13、单向阀2、14、19、20、电液换向阀3、电磁换向阀4、6、7、12、27、28、29、30、31、32、溢流阀5、15、45、连通阀8、18、超高压油泵9、11、超高压液控通断阀10、手动截止阀16、超高压液控卸荷阀17、可调节流阀21、22、23、24、25、26、超高压液控单向阀33、34、35、36、37、38、保压方向液压缸39、40、41、42、加热方向液压缸43、44、蓄能器46。
参看图1，本发明的液压控制系统，设置有两个超高压油泵9、11，其中超高压油泵9通过单向阀20与连通阀8联通，连通阀8的出口与保压方向液压缸39、40、41、42的后腔联通，并为其提供超高压油液。超高压油泵11通过单向阀19联接一个超高压液控通断阀10，该阀的常通孔与连通阀18联通，连通阀18与加热方向顶液压缸43、44的后腔联接，并为其提供超高压油液。超高压液控通断阀10的可控输出端与连通阀8相联接，为保压方向液压缸39、40、41、42提供超高压油液，其通断控制通过一个二位四通电磁换向阀12实现。电磁换向阀12的进液口并联有溢流阀15和单向阀14，单向阀14与柱塞泵13联接，为通断阀10提供控制油液。超高压液控通断阀10与连通阀18之间并联有超高压液控卸荷阀17和手动截止阀16，可分别用于液压缸后退时的油压卸载和非正常卸载。上述各液压元件均通过相应高压液路管道相互联接。
本发明的液压控制系统的超高压油泵9、11分别由拖动电机M1、M2带动，拖动电机M1、M2均采用变频器控制，可通过改变电机输入频率变换转速，调节超高压油泵的流量和压力。
参看图2，本发明超高压液压控制系统中的超高压液控通断阀主要用于两超高压油泵之间的通断连接，它具有一个阀体10-2和一个阀芯10-3，其中阀体10-2的中心部位同轴设有台阶通孔，其后端通过带有中心通孔的端盖10-1形成一个活塞腔体，腔体的两端分别设有与电磁换向阀12连通、用于控制油液流通的通道孔10-10、10-11、，阀体10-2的中部径向设有常通孔10-7、10-8，可供加热液路的超高压油液自由流通，阀体10-2的中心孔内装有与阀芯10-3配合启闭的阀套10-4，前端通过螺套10-6压装有高压管接头10-5，并通过高压管道与连通阀8联接，阀芯10-3为杆状体，其后部穿装在端盖10-1的中心通孔中，中部装有活塞10-9，并位于活塞腔体内通过油液的压差做前后移动，阀芯10-3的前端为能启闭阀体流通截面的锥面，该锥面与阀套10-4的油孔配合接触，阀套10-4的另一端高压管接头10-5接触。通断阀10通过电磁换向阀12采用电液控制，按图中所示位置，当左端控制油路为进油时，阀芯10-3向右移动，通断阀10关闭，反之通断阀10开启。
本发明超高压液压控制系统的工作原理是：当在空程前进工步，柱塞油泵1启动，电液换向阀3和电磁换向阀27、28的保压液路及电磁换向阀31的加热液路开启，油路由柱塞油泵1→单向阀2→换向阀3→
三个液缸达到设定位置时暂停三秒，转入充液工步，向六个液缸充液，油路由柱塞油泵1→单向阀2→换向阀3→
达到设定压力值后，柱塞油泵1停止，转入超压工步，超高压油泵9、11、柱塞油泵13泵同时起动，换向阀7、12换向，超高压通断阀10打开，连通阀8、18连通，两超高压油泵9、11联合向六缸供油，此时各缸压力相同。当系统达到设定压力后，换向阀12换向，控制油将通断阀10关闭，超高压油泵9经连通阀8向左右前后保压方向液压缸39、40、41、42供油。超高压油泵11经超高压通断阀10、连通阀18向上、下两加热方向液压缸供油。通过调节电机输入频率，两分支超高压液路可获得不同中停，二次超压、保压工步压力设定值。当合成结束后，超高压油泵9、11停止，通断阀10打开，各缸压力平衡，通过超高压液控卸荷阀17自动卸压，卸到设定值后，柱塞油泵1启动，换向阀3、4打开，液压油由柱塞油泵1经单向阀2、换向阀3压入六个液缸前腔，快速回程，完成一个工作循环。
使用本发明的加热方向与保压方向不等压供油液压控制系统，能够对加热方向液压缸和保压方向液压缸分别供油或连通供油，图1所示位置是把上下方向顶锤作为加热顶锤，还可以通过改变连接管路，把左右或前后顶锤作为加热顶锤，以实现不同的压力搭配组合。该液压控制系统可以用于对称顶锤，也可用于非对称顶锤，即加热顶锤端面为正方形，保压顶锤端面为长方形，或改变顶锤锥面角度，用以提高压缩冲程和设备加压效率。
Claims (3)
1.一种六面顶压机加热与保压方向不等压供油的液压控制系统，其特征在于：该系统设置有两个超高压油泵，其中一个超高压油泵通过单向阀与保压液路中的连通阀连通，另一个超高压油泵通过单向阀连通超高压液控通断阀，该通断阀通过控制管路与电磁换向阀连通，电磁换向阀通过单向阀分别连通溢流阀和柱塞泵，通断阀的一个超高压油液出口与加热液路的连通阀联通，其间并联有超高压液控卸荷阀和手动截止阀，通断阀的超高压油液输出端与保压液路的连通阀联通，超高压油液控制系统的6个输出液路分别与六面顶液缸的后腔连通。
2.根据权利要求1所述的六面顶压机加热与保压方向不等压供油的液压控制系统，其特征在于：所述超高压液控通断阀具有一个阀体和一个阀芯，其中，阀体的中心部位设有安装阀芯的台阶通孔，其后端通过带有中心通孔的端盖形成一个活塞腔体，腔体的两端分别设有用于控制油液进出的通道孔，阀体的中部径向设有可供超高压油液自由流通的常通孔，前端通过螺套压装有高压管接头，阀芯为杆状体，其后部穿装在端盖的中心通孔中，中部装有活塞，并位于活塞腔体内通过油液的压差做前后移动，阀芯的前端为能启闭阀体流通截面的锥面，该锥面与阀套的油孔配合接触，阀套的另一端高压管接头接触。
3.根据权利要求1所述的六面顶压机加热与保压方向不等压供油的液压控制系统，其特征在于：所述超高压油泵由拖动电机带动，拖动电机采用变频器控制。
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