CN102059077B - 圆筒式两面顶金刚石压机 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案是：包括活塞、缸体、上横梁、下横梁、立柱、硬质合金顶锤压缸空间等基本组成部分。优化成活塞、缸底、缸筒、上横梁、硬质合金顶锤压缸空间。活塞不变，缸体更改为缸底和加长缸筒，活塞、缸底、缸筒的一部份组合成液压缸。缸筒加长部分代替立柱。在缸筒顶部开螺纹丝口连接上梁。上梁与活塞之间就形成硬质合金顶锤压缸空间。由于缸筒加长部分代替立柱、缸底代替了下梁。在缸筒的硬质合金顶锤压缸空间位置外设置硬质合金压缸限位装置，以用主液压缸来实现合成块的顶出。在缸筒开两个进出料口，以方便合成块的进出。

Description

圆筒式两面顶金刚石压机

技术领域

本发明涉及一种新的压机种类，尤其适用于合成人造金刚石生产等超硬材料的压机。 

背景技术

金刚石是天然材料最坚硬的，在工业中普遍的应用。列如地质钻探，石油钻探等都会使用金刚石做钻头，进行钻孔。但是，天然金刚石十分稀少，价格十分昂贵，无法广泛使用。而人造金刚石价格低廉，可以满足工业上的需求。 

人造金刚石是在超高压力(5500MPa)和超高温(1500℃)下晶核形成并生长而成的。现在的人造金刚石合成方式可分为六面顶、两面顶和凹面顶三种工艺。目前金刚石生产国外以两面顶工艺为主，国内绝大部分以六面顶工艺为主。六面顶工艺就是从六个方向施加压力，由于它的自锁效益，无法长时间持续加压，这种工艺制作的金刚石品位较低。六面顶工艺成本低但效益不高。而两面顶工艺是从两个方向施压，由于顶锤角度小，可以长时间持续加压，合成时间长，故两面顶工艺生产的金刚石颗粒大、品位高。两面顶工艺所需要金刚石压机及模具都是在极限状态下工作，因此对金刚石压机有非常高的要求。为了达到如此高的压力，现有的金刚石压机都是用大质量的上横梁、下横梁、立柱、压缸等组成。所以，现在的金刚石压机的体积都非常的庞大，使得制作成本也比较高。效益也不太高。 

发明内容

本发明从结构形式解决金刚石压机的体积庞大、制作成本高等问题。并以简单轻巧的结构，操作流程简单方便并且操作时间短。降低金刚石压机的生产成本和运行成本。 

本发明的技术方案是，包括活塞、缸体、上梁、下梁、立柱、硬质合金顶锤压缸空间等基本组成部分。优化成活塞、油缸底板、缸筒、上梁(上压头)、硬质合金顶锤压缸空间。活塞不变，缸体更改为缸底和加长缸筒，活塞、缸底、缸筒的一段组合成液压缸。缸筒加长部分代替立柱。在缸筒顶部开螺纹丝扣连接上梁。上梁与活塞之间就形成硬质合金顶锤压缸空间。由于缸筒加长部分代替立柱，就不需要下梁。在缸筒的硬质合金顶锤压缸空间位置外设置硬质合金压缸限位装置，以此用主液压缸来实现合成柱的顶出。在缸筒的硬质合金顶锤压缸空间位置开两个进出料口，以方便合成柱的进出。 

本发明以缸筒加长部分代替三根立柱，缸筒横切面积、空间刚度尺寸比三根立柱增加了很多，由此缸筒加长部分代替三根立柱后刚度大幅提高。减少了下梁，大量减小了立柱的空间尺寸，进而大量减小了上梁的空间尺寸。上梁圆周受力均匀的拉力，中心受均匀的压力，受力情况更为合理。大大的减少了金刚石压机的体积，并且大幅降低金刚石压机的成本。由于硬质合金顶锤、压缸整个工作周期都在缸筒中，安全性大幅提高，还可以很方便的对合成空间真空度的控制。由于筒体的上下端都与相应的上压头缸底形成整体的圆柱筒体，刚度极高。抗变形能力极强。 

附图说明

图1为合成时的剖面图 

图2为打开时的剖面图 

具体实施方法 

本发明主要组成部分14钢管筒体、8活塞、13油缸底板、1上压头、16(7)限位装置等。1上压头圆周开粗外螺纹；13缸底圆周开粗外螺纹；14钢管筒分上、中、下三部分，下部又分上下两部分，上段开粗内螺纹连接1上压头的粗外螺纹，并形成整体，下段上部内表面精加工成活塞缸壁，下端下部开粗内螺纹连接13油缸底板，并形成整体。这样中段就形成高压模具空间。中段壁上设三组16(7)限位装置，每组1个限位桩，7支撑环用于在完成合成后3(5)高压模具下行一定位置后接着3(5)高压模具，以形成进出料空间。16上限位桩用于在活塞上行顶出合成块时起固定3(5)高压模具以顶出合成块的目的。再在中段外壁上设置三组联动装置，通过活塞上行、下行打开、关闭限位桩。在完成合成后两次下行，一次上行就完成出料进料工作，再次上行新的合成又可以开始。 

具体方法是：1、压机准备好开始工作时：4合成柱、6下顶锤、8活塞上行至上限位装置的连动顶桩时，顶开连动顶桩连动打开16上限位桩，使活塞连同3(5)硬质合金压缸一起继续上行直至与2上顶锤接触后继续上行对4合成柱施压，进行金刚石合成。2、金刚石合成结束后：3(5)硬质合金压缸、6下顶锤、8活塞一起下行至7支撑环时，硬质合金压缸停留在7支撑环上。6下顶锤、8活塞一起下行至上限位桩联动装置的连动顶桩时，放回联动顶桩，带动16上限位桩对3(5)硬质合金压缸进行限位，以达到限制3(5)压缸上行的目的。6下顶锤、8活塞继续下行到底后，从19下进料口放入圆柱顶子于下顶锤上，启动液压后圆柱顶子、6下顶锤、8活塞等上行至4合成柱顶出4合成柱。然后下行至底，从15上进出料口拿出4合成桩，从19下进出料口拿圆柱顶子，整体清洁后放入新的4合成桩进行下一次合成。 

中段壁上再开两个19(15)进出料口以方便进出料。 

由于筒体的上下端都与相应的上压头缸底形成整体的圆柱筒体，刚度极高。抗变形能力极强。筒体的上下端与相应的上压头缸底用粗螺纹连接，由于压机工作时都是不动的，只有在顶锤压缸需要更换时才打开，加工要求不太高。很多加工厂都可以做到。 

本发明压机所用的筒体无缝厚壁钢管、活塞等材料国内都有现货供应，原材料成本不高。由于整体结构简单，单机重量轻，用不多的结构重量就可以制造6000吨级以上的压机。 

Claims (1)

1.一种圆筒式两面顶金刚石压机，其特征在于：其主要组成部分由钢管筒体、活塞、油缸底板、上压头、限位装置构成，上压头圆周开粗外螺纹，缸底圆周开粗外螺纹，钢管筒分上、中、下三部分，下部又分上下两部分，上段开粗内螺纹连接上压头的粗外螺纹并形成整体，下段上部内表面精加工成活塞缸壁，下段下部开粗内螺纹连接油缸底板并形成整体，这样中段就形成高压模具空间，中段壁上设三组限位装置，每组1个限位桩，支撑环用于在完成合成后高压模具下行一定位置后接着高压模具，以形成进出料空间，上限位桩用于在活塞上行顶出合成块时起固定高压模具以顶出合成块的目的，再在中段外壁上设置三组联动装置，通过活塞上行、下行打开和关闭限位桩，在完成合成后两次下行，一次上行就完成出料进料工作，再次上行新的合成又能够开始；

具体方法是：压机准备好开始工作时：合成柱、下顶锤、活塞上行至上限位装置的连动顶桩时，顶开连动顶桩连动打开上限位桩，使活塞连同硬质合金压缸一起继续上行直至与上顶锤接触后继续上行对合成柱施压，进行金刚石合成；金刚石合成结束后：硬质合金压缸、下顶锤、活塞一起下行至支撑环时，硬质合金压缸停留在支撑环上，下顶锤、活塞一起下行至上限位桩联动装置的连动顶桩时，放回联动顶桩，带动上限位桩对硬质合金压缸进行限位，以达到限制压缸上行的目的，下顶锤、活塞继续下行到底后，从下进料口放入圆柱顶子于下顶锤上，启动液压后圆柱顶子、下顶锤和活塞上行至合成柱顶出合成柱，然后下行至底，从上进出料口拿出合成桩，从下进出料口拿圆柱顶子，整体清洁后放入新的合成桩进行下一次合成，中段壁上开两个进出料口以方便进出料。

Images