CN102689450B - 准等静压真空液压机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压设备领域，特别涉及一种准等静压真空液压机。该液压机包括：主机体、液压传动系统、真空系统和电气控制系统。主机体包括：机身、下置的主液压缸、上置的副液压缸、下冲头、上冲头、钢模筒及真空罩，机身连接在下置主液压缸上；副液压缸上置于机身；下冲头固定在主液压缸活塞上端，可在钢模筒内表面的导向下随主液压缸活塞一起运动；上冲头固定在机身内腔顶端平面下；钢模筒安装于机身腔体内部；真空罩安装于机身腔体内部，真空罩通过滑柱和弹簧与机身内腔顶端连接，真空罩可以靠钢模筒的推动被动沿滑柱上行、靠弹簧复位被动下行。本发明准等静压真空液压机实现了橡胶模能在真空状态下进行压制，且具有操作方便，结构紧凑的特点。

Description

准等静压真空液压机
技术领域
本发明涉及液压设备领域，特别涉及一种在高温气冷堆燃料元件制造中用于元件球终压的准等静压真空液压机。
背景技术
我国球床式高温气冷堆所使用的球形燃料元件直径为60mm，整体为石墨基体，外层为厚约5mm左右的无燃料区，内部为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在石墨基体的燃料区。为保证元件球的各向同性，需要采用等静压或准等静压成型工艺。上述的球形燃料元件所采用的就是软模准等静压工艺制造(原子能科学技术，2003，vol37，40-44)。软模压制是一种采用软质材料为模具在带钢模的液压机上进行压制的准等静压工艺，压制压力是由液压机冲头压缩钢模内的软模传递给软模内的粉体的。由于软模材料具有流体般特性，能使模内粉末较均匀压缩成型。(冶金工业出版社，粉末冶金原理，第一版，219-220)。该工艺与湿袋模具等静压相比，具有生产效率高、易于实现自动化、模具寿命长等优点。
但在球形元件压制过程中，由于石墨粉较疏松，若直接压制，其中所含空气会导致无燃料区壳层破裂，所以在压制前需要将橡胶模内粉体间的气体排出。而传统的模压成型机和软模压制用液压机一般包括主机体、液压传动系统、电气控制系统三部分，工件压制在主机体上进行。由于缺乏抽气功能不能满足原件生产的要求，而具有抽真空功能的准等静压液压机在结构设计上也是难题。作为球形燃料元件生产的关键设备之一，该问题亟待解决。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种结构上具有抽真空功能的准等静压液压机，以适用于球形燃料元件的压制。
(二)技术方案
本发明公开了一种准等静压真空液压机，包括：主机体、液压传动系统、真空系统和电气控制系统；主机体是液压机主体；液压传动系统通过液压介质的输送为模具冲头提供压力，使橡胶模挤压变形，与主机体通过液压管道相连；真空系统用于抽去橡胶模内腔内空气，与主机体通过真空管道相连；电气控制系统用于整个设备的电气装置的控制。
所述主机体包括：机身、下置的主液压缸、上置的副液压缸、下冲头、上冲头、钢模筒及真空罩，其中：机身连接在下置主液压缸上；副液压缸上置于机身；下冲头固定在主液压缸活塞上端，可在钢模筒内表面的导向下随主液压缸活塞一起上下运动；上冲头固定在机身内腔顶端平面下；钢模筒安装于机身腔体内部；真空罩安装于机身腔体内部，真空罩通过滑柱和弹簧与机身内腔顶端连接，真空罩可以靠钢模筒的推动被动沿滑柱上行、靠弹簧复位被动下行。
优选地，副液压缸的活塞杆通过担梁和导向杆与钢模筒连接；担梁和导向杆可随活塞杆带动钢模筒以机身内腔壁为导向上下移动。
优选地，真空罩为环形，其内壁嵌有密封圈与上冲头外壁形成密封。
优选地，所述真空液压机包括真空系统，所述真空罩下侧开有通孔，通过管道与所述真空系统连接。
优选地，真空罩下端面嵌有“○”形密封圈。
优选地，钢模筒上端面嵌有“○”形密封圈。
优选地，所述机身侧面开有操作窗口。
优选地，所述机身外形为圆柱状。
(三)有益效果
本发明所公开的准等静压液压机，实现了橡胶模能在真空状态下进行压制，可以将橡胶模内粉体间的气体排除，保证合格的压制品。另外，本发明所公开的液压机主机体机身、副液压缸、主液压缸的轴心在一条线上分布，具有操作方便，结构紧凑的特点。
附图说明
下面参照附图并结合实例来进一步描述本发明。其中：
图1为根据本发明的准等静压真空液压机主机体的示意性主视图。
图2为根据本发明的准等静压真空液压机压制时主机体的示意性主视图。
各附图标记与其标示的部件对应关系如下：
1-橡胶模，2-备压粉体，3-抽气孔，4-真空罩，5-导向杆，6-副液压缸，7-副液压缸活塞杆，8-担梁，9-上冲头，10-滑柱，11-弹簧，12-密封圈，13-机身，14-下冲头，15-钢模筒，16-主液压缸活塞，17-主液压缸上腔油管，18-主液压缸上腔，19-主液压缸下腔，20-主液压缸，21-主液压缸下腔油管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例公开的准等静压真空液压机包括主机体、液压传动系统、真空系统和电气控制系统。
如图1和图2所示，主机体主要包括机身13、下置的主液压缸20、上置的副液压缸6、上冲头9、下冲头14、真空罩4及钢模筒15，都处于同一轴心线上。
机身13为压制和操作的部位，通过螺钉或其它方式紧固在下置主液压缸20上，组成一封闭式刚性整体框架。机身13机身为侧面开有操作窗口的腔体，外形优选为圆柱状。上冲头9、下冲头14、真空罩4及钢模筒15都安装于机身13腔体内部。下冲头14通过螺钉固定在主液压缸活塞16上端，可在钢模筒15内表面的导向下随主液压缸活塞16一起上下运动。钢模筒15通过导向杆5与上置于机身的副液压缸活塞杆7的担梁8连接，副液压缸6工作时，担梁8随活塞杆7上下移动，通过导向杆5带动钢模筒15上行和回程。上冲头9固定在机身13内腔顶端平面下，上冲头9是固定不动的。真空罩4通过滑柱10和弹簧11与机身13内腔顶端连接，真空罩4的上行是靠钢模筒15的推动被动沿滑柱10上行，下行是靠弹簧11复位被动下行。真空罩4为环形，其内壁嵌有密封圈与上冲头外壁形成密封。所述真空罩4侧面下部开有一通孔3，为抽气通道，一端与真空系统通过管道连接，用于橡胶模1腔的抽真空。所述真空罩4下端面或钢模筒15上端面嵌有“○”形密封圈12，当钢模筒15上行时，与真空罩4下端面合模，依靠真空罩4上部的弹簧11的回复力形成密封。
主液压缸20用于下冲头传动施压，为下置活塞式，主要包括液压缸体、活塞16、密封圈等零件。活塞16上端和下冲头14相连。活塞16将液压缸体20分为上腔18和下腔19，上、下腔分别通过主液压缸上腔油管17、主液压缸下腔油管21与液压系统相连，当主液压缸下腔19或上腔18进油时，带动下冲头14上行或回程。
副液压缸6上置于机身13，其活塞杆7通过担梁8和导向杆5与钢模筒15连接，当副液压缸6工作时，可带动钢模筒15上行或回程。
橡胶模1内的备压粉体2在钢模筒15、上冲头9、下冲头14形成的空间内抽真空并进行压制。
实施例2
根据本发明的实施例1所描述的真空液压机工作时，按如下方式运行：
将装有备压粉体2的橡胶模1放置于下冲头14上；
副液压缸6工作，活塞杆7上行，通过担梁8和导向杆5带动钢模筒15上行，直至与真空罩4紧密贴合；
真空系统开启，通过抽气孔3，对真空罩4、上冲头9、下冲头14、钢模筒15形成的空间抽真空；
真空度达到设定值时主液压缸20工作，液压系统通过主液压缸下腔油管21向主液压缸下腔19中注入液压油，促使主液压缸活塞16带动下冲头14上行；
下冲头14上行到位后进行保压；
保压完毕后，真空系统停止工作，通过液压系统，主液压缸20和副液压缸6卸压，钢模筒15和下冲头14分别下行到初始位置，完成压制；
取出橡胶模1，开模。
本发明所公开的准等静压真空液压机，实现了橡胶模能在真空状态下进行压制，可以将橡胶模内粉体间的气体排除，保证合格的压制品。另外，本发明所公开的液压机主机体机身、副液压缸、主液压缸的轴心在一条线上分布，具有操作方便，结构紧凑的特点。
本发明实施例中的准等静压真空液压机，除了用于压制球形坯料，还可以根据橡胶模内腔形状用于生产精密复杂形状的制品。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种准等静压真空液压机，包括：主机体、液压传动系统和电气控制系统，其特征在于：所述主机体包括：机身(13)、下置的主液压缸(20)、上置的副液压缸(6)、下冲头(14)、上冲头(9)、钢模筒(15)及真空罩(4)，其中：
机身(13)连接在下置主液压缸(20)上；
副液压缸(6)上置于机身(13)；
下冲头(14)固定在主液压缸活塞(16)上端，可在钢模筒(15)内表面的导向下随主液压缸活塞(16)一起上下运动；
上冲头(9)固定在机身(13)内腔顶端平面下；
钢模筒(15)安装于机身(13)腔体内部；
真空罩(4)安装于机身(13)腔体内部，真空罩(4)通过滑柱(10)和弹簧(11)与机身(13)内腔顶端连接，真空罩(4)靠钢模筒(15)的推动被动沿滑柱(10)上行、靠弹簧(11)复位被动下行。
2.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：副液压缸(6)的活塞杆(7)通过担梁(8)和导向杆(5)与钢模筒(15)连接；担梁(8)和导向杆(5)可随活塞杆(7)带动钢模筒(15)以机身(13)内腔壁为导向上下移动。
3.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：真空罩(4)为环形，其内壁嵌有密封圈与上冲头(9)外壁形成密封。
4.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：所述真空液压机包括真空系统，所述真空罩(4)下侧开有通孔(3)，通过管道与所述真空系统连接。
5.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：真空罩(4)下端面嵌有“○”形密封圈(12)。
6.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：钢模筒(15)上端面嵌有“○”形密封圈。
7.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：所述机身侧面开有操作窗口。
8.如权利要求1所述的准等静压真空液压机，其特征在于：所述机身外形为圆柱状。
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