CN114046277B - 一种超高压增压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高压液胀成形技术领域，具体地涉及一种超高压增压装置。本发明包括超高压增压缸体、低压机构、连接件和冲头；超高压增压缸体水平设置且其至少包括由两层或三层筒体构成；低压机构水平设置且其一端与超高压增压机构的一端密封连接；连接件将低压机构和超高压增压机构紧密连接；冲头水平设置，其一端通过连接件与超高压增压机构固定且密封连接，且冲头与超高压增压机构内部连通。本发明通过两层或三层筒体构成预应力结构的超高压增压缸体，解决了材料无法承载600MPa内压强的关键问题，为超高压液胀成形提供了技术保障。

Description

一种超高压增压装置
技术领域
本发明属于高压液胀成形技术领域，具体地涉及一种超高压增压装置。
背景技术
轻量化、高性能结构件广泛应用于航空、航天、航海、汽车、轨道交通等领域。研究表明：结构件的性能直接影响运载工具的安全性、可靠性、机动性能、承载能力、有效载荷、燃料消耗等指标。超高压液胀成形是为满足上述工业对结构件高质量制造要求发展起来的先进制造技术。成形基本原理是以管材作坯料，通过在其内部施加超高压液体和轴向力，把管坯压入到模具型腔使其成形为所需工件。但是，受限于材料自身性能，目前所使用的增压系统压力均小于400MPa，但随着技术的不断进步，需要的胀形压力越来越高，因此需要研发出600MPa超高压增压装置。
发明内容
为了满足高压液胀成形的胀形压力需求，本发明提供了一种超高压增压装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种超高压增压装置，包括
超高压增压缸体，超高压增压缸体水平设置且其至少包括由两层或三层筒体构成；
低压机构，低压机构水平设置且其一端与超高压增压机构的一端密封连接；
连接件，连接件将低压机构和超高压增压机构紧密连接；
冲头，冲头水平设置，冲头的一端通过连接件与超高压增压机构固定且密封连接，冲头与超高压增压机构内部连通。
所述的超高压增压缸体包括第一层筒、第二层筒和第三层筒；所述的第一层筒、第二层筒和第三层筒从内至外依顺序设置；所述的第三层筒和第二层筒均为中空柱状体，第一层筒为柱状体且其一端内部设置有水腔，从水腔至另一端水平开有通孔；第一层筒与第二层筒之间、第二层筒与第三层筒之间为过盈装配。
所述的第二层筒与第三层筒两端端面平齐，第二层筒与低压机构连接端的内侧壁设置有台肩，且其台肩与第一层筒一端端面平齐；第一层筒的另一端端面延伸至第二层筒与第三层筒的端面外，且此端面通过连接件与冲头固定且密封连接。
所述的低压机构包括法兰、低压缸体和活塞杆且其增压比为25:1；所述的法兰连接在低压缸体的一端；所述活塞杆密封连接在低压缸体内部。
所述的法兰的外侧设置有位移传感器；所述位移传感器的探测杆水平穿过法兰并延伸至活塞杆内。
所述的低压缸体为中空柱状体，且其外侧壁由左中右三段不同的外径组成；右段外径大于左段外径，中段外径小于左段外径；中段与右段衔接处设置有固定件。
所述的低压缸体与超高压增压缸体连接端的内侧壁设置有用于与超高压增压缸体匹配连接的台肩。
所述的固定件至少包括第一连接板、第二连接板和拉杆；所述的第一连接板套接在低压缸体与超高压增压缸体连接端的外侧壁上；所述的第二连接板套接在超高压增压缸体远离低压缸体的一端；第一连接板和第二连接板之间通过拉杆连接。
所述的第一连接板和第二连接板均为圆环形板状结构，且环面上开有多个均匀设置的用于连接拉杆的通孔。
所述的低压机构与超高压增压机构之间连接有第二高压密封件；所述冲头与超高压增压机构之间连接有第一高压密封件；所述的第一高压密封件采用的是35MPa密封圈；所述的第二高压密封件采用的是600MPa超高压密封圈。
有益效果：
(1)本发明通过两层或三层筒体构成预应力结构的超高压增压缸体，解决了缸体材料无法承载超高压压强的关键问题，为超高压液胀成形提供了技术保障。
(2)本发明通过增压比为25:1，有效增压容积为10L，低压缸体内注入24MPa油压就可以在高压腔产生600MPa超高压压力，满足了超高压液胀成形的需要。
(3)本发明中固定件的使用，将超高压增压缸体和低压机构紧密的连接为一个整体，保证了超高压增压缸体能够承受超高压，确保发明正常工作。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的剖视图。
图中：1-位移传感器；2-法兰；3-低压缸体；4-第一连接板；5-活塞杆；6-拉杆；7-第一层筒；8-第二层筒；9-第三层筒；10-第二连接板；11-第一高压密封件；12-冲头；13-第二高压密封件。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本发明的较佳实施例进行详细说明。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
参照图1所示的一种超高压增压装置，包括
超高压增压缸体，超高压增压缸体水平设置且其至少包括由两层或三层筒体构成；
低压机构，低压机构水平设置且其一端与超高压增压机构的一端密封连接；
连接件，连接件将低压机构和超高压增压机构紧密连接；
冲头12，冲头12水平设置，冲头12的一端通过连接件与超高压增压机构固定且密封连接，冲头12与超高压增压机构内部连通。
在应用时，首先启动低压机构，并给低压机构内加注预设油压，在低压机构的作用下，驱动与之连接的超高压增压缸体，使超高压增压缸体内产生预设的超高压压力，超高压增压缸体内的高压液体通过与之连通的冲头12进入待膨胀管材进行超高压液胀成形。
本发明中的连接件，将超高压增压缸体和低压机构连接为一个整体。
超高压增压缸体水平设置且其至少包括由两层或三层筒体构成预应力结构，保证了超高压增压缸体能够承受超高压。通过两层或三层筒体构成预应力结构的超高压增压缸体，解决了现有技术中缸体材料无法承载超高压压强的关键问题，为超高压液胀成形提供了技术保障。
在具体应用时，超高压增压缸体采用两层还是三层筒体，可以根据实际需要进行选择。
本实施例中，超高压增压缸体是通过设置的通孔与冲头12连通；冲头12沿轴向中心位置设置有用于输出超高压液的通孔，且此通孔的中心线与超高压增压缸体上设置的与冲头12连通的通孔的中心线共线。
实施例二：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例一的基础上，所述的超高压增压缸体包括第一层筒7、第二层筒8和第三层筒9；所述的第一层筒7、第二层筒8和第三层筒9从内至外依顺序设置；所述的第三层筒9和第二层筒8均为中空柱状体，第一层筒7为柱状体且其一端内部设置有水腔，从水腔至另一端水平开有通孔；第一层筒7与第二层筒8之间、第二层筒8与第三层筒9之间为过盈装配。
本实施例中，第一层筒7与第二层筒8之间、第二层筒8与第三层筒9之间采用过盈装配，使第一层筒7与第二层筒8之间、第二层筒8与第三层筒9之间产生了相当大的结合力，以保证其能够承载超高压力。
在实际使用时，超高压增压缸体采用本技术方案，解决了现有技术中的缸体材料无法承载超高压压强的关键问题，为超高压液胀成形提供了技术保障。
实施例三：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例二的基础上，所述的第二层筒8与第三层筒9两端端面平齐，第二层筒8与低压机构连接端的内侧壁设置有台肩，且其台肩与第一层筒7一端端面平齐；第一层筒7的另一端端面延伸至第二层筒8与第三层筒9的端面外，且此端面通过连接件与冲头12固定且密封连接。
在实际使用时，第一层筒7、第二层筒8与第三层筒9采用上述技术方案，不仅保证其能够密封连接，确保本发明能够产生且能够承载超高压，而且安装比较方便。
超高压增压缸体采用本技术方案，解决了现有技术中的一层缸体材料无法承载超高压压强的关键问题，为超高压液胀成形提供了技术保障。
实施例四：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例一的基础上，所述的低压机构包括法兰2、低压缸体3和活塞杆5且其增压比为25:1；所述的法兰2连接在低压缸体3的一端；所述活塞杆5密封连接在低压缸体3内部。
本发明特别适用于600MPa超高压。
在实际使用时，首先启动低压机构，并给低压机构内加注预设油压，在低压机构的作用下，驱动低压机构中活塞杆5向超高压增压缸体方向移动，通过预设的增压比，使超高压增压缸体内产生预设的超高压压力，从而使超高压增压缸体内的高压液体，通过与之连通的冲头12进入待膨胀管材完成超高压液胀成形。
本实施例中活塞杆5通过35MPa密封圈连接在低压缸体3内部，使低压缸体3内部形成低压油腔。
本实施例中的低压机构采用增压比为25:1，能够有效增压容积为10L，当低压缸体内注入24MPa油压就可以在高压腔产生600MPa超高压压力，从而能够满足600MPa超高压压力的液胀成形所需。
实施例五：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例四的基础上，所述的法兰2的外侧设置有位移传感器1；所述位移传感器1的探测杆水平穿过法兰2并延伸至活塞杆5内。
本实施例中位移传感器1的设置，能方便的掌握低压缸体3内活塞杆5的位移状况。位移传感器1的探测杆水平穿过法兰2并延伸至活塞杆5内，使得测得的数据更加精确。
实施例六：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例四的基础上，所述的低压缸体3为中空柱状体，且其外侧壁由左中右三段不同的外径组成；右段外径大于左段外径，中段外径小于左段外径；中段与右段衔接处设置有固定件。
更进一步的，所述的低压缸体3与超高压增压缸体连接端的内侧壁设置有用于与超高压增压缸体匹配连接的台肩。
本实施例中低压缸体3采用本技术方案，使其能够方便的通过固定件与超高压增压缸体进行密封连接，使得低压缸体3与超高压增压缸体保持超高压状态下的密封，确保本发明的正常工作。
实施例七：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例六的基础上，所述的固定件至少包括第一连接板4、第二连接板10和拉杆6；所述的第一连接板4套接在低压缸体3与超高压增压缸体连接端的外侧壁上；所述的第二连接板10套接在超高压增压缸体远离低压缸体3的一端；第一连接板4和第二连接板10之间通过拉杆6连接。
进一步的，所述的第一连接板4和第二连接板10均为圆环形板状结构，且环面上开有多个均匀设置的用于连接拉杆6的通孔。
在实际使用时，固定件采用本技术方案，能够将超高压增压缸体和低压机构紧密的连接为一个整体，保证了超高压增压缸体能够承受超高压，确保本发明正常工作。
在具体应用时，拉杆6设置的个数，还可以根据超高压增压装置所承载的压力状况来确定，承载的压力越大则拉杆6设置的个数越多。拉杆6均匀设置在第一连接板4和第二连接板10之间，能够使其受力更加均匀，增加了装置的使用安全系数。
实施例八：
参照图1所示的一种超高压增压装置，在实施例一的基础上：所述的低压机构与超高压增压机构之间连接有第二高压密封件13；所述冲头12与超高压增压机构之间连接有第一高压密封件11；所述的第一高压密封件11采用的是35MPa密封圈；所述的第二高压密封件13采用的是600MPa超高压密封圈。
在实际应用时，第一高压密封件11采用35MPa密封圈，第二高压密封件13采用600MPa超高压密封圈，确保了本发明在超高压状态下的密封，保证了超高压增压缸体能够产生600MPa的超高压，从而保证本发明对待膨胀管材进行600MPa超高压液胀成形工作的正常进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种超高压增压装置，其特征在于：包括
超高压增压缸体，超高压增压缸体水平设置且其至少由三层筒体构成；
低压机构，低压机构水平设置且其一端与超高压增压缸体的一端密封连接；
连接件，连接件将低压机构和超高压增压缸体紧密连接；
冲头（12），冲头（12）水平设置，冲头（12）的一端通过连接件与超高压增压缸体固定且密封连接，冲头（12）与超高压增压缸体内部连通；
所述的超高压增压缸体包括第一层筒（7）、第二层筒（8）和第三层筒（9）；所述的第一层筒（7）、第二层筒（8）和第三层筒（9）从内至外依顺序设置；所述的第三层筒（9）和第二层筒（8）均为中空柱状体，第一层筒（7）为柱状体且其一端内部设置有水腔，从水腔至另一端水平开有通孔；第一层筒（7）与第二层筒（8）之间、第二层筒（8）与第三层筒（9）之间为过盈装配；
所述低压机构包括法兰（2）、低压缸体（3）和活塞杆（5），且其增压比为25:1；所述的法兰（2）连接在低压缸体（3）的一端；所述活塞杆（5）密封连接在低压缸体（3）内部；
所述的低压机构与超高压增压缸体之间连接有第二高压密封件（13）；所述冲头（12）与超高压增压缸体之间连接有第一高压密封件（11）；所述的第一高压密封件（11）采用的是35MPa密封圈；所述的第二高压密封件（13）采用的是600MPa超高压密封圈。
2.如权利要求1所述的一种超高压增压装置，其特征在于：所述的第二层筒（8）与第三层筒（9）两端端面平齐，第二层筒（8）与低压机构连接的端部的内侧壁设置有台肩，且该台肩与第一层筒（7）一端端面平齐；第一层筒（7）的另一端端面延伸至第二层筒（8）与第三层筒（9）的端面外，且此端面通过连接件与冲头（12）固定且密封连接。
3.如权利要求1所述的一种超高压增压装置，其特征在于：所述的法兰（2）的外侧设置有位移传感器（1）；所述位移传感器（1）的探测杆水平穿过法兰（2）并延伸至活塞杆（5）内。
4.如权利要求1所述的一种超高压增压装置，其特征在于：所述的低压缸体（3）为中空柱状体，且其外侧壁由左中右三段不同的外径组成；右段外径大于左段外径，中段外径小于左段外径；中段与右段衔接处设置有固定件。
5.如权利要求1或4所述的一种超高压增压装置，其特征在于：所述的低压缸体（3）与超高压增压缸体连接的端部的内侧壁设置有用于与超高压增压缸体匹配连接的台肩。
6.如权利要求4所述的一种超高压增压装置，其特征在于：所述的固定件至少包括第一连接板（4）、第二连接板（10）和拉杆（6）；所述的第一连接板（4）套接在低压缸体（3）与超高压增压缸体连接的端部的外侧壁上；所述的第二连接板（10）套接在超高压增压缸体远离低压缸体（3）的一端；第一连接板（4）和第二连接板（10）之间通过拉杆（6）连接。
7.如权利要求6所述的一种超高压增压装置，其特征在于：所述的第一连接板（4）和第二连接板（10）均为圆环形板状结构，且环面上开有多个均匀设置的用于连接拉杆（6）的通孔。
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