CN114670489A - 一种柔性压力输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柔性压力输送装置，采用比例换向阀驱动输送装置双出杆活塞往复运动，可以持续输送压力液体，并可以根据增压速率的需要，调节比例电磁铁信号大小，控制活塞运动速度，从而控制输送液体量大小，达到控制增压速率的目的；设计有滤波器，输送装置输出的压力液体会直接作用在滤波器活塞上，推动滤波器活塞发生微小位移，将压力波动的波峰冲击吸收，从而使得输送装置输出稳定压力的液体。滤波器构成理性气体容腔，根据理想气体状态方程，滤波器的气侧压力和容积会根据输送装置的压力持续增压而自适应变化、调节，保证滤波器的吸收压力冲击效果，从而实现输送装置真正意义上的柔性控制。

Description

一种柔性压力输送装置

技术领域

本发明属于高端装备技术领域，尤其是涉及一种柔性压力输送装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，各类机械得到了广泛应用。在机械驱动过程中,压力成型技术应用更加广泛。尤其在重载应用场景，压力成型技术的发展，越来越倾向于高压化、超高压化。

在压力成型技术领域中，一般将工作压力大于320bar称为超高压。在大型压力机、压力试验装置、液压工具、粉末冶金、压力容器等设备采用的压力通常在1000bar左右。因液体存在不可压缩性，当压力达到超高压力范围时，随着液体功率密度的增大，一点点的液体增加都会导致工作压力的波动，会出现波峰冲击现象，一点点的压力的增加，都会造成一定程度上的刚性冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性压力输送装置，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的装置主要由输送装置本体、滤波器、比例换向阀及管路组成。其中输送装置的增压比为1:6.25，当系统工作压力为250bar时，输送装置增压后的压力可以达到1500bar以上，基本可以满足所有的超高压应用场所。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柔性压力输送装置，包括高压端盖、低压端盖、高压缸筒、高强度拉杆螺母组件、低压缸筒、双出杆活塞和滤波器，所述高压端盖包括左侧高压端盖和右侧高压端盖；所述低压端盖包括左侧低压端盖和右侧低压端盖；所述低压缸筒的两端通过间隙配合安装在所述左侧低压端盖和所述右侧低压端盖之间；所述高压缸筒共两个，分别位于所述低压缸筒的左右两侧；左侧的高压缸筒通过导向铜套一间隙配合安装在所述左侧低压端盖和所述左侧高压端盖之间；右侧的高压缸筒通导向铜套一过间隙配合安装在所述右侧低压端盖和所述右侧高压端盖之间；所述滤波器通过安装法兰固定在所述右侧高压端盖的一端；所述高强度拉杆螺母组件依次穿过所述左侧高压端盖、左侧低压端盖、右侧低压端盖、右侧高压端盖及安装法兰，将以上组件联结成一个整体；双出杆活塞通过间隙配合安装在所述低压缸筒中；所述右侧低压端盖上安装阀块，两者之间通过O型圈密封；所述阀块上设计有油口P、油口T；该输送装置的外部设置有进出油口，通过超高压三通、超高压管路、低压管路将各油口连接。

进一步地，所述滤波器包括滤波器缸筒，所述滤波器缸筒的两端设计有螺纹孔，一端通过内六角圆柱头螺钉二与所述安装法兰连接，另一端通过内六角圆柱头螺钉三与滤波器端盖连接；滤波器端盖上设计有充气阀，对滤波器进行充气；滤波器缸筒与滤波器端盖采用间隙配合，二者之间设计有O型圈及挡圈三以防止气体泄漏；滤波器压盖通过内六角圆柱头螺钉一固定在滤波器缸筒中，滤波器活塞安装在滤波器缸筒中，二者间隙配合；滤波器活塞上设置有孔用AQ封，以防止气侧的压缩气体泄漏到液侧。

进一步地，所述双出杆活塞与所述低压缸筒之间设置有孔用格莱圈；所述双出杆活塞与左侧低压端盖及右侧低压端盖之间分别设置有轴封二。

进一步地，所述双出杆活塞与所述低压缸筒之间设置有孔用导向环一，所述双出杆活塞与左侧低压端盖及右侧低压端盖之间分别设置有导向环，以保证装置平稳运行。

进一步地，所述低压缸筒与所述左侧低压端盖和所述右侧低压端盖连接处设置有O型圈及挡圈二。

进一步地，所述高压缸筒与所述高压端盖及所述低压端盖的连接处设置有O型圈及挡圈一和轴封一，以防止液体外泄。

进一步地，所述双出杆活塞将左侧低压端盖、低压缸筒及右侧低压端盖形成的工作腔分隔为A腔和B 腔；所述双出杆活塞、左侧高压端盖与左侧的高压缸筒形成了超高压腔，同样，所述双出杆活塞、右侧的高压缸筒与右侧高压端盖形成了超高压腔；其中超高压腔与A腔、B腔的面积比分别为1:6.25。

进一步地，所述左侧高压端盖和所述右侧高压端盖上分别通过螺纹插装有超高压单向阀一和超高压单向阀二；其中，所述超高压单向阀二为反向开启式。

进一步地，所述高压缸筒的外侧设置有高压安全护套。

进一步地，所述左侧低压端盖及所述右侧低压端盖上分别设有接近开关，以监测活塞运动到位情况；所述左侧低压端盖及右侧低压端盖分别设计有螺栓孔，用来固定安装地脚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用比例换向阀驱动输送装置双出杆活塞往复运动，可以持续输送压力液体，并可以根据增压速率的需要，调节比例电磁铁信号大小，控制活塞运动速度，从而控制输送液体量大小，达到控制增压速率的目的。

(2)本发明能够实现超高压持续增压，压力可以达到1500bar以上，设计有滤波器，将压力波动的波峰冲击吸收，从而使得输送装置输出稳定压力的液体。

(3)滤波器构成理性气体容腔，根据理想气体状态方程PV＝nRT，滤波器的气侧压力和容积会根据输送装置的压力持续增压而自适应变化、调节，保证滤波器的吸收压力冲击效果，从而实现输送装置真正意义上的柔性控制。

附图说明

图1是本发明装置的剖视图；

图2是本发明装置的俯视图；

图3是本发明装置的侧视图；

图4是本发明装置中滤波器的结构图；

图5是滤波器的侧视图；

图6是图4中C-C面剖视图；

图7是图4的D向视图；

图8是本发明装置工作原理图(活塞处于中间位置工作状态下)；

图中：1-左侧高压端盖、2-高压安全护套、3-高压缸筒、4-拉杆螺母组件、5-导向铜套一、6-左侧低压端盖、7-低压缸筒、8-双出杆活塞、9-比例换向阀、10-阀块、11-右侧低压端盖、12-右侧高压端盖、13-滤波器、14-安装地脚、15-超高压单向阀一、16-超高压单向阀二、17-接近开关、18-超高压三通、19-O型圈及挡圈一、20-轴封一、21-导向环、22-轴封二、23-O型圈及挡圈二、24-O型圈、25-孔用导向环一、26- 孔用格莱圈、13.1-安装法兰、13.2-滤波器缸筒、13.3-导向铜套二、13.4-内六角圆柱头螺钉一、13.5-滤波器压盖、13.6-滤波器活塞、13.7-滤波器端盖、13.8-充气阀、13.9-内六角圆柱头螺钉二、13.10-内六角圆柱头螺钉三、13.11-O型圈及挡圈三、13.12-孔用导向环二、13.13-孔用AQ封、13.14-轴封三。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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1一种柔性压力输送装置，参照图1-图8所示，包括高压端盖、低压端盖、高压缸筒3、高强度拉杆螺母组件4、低压缸筒7、双出杆活塞8和滤波器13，高压端盖包括左侧高压端盖1和右侧高压端盖12；低压端盖包括左侧低压端盖6和右侧低压端盖11；低压缸筒7的两端通过间隙配合安装在左侧低压端盖6和右侧低压端盖11之间；高压缸筒3共两个，分别位于低压缸筒7的左右两侧；左侧的高压缸筒3通过导向铜套一5间隙配合安装在左侧低压端盖6和左侧高压端盖1之间；右侧的高压缸筒3通导向铜套一5过间隙配合安装在右侧低压端盖11和右侧高压端盖12之间；其中，低压缸筒7与左侧低压端盖6和右侧低压端盖11连接处设置有O型圈及挡圈二23，同样，高压缸筒3与高压端盖及低压端盖的连接处设置有O型圈及挡圈一19和轴封一20，以防止液体外泄。轴封一20通过导向铜套5固定；高强度拉杆螺母组件4依次穿过左侧高压端盖1、左侧低压端盖6、右侧低压端盖11、右侧高压端盖12及安装法兰13.1，将以上组件联结成一个整体；

在本实施例中，双出杆活塞8是一体化设计的阶梯轴，通过间隙配合安装在低压缸筒7中；双出杆活塞8与低压缸筒7之间设置有孔用格莱圈26；双出杆活塞8与左侧低压端盖6及右侧低压端盖11之间分别设置有轴封二22，以防止液体泄露；

具体的，双出杆活塞8将左侧低压端盖6、低压缸筒7及右侧低压端盖11形成的工作腔分隔为A腔和B腔；双出杆活塞8、左侧高压端盖1与左侧的高压缸筒3形成了超高压腔，同样，双出杆活塞8、右侧的高压缸筒3与右侧高压端盖12形成了超高压腔；超高压腔与A腔、B腔的面积比分别为1:6.25；故本发明输送装置的增压比为1:6.25。另外，本发明中轴封一20也可以防止超高压腔的液体泄漏到A腔和B 腔。

具体的，左侧高压端盖1和右侧高压端盖12、高压缸筒3均采用高强度合金材料，高压缸筒3外面设置有高压安全护套2，增强了装置的安全性。

具体的，双出杆活塞8与低压缸筒7之间设置有孔用导向环一25，双出杆活塞8与左侧低压端盖6及右侧低压端盖11之间分别设置有导向环21，以保证装置平稳运行。

左侧低压端盖6及右侧低压端盖11上分别设有接近开关17，以监测活塞8运动到位情况；左侧低压端盖6及右侧低压端盖11分别设计有螺栓孔，用来固定安装地脚14，安装地脚14对输送装置起到固定作用。

其中，右侧低压端盖11上安装有阀块10，两者之间通过O型圈24密封；左侧高压端盖1和右侧高压端盖12上分别通过螺纹插装有超高压单向阀一15和超高压单向阀二16；其中，超高压单向阀二16为反向开启式。

阀块10上设计有油口P、油口T；该输送装置的外部设置有进出油口，通过超高压三通18、超高压管路、低压管路将各油口连接。阀块10上还安装有比例换向阀9。

在本实施例中，滤波器13通过安装法兰13.1固定在右侧高压端盖12的一端；其中，滤波器13包括滤波器缸筒13.2，滤波器缸筒13.2的两端设计有螺纹孔，一端通过内六角圆柱头螺钉二13.9与安装法兰13.1连接，另一端通过内六角圆柱头螺钉三13.10与滤波器端盖13.7连接；滤波器端盖13.7上设计有充气阀13.8，对滤波器进行充气；滤波器缸筒13.2与滤波器端盖13.7均为高强度合金材料，二者间隙配合，同时二者之间设计有O型圈及挡圈三13.11以防止气体泄漏；滤波器压盖13.5通过内六角圆柱头螺钉一 13.4固定在滤波器缸筒13.2中；滤波器将导向铜套二13.3、轴封三13.14压紧固定，轴封三13.14防止液侧的液体泄漏到气侧；滤波器活塞13.6安装在滤波器缸筒13.2中，二者间隙配合；滤波器活塞13.6上安装有孔用导向环二13.12，以保证运行的平稳性；为防止气侧的压缩气体泄漏到液侧，滤波器活塞13.6上设计有孔用AQ封13.13。本案例中，液侧与气侧的面积比为1:6.25，与输送装置面积比相同，气侧的充气压力为300bar。

结合柔性压力输送装置的实际应用，对本发明做进一步的说明：

通过前期调试或使用，输送装置A腔、B腔、超高压腔及管路里面充满了液体，输送装置具备了正常工作条件。

系统压力达到动力站的设定压力(本实施案例中为250bar)时，输送装置投入工作。系统的液体通过比例换向阀的P口管路进入阀体，比例电磁铁BL1施加信号，液体通过比例换向阀9进入输送装置A腔，并通过超高压单向阀一15进入输送装置左侧超高压腔，此时输送装置的双出杆活塞8向右移动，输送装置B腔的液体通过比例换向阀9回到T口管路，流回油箱，输送装置右侧超高压腔的液体通过超高压单向阀二16进入超高压管路Ph。可以根据增压速率的需要，调节比例电磁铁施加信号大小，控制双出杆活塞 8运动速度，从而控制输出压力液体量大小，达到控制增压速率的目的。当双出杆活塞8运行到位时，接近开关17的YJ2发出信号，比例电磁铁BL1失电，比例电磁铁BL2施加信号，液体通过比例换向阀9进入输送装置B腔，并通过超高压单向阀一15进入输送装置左侧超高压腔，此时输送装置的双出杆活塞8 向左移动，输送装置A腔的液体通过比例换向阀9回到T口管路，流回油箱，输送装置左侧超高压腔的液体通过超高压单向阀二16进入超高压管路Ph。当活塞运行到位时，接近开关17的YJ1发出信号，比例电磁铁BL2失电，比例电磁铁BL1又施加信号，如此往复，持续增压，持续输出液体，直到满足系统使用压力。

工作过程中，当增压到320bar，进入超高压工况时，此时液体功率密度较大，一点点的液体量增加都会导致系统压力的波动，出现波峰冲击现象，不利于系统的压力稳定，此时滤波器13的作用比较明显。滤波器13的气侧是压缩氮气，是一个弹性体，其密闭空间构成了理想气体状态。输送装置输出的超高压液体通过超高压管路进入滤波器13，压力直接作用在滤波器活塞13.6上，推动滤波器活塞13.6发生微小位移，将压力波动的波峰冲击吸收，从而使得输送装置输出稳定的压力。因为滤波器气侧是理性气体容腔，根据理想气体状态方程PV＝nRT，滤波器13的气侧压力和容积会根据输送装置的压力持续增压而自适应变化、调节，保证滤波器的吸收压力冲击效果，从而实现输送装置真正意义上的柔性控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种柔性压力输送装置，包括高压端盖、低压端盖、高压缸筒（3）、高强度拉杆螺母组件（4）、低压缸筒（7）、双出杆活塞（8）和滤波器（13），其特征在于，所述高压端盖包括左侧高压端盖（1）和右侧高压端盖（12）；所述低压端盖包括左侧低压端盖（6）和右侧低压端盖（11）；所述低压缸筒（7）的两端通过间隙配合安装在所述左侧低压端盖（6）和所述右侧低压端盖（11）之间；所述高压缸筒（3）共两个，分别位于所述低压缸筒（7）的左右两侧；左侧的高压缸筒（3）通过导向筒套一（5）间隙配合安装在所述左侧低压端盖（6）和所述左侧高压端盖（1）之间；右侧的高压缸筒（3）通过导向筒套一（5）间隙配合安装在所述右侧低压端盖（11）和所述右侧高压端盖（12）之间；所述滤波器（13）通过安装法兰（13.1）固定在所述右侧高压端盖（12）的一端；所述高强度拉杆螺母组件（4）依次穿过所述左侧高压端盖（1）、左侧低压端盖（6）、右侧低压端盖（11）、右侧高压端盖（12）及安装法兰（13.1），将以上组件联结成一个整体；双出杆活塞（8）通过间隙配合安装在所述低压缸筒（7）中；所述右侧低压端盖（11）上安装阀块（10），两者之间通过O型圈（24）密封；所述阀块（10）上设计有油口P、油口T；该输送装置的外部设置有进出油口，通过超高压三通（18）、超高压管路、低压管路将各油口连接。

2.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述滤波器（13）包括滤波器缸筒（13.2），所述滤波器缸筒（13.2）的两端设计有螺纹孔，一端通过内六角圆柱头螺钉二（13.9）与所述安装法兰（13.1）连接，另一端通过内六角圆柱头螺钉三（13.10）与滤波器端盖（13.7）连接；滤波器端盖（13.7）上设计有充气阀（13.8），对滤波器进行充气；滤波器缸筒（13.2）与滤波器端盖（13.7）采用间隙配合，二者之间设计有O型圈及挡圈三（13.11）以防止气体泄漏；滤波器压盖（13.5）通过内六角圆柱头螺钉一（13.4）固定在滤波器缸筒（13.2）中，滤波器活塞（13.6）安装在滤波器缸筒（13.2）中，二者间隙配合；滤波器活塞（13.6）上设置有孔用AQ封（13.13），以防止气侧的压缩气体泄漏到液侧。

3.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述双出杆活塞（8）与所述低压缸筒（7）之间设置有孔用格莱圈（26）；所述双出杆活塞（8）与左侧低压端盖（6）及右侧低压端盖（11）之间分别设置有轴封二（22）。

4.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述双出杆活塞（8）与所述低压缸筒（7）之间设置有孔用导向环一（25），所述双出杆活塞（8）与左侧低压端盖（6）及右侧低压端盖（11）之间分别设置有导向环（21），以保证装置平稳运行。

5.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述低压缸筒（7）与所述左侧低压端盖（6）和所述右侧低压端盖连接处设置有O型圈及挡圈二（23）。

6.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述高压缸筒（3）与所述高压端盖及所述低压端盖的连接处设置有O型圈及挡圈一（19）和轴封一（20），以防止液体外泄。

7.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述双出杆活塞（8）将左侧低压端盖（6）、低压缸筒（7）及右侧低压端盖（11）形成的工作腔分隔为A腔和B腔；所述双出杆活塞（8）、左侧高压端盖（1）与左侧的高压缸筒（3）形成了超高压腔，同样，所述双出杆活塞（8）、右侧的高压缸筒（3）与右侧高压端盖（12）形成了超高压腔；其中超高压腔与A腔、B腔的面积比分别为1:6.25。

8.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述左侧高压端盖（1）和所述右侧高压端盖（12）上分别通过螺纹插装有超高压单向阀一（15）和超高压单向阀二（16）；其中，所述超高压单向阀二（16）为反向开启式。

9.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述高压缸筒（3）的外侧设置有高压安全护套（2）。

10.根据权利要求1所述的柔性压力输送装置，其特征在于，所述左侧低压端盖（6）及所述右侧低压端盖（11）上分别设有接近开关（17），以监测活塞（8）运动到位情况；所述左侧低压端盖（6）及右侧低压端盖（11）分别设计有螺栓孔，用来固定安装地脚（14）。

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