CN116834358A - 一种双工作缸冷等静压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工作缸冷等静压机，包括：压力总成、承力框架及液压系统；压力总成包括分别安装在工作缸座框上的低压工作缸及高压工作缸，承力框架通过滚轮左右滑动至其中心线与低压工作缸或高压工作缸中心线重合，此时，低压工作缸或高压工作缸位于承力框架内部；液压系统包括由液压站提供的驱动油油推动低压增压器，通过低压增压器将预加压水泵提供的介质水增压通过低压工作缸高压管输出给低压工作缸，高压工作缸同上。本发明设计的双工作缸冷等静压机不仅生产成本低，占地面积减少，而且能够降低时间成本，提高承力框架的利用率，提高生产效率。

Description

一种双工作缸冷等静压机

技术领域

本发明涉及冷等静压机技术领域，更具体的说是涉及一种双工作缸冷等静压机。

背景技术

冷等静压机是将装入密封、弹性模具中的物料，再将弹性模具放置于气体或盛有液体的高压容器中，然后高压容器置于框架中，并用液体或气体对弹性模具施加一定的压力，物料压制成实体，得到原始形状的坏体。针对不同的材料，有时需要不同的压力，而且压力相差很大，比如石墨产品，如果是做负极材料用100MPa左右，如果做高强石墨就压压到250MPa以上了；或者针对相同材料需要在不同阶段压不同压力，而且压力相差很大，比如压氧化铝陶瓷用80-120MPa，压氧化锆、氮化硅陶瓷用180-200MPa；如果采用高压机压低压产品，不仅效率低，大材小用，且造成了资金和能源的浪费，因此，低压机及高压机两种冷等静压机都需要配置。

在工作过程中通过承力框架承受超高压压制时的轴向载荷，因此，承力框架的重量基本占整机的三分之二以上，其造价占整机的一半以上，工作缸内径在1500mm以上的冷等静压机，动则上千万，有的甚至过亿。现有的低压机或高压机均为单缸结构，一个承力框架供一个工作缸使用，不仅成本高，而且占地面积也大；且不管是高压机还是低压机，在装料和出料的过程中，承力框架为等待状态，增加了时间成本，利用率低，导致生产效率降低。

因此，如何提供一种不仅生产成本低，占地面积减少，而且能够降低时间成本，提高承力框架的利用率，提高生产效率的双工作缸冷等静压机是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双工作缸冷等静压机，不仅生产成本低，占地面积减少，而且能够降低时间成本，提高承力框架的利用率，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双工作缸冷等静压机，包括：压力总成、承力框架、低压介质水箱、高压介质水箱及液压站；

压力总成包括低压工作缸及高压工作缸，低压工作缸及高压工作缸的内部空间均为等静压腔；

低压工作缸及高压工作缸呈左右方向依次固定在工作缸座框上端，承力框架位于低压工作缸及高压工作缸之间，工作缸座框前后两侧设置有与工作缸座框平行的导轨，承力框架下端设置有滚轮，滚轮可在导轨上滚动；承力框架套在工作缸座框架的外侧，且低压工作缸或高压工作缸位于承力框架的内部；导轨上设置有分别使承力框架的中心线与低压工作缸、高压工作缸中心线重合的限位块；

低压介质水箱通过低压工作缸高压管与低压工作缸连接，高压介质水箱通过高压工作缸高压管与高压工作缸连接，且低压介质水箱及高压介质水箱的出口均设置有预加压水泵；

低压增压器的驱动油进口与液压站的一路液压阀连通，其介质液进口与低压介质水箱的预加压水泵连通；高压增压器的驱动油进口与液压站的另一路液压阀连通，其介质液进口与高压介质水箱的预加压水泵连通。

采用上述技术方案至少包括如下技术效果：一个承力框架分别对应高压工作缸和低压工作缸两个缸，通过滚轮将承力框架滚动至高压工作缸或低压工作缸处即可加压压制产品，低压工作缸压制产品时，可以对高压工作缸进行取出产品和装料等准备工作，待低压工作缸压制完成后，承力框架通过滚轮移动至高压工作缸处工作，低压工作缸进行出料装料准备，减少了时间成本，提高了承力框架的利用率，进而提高了生产效率；承力框架的中心线与低压工作缸或高压工作缸中心线重合，能够使得产品压制过程中受到的力均匀，保证设备安全；通过预加压水泵将高压介质水箱或低压介质水箱中的介质水抽出输送给高压工作缸或低压工作缸进行注水和预加压力，预加压结束后用于给增压器补介质液，通过低压增压器或高压增压器对预加压水泵补充的介质水进行增压后输送给低压工作缸或高压工作缸，提高压力，实现对待压制产品的压制；通过低压介质水箱及高压介质水箱通过预加压泵分别给低压增压器及高压增压器提供介质液，能够使得高压工作缸及低压工作缸分别做不同类型的产品时介质水不被互相污染；同时，将产品在低压缸内压制成较大坯体后转到高压工作缸内进行二次等静压，能够进一步提高压制产品的致密度和坯体强度；且该冷等静压机共用一套液压系统分别对低压增压器及高压增压器提供增压用驱动油，大大降低了生产成本，减少了占地面积。

优选的，低压工作缸及高压工作缸位于等静压腔的上端及下端均开设有通孔，通孔处活动连接有上塞头及下塞头；

低压工作缸及高压工作缸上均设置有提升装置，提升装置分别与对应的上塞头连接；下塞头开设有介质进出口，低压工作缸的介质进出口与低压工作缸高压管连接至低压增压器，高压工作缸的介质进出口与高压工作缸高压管连接至高压增压器。

采用上述技术方案，低压工作缸高压管或高压工作缸高压管通过下塞头对等静压腔内部施加压力，上塞头及下塞头随着等静压腔内部压力变化导致的承力框架伸缩而上下浮动，在加压保压卸压完成后可通过上塞头的提升装置将上塞头提升出来并转开，即开盖将压制产品取出。

进一步，低压工作缸及高压工作缸上均设置有排气装置。通过该结构的设置能够使得将等静压腔内的压力卸掉。

优选的，等静压腔与上塞头、下塞头之间分别设置有超高压密封圈，达到低压工作缸或高压工作缸的密封效果，保证内部建立起压制成型所需要的压强。

优选的，承力框架可承受530MN的轴向力，其由前立柱、后立柱、上半圆梁及下半圆梁组成一个闭合环形框架，前立柱及后立柱分别位于工作缸座框的前后两侧；

上半圆梁的下端固定有上承压板且上承压板位于前立柱上端与后立柱上端之间位置，下半圆梁的上端固定有下承压板且下承压板位于前立柱下端与后立柱下端之间位置；上承压板与下承压板之间的高度距离与低压工作缸或高压工作缸的高度对应并留有承力框架进出的间隙。当低压工作缸或高压工作缸位于承力框架内部并加压时，上塞头上端与上承压板接触，下塞头下端与下承压板接触。在工作时，低压工作缸或高压工作缸的上塞头顶住上承压板，下塞头顶住下承压板，由于压力变化导致上塞头及下塞头上下浮动，进而通过上承压板或下承压板传递给上半圆梁或下半圆梁，其产生回弹力以抵住等静压腔内部压力。

优选的，闭合环形框架外侧按预应力的要求进行钢丝缠绕而形成的钢丝层，可承受530MN的轴向力。通过预应力钢丝缠绕承力框架能够提高压制时的轴向载荷的承受力。

优选的，低压工作缸的等静压腔的内径为2200mm，高度为2500mm，可承受压强为140MPa。高压工作缸的等静压腔的内径为1500mm，高度为2500mm，可承受压强为300MPa。

优选的，低压增压器为增压比为1:8的低压大流量往复增压器；高压增压器为增压比为1:16的高压小流量往复增压器。

优选的，低压介质水箱及高压介质水箱均为多级沉淀式水箱。

进一步，预加压水泵包括但不限于多级离心泵或者高压清洗泵类柱塞水泵。

优选的，低压工作缸高压管为承受140MPa以上的大通径管路；高压工作缸高压管为承受300MPa以上的大通径管路。

依据本发明设计的一种双工作缸冷等静压机，一个承力框架分别对应高压工作缸和低压工作缸两个缸，通过滚轮将承力框架移动至高压工作缸或低压工作缸处压制产品，低压工作缸压制产品时，可以对高压工作缸进行取出产品和装料等准备工作，待低压工作缸压制完成后，承力框架通过滚轮移动至高压工作缸处工作，低压工作缸进行出料装料准备，减少了时间成本，提高了承力框架的利用率，进而提高了生产效率；通过预加压水泵将高压介质水箱或低压介质水箱中的介质水抽出输送给高压工作缸或低压工作缸进行注水和预加压力，预加压结束后用于给增压器补介质液，通过低压增压器或高压增压器对预加压水泵补充的介质水进行增压后输送给低压工作缸或高压工作缸，提高压力，实现对待压制产品的压制；通过低压介质水箱及高压介质水箱通过预加压泵分别给低压增压器及高压增压器提供介质液，能够使得高压工作缸及低压工作缸分别做不同类型的产品时介质水不被互相污染；同时，将产品在低压缸内压制成较大坯体后转到高压工作缸内进行二次等静压，能够进一步提高压制产品的致密度和坯体强度；且该冷等静压机共用一套液压系统分别对低压增压器及高压增压器提供增压用驱动油，大大降低了生产成本，减少了占地面积。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种双工作缸冷等静压机的主视图；

图2为本发明实施例一种双工作缸冷等静压机的侧视图；

图3为本发明实施例提供的承力框架结构剖视图；

图4为本发明实施例提供的承力框架结构侧视图；

图5为本发明实施例提供的导轨结构示意图。

其中，1为承力框架，11为前立柱，12为后立柱，13为上半圆梁，14为下半圆梁，15为上承压板，16为下承压板，17为钢丝层，2为低压工作缸，21为上塞头，22为提升装置，23为等静压腔，24为下塞头，3为高压工作缸，4为导轨，41为限位块，5为工作缸座框架，6为液压站，7为低压介质水箱，71为低压工作缸高压管，72为预加压水泵，8为高压介质水箱，81为高压工作缸高压管，9为低压增压器，10为高压增压器。

具体实施方式

下面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。

参见附图1-5，本发明提供了一种双工作缸冷等静压机，包括：压力总成、承力框架1、低压介质水箱7、高压介质水箱8、低压增压器9、高压增压器10及液压站6；

压力总成包括分别低压工作缸2及高压工作缸3，低压工作缸2及高压工作缸3的内部空间为等静压腔23；

低压工作缸2及高压工作缸3呈左右方向依次固定在工作缸座框架5上端，承力框架1位于低压工作缸2及高压工作缸3之间；工作缸座框架5两侧均设置有与工作缸座框架5平行的导轨4，承力框架1下端设置有滚轮，滚轮设置在导轨4上，承力框架1套在工作缸座框5的外表面，且低压工作缸2或高压工作缸3位于承力框架1的内部；且导轨4上设置有分别使承力框架1的中心线与低压工作缸2、高压工作缸3中心线重合的限位块；

低压介质水箱7通过低压工作缸高压管71与低压工作缸2连接，高压介质水箱8通过高压工作缸高压管81与高压工作缸3连接，且低压介质水箱7及高压介质水箱8的出口均设置有预加压水泵72；

低压增压器9的驱动油进口与液压站6的一路液压阀连通，其介质液进口与低压介质水箱7的预加压水泵72连通；高压增压器10的驱动油进口与液压站6的另一路液压阀连通，其介质液进口与高压介质水箱8的预加压水泵72连通。

为了进一步优化上述技术方案，低压工作缸2及高压工作缸3位于等静压腔23的上端及下端均开设有通孔，通孔处活动连接有上塞头21及下塞头24；

低压工作缸2及高压工作缸3上均设置有提升装置22，提升装置22分别与对应的上塞头21连接；下塞头24开设有介质进出口，低压工作缸2的介质进出口与低压工作缸高压管71连接，高压工作缸3的介质进出口与高压工作缸高压管81连接。

进一步，低压工作缸2及高压工作缸3上均设置有排气装置。

为了进一步优化上述技术方案，等静压腔23与上塞头21、下塞头24之间分别设置有超高压密封圈。

为了进一步优化上述技术方案，承力框架1可承受530MN的轴向力，其由前立柱11、后立柱12、上半圆梁13及下半圆梁14组成一个闭合环形框架，前立柱11及后立柱12分别位于工作缸座框架5的两侧；

上半圆梁13的下端固定有上承压板15且上承压板15位于前立柱11上端与后立柱12上端之间位置，下半圆梁14的上端固定有下承压板16且下承压板16位于前立柱11下端与后立柱12下端之间位置；上承压板15与下承压板16之间的高度与低压工作缸2及高压工作缸3的高度相适配。

为了进一步优化上述技术方案，在闭合环形框架外侧按预应力的要求进行钢丝缠绕形成有钢丝层17。

为了进一步优化上述技术方案，低压工作缸2的等静压腔23的内径为2200mm，高度为2500mm，可承受压强为140MPa。高压工作缸3的等静压腔23的内径为1500mm，高度为2500mm，可承受压强为300MPa。

为了进一步优化上述技术方案，低压增压器9为增压比为1:8的大流量往复增压器；高压增压器10为增压比为1:16的小流量往复增压器。

为了进一步优化上述技术方案，低压工作缸高压管71为承受140MPa以上的大通径管路；高压工作缸高压管81为承受300MPa以上的大通径管路。

本发明提供的一种双工作缸冷等静压机，一个承力框架分别对应高压工作缸和低压工作缸两个缸，通过滚轮将承力框架移动至高压工作缸或低压工作缸处压制产品，低压工作缸压制产品时，可以对高压工作缸进行取出产品和装料等准备工作，待低压工作缸压制完成后，承力框架通过滚轮移动至高压工作缸处工作，低压工作缸进行出料装料准备，减少了时间成本，提高了承力框架的利用率，进而提高了生产效率；通过预加压水泵将高压介质水箱或低压介质水箱中的介质水抽出输送给高压工作缸或低压工作缸进行注水和预加压力，预加压结束后用于给增压器补介质液，通过低压增压器或高压增压器对预加压水泵补充的介质水进行增压后输送给低压工作缸或高压工作缸，提高压力，实现对待压制产品的压制；通过低压介质水箱及高压介质水箱通过预加压泵分别给低压增压器及高压增压器提供介质液，能够使得高压工作缸及低压工作缸分别做不同类型的产品时介质水不被互相污染；同时，将产品在低压缸内压制成较大坯体后转到高压工作缸内进行二次等静压，能够进一步提高压制产品的致密度和坯体强度；且该冷等静压机共用一套液压系统分别对低压增压器及高压增压器提供增压用驱动油，大大降低了生产成本，减少了占地面积。

本发明实施例未详细说明的部分采用现有技术可实现，在此不做赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，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特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，包括：压力总成、承力框架(1)、低压介质水箱(7)、高压介质水箱(8)、低压增压器(9)、高压增压器(10)及液压站(6)；

所述压力总成包括低压工作缸(2)及高压工作缸(3)，所述低压工作缸(2)及所述高压工作缸(3)的内部空间均为等静压腔(23)；所述低压工作缸(2)及所述高压工作缸(3)呈左右方向依次固定在工作缸座框(5)上端，所述承力框架(1)位于所述低压工作缸(2)及所述高压工作缸(3)之间，所述工作缸座框(5)前后两侧均设置有与所述工作缸座框(5)平行的导轨(4)，所述承力框架(1)下端设置有滚轮，所述滚轮滑动设置在所述导轨(4)上；所述承力框架(1)套在所述工作缸座框(5)的外表面，且所述低压工作缸(2)或所述高压工作缸(3)位于所述承力框架(1)的内部；所述导轨(4)上设置有分别使所述承力框架(1)的中心线与所述低压工作缸(2)、所述高压工作缸(3)中心线重合的限位块(41)；

所述低压介质水箱(7)通过低压工作缸高压管(71)与所述低压工作缸(2)连接，所述高压介质水箱(8)通过高压工作缸高压管(81)与所述高压工作缸(3)连接，且所述低压介质水箱(7)及所述高压介质水箱(8)的出口均设置有预加压水泵(72)；

所述低压增压器(9)的驱动油进口与所述液压站(6)的一路液压阀连通，其介质液进口与所述低压介质水箱(7)的所述预加压水泵(72)连通；所述高压增压器(10)的驱动油进口与所述液压站(6)的另一路液压阀连通，其介质液进口与所述高压介质水箱(8)的所述预加压水泵(72)连通。

2.根据权利要求1所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述低压工作缸(2)及所述高压工作缸(3)位于所述等静压腔(23)的上端及下端均开设有通孔，通孔处活动连接有上塞头(21)及下塞头(24)；

所述低压工作缸(2)及所述高压工作缸(3)上均设置有提升装置(22)，所述提升装置(22)分别与对应的所述上塞头(21)连接；所述下塞头(24)开设有介质进出口，所述低压工作缸(2)的所述介质进出口与所述低压工作缸高压管(71)连接，所述高压工作缸(3)的所述介质进出口与所述高压工作缸高压管(81)连接。

3.根据权利要求2所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述等静压腔(23)与所述上塞头(21)、所述下塞头(24)之间分别设置有超高压密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述承力框架(1)由前立柱(11)、后立柱(12)、上半圆梁(13)及下半圆梁(14)组成一个闭合环形框架，所述前立柱(11)及所述后立柱(12)分别位于所述工作缸座框(5)的前后两侧；

且所述上半圆梁(13)的下端固定有上承压板(15)且其位于所述前立柱(11)上端与所述后立柱(12)上端之间，所述下半圆梁(14)的上端固定有下承压板(16)且其位于所述前立柱(11)下端与所述后立柱(12)下端之间；所述上承压板(15)与所述下承压板(16)之间的高度与所述低压工作缸(2)及所述高压工作缸(3)的高度相适配。

5.根据权利要求4所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述闭合环形框架外侧设置有钢丝层(17)。

6.根据权利要求1所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述低压工作缸(2)的等静压腔(23)的内径为2200mm，高度为2500mm，可承受压强为140MPa；所述高压工作缸(3)的等静压腔(23)的内径为1500mm，高度为2500mm，可承受压强为300MPa。

7.根据权利要求1所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述低压增压器(9)为增压比1:8的低压大流量往复增压器；所述高压增压器(10)为增压比1:16的高压小流量往复增压器。

8.根据权利要求1所述的一种双工作缸冷等静压机，其特征在于，所述低压工作缸高压管(71)为承受140MPa以上的大通径管路；所述高压工作缸高压管(81)为承受300MPa以上的大通径管路。