CN1806986A - 相控(恒压)式超高压水增压器 - Google Patents

Abstract

一种超高压水增压器。采用相控(恒压)式工作方式，其双钛合金增压缸体由独立动力控制，交替加压，每一单缸体输出高压水与另一缸体输出高压水相位适当重叠。高压水压力持续稳定，水压波动低于1.8％，无“水锤”现象，故无需水压蓄能器。整套系统由PLC集中控制，配备有各种压力，温度，液面传感器，以确保系统的操作安全。可以根据外部输入指令，控制水压连续变化，以适应穿孔和切割某些特殊材料时的工艺需要。液压油的冷却采用空冷方式。本发明性能优良，设计巧妙，安装，特别是易损件更换方便，快捷。

Description

相控(恒压)式超高压水增压器

所属技术领域

本发明涉及一种相控(恒压)式超高压水增压器。

背景技术

现代材料技术的发展和应用以及对高速精细切割技术的需求越来越广泛，使目前已有的热切割技术已经不能满足市场需求，如对各种金属与金属的复合材料，金属与非金属复合材料，非金属等材料的切割，现有的火焰、等离子、激光切割技术都难以完成使命。而超高压水射流切割技术是一种使用加压水流或加有研磨料的加压水流对目前已知的各种材料进行精密切割的高新技术，该技术对被切割材料无选择性，没有热效应，切割精度高，该工艺无污染，属绿色环保技术。在发达国家，超高压水射流切割设备现已被广泛应用于航天航空、汽车、纺织、建筑建材、采矿、船舶、石化、军工以及特种金属加工等工业领域。是继火焰、等离子、激光切割技术之后的第四代切割技术。

超高压水切割的关键装置就是超高压增压器。目前国际上普遍采用双边往复式工作原理的超高压增压器，与相控(恒压)式超高压水增压器相比有如下缺点：

·增压器所产生的原始水压波动高达50％，即使经蓄能器稳压后，水压波动仍然达2.5％。“水锤”现象严重。

·水压波动导致切割能力和切割质量下降。

·高压水系统，特别是超高压蓄能器及其中的器件由于受“水锤”的循环冲击，其寿命至少下降1/3-1/2(与恒定水压比)。

·高压缸体为不锈钢，不仅重量大，而且耐高温能力和机械加工性能差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种压力高，可靠性高，性-价比高，压力波动低的相控(恒压)式超高压水增压器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：全套装置放置于一个箱体中。其中的液压系统置于箱体的下后部；低压水系统置于箱体下前部的左侧，电器控制系统置于箱体下前部的右侧；采用钛合金制造的超高压水增压装置于箱体的上前部，该装置采用双缸体独立动力控制，交替加压，每一单缸体输出高压水与另一缸体输出相位适当重叠，从而有效地抑制了水压波动，无需水压蓄能器。

本发明的优点是：

·高压水压力持续稳定，水压波动低于1.8％，无“水锤”现象。

·取消了双边往复式(DRP式)增压器所必需的水压蓄能器，提高了高压泵的可靠性。

·在一个工作循环内，每一缸体内活塞的工作负荷仅为双边往复式(DRP式)增压器的一半，故相控(恒压)式增压器工作寿命可成倍提高。

·无“水锤”现象，故增压器中易损件的寿命得以提高，同时降低了高压泵工作噪声，使整机工作噪声低于75分贝。

·钛合金增压缸体重量轻，而且耐高温能力和机械加工性能高。

·采用PLC集中控制，具备完善的数控接口和安全传感，使设备的在线维护和故障检查更迅速。

·结构简单，设计合理，安装，特别是易损件更换方便快捷。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图；

图2是本发明中增压装置的立体结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步详细描述。

由图1-2可知，本发明的液压主电机带动液压泵，所产生的压力油经转换单元分别送至增压器的两个液压缸3中；外部输入的压缩空气经储气罐稳压后亦分别送至增压器的两个液压缸3中；液压缸3与高压缸体2相串连，缸体端头1封住高压缸体2端部；从两个缸体端头1中引出的高压输出管汇于卸压阀5，并经卸压阀5将高压水送至切割枪头。

所有的传感数据都送至PLC，经其分析处理后驱动整套系统的运动。

本发明的工作原理：

增压装置是产生高压水的部件，其核心是连成一体的工作于高压缸体2的陶瓷拄塞和工作于液压缸3中的液压活塞，其面积之比与液压油压强/高压水压强成正比，从而达到增压的目的。整机的工作循环如下：压力油经转换单元送至左侧液压缸3中，推动其中的左侧液压活塞向左运动，左侧陶瓷拄塞相应推动左侧高压缸体2的水，使其变成高压水。当左侧液压活塞的行程接近终点时，由接近开关发出信号，PLC指挥转换单元减少左侧液压缸3中的压力油，同时向右侧液压缸3中注入压力油，推动右侧的液压活塞向右运动。在这一瞬间，高压水由两侧的高压缸体2同时产生，左右两侧拄塞的工作相位略有重叠，从而抑制水压波动。当左侧液压活塞的行程到达终点时，转换单元停止向左侧液压缸3中注入压力油，利用压缩空气将左侧液压缸3中的液压活塞推回，左侧液压缸3中的液压油经滤油器返回液压油箱。左侧高压缸体2中的陶瓷拄塞在回程中将低压水经左侧缸体端头1的单向阀抽入左侧高压缸体2中，为下一个工作循环做好准备。

低压水经三级滤芯过滤，除去直径0.2μm以上的固体颗粒，以保证增压器的使用寿命。过滤后的低压水分别送至左右两侧缸体端头1，供陶瓷拄塞在回程中抽取。

液压油箱中的油经独立的循环泵抽取，被送至空冷散热器，然后返回油箱。

本增压装置的电控部分主要由PLC，数字板和高压水压传感器，低压水压传感器，液面传感器，油温温度传感器，高压缸体温度传感器，缸体端头单向阀温度传感器等。其中数字板可以根据指令，控制水压连续变化，以适应穿孔和切割某些特殊材料时的工艺需要。

Claims (6)

1.相控(恒压)式超高压水增压器，包括增压装置及其控制电路，其特征在于：本发明的液压主电机带动液压泵，所产生的压力油经转换单元分别送至增压器的两个液压缸3中；外部输入的压缩空气经储气罐稳压后亦分别送至增压器的两个液压缸3中；液压缸3与高压缸体2相串连，缸体端头1封住高压缸体2端部；从两个缸体端头1中引出的高压输出管汇于卸压阀5，并经卸压阀5将高压水送至切割枪头。

2.按照权利要求1所述的相控(恒压)式超高压水增压器，其特征在于：双增压缸体由独立动力控制，交替加压，每一单缸体输出高压水与另一缸体输出高压水相位适当重叠。无水压蓄能器。

3.按照权利要求1所述的相控(恒压)式超高压水增压器，其特征在于：增压器可以根据指令，控制水压连续变化。

4.按照权利要求1所述的相控(恒压)式超高压水增压器，其特征在于：高压缸体采用钛合金制造。

5.按照权利要求1所述的相控(恒压)式超高压水增压器，其特征在于：增压器中配置有高压水压传感器，低压水压传感器，液面传感器，油温温度传感器，高压缸体温度传感器，缸体端头单向阀温度传感器。

6.按照权利要求1所述的相控(恒压)式超高压水增压器，其特征在于：增压器采用空冷方式冷却。

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