CN207805564U - 一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统,包括电控系统以及与其连接的液压泵源、绝对值位移传感器、往复式增压器和压力传感器；六面顶压机的每个工作缸对应设置一个绝对值位移传感器、一个往复式增压器、一个超高压隔断阀和一个压力传感器；六面顶压机工作缸与液压泵源、往复式增压器、超高压隔断阀形成液压回路绝对值位移传感器的本体固定在六面顶压机外部的支架上，绝对值位移传感器的测量触头固定在六面顶压机的工作缸上。本实用新型在超高压合成压力工况下，能够精确控制每个工作缸的位移，为合成材料提供稳定、均匀的生长环境，降低压机的事故率、硬质合金的损耗率和合成材料的废品率。

Description

一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统

技术领域

本实用新型涉及六面顶压机液压系统，尤其涉及一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统。

背景技术

六面顶压机用于超硬材料的生产，超高合成压力(最终合成压力>65MPa)的实现通常采用增压器或超高压泵来实现，通常一个两位七通阀将全部六个工作缸连通后，逐步提高合成压力，六个工作缸一同对合成块加压，以达到最终所需的合成压力。在此过程中，由于六个工作缸的安装位置、起始位置、运动阻力不同，导致六个工作缸运动的速度和行程不一致，速度有快有慢、行程有多有少，并且无法根据其差别进行调整，因为六个工作缸是连通的。

此系统存在的缺点将导致如下问题:1.合成块在六个方向的压缩量不同，合成材料受力和变形不均匀，将导致合成块内部的生长环境不均衡，最终合成产品组织结构不均匀、质量不稳定；2.某个工作缸超行程后，导致撞锤或放炮事故或者报警停机后合成块作废。

针对当前液压系统存在的问题，需要一种在合成过程中既可以连通超压，又可以调整单个工作缸行程的液压系统。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种液压系统，在超高压合成压力工况下，能够精确控制每个工作缸的位移，为合成材料提供稳定、均匀的生长环境，降低压机的事故率、硬质合金的损耗率和合成材料的废品率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，包括电控系统以及与其连接的液压泵源、绝对值位移传感器、往复式增压器和压力传感器；六面顶压机的每个工作缸对应设置一个绝对值位移传感器、一个往复式增压器、一个超高压隔断阀和一个压力传感器；六面顶压机工作缸与液压泵源、往复式增压器、超高压隔断阀形成液压回路；绝对值位移传感器的本体固定在六面顶压机外部的支架上，绝对值位移传感器的测量触头固定在六面顶压机的工作缸上。

上述技术方案中，液压泵源为整个液压系统提供控制油，为六面顶压机的空程前进、回程及往复式增压器提供动力油，六面顶压机工作缸及往复式增压器均与液压泵源连接；六面顶压机的每个工作缸上均对应设置一个绝对值位移传感器和一个往复式增压器；当要对六面顶压机的单缸位移进行控制时，需要通过超高压隔断阀将要动作的回路与其他5个回路隔离开，避免对其他回路产生影响，然后启动往复式增压器；往复式增压器由电控系统控制启停，由液压泵源提供液压油，从而控制工作缸的前进或停止，往复式连续增压器能够实现六面顶压机合成所需的超高合成压力，采用连续增压，压力的波动小；本实用新型提供的液压系统通过压力传感器可以实时监测每个工作缸内的压力；绝对值位移传感器的两端没有同时固定在压机上，而是一端固定在压机的工作缸上，一端固定在独立于压机的支架上，当工作缸的顶锤发生位移变化时，绝对值位移传感器可以及时测量到，且绝对值位移传感器信号的变化即代表了顶锤的实际位移变化，消除了高压工况下压机的变形对位移测量的影响，绝对值位移传感器将测量结果反馈给电控系统，由电控系统计算出各顶锤的实际位置，根据实际需要，再对往复式增压器进行调节，从而可以准确控制六面顶压机的单缸位移。当六面顶压机的六缸连通超压时，由电控系统打开超高压隔断阀的电磁阀，在控制油的作用下，超高压隔断阀被打开，六缸工作腔连通，然后启动6个往复式增压器，6个往复式增压器同时工作，进行连通超压；而多缸(例如2-5缸)连通超压时，原理同上，打开需要连通超压工作缸对应的超高压隔断阀并启动往复式增压器即可实现。

本实用新型通过压力传感器可以控制各缸压力均衡，而超高压隔断阀、往复式增压器的配置又可以实现各缸的位移控制，从而使合成块均匀变形；相对于通常用的两位七通，两位七通虽然成本低，合成块受力均匀，但是无法控制各个缸的位移，六个缸同时超压，哪个缸的阻力小，哪个缸的位移就大，导致合成块变形不均匀；而本实用新型则有效地避免了这个缺点。

进一步地，液压泵源包括高压泵、控制泵、单向阀、电磁溢流阀、回油过滤器、空气过滤器、加热器、冷却器、液位液温计、排空阀以及油箱。

进一步地，所述液压系统还包括与电控系统连接的高压控制阀组，高压控制阀组安装在液压泵源与六面顶压机工作缸之间，高压控制阀组包括与六面顶压机工作缸对应的6组高压控制阀，每组均包括超高压液控单向阀、电液换向阀及节流阀。

在上述技术方案中，高压控制阀组可以控制压机的空程前进、单缸前进/后退、快速回程等动作，并且可以隔断压机合成时的超高压液压油，防止对液压泵源产生影响。

进一步地，所述液压系统还包括与六面顶压机工作缸及电控系统连接的前腔阀组，前腔阀组包括一个顺序阀和6组与六面顶压机工作缸一一对应连接的单向节流阀，单向节流阀通过顺序阀与液压泵源连接。

在上述技术方案中，在控制压机空程前进和快速回程速度时，通过设置前腔阀组，可以平衡各缸由于重力产生速度不一致的现象。

进一步地，所述液压系统还包括步进电机泄压阀和事故泄压阀，两者并联安装在液压泵源与超高压隔断阀之间，步进电机泄压阀与电控系统连接。步进电机泄压阀和事故泄压阀能够实现六面顶压机正常和事故状态的的泄压，提高安全性。

进一步地，绝对值位移传感器的本体与测量触头通过连接装置连接，连接装置为拉线绳，其一端可伸缩地连接于绝对值位移传感器本体内，另一端与测量触头连接，测量触头通过测量触头固定装置固定在六面顶压机的工作缸上。对于六面顶压机的左、右缸以及前、后缸，拉线绳优选处于水平状态，对于六面顶压机的上、下缸，拉线绳优选处于竖直状态，从而提高测量精度。

进一步地，绝对值位移传感器为绝对值线性位移传感器，可以防止电控系统出现突然断电的情况而影响位移信号的采集以及出现的错误，从而提高测量精度。

进一步地，支架为3个，两个相对的六面顶压机工作缸共用一个支架。

进一步地，电控系统包括控制器、显示器、报警装置以及急停按钮，由此方便观察和控制，并将顶锤的实际位置给予显示，并可通过电控系统设置报警及停机条件，系统出现故障或错误时，自动报警，出现紧急事故时，可以按下急停按钮。

本实用新型的有益效果包括：

(1)六面顶压机在合成过程中，任一工作缸的行程可调，同时可以调整一个或多个或所有工作缸的行程，并且不相互影响；

(2)采用往复式增压器，通过改变往复式增压器的面积比和工作油的工作压力，使其增压速率可调，可以得到不同的合成压力，往复式增压器的短行程、高换向频率的设计特点，使得合成压力波动很小，实现压力的追踪平稳；

(3)绝对值位移传感器的控制精度有0.1mm和0.05mm两种可选，满足了常规需要，且控制精度高，用户可以根据工艺情况作出最具性价比的选择；

(4)绝对值位移传感器的一端固定在六面顶压机外部的支架上，一端固定在工作缸上，从根本上消除了压机变形对位移测量系统的影响，从而提高了位移测量系统的测量精度；

(5)本实用新型使合成块变形、受力均匀，为提高合成产品的品质提供了有利条件；

(6)本实用新型能有效预防撞锤、放炮的事故，降低硬质合金的损耗率和合成材料的废品率；

(7)本实用新型集成度高，现场安装简单。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为绝对值位移传感器安装在六面顶压机上的结构示意图。

图中，1、液压泵源；2、高压控制阀组；3、六面顶压机工作缸；31、工作缸活塞；32、顶锤；4、绝对值位移传感器；41、本体；42、连接装置；43、测量触头；5、前腔阀组；6、往复式增压器；7、超高压隔断阀；8、压力传感器；9、步进电机泄压阀；10、事故泄压阀；11、电控系统；12、支架；13、测量触头固定装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

六面顶压机共有六个工作缸：上缸、下缸、左缸、右缸、前缸和后缸；每个工作缸包括一个工作缸活塞和一个与工作缸活塞连接的顶锤。

一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统如图1所示，包括电控系统11以及与其连接的液压泵源1、绝对值位移传感器4、往复式增压器6、超高压隔断阀7和压力传感器8；每个六面顶压机工作缸3对应设置一个绝对值位移传感器4、一个往复式增压器6、一个超高压隔断阀7和一个压力传感器8，从而实现合成过程中单个或多个工作缸行程的控制；六面顶压机工作缸3与液压泵源1、往复式增压器6、超高压隔断阀7形成液压回路；绝对值位移传感器4的本体41固定在六面顶压机外部的支架12(或立柱)上，支架12独立于六面顶压机，绝对值位移传感器4的测量触头43固定在六面顶压机工作缸3上。

为了实现压机合成所需的超高合成压力，本实用新型设置了6个增压器，均为往复式连续增压器，可以通过控制增压器的工作数量来实现不同的增压速率，例如1个增压器工作，或2个或多个增压器工作。优选地，液压泵源1包括高压泵、控制泵、单向阀、电磁溢流阀、回油过滤器、空气过滤器、加热器、冷却器、液位液温计、排空阀以及油箱。

优选地，液压系统还包括与电控系统11连接的高压控制阀组2，高压控制阀组2安装在液压泵源1与六面顶压机工作缸3之间，高压控制阀组2包括与六面顶压机工作缸3对应的6组高压控制阀和一个总电液控制阀，6组高压控制阀通过总电液控制阀与液压泵源1连接，每组高压控制阀均包括超高压液控单向阀、电液换向阀及节流阀。高压控制阀组2可以控制压机的空程前进、单缸前进/后退、快速回程等动作，并且可以隔断压机合成时的超高压液压油，防止对液压泵源产生影响。

优选地，为了控制压机空程前进和快速回程速度，平衡各缸由于重力产生的速度不一致的现象，设置前腔阀组5，前腔阀组5与六面顶压机工作缸3及液压泵源1连接，前腔阀组5包括一个顺序阀和6组与六面顶压机工作缸3一一对应连接的单向节流阀，单向节流阀通过顺序阀与液压泵源1连接。前腔阀组5还与高压控制阀组2中的总电液控制阀连接，工作缸泄压后，快速回程时，高压控制阀组2控制动力油至前腔阀组5，然后推动工作缸回程。

优选地，为了能够实现压机正常和事故状态的泄压，液压系统还包括步进电机泄压阀9和事故泄压阀10，两者并联安装在液压泵源1与超高压隔断阀7之间，步进电机泄压阀9与电控系统11连接，由电控系统11控制。

为了提高液压系统的集成度，降低现场安装工作量，在液压泵源1内部，所有液压泵(包括高压泵和控制泵)安装在油箱下方，高压控制阀组2、前腔阀组5、往复式增压器6、超高压隔断阀7、步进电机泄压阀9、事故泄压阀10等液压元器件安装与油箱的顶部或侧面。

优选地，如图2所示，绝对值位移传感器4的本体41与测量触头43通过连接装置42连接，连接装置42为拉线绳，其一端可伸缩地连接于绝对值位移传感器的本体41内，另一端与测量触头43连接，测量触头43通过测量触头固定装置13固定在六面顶压机的工作缸活塞31上，绝对值位移传感器4的本体41固定在支架12上。连接装置32为拉线绳时，对于六面顶压机的左、右缸以及前、后缸，拉线绳优选处于水平状态，对于六面顶压机的上、下缸，拉线绳优选处于竖直状态。支架12优选为3个，两个相对分布的六面顶压机工作缸3共用一个支架12，本实施例以水平方向左右相对分布的一组工作缸为例进行的说明。对于六面顶压机的左、右缸以及前、后缸，拉线绳处于水平状态，对于六面顶压机的上、下缸，拉线绳处于竖直状态。

优选地，绝对值位移传感器4为绝对值线性位移传感器，绝对值线性位移传感器有不同检测精度可供选择，如0.1mm和0.05mm两种控制精度，用户可以根据工艺情况作出最具性价比的选择，而且绝对值线性位移传感器不同位置相应的输出信号是唯一的，因此即便控制系统中间出现断电的情况，系统再次得电后，绝对值线性位移传感器给出的仍然是当前位置的准确信号，消除断电对位移测量系统影响。

优选地，电控系统11包括控制器、显示器、报警装置以及急停按钮，用于显示顶锤的实际位置，便于操作者的观察和控制，还用于报警和急停，减少损失。

通过管路连接的上述液压系统，可以实现当前压机的所有功能，并且能够实现在超高压工况下对每个工作缸位移的精确控制。

本实用新型公开的液压系统中，六面顶压机的空程前进、快速回程、调试时的单缸前进或后退原理与现有六面顶压机工作原理一致，因此不再对此部分内容进行详细说明，下面将对本实用新型的液压系统如何实现在合成过程中准确控制各工作缸行程的原理做详细说明：

(1)合成过程中单缸独立增压和位移控制：以右缸为例，右缸的绝对位置由其对应的绝对值位移传感器4实时监测，并反馈给电控系统11，当需要右缸前进时，电控系统11打开右缸对应的往复式增压器6的控制阀，在动力油的推动下，往复式增压器6动作，被往复式增压器6加压后的液压油送至右缸中，右缸前进；右缸的实际位置到达设定值时，停止往复式增压器；右缸回路的合成压力由对应的压力传感器8监测并反馈给控制系统11；

(2)六缸连通超压：控制系统11打开6个超高压隔断阀的电磁阀，在控制油的作用下，6个超高压隔断阀被打开，六缸工作腔连通，然后启动6个往复式增压器，6个往复式增压器同时工作，进行连通超压；

多缸(例如2-5缸)连通超压时，原理同上，打开需要连通超压工作缸对应的超高压隔断阀并启动往复式增压器即可；

(3)增压速率的调整：各往复式增压器6的回油口均设有一个节流阀，当单个回路增压速率需要调整时，通过调整相应的节流阀，可以调整该回路中回油速度，从而可以调整增压缸的工作速度，最终达到调整增压速率的目的；当六缸或多缸(例如2-5缸)连通超压时，可以通过控制往复式增压器的数量来实现不同的增压速率，例如1个往复式增压器工作，或2个或多个往复式增压器工作；

(4)泄压控制：为了保证六面顶压机的安全，防止放冷泡，泄压时各工作缸回路上的超高压隔断阀7必须为全部打开状态，然后打开步进电机泄压阀9上游的超高压两位两通，并调整步进电机泄压阀9的开度来实现不同速率的泄压；当步进电机故障时，可以通过手动打开事故泄压阀10来实现事故泄压，保证六面顶压机的工作安全；由往复式增压器6送至右缸中的液压油经超高压隔断阀7、步进电机泄压阀9或事故泄压阀10被送回至液压泵源1中；

(5)往复式增压器的设计：通过改变往复式增压器6的面积比和工作油的工作压力，可以得到不同的合成压力，满足合成所需；增压器高工作频率、短行程的设计，使得合成压力波动很小，实现压力的平稳追踪。

以上所述实施方式描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，包括电控系统(11)以及与其连接的液压泵源(1)、绝对值位移传感器(4)、往复式增压器(6)、超高压隔断阀(7)和压力传感器(8)；每个六面顶压机工作缸(3)对应设置一个绝对值位移传感器、一个往复式增压器、一个超高压隔断阀和一个压力传感器；六面顶压机工作缸与液压泵源、往复式增压器、超高压隔断阀形成液压回路；绝对值位移传感器的本体(41)固定在六面顶压机外部的支架(12)上，绝对值位移传感器的测量触头(43)固定在六面顶压机工作缸上。

2.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，液压泵源包括高压泵、控制泵、单向阀、电磁溢流阀、回油过滤器、空气过滤器、加热器、冷却器、液位液温计、排空阀以及油箱。

3.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括与电控系统连接的高压控制阀组(2)，高压控制阀组安装在液压泵源与六面顶压机工作缸之间，高压控制阀组包括与六面顶压机工作缸对应的6组高压控制阀，每组均包括超高压液控单向阀、电液换向阀及节流阀。

4.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括与六面顶压机工作缸及电控系统连接的前腔阀组(5)，前腔阀组包括一个顺序阀和6组与六面顶压机工作缸一一对应连接的单向节流阀，单向节流阀通过顺序阀与液压泵源连接。

5.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括步进电机泄压阀(9)和事故泄压阀(10)，两者并联安装在液压泵源与超高压隔断阀之间，步进电机泄压阀与电控系统连接。

6.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，绝对值位移传感器的本体与测量触头通过连接装置(42)连接，连接装置为拉线绳，其一端可伸缩地连接于绝对值位移传感器本体内，另一端与测量触头连接，测量触头通过测量触头固定装置(13)固定在六面顶压机的工作缸活塞(31)上。

7.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，对于六面顶压机的左、右缸以及前、后缸，拉线绳处于水平状态，对于六面顶压机的上、下缸，拉线绳处于竖直状态。

8.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，绝对值位移传感器为绝对值线性位移传感器。

9.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，支架为3个，两个相对的六面顶压机工作缸共用一个支架。

10.根据权利要求1所述的可准确控制六面顶压机单缸位移的液压系统，其特征在于，电控系统包括控制器、显示器、报警装置以及急停按钮。