專利名稱：一種集成式逐級超高壓增壓方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超高壓液體成形介質增壓方法及裝置。
背景技術：
增壓裝置在許多需要高壓、超高壓液體成形介質的設備中是非常關鍵 的部件，其增壓能力直接影響到設備的成形能力。譬如在管材充液成形中， 增壓裝置產生壓力的高低對成形工藝影響很大。管材充液成形時， 一般在 初始成形階段要求液體成形介質的工作壓力不高，但需要液體成形介質的 體積大；在后期整形階段，需要超高壓的整形壓力才能達到較好的貼模效 果，因此時所需要的超高壓液體成形介質的體積一般較小。目前國內外的 傳統方法是采用一個大容積的的超高壓增壓器，為了滿足壓力要求和容積 要求，所需的增壓器油缸直徑大、壁厚厚，造成體積龐大、結構復雜，增 壓器的使用壽命短，且只能提供單級的壓力輸出，不能滿足不同工況的使 用要求。
本發明的目的是為了克服傳統大容積超高壓增壓器體積龐大、制造成 本高、使用壽命短的缺點，提供一種結構合理、成本低、使用壽命長的集 成式逐級超高壓增壓方法及裝置。
本發明的集成式逐級超高壓增壓方法是這樣實現的，先通過充液源往 中壓增壓單元、超高壓增壓單元及工件成形腔內注入液體成形介質(如液 壓油、乳化液等)，然后通過中壓增壓單元使工件成形腔、超高壓增壓單元內液體成形介質增壓成中壓，工件在中壓液體成形介質作用下成形，最 后通過超高壓增壓單元增壓，使工件成形腔內液體成形介質的壓力升高至 超高壓，工件在超高壓液體成形介質作用下整形。由于工件的成形大多數 在成形階段完成，在工件成形時先注入大體積的中壓液體成形介質，然后 在整形階段再注入用量少的超高壓液體成形介質，從而實現逐級增壓。這 樣，既能滿足工件成形的需要，又不需要設置大容量的超高壓增壓器，從 而有效地降低了增壓裝置的制造成本及設備投入。
本發明的集成式逐級超高壓增壓裝置是這樣組成的，主要由增壓裝置 控制單元、超高壓增壓單元和中壓增壓單元、充液控制單元集成而成，增 壓裝置控制單元主要用于控制超高壓增壓單元和中壓增壓單元的增壓和 退回，超高壓增壓單元和中壓增壓單元在增壓裝置控制單元的控制下，實 現對充液控制單元輸入液體成形介質的增壓和卸壓，超高壓增壓單元和中 壓增壓單元的低壓端分別與增壓裝置控制單元相連，其高壓端分別與充液 控制單元相連。充液控制單元實現對超高壓增壓單元、中壓增壓單元、工 件成形腔的充液和對超高壓增壓單元和中壓增壓單元高壓端輸出液體成 形介質的分配。工作時，充液源通過充液控制單元向工件成形腔、中壓增 壓單元、超高壓增壓單元充入液體成形介質。然后，中壓增壓單元在增壓 裝置控制單元的控制下，通過充液控制單元向工件成形腔輸出大體積的中 壓液體成形介質，使工件成形。最后，超高壓增壓單元在增壓裝置控制單 元的控制下，通過充液控制單元向工件成形腔輸出小體積的超高壓液體成 形介質，使工件整形，從而實現對工件成形腔逐級增壓。
中壓增壓單元由一套或者一套以上并聯的中壓增壓器組成，超高壓增壓單元由一套或者一套以上并聯的超高壓增壓器組成，中壓增壓器由低壓 端、高壓端構成，低壓端由帶有油路通道的中間法蘭、帶有油路通道的右 端蓋、位于中間法蘭、右端蓋間的缸筒、位于缸筒內的活塞構成，高壓端 由中間法蘭、帶有液體成形介質進出通道的左端蓋、位于中間法蘭、左端 蓋間的中壓缸筒構成，其各部分通過螺釘相連，活塞的桿部以中間法蘭為 導向在中壓缸筒內滑動。工作時，增壓裝置控制單元驅動中壓活塞前進， 帶動中壓活塞將液體成形介質加壓成中壓并將中壓液體成形介質通過充 液控制單元輸送到工件成形腔使工件成形。在中壓缸筒端面設置有泄壓 槽7其作用是讓泄漏的中壓液體成形介質釋放，以免造成螺釘連接失效和 壓力釋放事故。
在右端蓋端面裝有內置式位移檢測裝置，用于活塞位移的檢測。 超高壓增壓器由低壓端、高壓端構成，低壓端由帶有油路通道的中間 法蘭、帶有油路通道的右端蓋、位于中間法蘭、右端蓋間的缸筒、位于缸 筒內的活塞構成，高壓端由中間法蘭、帶有液體成形介質進出通道的左端 蓋、位于中間法蘭、左端蓋間的超高壓缸筒構成，其各部分通過螺釘相連。 活塞的桿部以中間法蘭為導向在超高壓缸筒的內缸筒內滑動，超高壓缸筒 采用雙層(或多層)預應力自增強復合結構，由內缸筒、外缸筒通過加熱 套合構成，內缸筒只受徑向擠壓應力，不受軸向應力，避免了內層缸筒的 應力集中，有利于提高缸筒的使用壽命。工作時，增壓裝置單元驅動活塞 前進，帶動活塞將液體成形介質加壓成超高壓并將超高壓液體成形介質通 過充液控制單元輸送到工件成形腔使工件整形。由于超高壓增壓器的高壓 端直接和充液控制單元的工件成形腔相連，其低壓端與增壓裝置控制單元相連，所以，當低壓端卸壓時，其高壓端能實現平穩無沖擊、無振動卸壓。 在超高壓缸筒的內缸筒端面設置有泄壓槽，其作用是讓泄漏的超高壓液體 成形介質釋放，以免造成螺釘連接失效和超高壓釋放事故。工作時，超高 壓增壓單元在增壓裝置控制單元的控制下，通過充液控制單元向工件成形 腔輸出小體積的超高壓液體成形介質，使工件整形，從而實現對工件成形 腔逐級增壓。
在右端蓋端面裝有內置式位移檢測裝置，用于活塞位移的檢測。 本發明與已有技術相比，由于采用中壓增壓單元、超高壓增壓單元的 集成式逐級增壓方法，成功地解決了大容積超高壓系統的要求，相對于傳 統單級增壓方法能大大縮小增壓器的結構尺寸、降低制造成本和加工難 度。中壓增壓單元、超高壓增壓單元除可以聯合使用外，還可以分別用于 中壓系統和超高壓系統，應用靈活，可以適用于不同的工藝要求。該集成 式逐級超高壓增壓裝置卸壓平穩，無沖擊和振動，成功地解決了超高壓大 容積增壓器的卸壓沖擊大的難題。
圖1為本發明的集成式逐級超高壓增壓方法示意圖。 圖2為本發明的集成式逐級超高壓增壓裝置結構示意圖。
具體實施例方式
現結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述
本發明的集成式逐級超高壓增壓方法是這樣實現的，先通過充液源往 中壓增壓單元、超高壓增壓單元及工件成形腔內注入液體成形介質(如液 壓油)，然后通過中壓增壓單元使工件成形腔、超高壓增壓單元內液體成形介質增壓成中壓，工件在中壓液體成形介質作用下成形，最后通過超高 壓增壓單元增壓，使工件成形腔內液體成形介質的壓力升高至超高壓，工 件在超高壓液體成形介質作用下整形。這里，中壓增壓時，可采用一套或 者--套以上的并聯的中壓增壓器構成的中壓增壓單元來進行；超高壓增壓
時，可采用一套或者一套以上并聯的超高壓增壓器構成的超高壓增壓單元 來進行。
本發明的集成式逐級超高壓增壓裝置是這樣實現的，主要由增壓裝置 控制單元、超高壓增壓單元和中壓增壓單元、充液控制單元三部分集成而 成。增壓裝置控制單元主要用于控制超高壓和中壓增壓單元的增壓和退 回。超高壓增壓單元和中壓增壓單元在增壓裝置控制單元的控制下，實現 對充液控制單元輸入液體成形介質的增壓和卸壓。超高壓增壓單元和中壓 增壓單元的低壓端分別與增壓裝置控制單元相連，其高壓端分別與充液控 制單元相連。充液控制單元實現對超高壓增壓單元、中壓增壓單元、工件 成形腔的充液和對超高壓增壓單元和中壓增壓單元高壓端輸出液體成形 介質的分配。中壓增壓單元由一套或者一套以上并聯的中壓增壓器組成， 超高壓增壓單元由一套或者一套以上并聯的超高壓增壓器組成。
中壓增壓單元的中壓增壓器由低壓端、高壓端構成，低壓端由帶有油
路通道的中間法蘭15、帶有油路通道的右端蓋12、位于中間法蘭15、右 端蓋12間的缸筒13、位于缸筒內的活塞14構成，高壓端由中間法蘭15、 帶有液體成形介質進出通道的左端蓋19、位于中間法蘭15、左端蓋19間 的中壓缸筒16構成，其各部分通過螺釘17相連。活塞14的桿部以中間 法蘭15為導向在中壓缸筒16內滑動。中壓缸筒16兩端面設有泄壓槽18，其作用是讓泄漏的超高壓液體成形介質釋放，以免造成螺釘連接失效和超 高壓釋放事故。在右端蓋12端面裝有內置式位移檢測裝置11，用于活塞 14位移的檢測。工作時，充液源通過充液控制單元向工件成形腔、中壓增 壓單元、超高壓增壓單元充入液體成形介質，然后，中壓增壓單元在增壓 裝置控制單元的控制下，通過充液控制單元向工件成形腔輸出大體積的中 壓液體成形介質，使工件成形。
超高壓增壓單元的超高壓增壓器由低壓端、高壓端構成，低壓端由帶
有油路通道的中間法蘭6、帶有油路通道的右端蓋2、位于中間法蘭6、右 端蓋2間的缸筒4、位于缸筒內的活塞5構成，高壓端由中間法蘭6、帶 有液體成形介質進出通道的左端蓋10、位于中間法蘭6、左端蓋10間的 超高壓缸筒構成，其各部分通過螺釘17相連。活塞5的桿部以中間法蘭6 為導向在超高壓缸筒的內缸筒8內滑動，超高壓缸筒采用雙層(或多層) 預應力自增強復合結構，由內缸筒8、外缸筒7通過加熱套合構成，內缸 筒8只受徑向擠壓應力，不受軸向應力，避免了內缸筒8的應力集中，有 利于提高缸筒的使用壽命。在超高壓缸筒的內缸筒8端面設置有泄壓槽9， 其作用是讓泄漏的超高壓液體成形介質釋放，以免造成螺釘連接失效和超 高壓釋放事故。在右端蓋2端面裝有內置式位移檢測裝置1，用于活塞5 位移的檢測。工作時，超高壓增壓單元在增壓裝置控制單元的控制下，通 過充液控制單元向工件成形腔輸出小體積的超高壓液體成形介質，使工件 整形，從而實現對工件成形腔逐級增壓。
增壓裝置控制單元安裝在超高壓增壓器右端蓋2上，通過管路和右端 蓋2及右端蓋12內的油路通道實現對超高壓增壓單元和中壓增壓單元的控制。
權利要求
1、一種集成式逐級超高壓增壓方法，其特征在于先通過充液源往中壓增壓單元、超高壓增壓單元及工件成形腔內注入液體成形介質，然后通過中壓增壓單元使工件成形腔、超高壓增壓單元內液體成形介質增壓成中壓，工件在中壓液體成形介質作用下成形，最后，通過超高壓增壓單元增壓，使工件成形腔內液體成形介質的壓力升高至超高壓，工件在超高壓液體成形介質作用下整形，從而實現對工件成形腔逐級增壓。
2、 根據權利要求1所述的集成式逐級超高壓增壓方法，其特征 在于超高壓增壓時，可采用一套或者兩套以上的并聯超高壓增壓器構 成的超高壓增壓單元來進行，中壓增壓時，可采用一套或者兩套以上 的并聯中壓增壓器構成的中壓增壓單元來進行。
3、 一種集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征在于主要由增壓裝置 控制單元、超高壓增壓單元和中壓增壓單元、充液控制單元集成而成， 增壓裝置控制單元主要用于控制超高壓和中壓增壓單元的增壓和退回， 超高壓增壓單元和中壓增壓單元在增壓裝置控制單元的控制下，實現對 充液控制單元輸入液體成形介質的增壓和卸壓，超高壓增壓單元和中壓 增壓單元的低壓端分別與增壓裝置控制單元相連，其高壓端分別與充液 控制單元相連，充液控制單元實現對超高壓增壓單元、中壓增壓單元、 工件成形腔的充液和對超高壓增壓單元和中壓增壓單元高壓端輸出液 體成形介質的分配。
4、 根據權利要求3所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征在于 中壓增壓單元由一套或者一套以上并聯的中壓增壓器組成，中壓增壓器由低壓端、高壓端構成，低壓端由帶有油路通道的中間法蘭、帶有油路通道 的右端蓋、位于中間法蘭、右端蓋間的缸筒、位于缸筒內的活塞構成，高 壓端由中間法蘭、帶有液體成形介質進出通道的左端蓋、位于中間法蘭、 左端蓋間的中壓缸筒構成，其各部分通過螺釘相連，活塞的桿部以中間法 蘭為導向在中壓缸筒內滑動。
5、 根據權利要求4所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征在于在中壓缸筒端面設置有泄壓槽。
6、 根據權利要求4或5所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征 在于在右端蓋端面裝有內置式位移檢測裝置，用于活塞位移的檢測。
7、 根據權利要求3所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征在于 超高壓增壓單元由一套或者一套以上并聯的超高壓增壓器組成，超高壓增 壓器由低壓端、高壓端構成，低壓端由帶有油路通道的中間法蘭、帶有油 路通道的右端蓋、位于中間法蘭、右端蓋間的缸筒、位于缸筒內的活塞構 成，高壓端由中間法蘭、帶有液體成形介質進出通道的左端蓋、位于中間 法蘭、左端蓋間的超高壓缸筒構成，其各部分通過螺釘相連，活塞的桿部 以中間法蘭為導向在超高壓缸筒的內缸筒內滑動，超高壓缸筒采用雙層或 多層預應力自增強復合結構，由內缸筒、外缸筒通過加熱套合構成。
8、 根據權利要求7所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征在于 超高壓增壓單元的超高壓增壓器的高壓端直接和充液控制單元的工件成 形腔相連，其低壓端與增壓裝置控制單元相連。
9、 根據權利要求7或8所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征 在于在超高壓缸筒的內缸筒端面設置有泄壓槽。
10、 根據權利要求9所述的集成式逐級超高壓增壓裝置，其特征在于在右端蓋端面裝有內置式位移檢測裝置，用于活塞位移的檢測。
全文摘要
一種集成式逐級超高壓增壓方法及裝置，其特征在于先通過充液源往中壓增壓單元、超高壓增壓單元及工件成形腔內注入液體成形介質，然后通過中壓增壓單元使工件成形腔、超高壓增壓單元內液體成形介質增壓成中壓，工件在中壓液體成形介質作用下成形，最后，通過超高壓增壓單元增壓，使工件成形腔內液體成形介質的壓力升高至超高壓，工件在超高壓液體成形介質作用下整形，從而實現對工件成形腔逐級增壓。本發明與已有技術相比，具有結構合理、成本低、使用壽命長的優點。
文檔編號B01J3/06GK101288834SQ20081002881
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月11日 優先權日2008年6月11日
發明者何景暉, 悅 張, 方錦榮, 李百煉, 楊劍武 申請人:佛山市康思達液壓機械有限公司