[发明专利]一种用于制备波纹管的超声液压胀形装置及方法

权利要求书

1.一种用于制备波纹管的超声液压胀形装置，其特征在于：它包括液压胀形波纹管装置以及设置在液压胀形波纹管装置上的超声波振动装置；

所述液压胀形波纹管装置包括上密封块(8)和下密封块(14)，上密封块(8)的下方连接有上密封外环(9)，下密封块(14)的上方连接有下密封外环(1)，上密封外环(9)和下密封外环(1)之间的纵向空间内交替设置有成型模片(2)和波距限位块(13)，上密封外环(9)、下密封外环(1)、成型模片(2)和波距限位块(13)的内部共同围设成管状型腔，管状型腔内设有管坯(10)，管坯(10)的上端面与上密封块(8)相接触，管坯(10)的下端面与下密封块(14)相接触，管坯(10)的管体内部充满有成形压力介质(11)；

所述超声波振动装置包括超声波发生器(3)、换能器(7)、变幅杆(6)、工具头(4)以及频率跟踪器(5)，超声波发生器(3)与换能器(7)电连接，换能器(7)、变幅杆(6)与工具头(4)自上而下依次连接，频率跟踪器(5)与换能器(7)电连接以实时采集换能器(7)的信号，频率跟踪器(5)与超声波发生器(3)电连接，频率跟踪器(5)将信号处理后反馈至超声波发生器(3)，超声波发生器(3)通过改变振荡频率控制换能器(7)工作在共振频率点上；

所述液压胀形波纹管装置的上密封块(8)和超声波振动装置的工具头(4)接触连接。

2.根据权利要求1所述的用于制备波纹管的超声液压胀形装置，其特征在于：所述超声波振动装置的工具头(4)随液压胀形波纹管装置的上密封块(8)移动而移动且二者始终保持接触连接。

3.根据权利要求2所述的用于制备波纹管的超声液压胀形装置，其特征在于：所述成形压力介质(11)采用橡胶材质制成。

4.根据权利要求3所述的用于制备波纹管的超声液压胀形装置，其特征在于：所述上密封块(8)和下密封块(14)上均设置有密封螺栓(12)，上密封块(8)和下密封块(14)通过密封螺栓(12)上下锁紧成形压力介质(11)。

5.根据权利要求4所述的用于制备波纹管的超声液压胀形装置，其特征在于：所述超声振动装置的变幅杆(6)呈圆锥形，变幅杆(6)的锥尖部的端面与工具头(4)通过螺纹连接方式相连接。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的用于制备波纹管的超声液压胀形装置的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1、液压胀形波纹管装置的上密封块的下方连接有上密封外环，下密封块的上方连接有下密封外环，在液压胀形波纹管装置上密封块和下密封块之间安装管坯，在上密封外环和下密封外环之间的纵向空间内交替安装成型模片和波距限位块，向管坯的管体内部充满成形压力介质，并锁紧上端的上密封块和下端的下密封块；

S2、超声波振动装置包括超声波发生器、换能器、变幅杆、工具头以及频率跟踪器，超声波发生器与换能器电连接，换能器、变幅杆与工具头自上而下依次连接，超声波发生器发出超声频的正弦电信号，通过换能器将高频电能转换为机械振动，经变幅杆传播纵向振动至工具头并放大振幅，直接作用在液压胀形波纹管装置的上密封块上，频率跟踪器与换能器电连接以实时采集换能器的信号，频率跟踪器与超声波发生器电连接，频率跟踪器将信号处理后反馈至超声波发生器，超声波发生器通过改变振荡频率控制换能器工作在共振频率点上；

S3、向液压胀形波纹管装置的成形压力介质中充入压力，管坯在高压介质作用下鼓胀，成型模片会通过波距限位块的支撑定位固定在管坯纵向的各个位置处，泄压拆除波距限位块，再充压至成形压力，然后保持压力不变，在此过程中，施加轴向力，超声波振动装置的工具头随上密封块进给，当压缩至成型模片靠拢时，波纹管成形完毕。