[其他]超高压液体增压器

说明书

属于液体压力调节器。

液体增压器是超高压液体发生装置的关键部件，其性能好坏，对整个发生装置影响极大。美国专利：US4.029.440设计一种双向超高压液体增压器，由低压缸、高压缸、端盖和换向阀组成，低压缸与其两端的端盖用四根螺栓连接，两个高压缸分别用螺纹连接到端盖上，低压缸活塞与两个高压缸柱塞连成一体，换向阀固定在低压缸的端盖上。这种增压器的高压缸，除承受径向切向应力外，还承受轴向应力，且其外表面螺纹部分有应力集中，因此，降低了高压缸的疲劳寿命及承载能力;该增压器虽然在换向阀结构上考虑了缓冲问题，但不能调节，液压系统仍有较大冲击，需装有适当容量的储能器;此外，结构较复杂，制造成本高，维修不方便。

本发明的目的在于克服上述缺点，而提出一种超高压液体增压器。

本发明提出的超高压液体增压器（图1）由一个低压缸5、两个高压缸3和8、两个换向控制阀11和12构成。低压缸5与其两端的端盖10及13各用八根螺栓连接，两个双层套合的高压缸3及8分别由端盖13及10定位，在两高压缸端部各有一端盖1及9，分别用四根螺栓与低压缸5连接，两个高压缸柱塞4及7与低压缸活塞6连成一体。换向控制阀11及12安装在低压缸的两端。当液压油通过油口E进入低压缸B腔时，活塞6拖动柱塞4及7向右运动，此时，低压水通过前封头2的内孔进入高压缸3的A腔，而充入高压缸8内的低压水被增压，通过高压管路排出，当活塞6运动到行程终端时，推出右换向控制阀11的阀芯15，打开右控制开关17，使电液换向阀换向，于是液压油通过油口F进入低压缸C腔，活塞6拖动柱塞4及7向左运动，此时，低压水进入高压缸8的高压腔，而高压缸3的A腔中的低压水被增压，通过前封头2的内孔排出，当活塞6运动到行程终端时，推出左换向控制阀12的阀芯15，打开左控制开关17，使电液换向阀换向，于是液压油通过油口E进入低压缸B腔，进行下一个循环。根据帕斯卡原理，增压比等于活塞6的横截面积与柱塞4或7的横截面积之比。高压缸采用双层结构，承压部分内外表面呈光滑园柱形，没有螺纹、台肩、孔、槽等，无应力集中。换向控制阀11及12安装在低压缸5上的位置和低压缸的油口E和F的位置应这样确定（图2）：当活塞6向左（向右）运动时，先将油口E（油口F）堵塞一部分，使活塞运动减慢，实现液垫缓冲，再接触阀芯15。换向控制阀（图3）由阀体14、阀芯15、调节螺钉16、阀盖18和弹簧19构成。阀芯15的轴线方向有轴向通油孔9，与其径向通油孔d相通，阀芯中间有一台阶，当活塞6运动到行程终端时，推出阀芯15，其顶端的调节螺钉16打开控制开关17，从而使电液换向阀换向，液压油即通过阀芯15的通油孔g、d进入阀体14与阀芯15之间的K腔，而H腔与大气相通，因此当活塞6与阀芯15脱离接触时，在压力差与弹簧19的作用下，阀芯15复位。阀芯15与控制开关17之间的距离可由调节螺钉16调节。控制开关17可用电气开关，也可用液压阀，以便实现全液压自动换向。高压缸柱塞4及7所用的动密封（图4）是组合密封，由两个O形密封圈20、两个脚形密封垫21、两个挤压垫22、U形密封垫23、24和底套25组成。当高压水作用在O形密封圈20上时，密封圈所产生的径向压力使脚形密封垫21紧贴柱塞上，阻止高压水泄漏，同时在轴向压力作用下，U形密封垫23压入24中，使密封垫24内外唇张开并紧贴柱塞及高压缸内壁，加强密封效果，挤压垫可起支承作用，也可用于调节密封的轴向间隙。密封元件可有不同的排列次序，件数根据需要可增减。高压缸内壁的静密封（图5）是组合密封，由三角垫26、脚形密封垫27、O形密封圈28和螺母29构成。上述密封元件是用特殊材料制成的。

本发明提供的超高压液体增压器，高压缸不承受轴向应力，采用液垫缓冲，能产生0-6000公斤/厘米²的高压水射流，可用于金属板、碳纤维复合材料、塑料、橡胶、玻璃纤维、大理石、花岗岩、石棉水泥制品等各种物料的切割，具有切缝窄、无粉尘、工件无变形、可切割各种形状的工件等优点。在采矿中，配合钻机组成水射流钻孔机，可用于金属或非金属矿山钻凿炮孔，提高穿孔效率3-5倍。