压力套筒制造技术

一种套筒组件包括含有液压流体的腔室，增压器元件，其能够在腔室内往复运动并响应于作用在增压器元件上的驱动装置而移动液压流体，以及活塞，其能够在腔室内往复运动并响应于液压流体压力的变化而可被移动。套筒组件被配置为使得当响应于由驱动装置施加在增压器上的第一力而流体压力增加时，液压流体将在活塞上产生第二力，第二力大于第一力；液压流体的质量基本上被保存在套筒组件中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力套筒
本公开一般涉及一种用于产生压力的套筒组件，特别但不唯一地用于超高压的压机。
技术介绍
美国专利号6,336,802公开了一种整体压机框架和具有内部强化的整体套筒。套筒主体包括第一腔室，第二高压腔室和连接柱状通道。安装在套筒主体的第一高压腔室内部的是插头和内部流体增压器活塞，其柱塞被插入到柱状通道中。在压机循环的正常操作中，来自外部泵源的增压流体经由入口进入第一腔室中，向前推进内部流体增压器活塞。活塞的向前运动作用于第二高压腔室内的流体并向前推动砧/活塞。当砧/活塞与典型的反应室接触时，来自外部泵源的流体压力在第一腔室内增大，导致在砧/活塞后面的第二腔室内形成放大的流体压力。然后砧/活塞起到作用在其上的增压流体的机械增压器的作用，在砧表面处产生超高压力。需要更加紧凑的超高压产生器套筒，优选地具有降低的液压流体损失风险。如本文所用，超高压力至少约为1GPa。
技术实现思路
从第一个方面来看，提供了一种(用于产生压力的)套筒组件，特别但不唯一地用于产生超高压力，包括用于容纳液压流体的腔室、增压器元件和活塞，所述增压器元件能够在腔室内往复运动并响应于作用在增压器元件上的驱动装置而移动液压流体，所述活塞能够在腔室内往复运动并响应于液压流体压力的变化而可被移动；套筒组件被配置为使得当响应于由驱动装置施加在增压器上的第一力而使流体压力增加时，液压流体将在活塞上产生第二力，所述第二力大于所述第一力；液压流体基本上被保存在套筒组件中(基本上无液压流体进入或离开套筒组件)。第二力与第一力的比例根据已知流体力学(液压)原理，将取决于腔室内活塞和增压器杆的配置。通过本公开，设想了用于套筒组件的各种配置和组合，其中下面为非限定的、非穷举的实施例。套筒组件可包括壳体。套筒组件可包括用于容纳液压流体的腔室、能够在腔室中往复运动的增压器杆、活塞和用于驱动增压器杆进入腔室中和将其从腔室退出的机电驱动装置。增压器元件可在近端处与腔室外面的柱塞连接，柱塞与驱动装置联接。驱动装置可包括与具有纵向轴的螺纹梁联接的伺服电机，所述梁的位置相对于壳体基本上固定；伺服电机和梁被配置为使得可通过伺服电机可选择地驱动梁围绕其纵轴的转动；通过协同螺纹机构，增压器元件被可驱动地连接至螺纹梁，使得梁的转动会导致纵向力经由螺纹机构被施加至增压器元件。增压器元件可以为长形元件，比如杆，其可以是圆柱形。增压器元件可以在近端处被连接至柱塞，所述柱塞被联接至驱动装置，其可包括机电装置。在一些实施例的配置中，驱动装置可包括伺服电机，比如步进电机。伺服电机可被联接至螺纹梁，或至少一对螺纹梁，其位置相对于套筒组件的壳体固定。伺服电机和梁可被配置为使得可通过伺服电机可选择地驱动梁围绕其纵轴的转动。伺服电机和梁可被连接至壳体。通过协同螺纹机构可将柱塞联接至梁，使得经由螺纹机构，梁的转动会导致纵向力被施加到柱塞上。因此柱塞可以响应于梁的转动而沿着纵向轴的任一方向移动。也就是说，所驱动的梁的转动可以转化为柱塞上的纵向力，假设其纵向位移不被阻止，其可以导致柱塞的纵向位移。柱塞的纵向位移可导致增压器元件的纵向位移，并导致位于腔室内的增压器元件远端的纵向位移。因此通过伺服电机的作用可将第一力施加在增压器元件上。驱动装置可包括至少两个或三个螺纹梁，柱塞将与该螺纹梁联接。该螺纹梁有可能使驱动装置更加有效和稳定。壳体可包括用于增压器元件的导向孔，该导向孔将腔室与壳体的外部连接；位于导向孔中的增压器元件被配置有位于壳体外部的近端和位于壳体内部的远端；套筒组件包括针对壳体和增压器元件配置的密封装置，使得当增压器元件能够在导向孔中往复运动时可基本上避免液压流体从腔室中泄漏。活塞可具有位于腔室内部的近端，当将活塞完全插入到壳体中时，活塞近端紧靠由腔室内表面限定的机座。活塞可具有位于腔室内部的近端和相对的远端，活塞包括在近端中的接收器孔，用于容纳靠近增压器元件远端的增压器元件的一部分。壳体可包括用于增压器元件的导向孔，且活塞包括在活塞近端中的接收器孔，其用于容纳靠近增压器元件远端的增压器元件的一部分，导向孔和接收器孔基本上对齐，使得增压器元件能够从导向孔伸出并进入到接收器孔中。接收器孔和导向孔可相互连通，并且当将活塞完全插入到腔室内时，腔室内基本上所有的液压流体可被包含在由导向孔和接收器孔限定的体积中。可将用于撞击待增压主体的砧安装在活塞远端上。可将砧安装在砧固定器上，所述砧固定器可被安装在用于在侧面内调节砧位置的位置调节机构上，所述砧固定器可被安装在活塞的远端上。壳体可被配置为插入并联接到设置在框架，例如压机设备，比如超高压压机设备的框架内的孔中，所述超高压压机设备如可用于超硬材料，比如金刚石或立方氮化硼(cBN)材料的合成和或烧结。从第二个方面来看，提供了一种压机系统，其包括根据本公开的压机框架和套筒组件。压机系统可以是立方体、四面体或单轴压机系统，分别包括六个、四个或两个套筒组件。特定公开的套筒组件可具有改善空间的特点，即需要较少的用于容纳组件的空间。另外，由于不需要将液压流体吸入和抽出套筒组件，因此可能需要更低压力的管道，更少的密封环和密封表面。套筒组件可具有减小的质量并可能更易于维护。附图说明参考所附附图将对非限定性实施例配置进行描述，其中图1A示出了在完全收回情况下套筒组件实施例的横截面示意图；图1B示出了在完全伸出情况下套筒组件实施例的横截面示意图；图1C示出了套筒组件实施例的示意性透视图；图2A示出了立方体压机系统实施例的侧面示意图，其中套筒组件从压机框架中退出；图2B示出了图2A的组件实施例的侧面示意图，其中套筒组件被安装在压机框架中；图2C示出了图2A的立方体压机系统的压机框架和一个套筒组件的实施例的横截面示意图；图2D示出了图2A的立方体压机系统的压机框架和一个套筒组件的实施例的横截面示意图；和图2E示出了图2A的立方体压机框架的等距透视图。具体实施方式参考图1A至图1C，用于超高压压机的套筒组件100的实施例的配置包括壳体110，用于容纳液压流体的腔室120，能够在腔室120中往复运动的增压器杆130，活塞150和用于驱动增压器杆130进入腔室120中和将其从腔室120中取出的机电驱动装置140。如此处使用，液压流体为流体介质，通过该液压流体，动力可在液压机械中传递。液压流体的实例包括基于矿物油或水的流体。壳体110包括用于增压器杆130的导向孔122，导向孔122与腔室120和壳体110的外部连接。增压器杆130位于导向孔122内并可在其中往复运动。密封装置被设置在增压器杆130和导向孔122之间，使得在使用中增压器杆130在导向孔122中往复运动时，腔室120中的液压流体不能从腔室泄漏到壳体110的外部。活塞150具有位于腔室120内的近端和位于腔室120外部的相对远端。接收器孔124被设置在活塞150的近端中，用于容纳增压器杆130的端部，该端部可从导向孔122伸出进入接收器孔124中。接收器孔124与导向孔122对齐，并且如图1A所示，当活塞150被完全插入到腔室120中时，接收器孔124与导向孔122直接连通，因此接收器孔124和导向孔122相结合基本上限定了用于容纳液压流体的腔室120可用的整个体积。当如图1B所示将活塞150甚至稍微从腔室中伸出时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套筒组件包括含有液压流体的腔室，增压器元件和活塞，所述增压器元件能够在所述腔室内往复运动并响应于作用在所述增压器元件上的驱动装置而移动所述液压流体，所述活塞能够在所述腔室内往复运动并响应于所述液压流体压力的变化而可被移动。所述套筒组件被配置为使得当响应于由所述驱动装置施加在所述增压器上的第一力而所述流体压力增加时，所述液压流体将在所述活塞上产生第二力，所述第二力大于所述第一力；所述液压流体的质量基本上被保存在所述套筒组件中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 GB 1205743.6;2012.03.30 US 61/618,5191.一种套筒组件包括含有液压流体的腔室，增压器元件和活塞，所述增压器元件能够在所述腔室内往复运动并响应于作用在所述增压器元件上的驱动装置而移动所述液压流体，所述驱动装置包括机电机构，所述活塞能够在所述腔室内往复运动并响应于所述液压流体压力的变化而可被移动；所述套筒组件被配置为使得当响应于由所述驱动装置施加在所述增压器上的第一力而所述流体压力增加时，所述液压流体将在所述活塞上产生第二力，所述第二力大于所述第一力；所述液压流体的质量基本上被保存在所述套筒组件中。2.如权利要求1所述的套筒组件，用于超高压发生器设备。3.如权利要求1所述的套筒组件，其中，所述增压器元件为长形元件。4.如权利要求1所述的套筒组件，其中，所述增压器元件在近端处与所述腔室外面的柱塞连接，所述柱塞与所述驱动装置联接。5.如权利要求1所述的套筒组件，包括壳体，其中所述驱动装置包括与具有纵向轴的螺纹梁联接的伺服电机，所述梁的位置相对于所述壳体固定；所述伺服电机和所述梁被配置为使得可通过所述伺服电机可选择地驱动所述梁围绕其纵轴的转动；通过协同的螺纹机构，所述增压器元件可以被可驱动地连接至所述螺纹梁，使得所述梁的转动将导致纵向力经由所述螺纹机构被施加至所述增压器元件。6.如权利要求1所述的套筒组件，包括壳体，所述壳体包括用于所述增压器元件的导向孔，所述导向孔将所述腔室与所述壳体的外部连接；所述增压器元件位于所述导向孔内，所述导向孔被配置有位于所述壳体外部的近端和位于所述壳体内的远端；所述套筒组件包括针对所述壳体和所述增压器元件配置的密封装置，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克西米兰·冯德瑞特，托马斯·海因里希·冯德瑞特，迈克尔·马丁·佩特里，
申请(专利权)人：第六元素有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE