一种六面顶压机液压系统及压力控制方法技术方案

本发明专利技术的目的是提供一种六面顶压机液压系统及压力控制方法，用于提供一种大缸径六面顶压机的超高压油路、配套低压及控制油路和基于该液压系统的压力控制方法，该液压油路采用往复式增压器提供超高压液压油，采用步进电机卸压模块进行直接卸压；该控制方法能够精准控制液压系统的油压，实现六面顶压机的长时间稳定运行和安全平稳卸压。定运行和安全平稳卸压。定运行和安全平稳卸压。

【技术实现步骤摘要】
一种六面顶压机液压系统及压力控制方法


[0001]本专利技术属于液压
，具体涉及一种六面顶压机液压系统及压力控制方法。

技术介绍

[0002]合成腔体的大小对钻石生产至关重要，由于合成腔内必然存在着温度和压力差异，合成腔的增大不仅意味着一次合成中金刚石的的总体生长空间的增大，更代表了合成环境中压力温度梯度的减小，这对磨料级金刚石和培育金刚石都更为有利，对于大颗粒钻石而言，合成腔的大小更是直接制约了钻石的生长上限。自从金刚石产业开始以来，出于成本及生产质量的需要，合成压机大型化一直是金刚石生产相关企业研发的主要目标之一。
[0003]随着合成压机腔体增大，工作缸内液压油充油量大幅度增加；同时随着高品级人造金刚石，尤其是人工培育钻石的市场需求增加，合成工艺时间大大延长，合成过程中存在不确定内漏因素，尤其是高压区轻微内漏故障不容易查找原因，造成合成过程中液压油需求较大。而传统增压器提供高压油量有限，存在增压器超程问题，已不能满足生产需求。
[0004]往复式增压器是近几年才发展起来的一种专用于长工艺晶体生长设备，技术专利CN201120363620.3和技术专利CN201820221608.0分别公开了一种往复式增压器的液压图及工作原理，只要低压油源不断，就能够源源不断提供超高压油，可以有效的避免增压器超程问题；另外，只要超高压区不发生严重内漏，对设备低压区内漏可以忽略不计。
[0005]但在卸压阶段，以往由于增压器的存在，只需要对约20MPa的高压油路进行卸压，就能够达到合成压机的卸压效果，采用往复式增压器后，只能从100MPa以上的超高压区直接卸压，由于压力过高，油路复杂，控制难度大，且稳定性较差。因此超高压直接卸压，是压机大型化过程中必须跨过的一个关口。专利技术专利CN202010921687.8公开了一种超高压液压油路安全卸压的控制方法，能够实现六面顶压机正常工作状态的稳定卸压。
[0006]为保证六面顶压机的稳定运行和安全卸压，其液压系统和控制系统需要进一步完善，尤其是卸压过程中异常情况的保护措施仍需进一步完善。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决以上问题，本专利技术提供一种六面顶压机液压系统及压力控制方法，该液压油路采用往复式增压器提供超高压液压油，采用步进电机卸压模块从超高压区进行直接卸压；该控制方法能够精准控制液压系统的油压，实现六面顶压机的长时间稳定运行和平稳卸压。
[0008]本专利技术解决其技术问题的技术方案为：
[0009]一种六面顶压机液压系统，包括主油路，所述主油路包括主管道和依次设置在主管道上的油箱、大油泵和小油泵、直通单向阀组、三位四通电磁换向阀、叠加式节流阀、第一二位四通电磁换向阀、超高压液控单向阀、工作缸；所述直通单向阀组包括第一直通单向阀、第二直通单向阀，所述大油泵和小油泵的油路分别经过第一直通单向阀、第二直通单向阀后并联在主管道上，为液压系统提供液压油；所述三位四通电磁换向阀的一通和二通与
主管道连通、三通与工作缸回程腔的支油管连通、四通与油箱连通；所述第一二位四通电磁换向阀的一通和二通与主管道连通、三通与油箱连通；还包括用于为油泵提供动力的电动机；还包括用于调节系统压力的电磁溢流阀，所述电磁溢流阀的进油端连接在直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路上，所述电磁溢流阀的出油端与油箱连通；还包括用于控制超高压液控单向阀通断的第二二位四通电磁换向阀，所述第二二位四通电磁换向阀的一通和二通分别连接超高压液控单向阀的低压无杆腔和低压有杆腔，三通与油箱连通，四通与直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路连通；还包括低压压力表、低压压力传感器，所述低压压力表和低压压力传感器设置在第二二位四通电磁换向阀与直通单向阀组间的管路上；还包括高压压力表、高压压力传感器，所述高压压力表和高压压力传感器设置在超高压液控单向阀与工作缸工作腔之间的主油路上；还包含用于控制六个工作缸工作腔通断的二位七通阀，二位七通阀设置在超高压液控单向阀和工作缸工作腔之间的主油路上；还包括用于控制二位七通阀通断的的第三二位四通电磁换向阀，所述第三二位四通电磁换向阀的一通和二通分别连接二位七通阀的低压无杆腔和低压有杆腔，三通与油箱连通，四通与直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路连通；还包括用于调节回程压力的溢流阀，溢流阀的进油端连接在工作缸回程腔的支油管上，所述溢流阀的出油端与油箱连通；还包括第一电动机、第二电动机，所述第一电动机、第二电动机分别用于控制大油泵、小油泵的运行，还包括PLC，所述PLC用于控制第一电动机、第二电动机的启停、各个电磁阀中电磁铁的带断电，以及接收高压压力传感器、低压压力传感器发送的信号。
[0010]所述主油路中叠加式节流阀、第一二位四通电磁换向阀、超高压液控单向阀、工作缸为6组，6组叠加式节流阀、第一二位四通电磁换向阀、超高压液控单向阀、工作缸的连接方式相同、分别并联在主油路上；6组所述的第一二位四通电磁换向阀的三通并联后与油箱连通；6组所述的超高压液控单向阀的低压无杆腔并联后与第二二位四通电磁换向阀的一通连通，低压有杆腔并联后与第二二位四通电磁换向阀的二通连通。
[0011]还包括超压油路，所述超压油路包括电磁通断阀和往复式增压器；所述的电磁通断阀一端连接在直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路上，一端连接在往复式增压器的进油端；往复式增压器出油端与二位七通阀连接，往复式增压器的回油端与油箱连通。
[0012]卸压油路包括第四二位四通电磁换向阀、超高压液控通断阀、步进卸荷阀和超高压手动通断阀；所述第四二位四通电磁换向阀的一通和二通分别连接超高压液控通断阀的控制油路端口，三通与直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路连通，四通与油箱连通；超高压液控通断阀与超高压手动通断阀并联，进油端接于接于二位七通阀和往复式增压器之间，出油端与步进卸荷阀进油端连接；步进卸荷阀出油端与油箱连接。
[0013]所述工作缸包括限位工作缸和不限位工作缸。
[0014]所述限位工作缸为3个，不限位工作缸为3个。
[0015]所述不限位工作缸上还设置有用于探测工作缸塞住位置的接近开关，所述PLC用于接收接近开关发送的信号。
[0016]一种使用六面顶压机液压系统的压力控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0017]S1：工作前准备：打开控制程序，设定好暂停时间、充液压力、保压压力、保压时间、卸压速率、回程压力、回程时间参数，调节电磁溢流阀、溢流阀、叠加式节流阀、大油泵流量、
小油泵流量、限位工作缸的限位环、不限位工作缸的接近开关达到工作要求，并调校好顶锤，调节控制程序进入自动工作状态；
[0018]S2：空程前进：启动工作程序，开始空程前进工步；大油泵电动机启动，大油泵工作将液压油从油箱中抽出，并经过直通单向阀将液压油注入主管道中，电磁溢流阀中的电磁铁带电后电磁溢流阀将低压油路系统压力稳定在设定值附近，多余的液压油通过电磁溢流阀的溢流口溢流回油箱，使三位四通电磁换向阀的电磁铁2CT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六面顶压机液压系统，其特征在于：包括主油路，所述主油路包括主管道和依次设置在主管道上的油箱、大油泵和小油泵、直通单向阀组、三位四通电磁换向阀、叠加式节流阀、第一二位四通电磁换向阀、超高压液控单向阀、工作缸；所述直通单向阀组包括第一直通单向阀、第二直通单向阀，所述大油泵和小油泵的油路分别经过第一直通单向阀、第二直通单向阀后并联在主管道上，为液压系统提供液压油；所述三位四通电磁换向阀的一通和二通与主管道连通、三通与工作缸回程腔的支油管连通、四通与油箱连通；所述第一二位四通电磁换向阀的一通和二通与主管道连通、三通与油箱连通；还包括用于为油泵提供动力的电动机；还包括用于调节系统压力的电磁溢流阀，所述电磁溢流阀的进油端连接在直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路上，所述电磁溢流阀的出油端与油箱连通；还包括用于控制超高压液控单向阀通断的第二二位四通电磁换向阀，所述第二二位四通电磁换向阀的一通和二通分别连接超高压液控单向阀的低压无杆腔和低压有杆腔，三通与油箱连通，四通与直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路连通；还包括低压压力表、低压压力传感器，所述低压压力表和低压压力传感器设置在第二二位四通电磁换向阀与直通单向阀组间的管路上；还包括高压压力表、高压压力传感器，所述高压压力表和高压压力传感器设置在超高压液控单向阀与工作缸工作腔之间的主油路上；还包含用于控制六个工作缸工作腔通断的二位七通阀，二位七通阀设置在超高压液控单向阀和工作缸工作腔之间的主油路上；还包括用于控制二位七通阀通断的的第三二位四通电磁换向阀，所述第三二位四通电磁换向阀的一通和二通分别连接二位七通阀的低压无杆腔和低压有杆腔，三通与油箱连通，四通与直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路连通；还包括用于调节回程压力的溢流阀，溢流阀的进油端连接在工作缸回程腔的支油管上，所述溢流阀的出油端与油箱连通；还包括第一电动机、第二电动机，所述第一电动机、第二电动机分别用于控制大油泵、小油泵的运行，还包括PLC，所述PLC用于控制第一电动机、第二电动机的启停、各个电磁阀中电磁铁的带断电，以及接收高压压力传感器、低压压力传感器发送的信号。2.根据权利要求1所述的一种六面顶压机液压系统，其特征在于：所述主油路中叠加式节流阀、第一二位四通电磁换向阀、超高压液控单向阀、工作缸为6组，6组叠加式节流阀、第一二位四通电磁换向阀、超高压液控单向阀、工作缸的连接方式相同、分别并联在主油路上；6组所述的第一二位四通电磁换向阀的三通并联后与油箱连通；6组所述的超高压液控单向阀的低压无杆腔并联后与第二二位四通电磁换向阀的一通连通，低压有杆腔并联后与第二二位四通电磁换向阀的二通连通。3.根据权利要求1所述的一种六面顶压机液压系统，其特征在于：还包括超压油路，所述超压油路包括电磁通断阀和往复式增压器；所述的电磁通断阀一端连接在直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路上，一端连接在往复式增压器的进油端；往复式增压器出油端与二位七通阀连接，往复式增压器的回油端与油箱连通。4.根据权利要求1所述的一种六面顶压机液压系统，其特征在于：卸压油路包括第四二位四通电磁换向阀、超高压液控通断阀、步进卸荷阀和超高压手动通断阀；所述第四二位四通电磁换向阀的一通和二通分别连接超高压液控通断阀的控制油路端口，三通与直通单向阀组和三位四通电磁换向阀之间的主油路连通，四通与油箱连通；超高压液控通断阀与超高压手动通断阀并联，进油端接于接于二位七通阀和往复式增压器之间，出油端与步进卸
荷阀进油端连接；步进卸荷阀出油端与油箱连接。5.根据权利要求2所述的一种六面顶压机液压系统，其特征在于：所述工作缸包括限位工作缸和不限位工作缸。6.根据权利要求5所述的一种六面顶压机液压系统，其特征在于：所述限位工作缸为3个，不限位工作缸为3个。7.根据权利要求5所述的一种六面顶压机液压系统，其特征在于：所述不限位工作缸上还设置有用于探测工作缸塞住位置的接近开关，所述PLC用于接收接近开关发送的信号。8.如使用权利要求1所述的六面顶压机液压系统的压力控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：工作前准备：打开控制程序，设定好暂停时间、充液压力、保压压力、保压时间、卸压速率、回程压力、回程时间参数，调节电磁溢流阀、溢流阀、叠加式节流阀、大油泵流量、小油泵流量、限位工作缸的限位环、不限位工作缸的接近开关达到工作要求，并调校好顶锤，调节控制程序进入自动工作状态；S2：空程前进：启动工作程序，开始空程前进工步；大油泵电动机启动，大油泵工作将液压油从油箱中抽出，并经过直通单向阀将液压油注入主管道中，电磁溢流阀中的电磁铁带电后电磁溢流阀将低压油路系统压力稳定在设定值附近，多余的液压油通过电磁溢流阀的溢流口溢流回油箱，使三位四通电磁换向阀的电磁铁2CT带电、对应不限位工作缸的第一二位四通电磁换向阀对应的电磁铁带电，不限位工作缸的回程腔中多余的液压油经过三位四通电磁换向阀回到油箱，同时主管道中的液压油经过三位四通电磁换向阀后流向三个不限位工作缸对应的支油管，并经过的对应的叠加式节流阀流经第一二位四通电磁换向阀，然后通过超高压液控单向阀流入三个不限位工作缸的工作腔，推动柱塞带动垫块、顶锤等前进；S3：暂停：不限位工作缸上的接近开关探测到对应的柱塞前进到位，对应控制不限位工作缸的二位四通电磁换向阀断电，柱塞停止前进；当3个活工作缸的柱塞全部到位，控制程序自动进入暂停工步；S4：充液：暂停时间达到设定时间，程序自动进入充液工步；控制大油泵的第一电动机启动，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，庞昊红，王晨阳，杜欢龙，韩长余，曹克科，
申请(专利权)人：中南钻石有限公司，
类型：发明
国别省市：