一种温等静压机的制作方法

本发明属于等静压处理设备技术领域，具体涉及一种温等静压机。

背景技术：

温等静压机通过将带温传压介质密封在密闭的工作缸内，利用传压介质各向压力相等的原理，使材料在温度和压力的作用下形成特定形状的制件。温等静压机主要由主机系统和加热充排系统等组成，其核心系统是能形成产品成型所需的高温高压环境的主机系统。主机系统主要由能形成密封且能容纳高压高温传压介质的工作缸等构成，工作缸由上端盖、下端盖和缸体组成。

温等静压机工作时，在产品压制之前，要对缸体进行预热：利用泵将经过加热系统加热的传压介质输送入缸体内，保持一定时间，使得缸内吸收传压介质的热量，再将传压介质抽回加热充排系统内进行加热，反复多次，使得缸体预热均匀。

产品压制时，将加热到所需温度的传压介质通过主机下端盖上的预留孔输送入工作缸内；待传压介质充满整个工作缸体并将缸内气体排净后，增压泵启动，将传压介质压入工作缸内，使得缸内压力按要求稳步上升到产品成形所需的压力；经过一定时间的稳压成型，再经加热充排系统释放缸内的压力。在排净工作缸内的传压介质后，即可获得所需要的产品。

然而，由于温等静压机主机系统工作缸吸热量较大，以及缸体的散热，使得通过加热充排系统输送入工作缸内的传压介质温度下降较快，无法维持产品压制过程中缸内温度的恒定。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种保持缸体内传压介质的温度恒定的温等静压机。

本发明所采用的技术方案为：

一种温等静压机，包括加热充排系统、工作缸和保温箱；

所述加热充排系统分别设有入口和出口，所述加热充排系统的入口连接有水箱；

所述工作缸包括中空且上下两端均开口的缸体以及分别密封设置在所述缸体两端开口处的上端盖组件和下端盖组件；所述缸体的内壁设有排水孔且所述上端盖组件封堵住所述缸体时，排水孔也被所述上端盖组件封堵；所述下端盖组件内设有连通所述加热充排系统的出口和缸体的中空部的通道；

所述保温箱套在所述缸体外且与所述缸体之间具有间隙，所述保温箱的顶部设有溢流口，溢流口通过管道与所述水箱连通；保温箱与缸体之间的间隙通过排水孔与所述缸体的中空部连通；所述保温箱的顶端插设有过渡套；过渡套的底端设有定位所述缸体的定位止口，过渡套的内壁设有通孔；保温箱与缸体之间的间隙通过所述通孔与过渡套的内孔连通；所述上端盖组件未封堵住所述缸体时，过渡套的内孔和缸体的中空部连通。

进一步地，所述温等静压机还包括底板、上下滑动设于所述底板上的升降板、驱动所述升降板上下滑动的第一驱动装置以及设置在所述升降板上的第二驱动装置；所述上端盖组件与缸体之间设有旋转锁紧结构，上端盖组件转动设置在所述升降板上；第二驱动装置驱动所述上端盖组件正反转。

进一步地，所述第二驱动装置为液压马达。

进一步地，所述上端盖组件包括锁紧件、第一密封挡圈、第一密封圈、第二密封圈和下压板；锁紧件与所述缸体之间设置有旋转锁紧结构；锁紧件的底端设有从上到下依次连接的第一圆台段和第一圆柱段；第一圆台段上大下小且所述第一圆台段小端的直径等于第一圆柱段的直径；第一密封挡圈的内表面为与所述第一圆台段适配的内锥面；下压板可拆卸连接在第一圆柱段的底端面上；第一密封圈设置在所述锁紧件的顶端；第二密封圈套设在第一圆柱段上且第二密封圈的上下两端分别抵靠在第一密封挡圈和下压板上。

进一步地，所述锁紧件的顶端呈上小下大的台阶轴状且小轴远离大轴的一端可拆卸连接有第一上压板；所述第一密封圈套设在锁紧件顶端的小轴上且第一密封圈的上下两端分别抵靠在锁紧件顶端的大轴和第一上压板上。

进一步地，所述旋转锁紧结构包括凸锲以及与所述凸锲适配的凹锲；所述锁紧件和缸体两者中的一者设置所述凸锲，两者中的另一者设置所述凹锲。

进一步地，所述下端盖组件包括堵头、第二上压板、第三密封圈和第二密封挡圈；堵头可拆卸连接在所述缸体的底端，堵头的顶端设有从上到下依次连接的第二圆柱段和第二圆台段；第二圆台段上小下大且第二圆台段小端的直径等于第二圆柱段的直径；第二密封挡圈的内表面为与所述第二圆台段匹配的内锥面；第二上压板可拆卸连接在第二圆柱段的顶端面上；第三密封圈套设在第二圆柱段上且第三密封圈的上下两端分别抵靠在第二密封挡圈和第二上压板上；所述通道从上到下依次贯穿所述第二上压板和堵头。

进一步地，所述加热充排系统包括加热丝、循环泵、增压泵和气控卸压阀；所述水箱、循环泵、增压泵和通道顺次连接；所述气控卸压阀的进水口和出水口分别与通道和水箱连接；所述加热丝固定设置在所述缸体与保温箱之间的间隙中。

进一步地，所述气控卸压阀的进水口连接有手动卸压阀；手动卸压阀与气控卸压阀之间连接有压力表。

进一步地，所述手动卸压阀与气控卸压阀之间还连接有压力传感器。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置保温箱和过渡套，将加热的水围在工作缸的周围，从而在产品压制过程中保持缸体内传压介质即水的温度恒定；本发明的温等静压机控制的温度范围精度能够达到±2℃；其次通过设置第一圆柱段、第一圆台段、第一密封挡圈和下压板，从而方便第二密封圈的拆装，防止第二密封圈拆装时损坏，同时能够在高压下自动调整第一密封挡圈与缸体内壁之间的间隙，保证密封可靠；并且通过设置液压马达驱动上端盖组件正反转，驱动力大，适合大尺寸的缸体。

附图说明

图1是本发明的一种温等静压机的结构示意图；

图2是图1中a-a剖视图；

图3是图1所示的一种温等静压机中旋转锁紧结构的结构示意图；

图4是图1所示的一种温等静压机中上端盖组件的结构示意图；

图5是图1所示的一种温等静压机中下端盖组件的结构示意图；

图6是图4中b区域放大结构示意图；

图7是图5中c区域放大结构示意图；

图8是图1所示的一种温等静压机中第一驱动装置和第二驱动装置的液压系统原理图；

图9是图1所示的一种温等静压机中加热充排系统的原理图；

图中：1-第二驱动装置；2-升降板；3-上端盖组件；3a-锁紧件；3b-连接法兰；3c-第一上压板；3d-第一密封圈；3e-下压板；3f-第一密封挡圈；3g-第二密封圈；4-导向柱；5-过渡套；5a-通孔；6-底板；7-保温箱；7a-溢流口；8-加热丝；9-缸体；9a-排水孔；10-下端盖组件；10a-第二上压板；10b-堵头；10c-第三密封圈；10d-第二密封挡圈；10e-通道；11-第一驱动装置；12-第一溢流阀；13-第一换向阀；14-第一叠加式液控单向阀；15-第一叠加式调速阀；16-第二溢流阀；17-第二换向阀；18-第二叠加式液控单向阀；19-第二叠加式调速阀；20-第三换向阀；21-第三叠加式调速阀；22-增压泵；23-压力传感器；24-压力表；25-手动卸压阀；26-气控卸压阀；27-调速阀；28-第四换向阀；29-循环泵；30-气源。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

实施例1：

如图1-9所示，本实施例提供一种温等静压机，包括加热充排系统、工作缸和保温箱7；所述加热充排系统分别设有入口和出口，所述加热充排系统的入口连接有水箱；所述工作缸包括中空且上下两端均开口的缸体9以及分别密封设置在所述缸体9两端开口处的上端盖组件3和下端盖组件10；所述缸体9的内壁设有排水孔9a且所述上端盖组件3封堵住所述缸体9时，排水孔9a也被所述上端盖组件3封堵；所述下端盖组件10内设有连通所述加热充排系统的出口和缸体9的中空部的通道10e；所述保温箱7套在所述缸体9外且与所述缸体9之间具有间隙，所述保温箱7的顶部设有溢流口7a，溢流口7a通过管道与所述水箱连通；保温箱7与缸体9之间的间隙通过排水孔9a与所述缸体9的中空部连通；所述保温箱7的顶端插设有过渡套5；过渡套5的底端设有定位所述缸体9的定位止口，过渡套5的内壁设有通孔5a；保温箱7与缸体9之间的间隙通过所述通孔5a与过渡套5的内孔连通；所述上端盖组件3未封堵住所述缸体9时，过渡套5的内孔和缸体9的中空部连通。

工作原理：

使用本实施例中的温等静压机时，首先分离上端盖组件3和缸体9；然后加热充排系统抽取水箱中的水并加热，然后将热水经通道10e泵入缸体9的中空部，热水经排水孔9a和通孔5a进入保温箱7和缸体9之间的间隙中，当热水水面达到溢流口7a的高度时，热水经溢流口7a回到水箱中，加热充排系统一直循环，从而将缸体9预热均匀；然后放入待加工的工件(图中未示出)，再让上端盖组件3逐渐封堵缸体9的顶端开口，缸体9中空部多余的水经排水孔9a排出，直至上端盖组件3封堵住排水孔9a；同时过渡套5内的热水封住上端盖组件3，防止热量损失，保证缸体9中空部内的热水的温度恒定；然后加热充排系统继续想缸体9内泵入热水，进行增压操作，经过一定时间，待加工的工件成型；最后加热充排系统释放缸体9内的压力；取下上端盖组件3，然后取出加工完成的工件，进入下一循环。由于整个过程中，热水始终围绕在缸体9与保温箱7之间的间隙以及过渡套5中，因此，能够保证进入缸体9内的热水温度变化小，维持缸体9内温度的恒定。

所述加热充排系统可以采用现有技术实现，具体地，本实施例中，如图9所示，所述加热充排系统包括加热丝8、循环泵29、增压泵22和气控卸压阀26；所述水箱、循环泵29、增压泵22和通道10e顺次连接；所述气控卸压阀26的进水口和出水口分别与通道10e和水箱连接；所述加热丝8固定设置在所述缸体9与保温箱7之间的间隙中。优选地，为了在紧急情况下使操作者可以手动卸压；本实施例中，如图9所示，所述气控卸压阀26的进水口连接有手动卸压阀25；手动卸压阀25与气控卸压阀26之间连接有压力表24。更进一步地，为了方便给操作者提醒和自动控制，本实施例中，如图9所示，所述手动卸压阀25与气控卸压阀26之间还连接有压力传感器23。

本实施例中，增压泵22采用液压增压泵实现，图8和图9示出了驱动增压泵22的液压系统；具体地，该液压系统包括第三换向阀20和第三叠加式调速阀21；所述第三叠加式调速阀21、第三换向阀20和增压泵22顺次连接。

图9示出了驱动气控卸压阀26的气动系统，具体地，该气动系统包括顺次连接的气源30、第四换向阀28和调速阀27；所述调速阀27的出气口与所述气控卸压阀26的控制口连接。通过设置气控卸压阀26，能够防止加热充排系统在卸压时，防止热水泄露。

实施例2：

为更好的实施本发明，在实施例1的基础上，如图1-9所示，本实施例中，

所述温等静压机还包括底板6、上下滑动设于所述底板6上的升降板2、驱动所述升降板2上下滑动的第一驱动装置11以及设置在所述升降板2上的第二驱动装置1；所述上端盖组件3与缸体9之间设有旋转锁紧结构，上端盖组件3转动设置在所述升降板2上；第二驱动装置1驱动所述上端盖组件3正反转。

通过设置第一驱动装置11和第二驱动装置1，从而可以减轻操作者的劳动强度。优选地，本实施例中，所述第一驱动装置11包括油缸，所述第二驱动装置1包括液压马达。具体地，如图1-2所示，本实施例中，底板6的四个顶点处均分别固定设置有导向柱4，为保证四个导向柱4的强度，导向柱4远离底板6的一端固定连接有顶板。升降板2套在导向柱4外，利用导向柱4导向实现上下滑动。本实施例中，油缸设置有两个，两个油缸的缸体分别固定设置在底板6的两个对角上；两个油缸的活塞杆均与升降板2固定连接；通过油缸的活塞杆的伸缩，驱动升降板2上下滑动。上端盖组件3的顶部设有连接法兰3b，连接法兰3b转动连接在升降板2上；具体地，连接法兰3b与升降板2之间设置有轴承，更具体地，所述轴承为回转支承。液压马达的缸体固定设置在升降板2上，液压马达的输出轴与连接法兰3b固定连接，从而驱动所述上端盖组件3正反转。图8示出了驱动油缸和液压马达的液压系统；具体地，该液压系统包括第一溢流阀12、第一换向阀13、第一叠加式液控单向14、第一叠加式调速阀15、第二溢流阀16、第二换向阀17、第二叠加式液控单向阀18和第二叠加式调速阀19；所述第一溢流阀12、第一换向阀13、第一叠加式液控单向14、第一叠加式调速阀15和油缸顺次连接；所述第二溢流阀16、第二换向阀17、第二叠加式液控单向阀18、第二叠加式调速阀19和液压马达顺次连接。

所述旋转锁紧结构可以采用现有的插销或者螺旋结构实现，本实施例中，所述旋转锁紧结构包括凸锲以及与所述凸锲适配的凹锲；所述上端盖组件3和缸体9两者中的一者设置所述凸锲，两者中的另一者设置所述凹锲。通过合理的设置凸锲和凹锲的数量，能够提高上端盖组件3以及缸体9的承压能力。

实施例3：

为更好的实施本发明，在实施例1的基础上，如图1-9所示，本实施例中，所述上端盖组件3包括锁紧件3a、第一密封挡圈3f、第一密封圈3d、第二密封圈3g和下压板3e；锁紧件3a与所述缸体9之间设置有旋转锁紧结构；锁紧件3a的底端设有从上到下依次连接的第一圆台段和第一圆柱段；第一圆台段上大下小且所述第一圆台段小端的直径等于第一圆柱段的直径；第一密封挡圈3f的内表面为与所述第一圆台段适配的内锥面；下压板3e可拆卸连接在第一圆柱段的底端面上；第一密封圈3d设置在所述锁紧件3a的顶端；第二密封圈3g套设在第一圆柱段上且第二密封圈3g的上下两端分别抵靠在第一密封挡圈3f和下压板3e上。

通过设置第一密封挡圈3f、第一圆台段、第一圆柱段和下压板3e，从而可以方便第二密封圈3g的拆装。现有技术中的密封圈通常是在锁紧件3a的外圆面上直接开设环形槽；安装时，需要先撑大密封圈的内径，再装入环形槽中，该安装方式容易使密封圈发生扭转，产生预应力，降低了密封圈的寿命。而安装本实施例中的第二密封圈3g时，只需拆下下压板3e，然后将第二密封圈3g套在第一圆柱段上，然后安装下压板3e挡住第二密封圈3g；整个过程不会产生预应力，从而能够提高第二密封圈3g的使用寿命。另一方面，通过第一密封挡圈3f的内锥面与第一圆台段的外锥面的配合，在高压作用下，第一密封挡圈3f承受轴向的力，在锥面配合下，第一密封圈3f向外扩张变形紧贴缸体9内壁，密封更加可靠。本实施例中，第一密封圈3f和第二密封挡圈10d均采用弹性良好的铍青铜制成。

如图4所示，为了方便第一密封圈3d的拆装，并且提高第一密封圈3d的使用寿命，本实施例中，所述锁紧件3a的顶端呈上小下大的台阶轴状且小轴远离大轴的一端可拆卸连接有第一上压板3c；所述第一密封圈3d套设在锁紧件3a顶端的小轴上且第一密封圈3d的上下两端分别抵靠在锁紧件3a顶端的大轴和第一上压板3c上。

如图3和4所示，本实施例中的旋转锁紧结构包括凸锲以及与所述凸锲适配的凹锲；所述锁紧件3a和缸体9两者中的一者设置所述凸锲，两者中的另一者设置所述凹锲。本实施例中，凸锲设置在锁紧件3a的外圆面上，且凸锲沿锁紧件3a的轴向和周向设置有多个，从而提高本实施例中的上端盖组件3以及缸体9的承压能力。

实施例4：

为更好的实施本发明，在实施例1的基础上，如图1-9所示，本实施例中，所述下端盖组件10包括堵头10b、第二上压板10a、第三密封圈10c和第二密封挡圈10d；堵头10b可拆卸连接在所述缸体9的底端，堵头10b的顶端设有从上到下依次连接的第二圆柱段和第二圆台段；第二圆台段上小下大且第二圆台段小端的直径等于第二圆柱段的直径；第二密封挡圈10d的内表面为与所述第二圆台段匹配的内锥面；第二上压板10a可拆卸连接在第二圆柱段的顶端面上；第三密封圈10c套设在第二圆柱段上且第三密封圈10c的上下两端分别抵靠在第二密封挡圈10d和第二上压板10a上；所述通道10e从上到下依次贯穿所述第二上压板10a和堵头10b。设置第二上压板10a、第二密封挡圈10d、第二圆柱段和第二圆台段的目的同设置第一密封挡圈3f、第一圆台段、第一圆柱段和下压板3e的目的相同，即提高第三密封圈10c的使用寿命以及调整第二密封挡圈10d与缸体9内壁之间的间隙。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。