一种超高压发生器的制作方法

本发明属于高压水射流技术超高压水切割领域，尤其涉及一种使用伺服电机驱动的可以保持稳定切割压力的超高压发生器。

背景技术：

目前，市场上普遍的超高压发生器产品是：通过双向增压器的连续换向将水加压后输入到蓄能器，经过蓄能器后超高压水的脉动幅度减小，最后通过喷嘴组件射出，加工机件。在液压系统的配置上通常有两种方案，一种是使用交流异步电动机与变量液压泵组合的方案为系统提供液压动力，通过变量泵本身的压力控制机构使液压系统保持恒定的压力；另一种是使用交流异步电动机与定量液压泵组合的方案为系统提供液压动力，通过系统中设置的调压阀使液压系统保持恒定的压力。这类系统技术成熟、成本低，能满足一般加工质量的需求。但是对于加工质量要求高的机件，尤其是脆性材料的加工，常伴有崩边现象，目前的水压脉动冲击仍然不能满足要求。

技术实现要素：

为了解决现有超高压发生器较大的水压脉动冲击现象，本发明提供一种超高压发生器。使用伺服电机及定量泵作为液压驱动元件，结合电气系统进行综合控制的技术方案。超高压发生器可以输出稳定的水流，可以完成对加工面质量要求高的加工工作，尤其在要求高的脆性材料加工上具有优势。

采用的技术方案是：

一种使用伺服电机驱动的超高压发生器，包括控制机构、执行机构和检测机构，其特征在于：

控制机构，包括压力设定元件、信号处理器、控制器和伺服电机，压力设定元件的信号输出端和信号处理器的信号输入端连接，信号处理器的信号输出端和控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端和伺服电机的信号输入端连接。

执行机构，包括定量液压泵、换向阀、增压器、蓄能器和喷嘴组件，伺服电机的动力输出轴和定量液压泵的动力输入轴连接，定量液压泵的油压输出口和换向阀的油压输入口连接，换向阀的油压输出口和增压器的油压输入口连接，增压器的超高压水输出口和蓄能器的输入口连接，蓄能器的输出口和喷嘴组件的超高压水输入口连接。

检测机构，包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器的压力检测端口设置在蓄能器的输入口，第一压力传感器的压力信号输出端和信号处理器的压力信号输入端连接，第二压力传感器的压力检测端口设置在蓄能器的输出口，第二压力传感器的压力信号输出端和信号处理器的压力信号输入端连接。

上述定量液压泵是指高容积效率的柱塞泵、叶片泵、齿轮泵。

处理器利用检测元件的信号获得超高压水的脉动特性，经计算后向伺服电机发出动作指令，使伺服电机完成有针对性的周期动作，及通过液压泵输出特定的脉动流量，最终经过调整后蓄能器可以输出较为稳定的超高压水流。

本发明的有益效果是，超高压发生器可以输出稳定的水流，可以完成对加工面要求质量高的加工工作，尤其在要求高的脆性材料加工上具有优势。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图中1.压力设定元件，2.信号处理器，3.控制器，4.伺服电机，5.定量液压泵，6.换向阀，7.增压器，8.蓄能器，9.喷嘴组件，10.第一压力传感器，11.第二压力传感器。

具体实施方式

一种超高压发生器，包括控制机构、执行机构和检测机构，其特征在于：

控制机构，包括压力设定元件1、信号处理器2、控制器3和伺服电机4，压力设定元件1的信号输出端和信号处理器2的信号输入端连接，信号处理器2的信号输出端和控制器3的信号输入端连接，控制器3的信号输出端和伺服电机4的信号输入端连接。

执行机构，包括定量液压泵5、换向阀6、增压器7、蓄能器8和喷嘴组件9，伺服电机4的动力输出轴和定量液压泵5的动力输入轴连接，定量液压泵5的油压输出口和换向阀6的油压输入口连接，换向阀6的油压输出口和增压器7的油压输入口连接，增压器7的超高压水输出口和蓄能器8的输入口连接，蓄能器8的输出口和喷嘴组件9的超高压水输入口连接。

检测机构，包括第一压力传感器10和第二压力传感器11，第一压力传感器10的压力检测端口设置在蓄能器8的输入口，第一压力传感器10的压力信号输出端和信号处理器2的压力信号输入端连接，第二压力传感器11的压力检测端口设置在蓄能器8的输出口，第二压力传感器11的压力信号输出端和信号处理器2的压力信号输入端连接。上述定量液压泵5是指高容积效率的柱塞泵、叶片泵、齿轮泵。

在图1中，由压力设定元件1设定目标工作压力p0，信号处理器2产生指定的信号传输给控制器3，控制器3给定伺服电机4相应的转速，定量液压泵5输出对应流量的液压油并建立相应的压力，液压油经过换向阀6交替作用在增压器7两侧，增压器7开始作往复动作开始对水进行加压，得到压力脉动较大的超高压水进入蓄能器8，经过蓄能器8后压力脉动有所减小，最后经喷嘴组件9喷射出，以加工机件。在此过程中，第一压力传感器10和第二压力传感器11实时采集蓄能器8入口及出口的脉动压力参数并传送给信号处理器2，信号处理器2经过与设定压力p0的比较和综合运算后及时向控制器3发出调整信号。如此往复的实时检测与调整，最终达到输出稳定压力超高压水的效果。

该超高压发生器使用伺服电机与定量液压泵进行组合提供液压动力，并通过伺服控制系统对电机转速的调节与控制最终实现水压的连续稳定输出。

系统内压力的建立是通过流量与喷嘴直径的对应关系获得的，液压系统中不设置额外的用于压力调节的阀。

技术特征：

技术总结
一种超高压发生器，压力设定元件的信号输出端和信号处理器的信号输入端连接，信号处理器的信号输出端和控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端和伺服电机的信号输入端连接。伺服电机的动力输出轴和定量液压泵的动力输入轴连接，定量液压泵的油压输出口和换向阀的油压输入口连接，换向阀的油压输出口和增压器的油压输入口连接，增压器的超高压水输出口和蓄能器的输入口连接，蓄能器的输出口和喷嘴组件的超高压水输入口连接。本超高压发生器可以输出稳定的水流，可以完成对加工面要求质量高的加工工作，尤其在要求高的脆性材料加工上具有优势。

技术研发人员：武子全;李森;臧涛;祁俊辉
受保护的技术使用者：沈阳奥拓福科技股份有限公司
技术研发日：2018.05.10
技术公布日：2018.10.16