专利名称：用低熔点合金作液压介质的高温液压系统的制作方法
技术领域：
本发明属于机械中的流体传动或液压传动的装置，具体地说是一种用低熔点合金作液压介质的高温液压系统。
液压技术的应用十分广泛，但工作温度多限于常温，常温液压系统的液压介质多用水或油，它们在高温下不是汽化便是碳化，即使用硅油或氟油，工作温度也只有250℃，温度再高(500℃以上)就不能使用。在实际工作中，如核工业、航空工业等领域中，有些结构部件需要在高温高压的环境中工作，一般的液压油根本不能适应这种环境，寻求耐高温的液压介质和建立高温液压系统势在必行。
本发明的目的在于提供一种可在高温环境下运行的液压系统。
本发明的高温液压系统由高温液压装置和常温液压装置通过介质隔离器串联而成。承压构件由高温液压装置的压力出口接出。高温液压装置由注液泵、介质箱、阀门、压力传感器、排气口、压力出口、主管路压力入口和管线组成。通过开或关截止阀，注液泵将介质箱中的液压介质注入高温液压装置和承压构件。高温液压装置的液压介质为熔点80℃、沸点700℃～760℃的低熔点合金，由于这种合金只有在80℃以上的环境中，才能以液体状态存在而作为液压介质，因此，高温液压装置的所有部件均应保持在80℃以上，加热措施可以根据装置的规模大小(按承压构件的容积、压力等参数)选择，以保证介质箱中的合金始终处于熔融状态。
常温液压装置是本发明的高温液压系统的动力部份，用普通液压油作液压介质，并通过介质隔离器将其功能等接地传递给高温液压装置和承压构件，即常温液压装置有什么功能，整个高温液压系统就有什么功能，常温液压装置根据需要按公知技术设计。
介质隔离器位于高温液压装置与常温液压装置之间，它不仅将两个不同温区的不同液压介质隔离开来，而且还起着传递功能的作用，本发明的介质隔离器根据公知技术设计为双作用油缸或用两个单作用油缸背靠背连接而成。
本发明的效果在于用低熔点合金作液压介质的高温液压系统，解决了常温液压系统不能适用于高温的问题，在对承压构件施以单调加压或脉动加压时，承压构件可以在高温的环境中长期工作。本系统拓宽了液压技术的应用领域。
本发明有如下附图
图1 高温液压系统方框2 高温液压装置示意3 隔离装置示意图以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明的高温液压系统由高温液压装置通过介质隔离器与常温液压装置串联而成。介质隔离器位于高温液压装置与常温液压装置之间。
图2为本发明中高温液压装置示意图，高温液压装置通过介质隔离器与常温液压装置串联，它是由注液泵1、阀门2～7、介质箱8、压力传感器9、排气口10、压力出口11、主管路12、压力入口13和管线组成的，截止阀2的一端和截止阀4的一端一起与注液泵1的出口相连，截止阀2的另一端与介质箱8相连，截止阀4的另一端与主管路12相连，截止阀3的一端与主管路12相连，另一端经压力入口13与介质隔离器的高温端14相连，压力传感器9和排气口10分别经过截止阀5、排气阀6与主管路12相连，出口阀7的一端接主管路12，另一端接压力出口11，介质箱8中盛有高温液压介质。作为一种实施方案，高温液压介质可采用低熔点合金，例如市售的一种熔点为80℃、沸点为700～760℃的合金;也可以根据高温液压的工艺要求制作所需要的合金。
本发明中介质隔离器可以采用公知的双作用油缸，也可以采用两个单作用油缸背靠背连接而成。两个单作用油缸可以设计成不同的截面积，这样还可以具有增压或减压的作用，以用于不同目的。
注液泵1可以设计成手动的，也可以设计成电动的。手动注液泵用交替开、关截止阀2和4，可将介质箱8中的加压介质注入主管路12，并经压力出口11至承压构件。如果用电动注液泵可连续将加压介质注入主管路12。
系统的压力测量，可以在常温区用常规压力仪表测量，也可以在高温区用专门的高温压力传感器测量。前者简单，但离承压构件较远，又受隔离器活塞摩擦力的影响，误差较大，后者更为合理。此时，应采用耐高温的压力传感器测量。如果压力低于25MPa，可以采用CY1-17G型电位计式高温压力传感器测量，它可以在150℃温度环境中正常工作。
由于低熔合金，在高温下与空气接触，易于氧化生成固体氧化物，介质箱中介质表面应采取防氧化措施，可以通过覆以隋性气体或高温油加以解决。
低熔合金还易与活泼金属发生反应，高温装置的各部件均应用不锈钢制作。
高温装置的所有密封件，均应采用耐温材料，如柔性石墨或聚四氟乙烯等。
由于合金熔点为80℃，要求整个高温装置所有部件都应保持在80℃以上。加热措施可以根据装置的规模大小(按承压构件的容积、压力等参数设计)选择。装置小、设计紧凑，可将装置置于水箱中，用加热水的办法加热。如果装置规模较大，可用大电流或管式电阻炉加热。
承压构件可按试验要求在其需要的高温环境下工作，也可以采用电阻炉、大电流或高频加热的方法单独加温到所要求的工作温度。连接承压构件与高温装置压力出口11的管线应采取加热和保温措施，使其温度不低于80℃，以保征合金介质的流通。
系统的操作程序是1)将高温装置的各部件加热至80℃以上;
2)用注液泵将介质箱中已熔化的合金注入高温液压装置和承压构件;
3)将承压构件加热至所要求的工作温度;
4)启动常温液压装置，系统投入正式运转;
5)如果只对构件进行单调加压，只需关闭截止阀3，直接用注液泵加压，可不启动常温液压装置。
根据高温液压技术所建立的高温液压系统，能和常温液压系统一样，对承压构件施以单调加压或脉动加压。其独特之处是能使承压构件在高温下长期工作。
高温液压系统的具体参数是工作温度 100℃～700℃;
工作压力 2.0MPa～100MPa;
脉动频率 在0.5HZ范围内可调;
一次行程排量可根据需要设计。
以下是本发明的两个试验例证。
1.不锈钢管高温爆破试验高温爆破试验，是对试验管在高温下，进行单调加压，直至破坏。此时，只需用图示高温液压系统截止阀3以左部分即可。由于试验管尺寸不大，高温装置的各部件可以设计得很紧凑，并置于水箱中加热至80℃以上。介质箱高出水面，用电阻丝缠绕加热。试验管用电阻炉加热至535℃。待各部分温度达到要求后，用注液泵向试验管内加压，直至管子破裂。爆破压力用高温压力传感器测量。
2.不锈钢管高温应变疲劳试验高温应变疲劳试验，即指要求试验管在高温下应变(变形)在一定范围内循环变化，试验管所受压力也应在一定范围内循环变化。这时应采用图示整个高温液压系统。高温装置与试验管的加温与爆破试验相同。待各部分温度达到要求后，用注液泵向高温装置及试验管注入已溶合金，启动常温液压装置，使其产生脉动压力，并通过介质隔离器等效地传递给试验管。在这个脉动压力的作用下，试验管便产生了相应的脉动应变，应变疲劳过程便形成了。
压力(应变)脉动的幅度、频率，通过常温液压装置的调节机构调节，循环次数由记数器自动记录。
权利要求
1.一种用低熔点合金作液压介质的高温液压系统，包括常温液压装置和介质隔离器，其特征在于与介质隔离器相连的还有一个高温液压装置，高温液压装置通过介质隔离器与常温液压装置串联，高温液压装置由注液泵(1)、阀门(2～7)、介质箱(8)、压力传感器(9)、排气口(10)、压力出口(11)、主管路(12)、压力入口(13)、和管线组成，截止阀(2)的一端和截止阀(4)的一端一起与注液泵(1)的出口相连，截止阀(2)的另一端与介质箱(8)相连，截止阀(4)的另一端与主管路(12)相连，截止阀(3)的一端与主管路(12)相连，另一端经压力入口(13)与介质隔离器的高温端(14)相连，压力传感器(9)经过截止阀(5)与主管路(12)相连，排气口(10)经过排气阀(6)与主管路(12)相连，出口阀(7)的一端接主管路(12)，另一端接压力出口(11)，介质箱(8)中盛有高温液压介质。
2.如权利要求1的高温液压系统，其特征在于所说的高温液压介质为熔点80℃、沸点700～760℃的低熔点合金。
3.如权利要求1或2的高温液压系统，其特征在于所说的介质隔离器为双作用油缸。
4.如权利要求1或2的高温液压系统，其特征在于所说的介质隔离器采用两个单作用油缸背靠背连接而成。
5.如权利要求4的高温液压系统，其特征在于所说的两个单作用油缸具有不同的截面积。
全文摘要
本发明提供了一种用低熔点合金作液压介质的高温液压系统。本系统是通过介质隔离器将高温液压装置与常温液压装置串联而成。高温液压装置用低熔点合金作液压介质，通过加热措施，使合金呈液体状态。常温液压装置以油作液压介质。介质隔离器不仅将不同温度的两个装置的不同液压介质隔离开来，而且将常温液压装置的一切功能等效地传递给高温液压装置和承压构件，承压构件从高温液压装置的压力出口接出。
文档编号F15B3/00GK1105107SQ9410000
公开日1995年7月12日 申请日期1994年1月7日 优先权日1994年1月7日
发明者李均调 申请人:中国核动力研究设计院