一種蓄能增壓裝置的製作方法

2023-06-29 02:04:12 1

本發明涉及氣壓增壓裝置技術領域，特別是一種蓄能增壓裝置。

背景技術：

液壓機械是一種以液體為工作介質，用來傳遞能量以實現各種工藝的機器。其不僅可用於鍛壓成形，也可用於矯正、壓裝、打包、壓塊和壓板等，因此，液壓成形工藝在汽車、航空、航天和管道等行業有著廣泛的應用。眾所周知，液壓機械所用的液壓缸特點是作用力大，但動作速度慢，如果要加快其速度，則必須使用大容量的油泵，或採用多組油泵並聯的方式以提高對液壓機械的液壓缸的單位時間供油量，但這樣往往造成成本的大幅提高。因此，增壓器應運而生，可利用大面積活塞的低氣壓產生小面積活塞的高液壓，僅需要將工作系統內壓縮空氣作為氣源即可。目前，傳統的氣壓增壓裝置單一的利用氣壓產生的推力來實現設備的增壓功能，具體地，首先氣體進入第一間室，產生推力使活塞向第二間室移動，同時是固定在活塞上的活塞杆高壓油腔移動，將所述高壓油腔內的液壓油推出所述高壓油腔，從而實現氣壓設備的增壓功能。這種動作方式，其氣體產生的推力與氣體壓強以及受力面積成正比例關係，傳統的增壓裝置為了保證一定的穩定的氣體推力值，採取了增加活塞面積的方法。這種方法的缺點是所述設備體積大、成本高、能耗大、反應速度慢。

技術實現要素：

本發明的目的是為了提供一種蓄能增壓裝置，採用該裝置可以克服述設備體積大、成本高、能耗大、反應速度慢的缺點。為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案，包括

缸體，缸體限定有蓄能腔，以及設置於蓄能腔的一端的推桿插孔；

高壓倉體，安裝於推桿插孔，且具有與推桿插孔同軸設置的高壓油腔；

活塞推桿，活塞推桿具有活塞和推桿；活塞可滑動地設置於蓄能腔內，以將蓄能腔分割成處於活塞兩側的第一間室和第二間室，第二間室設置於第一間室與推桿插孔之間；推桿的一端設置於活塞，另一端插入推桿插孔；和

彈性蓄能裝置，彈性蓄能裝置設置於第一間室，以在第二間室接收氣體使活塞移動時，被活塞壓縮進行蓄能，進而在第一間室接收氣體時與進入第一間室的氣體共同推動活塞，從而使推桿移動，將高壓油腔內的液壓油推出高壓油腔；或彈性蓄能裝置設置於第二間室，以在第二間室接收氣體使活塞移動時，被活塞拉伸進行蓄能。

進一步地，缸體還限定有：

補油腔，推桿插孔位於補油腔和蓄能腔之間；和

補油通道，設置於蓄能腔與補油腔之間，配置成連通補油腔和推桿插孔；且補油通道的一個埠形成於推桿插孔的周壁上，以使推桿在移動的過程中導通或阻斷補油通道。

進一步地，補油腔配置成儲存液壓油，以及接收氣體，以在補油通道導通時使補油腔內的液壓油進入高壓油腔。

進一步地，缸體包括第一端蓋、第二端蓋、中間端蓋、第一氣缸套和第二氣缸套；

第一氣缸套設置於第一端蓋和中間端蓋之間，以限定出蓄能腔；第二氣缸套設置於第二端蓋和中間端蓋之間，以限定出補油腔；

第一端蓋內設置有第一氣體通道；中間端蓋內設置有第二氣體通道、推桿插孔和補油通道；第二端蓋內設置有第三氣體通道。

進一步地，彈性蓄能裝置與第一間室的周壁之間設置有墊套。

進一步地，活塞的周壁上安裝有塞環和兩個導向帶，兩個導向帶設置於塞環的兩側。

進一步地，高壓倉體的遠離活塞推桿的一端設置有高壓油管接頭。

進一步地，還包括電磁換向閥，其兩個閥口分別經由管路與第一間室和第二間室連通。

進一步地，彈性蓄能裝置為彈性元件。

本發明提供的蓄能增壓裝置因為具有彈性蓄能裝置，其能夠將能量儲存在彈簧之中，作為液壓機械動作時的動力來源之一，使活塞推桿的活塞受到的推力等於彈性蓄能裝置的推力與進入第一間室氣體的推力之和，可減小了約1/2的活塞面積及增壓器的體積，實現了體積小、反應速度快的優點。也就是說，本發明的蓄能增壓裝置實現了體積減小，對於氣流量的需求也隨之減小，降低了氣體填充時間及能耗，提升了反應速度，與此同時，原材料成本投入與加工成本投入也隨蓄能增壓裝置體積減小而降低。

附圖說明

後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：

圖1是根據本發明一個實施例的蓄能增壓裝置的結構圖。

具體實施方式

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。

圖1是根據本發明一個實施例的蓄能增壓裝置330的結構圖。如圖1所示，本發明實施例還提供了一種用於植入物400的植入成型方法的蓄能增壓裝置330。該蓄能增壓裝置330包括缸體20、高壓倉體30和活塞推桿。缸體20限定有蓄能腔，以及設置於蓄能腔的一端的推桿插孔。高壓倉體30可安裝於推桿插孔，且具有與推桿插孔同軸設置的高壓油腔。高壓倉體30的遠離活塞推桿的一端設置有高壓油管接頭60，以用於輸出液壓油。活塞推桿具有活塞41和推桿42；活塞41可滑動地設置於蓄能腔內，以將蓄能腔分割成處於活塞41兩側的第一間室21和第二間室22，第二間室22設置於第一間室21與推桿插孔之間；推桿42的一端設置於活塞41，另一端插入推桿插孔。

特別地，該蓄能增壓裝置330還包括彈性蓄能裝置50。在一些實施方式中，彈性蓄能裝置50設置於第一間室21，以在第二間室22接收氣體使活塞41移動時，被活塞41壓縮進行蓄能，進而在第一間室21接收氣體時與進入第一間室21的氣體共同推動活塞41，從而使推桿42移動，將高壓油腔內的液壓油推出高壓油腔。在一些替代性實施方式中，彈性蓄能裝置50設置於第二間室22，以在第二間室22接收氣體使活塞41移動時，被活塞41拉伸進行蓄能。

為了使蓄能增壓裝置330的結構更加緊湊以及便於向高壓油腔補充液壓油，缸體20還限定有補油腔23和補油通道。推桿插孔位於補油腔23和蓄能腔之間。補油通道設置於蓄能腔與補油腔23之間，配置成連通補油腔23和推桿插孔。補油通道的一個埠形成於推桿插孔的周壁上，以使推桿42在移動的過程中導通或阻斷補油通道。也就是說，推桿42此時可相當於一閥芯，可露出補油通道的上述一個埠或覆蓋該埠，從而實現導通或阻斷補油通道。

進一步地，補油腔23配置成儲存液壓油，以及接收氣體，以在補油通道導通時使補油腔23內的液壓油進入高壓油腔。

在本發明的一些實施例中，缸體20包括第一端蓋24、第二端蓋25、中間端蓋26、第一氣缸套27和第二氣缸套28。第一氣缸套27設置於第一端蓋24和中間端蓋26之間，以限定出蓄能腔。第二氣缸套28設置於第二端蓋25和中間端蓋26之間，以限定出補油腔23。第一端蓋24內設置有第一氣體通道；中間端蓋26內設置有第二氣體通道、推桿插孔和補油通道；第二端蓋25內設置有第三氣體通道。第一氣體通道、第二氣體通道、第三氣體通道均也可被稱為氣孔。進一步地，彈性蓄能裝置50與第一間室21的周壁之間設置有墊套51。第一端蓋24和第一氣缸套27之間可設置有密封圈，第一氣缸套27和中間端蓋26之間設置有密封圈。推桿插孔內設置有兩個環形凹槽，兩個環形凹槽處於補油通道的形成於推桿插孔的周壁的埠的兩側，每個環形凹槽內設置有密封圈。活塞41的周壁上安裝有塞環和兩個導向帶，兩個導向帶設置於塞環的兩側。

在本發明的一些實施例中，蓄能增壓裝置330還包括電磁換向閥70，其兩個閥口分別經由管路與第一間室21和第二間室22連通。電磁換向閥70可為控制氣源進出第一間室21和/或第二間室22的時機。進一步地，彈性蓄能裝置50為彈性元件，如彈簧，設置於第一間室21。

第一間室21也可被稱為a腔，第二間室22也可被稱為b腔，以便於描述。本發明實施例的蓄能增壓裝置330的工作原理可為：彈簧首先被預壓在蓄能腔內，此時，彈簧存在一個彈力：fn1＝k*n1，k為彈性係數，n1為彈簧形變量。進入蓄壓補油狀態，可通過進入第二間室22的氣體產生的推力，繼續預壓彈簧，使能量儲存的第一間室21的彈簧之中，此時，彈簧存在彈力：fn2＝k*n2，n2為彈簧形變量。由於彈簧繼續被預壓的推力來自於第二間室22氣體產生的推力，而氣體的推力是一定的(活塞41面積與輸入氣壓壓力的大小決定氣體產生的推力的大小)，所以，彈簧在被預壓的過程中存在一個最大彈力，我們假定彈簧產生的最大彈力等於第二間室22氣體產生的推力：fn2max＝fb推，fn2max＝k*n2max，n2max為彈簧最大形變量，fb推為第二間室22氣體產生的推力。

考慮到其它因素：如摩擦力的存在等，經過試驗，為了確保彈簧能夠被預壓到所需要的距離，實現設備的穩定性，在確定彈簧規格時，我們確定了一個力的安全值f安，確保彈簧被預壓能夠達到我們的要求：fb推＝fn2max+f安。進入增壓狀態，第二間室22洩壓的同時，彈簧瞬間釋放推力，推動活塞41向前，與此同時，進氣填充第一間室21推動活塞41，此時，活塞41的推力等於彈簧推力與第一間室21氣體推力的總和：f活塞41推＝f彈簧推+fa推。

也就是說，在蓄能增壓裝置330增壓過程中，彈性蓄能裝置50釋放蓄壓的能量，承擔一部分原本屬於氣壓填充第一間室21產生的推力；更進一步地說，通過第二間室22氣體產生的推力預壓彈性蓄能裝置50，使力先儲存到第一間室21作為第一間室21作動時的推力來源之一，從而使第一間室21動作時的總推力為：第二間室22預壓彈性蓄能裝置50的推力加上第一間室21氣壓推動活塞41的推力兩力之和。

第二間室22可通過電磁換向閥70控制氣源進出時機，控制第二間室22氣體填充時機，氣體填充第二間室22，可供應4.5kg/cm2至6kg/cm2的壓力，推動活塞41預壓彈性蓄能裝置50向第一間室21滑動，完成彈性蓄能裝置50蓄壓動作。第一間室21可通過電磁換向閥70控制氣源進出時機，控制第一間室21氣體填充時機，可供應4.5kg/cm2至6kg/cm2的壓力，同時彈性蓄能裝置50釋放，產生推力，共同推動活塞41向第二間室22滑動。

補油腔23直接連接氣源，可在活塞推桿運行過程中，一直保持與輸出氣壓相等的壓力，確保補油腔23容載的液壓油可以在補油腔23中氣壓壓力的擠壓下，根據需要隨時通過補油通道進入高壓油腔。

當電磁換向閥70控制氣源進入第二間室22，供應第二間室224.5kg/cm2至6kg/cm2的壓力，推動活塞41向第一間室21滑動，利用活塞41預壓彈簧，實現彈簧預壓動作；與此同時，直接進入補油腔23的氣源在推桿42滑動離開高壓油腔後，擠壓補油腔23中的液壓油通過補油通道進入高壓油腔，以完成補油動作。上述彈簧預壓動作與補油動作完成時，電磁換向閥70氣源轉向，通過氣管進入第一間室21，供應4.5kg/cm2至6kg/cm2的壓力，與此同時，第二間室22內氣體通過其進氣管路洩壓排氣，同時，彈性蓄能裝置50瞬間釋放預壓的能量，與第一間室21填充的氣體產生的壓力一起推動活塞41向第二間室22滑動，同時，推桿42進入高壓油腔，實現增壓動作。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。