CN106609740A - 一种剪式脉冲往复增压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪式脉冲往复增压泵。包括驱动装置以及与其连接并由其驱动的至少一根丝杆，丝杆上设置有丝杆螺母块，其中丝杆螺母块由丝杆带动沿丝杆运行，丝杆螺母块通过剪式铰链支架活动连接增压装置并带动其运行；增压装置为两个，丝杆螺母块通过两个剪式铰链支架分别与一个增压装置活动连接；丝杆螺母块为两个，分别通过剪式铰链支架与增压装置活动连接，且两个丝杆螺母块沿丝杆上运行的方向相反；增压装置包括安装在增压缸安装板上的增压缸和与其配合的柱塞，柱塞端部通过柱塞连接块与剪式铰链支架活动连接；该增压泵采用剪式千斤顶原理进行脉冲增压，有效降低外部施力，从而大幅降低***的功率，并使整个脉冲过程更加科学合理。

Description

一种剪式脉冲往复增压泵

技术领域

本发明涉及压力增压测试装置领域，特别是涉及一种利用往复式柱塞泵控制工作介质进行升压和降压的增压泵。

背景技术

压力脉冲试验是利用柱塞（活塞）往复运动来压缩和释放液体介质，使液体内压强周期性的升高、下降变化来对承压元器件进行疲劳破坏，进而检测承压元器件的寿命指标。整个过程包括升压、保压和降压三个步骤。由于要进行疲劳破坏，需要进行很长时间的测试，次数有多的可达几百万次，单个产品测试可持续数月。为满足此种工况，要求压力脉冲试验设备要具有以下特点:

1、升、降压速度快——提升频率，缩短时间；

2、平均无故障工作时间长——减少停机维护时间；

3、使用成本低——节能降耗。

目前，现有的脉冲试验装置原理如图3所示，柱塞31可以采用液压缸或电动缸驱动，高压出口接头33通过管路连接测试工件。工作过程为：柱塞退回到最左边，将高压缸套32内“柱塞腔”充满工作介质，使用液压缸或电动缸驱动柱塞向右运动，压缩“柱塞腔”内的介质，使“柱塞腔”压力升高，压力通过管路传递到测试工件，压力升到需要的压力后，柱塞保持不动，完成升压过程，进入保压状态，保压完成后，柱塞回退，此时“柱塞腔”和工件内的压力逐渐下降，到柱塞退回到初始位置时压力降为初始压力，完成一个脉冲试验，柱塞如此循环工作进行需要的脉冲次数试验。

现有装置存在如下不足：在升压过程中，随着柱塞向右压缩介质，柱塞腔内的压力会越来越高，施加在柱塞上的推力逐渐增大，柱塞到达最右端时推力达到最大。为满足使用要求，增压器的驱动功率需要按柱塞的最大推力进行匹配，导致电机功率很高。但在实际使用中，增压器仅在柱塞达到最右端的瞬间达到设计功率，在大部分时间处于低功耗状态，尤其在柱塞在最左端开始压缩时。因此导致很大部分功率浪费。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种剪式脉冲往复增压泵，该增压泵采用剪式千斤顶原理进行脉冲增压，有效降低外部施力，从而大幅降低***的功率，并使整个脉冲过程更加科学合理。

本发明采用的技术方案如下：

一种剪式脉冲往复增压泵,包括驱动装置以及与其连接并由其驱动的至少一根丝杆，丝杆上设置有丝杆螺母块，其中丝杆螺母块由丝杆带动沿丝杆运行，丝杆螺母块通过剪式铰链支架活动连接增压装置并带动其运行。

进一步的技术方案中，所述增压装置为两个，丝杆螺母块通过两个剪式铰链支架分别与一个增压装置活动连接。

进一步的技术方案中，所述丝杆螺母块为两个，分别通过剪式铰链支架与增压装置活动连接，且两个丝杆螺母块沿丝杆上运行的方向相反。

进一步的技术方案中，所述增压装置包括安装在增压缸安装板上的增压缸和与其配合的柱塞，所述柱塞端部通过柱塞连接块与剪式铰链支架活动连接。

进一步的技术方案中，所述两个增压装置对称设置，所述驱动装置驱动丝杆运行的方向为正方向运行或是反方向运行。

进一步的技术方案中，所述增压缸后端出口通过管路接头连接有高压管，所述两个增压缸的后端出口通过高压管连通。

进一步的技术方案中，所述丝杆上与两个丝杆螺母块接触部位的螺旋的方向相反，所述两个丝杆螺母块的螺旋也为一正一反的相反方向。

进一步的技术方案中，所述剪式铰链支架与丝杆所在竖轴的夹角小于45°时，柱塞的运动速度大于丝杆螺母块的运动速度；当剪式铰链支架与丝杆所在竖轴夹角等于45°时，柱塞的运动速度与丝杆螺母块的运动速度相同；当剪式铰链支架与丝杆所在竖轴夹角大于45°时，柱塞的运动速度小于丝杆螺母块的运动速度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明除降低***功率，满足现有脉冲试验要求的同时，还能在增压前期柱塞受力小使其快速运动，在后期柱塞受力大，降低速度，使整个脉冲试验更加科学合理。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明结构原理图；

图2是本发明的柱塞压缩到极限位置时的结构示意图；

图3是现有技术的脉冲增压器结构原理图；

在附图1和附图2中的附图标记：

1是增压缸 2是增压缸安装板 3是柱塞

4是柱塞连接螺母 5是柱塞连接块 6是剪式铰链支架

7是驱动装置 8是安装支架 9是丝杆螺母块 10是导向杆

11是丝杆 12是管路接头 13是高压管。

在附图3中的附图标记所表示的现有技术的结构：

31是柱塞 32是高压缸套 33是出口接头。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1-图2所示为本发明的结构和运行原理，整体包括安装在安装支架上的驱动装置，以及由驱动装置驱动的丝杆，丝杆上设置有丝杆螺母块，通过丝杆和丝杆螺母块上的螺旋设置，丝杆可以带动丝杆螺母块沿其运行，一般可设置两个丝杆螺母块，并且对丝杆和丝杆螺母块上的螺旋方向进行设计，为正反方向，使两个丝杆螺母块的运行方向相反。

具体可以描述为：两个丝杆螺母块装在丝杆上，丝杆螺母块螺旋为一正一反，丝杆螺旋上下也分为一正一反，伺服电机通过正反转，带动丝杆驱动两个丝杆螺母块在导向杆上来回运动，丝杆螺母块通过剪式铰链支架和柱塞连接块，使柱塞在增压缸内往复运动，从而达到脉冲试验要求的升压、保压、降压功能。增压缸采用双缸左右对称布局，两缸的轴向推力相互抵消，为使轴向力彻底平衡，利用管路接头和高压管将两个增压缸的出口连通。

上述结构中，当伺服电机旋转带动丝杆旋转将丝杆螺母块由远端向中间移动时，如伺服电机转速不变，存在如下关系：当剪式铰链支架与竖轴夹角小于45度时，柱塞的运动速度大于丝杆螺母块的速度；当剪式铰链支架与竖轴夹角等于45度时，柱塞的运动速度等于丝杆螺母块的速度；当剪式铰链支架与竖轴夹角大于45度时，柱塞的运动速度小于丝杆螺母块的速度。而在柱塞压缩时，初期柱塞腔压力小，柱塞的推力小，后期柱塞推力大，主要力分布在横向上，横向上双缸对称布置，合力相互抵消，电机推力反而减少，如图2所示，当柱塞达到极限位置时，推力接近为0。本发明通过相对的两个丝杆螺母块以及对称设置的增压缸，使其上下左右的合力相互抵消，除降低***功率，满足现有脉冲试验要求的同时，还能在增压前期柱塞受力小使其快速运动，在后期柱塞受力大，降低速度，使整个脉冲试验更加科学合理。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种剪式脉冲往复增压泵,其特征在于：包括驱动装置(7)以及与其连接并由其驱动的至少一根丝杆(11)，丝杆(11)上设置有丝杆螺母块(9)，其中丝杆螺母块(9)由丝杆(11)带动沿丝杆(11)运行，丝杆螺母块(9)通过剪式铰链支架(6)活动连接增压装置并带动其运行。

2.根据权利要求1所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述增压装置为两个，丝杆螺母块(9)通过两个剪式铰链支架(6)分别与一个增压装置活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述丝杆螺母块(9)为两个，分别通过剪式铰链支架(6)与增压装置活动连接，且两个丝杆螺母块(9)沿丝杆(11)上运行的方向相反。

4.根据权利要求1或2或3其中之一所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述增压装置包括安装在增压缸安装板(2)上的增压缸(1)和与其配合的柱塞(3)，所述柱塞(3)端部通过柱塞连接块(5)与剪式铰链支架(6)活动连接。

5.根据权利要求2或3其中之一所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述两个增压装置对称设置，所述驱动装置(7)驱动丝杆(11)运行的方向为正方向运行或是反方向运行。

6.根据权利要求5所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述增压缸(1)后端出口通过管路接头(12)连接有高压管(13)，所述两个增压缸(1)的后端出口通过高压管(13)连通。

7.根据权利要求3所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述丝杆(11)上与两个丝杆螺母块(9)接触部位的螺旋的方向相反，所述两个丝杆螺母块(9)的螺旋也为一正一反的相反方向。

8.根据权利要求7所述的一种剪式脉冲往复增压泵，其特征在于：所述剪式铰链支架(6)与丝杆(11)所在竖轴的夹角小于45°时，柱塞(3)的运动速度大于丝杆螺母块(9)的运动速度；当剪式铰链支架(6)与丝杆(11)所在竖轴夹角等于45°时，柱塞(3)的运动速度与丝杆螺母块(9)的运动速度相同；当剪式铰链支架(6)与丝杆(11)所在竖轴夹角大于45°时，柱塞(3)的运动速度小于丝杆螺母块(9)的运动速度。