[發明專利]壓力套筒

有效

• 申請號: 201380023158.4
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104271338B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 馬克西米蘭·馮德瑞特;托馬斯·海因里希·馮德瑞特;邁克爾·馬丁·佩特里
• 申請（專利權）人: 第六元素有限公司
• 主分類號: B30B11/00
• 分類號: B30B11/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 謝順星,張晶

技術領域

本公開一般涉及一種用于產生壓力的套筒組件，特別但不唯一地用于超高壓的壓機。

背景技術

美國專利號6,336,802公開了一種整體壓機框架和具有內部強化的整體套筒。套筒主體包括第一腔室，第二高壓腔室和連接柱狀通道。安裝在套筒主體的第一高壓腔室內部的是插頭和內部流體增壓器活塞，其柱塞被插入到柱狀通道中。在壓機循環的正常操作中，來自外部泵源的增壓流體經由入口進入第一腔室中，向前推進內部流體增壓器活塞。活塞的向前運動作用于第二高壓腔室內的流體并向前推動砧/活塞。當砧/活塞與典型的反應室接觸時，來自外部泵源的流體壓力在第一腔室內增大，導致在砧/活塞后面的第二腔室內形成放大的流體壓力。然后砧/活塞起到作用在其上的增壓流體的機械增壓器的作用，在砧表面處產生超高壓力。

需要更加緊湊的超高壓產生器套筒，優選地具有降低的液壓流體損失風險。如本文所用，超高壓力至少約為1GPa。

發明內容

從第一個方面來看，提供了一種(用于產生壓力的)套筒組件，特別但不唯一地用于產生超高壓力，包括用于容納液壓流體的腔室、增壓器元件和活塞，所述增壓器元件能夠在腔室內往復運動并響應于作用在增壓器元件上的驅動裝置而移動液壓流體，所述活塞能夠在腔室內往復運動并響應于液壓流體壓力的變化而可被移動；套筒組件被配置為使得當響應于由驅動裝置施加在增壓器上的第一力而使流體壓力增加時，液壓流體將在活塞上產生第二力，所述第二力大于所述第一力；液壓流體基本上被保存在套筒組件中(基本上無液壓流體進入或離開套筒組件)。第二力與第一力的比例根據已知流體力學(液壓)原理，將取決于腔室內活塞和增壓器桿的配置。

通過本公開，設想了用于套筒組件的各種配置和組合，其中下面為非限定的、非窮舉的實施例。

套筒組件可包括殼體。套筒組件可包括用于容納液壓流體的腔室、能夠在腔室中往復運動的增壓器桿、活塞和用于驅動增壓器桿進入腔室中和將其從腔室退出的機電驅動裝置。

增壓器元件可在近端處與腔室外面的柱塞連接，柱塞與驅動裝置聯接。

驅動裝置可包括與具有縱向軸的螺紋梁聯接的伺服電機，所述梁的位置相對于殼體基本上固定；伺服電機和梁被配置為使得可通過伺服電機可選擇地驅動梁圍繞其縱軸的轉動；通過協同螺紋機構，增壓器元件被可驅動地連接至螺紋梁，使得梁的轉動會導致縱向力經由螺紋機構被施加至增壓器元件。

增壓器元件可以為長形元件，比如桿，其可以是圓柱形。增壓器元件可以在近端處被連接至柱塞，所述柱塞被聯接至驅動裝置，其可包括機電裝置。在一些實施例的配置中，驅動裝置可包括伺服電機，比如步進電機。伺服電機可被聯接至螺紋梁，或至少一對螺紋梁，其位置相對于套筒組件的殼體固定。伺服電機和梁可被配置為使得可通過伺服電機可選擇地驅動梁圍繞其縱軸的轉動。伺服電機和梁可被連接至殼體。通過協同螺紋機構可將柱塞聯接至梁，使得經由螺紋機構，梁的轉動會導致縱向力被施加到柱塞上。因此柱塞可以響應于梁的轉動而沿著縱向軸的任一方向移動。也就是說，所驅動的梁的轉動可以轉化為柱塞上的縱向力，假設其縱向位移不被阻止，其可以導致柱塞的縱向位移。柱塞的縱向位移可導致增壓器元件的縱向位移，并導致位于腔室內的增壓器元件遠端的縱向位移。因此通過伺服電機的作用可將第一力施加在增壓器元件上。驅動裝置可包括至少兩個或三個螺紋梁，柱塞將與該螺紋梁聯接。該螺紋梁有可能使驅動裝置更加有效和穩定。

殼體可包括用于增壓器元件的導向孔，該導向孔將腔室與殼體的外部連接；位于導向孔中的增壓器元件被配置有位于殼體外部的近端和位于殼體內部的遠端；套筒組件包括針對殼體和增壓器元件配置的密封裝置，使得當增壓器元件能夠在導向孔中往復運動時可基本上避免液壓流體從腔室中泄漏。

活塞可具有位于腔室內部的近端，當將活塞完全插入到殼體中時，活塞近端緊靠由腔室內表面限定的機座。

活塞可具有位于腔室內部的近端和相對的遠端，活塞包括在近端中的接收器孔，用于容納靠近增壓器元件遠端的增壓器元件的一部分。

殼體可包括用于增壓器元件的導向孔，且活塞包括在活塞近端中的接收器孔，其用于容納靠近增壓器元件遠端的增壓器元件的一部分，導向孔和接收器孔基本上對齊，使得增壓器元件能夠從導向孔伸出并進入到接收器孔中。

接收器孔和導向孔可相互連通，并且當將活塞完全插入到腔室內時，腔室內基本上所有的液壓流體可被包含在由導向孔和接收器孔限定的體積中。