[发明专利]一种低压伺服源控超高压液压增压系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压增压系统，具体涉及一种低压伺服源控超高压液压增压系统， 属于超高压增压设备技术领域。

背景技术

由于近年来超高压技术在材料成型、石油化工、食品加工、地球科学研究、航空航 天、船舶工业、桥梁及冶金等各领域内都有新应用，使得超高压液压技术得到了飞速发 展。高温高压流变仪是一种用于研究地球深部岩石在高温和超高压条件下相变、流变特 性的先进实验仪器，而其超高压力的产生和在加压、保压以及卸压阶段的精确控制是决 定其实验样品成败的关键性技术。其中高温高压流变仪的围压控制系统要求流量范围 大，其快进阶段约250ml/min，加压阶段为0～0.3ml/min，通常为0.05ml/min，而保压阶 段所需流量更小，压力控制范围为0～200MPa，要求控制精度高。因此高温高压流变仪 围压控制系统要求超高压液压增压装置低压大流量、超高压小流量，且能精确控制。

目前超高压压力的获得方法主要分为两类：其一是利用中低压液压或气压元件产生 中低压，然后通过增压器增压而间接获得超高压压力。但目前市场上增压器大部分为气 驱或液驱式双作用双活塞杆增压器，其持续输出流量大，在行程终点换向时输出流量为 零、流量和压力波动大，且结构尺度大、价格昂贵、控制精度不高，又因其采用超高压 增压器与单向阀构成超高压发生单元，因此不易实现减压控制等；另一类是利用超高压 元件直接获得超高压，但其价格昂贵、输出流量较大、内泄漏量大、效率低、超高压低 流量控制精度差且也不易实现减压控制。因此上述两类超高压产品都不能较好满足高温 高压流变仪的需求。

而用于高温高压流变仪围压控制系统的超高压发生器，起初国外研制增压系统的是 在两个串联的超高压开关阀中间接入超高压增压器，该增压器为螺旋挤进式，两个超高 压阀的开启时序相反，通过启闭不同的阀及增压器的旋向以对围压进行逐级加减压。该 方法全程靠人工操作，自动化程度低，启闭超高压阀时压力波动大，控制精度差。基于 此，部分公司研制了一种液压驱动或气压驱动超高压增压器，提高了其自动化程度，但 是超高压阀的启闭还是靠人工操作，仍然存在启闭超高压阀时压力波动大等的缺点。后 国内研制了一种伺服超高压增压装置(专利号：201020594559.9)，该方法采用伺服电 机驱动大减速比减速器，推动液压缸活塞杆和活塞运动产生超高压，既机械式挤压超高 压油缸，将超高压油缸反用而获得超高压压力。该增压方式运行稳定、控制精度高，可 达0.01MPa，有效解决了压力流量波动大的问题，但其油缸容量较小，通常需要低压辅 助系统进行低压加压，其反向运行时由于机械间隙引起较大的误差，该装置整体几何尺 寸大且笨重，不易搬运。

发明内容

本发明的目的在于针对目前市场上超高压发生装置价格昂贵、控制精度低、压力流 量波动大、高压低流量输出性能差、功能单一等的缺点及现有伺服超高压增压装置油缸 容量较小、几何尺寸大等不足的问题，提供一种由伺服泵、伺服阀以及双作用单活塞杆 增压油缸组建而成，可实现低压大流量、超高压低流量的精确控制，加压、保压及减压 伺服控制于一体的双闭环控制方式的低压伺服源控超高压液压增压系统。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种低压伺服源控超高压液压增压系统，包 括油箱、油泵、伺服电机、第一单向阀、超高压液压手动阀RB、超高压液压手动阀AB、 超高压增压油缸、超高压液压手动阀AA、电控伺服阀和溢流阀RA；油箱、油泵和第 一单向阀顺序连通，油泵通过伺服电机驱动，第一单向阀的出油口同时连通预压复位液 路和增压稳压卸荷液路，所述预压复位液路包括预压液路和复位液路，预压液路由超高 压液压手动阀RB和超高压液压手动阀AB顺序连通构成，超高压液压手动阀AB的出 油口连通待增压设备，超高压液压手动阀RB的出油口同时连通超高压增压油缸的出油 口构成复位液路，所述增压稳压卸荷液路包括增压稳压液路和减压卸荷液路，超高压液 压手动阀AA的出油口连通超高压增压油缸的进油口构成增压稳压液路，超高压液压手 动阀AA的出油口同时连通并接的电控伺服阀与溢流阀RA构成减压卸荷液路，电控伺 服阀和溢流阀RA的出油口均接入油箱。

所述超高压增压油缸为双作用单活塞杆液压缸，其主要由缸体、活塞、活塞杆以及 缸盖组成，由缸体内壁、内底面和活塞底面组成的无杆腔为初级压力室，由缸体内壁、 活塞杆外壁、活塞和缸盖组成的有杆腔为次级压力室。