專利名稱：準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及ー種在高溫氣冷堆燃料元件制造中用于元件球終壓的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)。
背景技術(shù)：
我國(guó)球床式高溫氣冷堆所使用的球形燃料元件直徑為60mm，整體為石墨基體，夕卜層為厚約5_左右的無(wú)燃料區(qū)，內(nèi)部為球形包覆顆粒(TRISO)彌散在石墨基體的燃料區(qū)。為保證元件球的各向同性，需要采用等靜壓或準(zhǔn)等 靜壓成型エ藝。上述的球形燃料元件所采用的就是軟模準(zhǔn)等靜壓エ藝制造(原子能科學(xué)技木，2003，vol37，40-44)。軟模壓制是ー種采用軟質(zhì)材料為模具在帶鋼模的液壓機(jī)上進(jìn)行壓制的準(zhǔn)等靜壓エ藝，壓制壓カ是由液壓機(jī)沖頭壓縮鋼模內(nèi)的軟模傳遞給軟模內(nèi)的粉體的。由于軟模材料具有流體般特性，能使模內(nèi)粉末較均勻壓縮成型。(冶金エ業(yè)出版社，粉末冶金原理，第一版，219-220)。該エ藝與濕袋模具等靜壓相比，具有生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、模具壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但在球形元件壓制過(guò)程中，由于石墨粉較疏松，若直接壓制，其中所含空氣會(huì)導(dǎo)致無(wú)燃料區(qū)殼層破裂，所以在壓制前需要將橡膠模內(nèi)粉體間的氣體排出。而傳統(tǒng)的模壓成型機(jī)和軟模壓制用液壓機(jī)一般包括主機(jī)體、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三部分，エ件壓制在主機(jī)體上進(jìn)行。由于缺乏抽氣功能不能滿足原件生產(chǎn)的要求，而具有抽真空功能的準(zhǔn)等靜壓液壓機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也是難題。作為球形燃料元件生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，該問(wèn)題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)上具有抽真空功能的準(zhǔn)等靜壓液壓機(jī)，以適用于球形燃料元件的壓制。( ニ )技術(shù)方案本發(fā)明公開(kāi)了ー種準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，包括主機(jī)體、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；主機(jī)體是液壓機(jī)主體；液壓傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)液壓介質(zhì)的輸送為模具沖頭提供壓力，使橡膠模擠壓變形，與主機(jī)體通過(guò)液壓管道相連；真空系統(tǒng)用于抽去橡膠模內(nèi)腔內(nèi)空氣，與主機(jī)體通過(guò)真空管道相連；電氣控制系統(tǒng)用于整個(gè)設(shè)備的電氣裝置的控制。所述主機(jī)體包括機(jī)身、下置的主液壓缸、上置的副液壓缸、下沖頭、上沖頭、鋼模筒及真空罩，其中機(jī)身連接在下置主液壓缸上；副液壓缸上置于機(jī)身；下沖頭固定在主液壓缸活塞上端，可在鋼模筒內(nèi)表面的導(dǎo)向下隨主液壓缸活塞一起上下運(yùn)動(dòng)；上沖頭固定在機(jī)身內(nèi)腔頂端平面下；鋼模筒安裝于機(jī)身腔體內(nèi)部；真空罩安裝于機(jī)身腔體內(nèi)部，真空罩通過(guò)滑柱和彈簧與機(jī)身內(nèi)腔頂端連接，真空罩可以靠鋼模筒的推動(dòng)被動(dòng)沿滑柱上行、靠彈簧復(fù)位被動(dòng)下行。優(yōu)選地，副液壓缸的活塞桿通過(guò)擔(dān)梁和導(dǎo)向桿與鋼模筒連接；擔(dān)梁和導(dǎo)向桿可隨活塞桿帶動(dòng)鋼模筒以機(jī)身內(nèi)腔壁為導(dǎo)向上下移動(dòng)。優(yōu)選地，真空罩為環(huán)形，其內(nèi)壁嵌有密封圈與上沖頭外壁形成密封。 優(yōu)選地，所述真空液壓機(jī)包括真空系統(tǒng)，所述真空罩下側(cè)開(kāi)有通孔，通過(guò)管道與所述真空系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，真空罩下端面嵌有“O”形密封圏。優(yōu)選地，鋼模筒上端面嵌有“〇”形密封圏。
優(yōu)選地，所述機(jī)身側(cè)面開(kāi)有操作窗ロ。優(yōu)選地，所述機(jī)身外形為圓柱狀。(三)有益效果本發(fā)明所公開(kāi)的準(zhǔn)等靜壓液壓機(jī)，實(shí)現(xiàn)了橡膠模能在真空狀態(tài)下進(jìn)行壓制，可以將橡膠模內(nèi)粉體間的氣體排除，保證合格的壓制品。另外，本發(fā)明所公開(kāi)的液壓機(jī)主機(jī)體機(jī)身、副液壓缸、主液壓缸的軸心在一條線上分布，具有操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。


下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例來(lái)進(jìn)ー步描述本發(fā)明。其中圖I為根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)主機(jī)體的示意性主視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)壓制時(shí)主機(jī)體的示意性主視圖。各附圖標(biāo)記與其標(biāo)示的部件對(duì)應(yīng)關(guān)系如下I-橡膠摸，2-備壓粉體，3-抽氣孔，4-真空罩，5-導(dǎo)向桿，6_副液壓缸，7_副液壓缸活塞桿，8-擔(dān)梁，9-上沖頭，10-滑柱，11-彈簧，12-密封圏，13-機(jī)身，14-下沖頭，15-鋼模筒，16-主液壓缸活塞，17-主液壓缸上腔油管，18-主液壓缸上腔，19-主液壓缸下腔，20-主液壓缸，21-主液壓缸下腔油管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I本實(shí)施例公開(kāi)的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)包括主機(jī)體、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。如圖I和圖2所示，主機(jī)體主要包括機(jī)身13、下置的主液壓缸20、上置的副液壓缸6、上沖頭9、下沖頭14、真空罩4及鋼模筒15，都處于同一軸心線上。機(jī)身13為壓制和操作的部位，通過(guò)螺釘或其它方式緊固在下置主液壓缸20上，組成一封閉式剛性整體框架。機(jī)身13機(jī)身為側(cè)面開(kāi)有操作窗ロ的腔體，外形優(yōu)選為圓柱狀。上沖頭9、下沖頭14、真空罩4及鋼模筒15都安裝于機(jī)身13腔體內(nèi)部。下沖頭14通過(guò)螺釘固定在主液壓缸活塞16上端,可在鋼模筒15內(nèi)表面的導(dǎo)向下隨主液壓缸活塞16 —起上下運(yùn)動(dòng)。鋼模筒15通過(guò)導(dǎo)向桿5與上置于機(jī)身的副液壓缸活塞桿7的擔(dān)梁8連接，副液壓缸6工作時(shí)，擔(dān)梁8隨活塞桿7上下移動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)向桿5帶動(dòng)鋼模筒15上行和回程。上沖頭9固定在機(jī)身13內(nèi)腔頂端平面下，上沖頭9是固定不動(dòng)的。真空罩4通過(guò)滑柱10和彈簧11與機(jī)身13內(nèi)腔頂端連接，真空罩4的上行是靠鋼模筒15的推動(dòng)被動(dòng)沿滑柱10上行，下行是靠彈簧11復(fù)位被動(dòng)下行。真空罩4為環(huán)形，其內(nèi)壁嵌有密封圈與上沖頭外壁形成密封。所述真空罩4側(cè)面下部開(kāi)有一通孔3，為抽氣通道，一端與真空系統(tǒng)通過(guò)管道連接，用于橡膠模I腔的抽真空。所述真空罩4下端面或鋼模筒15上端面嵌有“〇”形密封圈12，當(dāng)鋼模筒15上行吋，與真空罩4下端面合摸，依靠真空罩4上部的彈簧11的回復(fù)カ形成密封。主液壓缸20用于下沖頭傳動(dòng)施壓，為下置活塞式，主要包括液壓缸體、活塞16、密封圈等零件。活塞16上端和下沖頭14相連?；钊?6將液壓缸體20分為上腔18和下腔19，上、下腔分別通過(guò)主液壓缸上腔油管17、主液壓缸下腔油管21與液壓系統(tǒng)相連，當(dāng)主液壓缸下腔19或上腔18進(jìn)油吋，帶動(dòng)下沖頭14上行 或回程。副液壓缸6上置于機(jī)身13，其活塞桿7通過(guò)擔(dān)梁8和導(dǎo)向桿5與鋼模筒15連接，當(dāng)副液壓缸6工作時(shí)，可帶動(dòng)鋼模筒15上行或回程。橡膠模I內(nèi)的備壓粉體2在鋼模筒15、上沖頭9、下沖頭14形成的空間內(nèi)抽真空并進(jìn)行壓制。實(shí)施例2根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例I所描述的真空液壓機(jī)工作時(shí)，按如下方式運(yùn)行將裝有備壓粉體2的橡膠模I放置于下沖頭14上；副液壓缸6工作，活塞桿7上行，通過(guò)擔(dān)梁8和導(dǎo)向桿5帶動(dòng)鋼模筒15上行，直至與真空罩4緊密貼合；真空系統(tǒng)開(kāi)啟，通過(guò)抽氣孔3，對(duì)真空罩4、上沖頭9、下沖頭14、鋼模筒15形成的空間抽真空；真空度達(dá)到設(shè)定值時(shí)主液壓缸20工作，液壓系統(tǒng)通過(guò)主液壓缸下腔油管21向主液壓缸下腔19中注入液壓油，促使主液壓缸活塞16帶動(dòng)下沖頭14上行；下沖頭14上行到位后進(jìn)行保壓；保壓完畢后，真空系統(tǒng)停止工作，通過(guò)液壓系統(tǒng)，主液壓缸20和副液壓缸6卸壓，鋼模筒15和下沖頭14分別下行到初始位置，完成壓制；取出橡膠模I，開(kāi)模。本發(fā)明所公開(kāi)的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，實(shí)現(xiàn)了橡膠模能在真空狀態(tài)下進(jìn)行壓制，可以將橡膠模內(nèi)粉體間的氣體排除，保證合格的壓制品。另外，本發(fā)明所公開(kāi)的液壓機(jī)主機(jī)體機(jī)身、副液壓缸、主液壓缸的軸心在一條線上分布，具有操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例中的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，除了用于壓制球形坯料，還可以根據(jù)橡膠模內(nèi)腔形狀用于生產(chǎn)精密復(fù)雜形狀的制品。本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.ー種準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，包括主機(jī)體、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，其特征在干所述主機(jī)體包括機(jī)身(13)、下置的主液壓缸(20)、上置的副液壓缸￠)、下沖頭(14)、上沖頭(9)、鋼模筒(15)及真空罩(4)，其中 機(jī)身(13)連接在下置主液壓缸(20)上； 副液壓缸(6)上置于機(jī)身(13)； 下沖頭(14)固定在主液壓缸活塞(16)上端,可在鋼模筒(15)內(nèi)表面的導(dǎo)向下隨主液壓缸活塞(16) —起上下運(yùn)動(dòng)； 上沖頭(9)固定在機(jī)身(13)內(nèi)腔頂端平面下； 鋼模筒(15)安裝于機(jī)身(13)腔體內(nèi)部； 真空罩(4)安裝于機(jī)身(13)腔體內(nèi)部，真空罩(4)通過(guò)滑柱(10)和彈簧(11)與機(jī)身(13)內(nèi)腔頂端連接，真空罩(4)靠鋼模筒(15)的推動(dòng)被動(dòng)沿滑柱(10)上行、靠彈簧(11)復(fù)位被動(dòng)下行。
2.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在于副液壓缸(6)的活塞桿(7)通過(guò)擔(dān)梁⑶和導(dǎo)向桿(5)與鋼模筒(15)連接；擔(dān)梁⑶和導(dǎo)向桿(5)可隨活塞桿(7)帶動(dòng)鋼模筒(15)以機(jī)身(13)內(nèi)腔壁為導(dǎo)向上下移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在干真空罩(4)為環(huán)形，其內(nèi)壁嵌有密封圈與上沖頭(9)外壁形成密封。
4.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在于所述真空液壓機(jī)包括真空系統(tǒng)，所述真空罩(4)下側(cè)開(kāi)有通孔(3)，通過(guò)管道與所述真空系統(tǒng)連接。
5.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在干真空罩(4)下端面嵌有“〇”形密封圈(12)。
6.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在于鋼模筒(15)上端面嵌有“〇”形密封圏。
7.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在于所述機(jī)身側(cè)面開(kāi)有操作窗□。
8.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)，其特征在于所述機(jī)身外形為圓柱狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及液壓設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)。該液壓機(jī)包括主機(jī)體、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。主機(jī)體包括機(jī)身、下置的主液壓缸、上置的副液壓缸、下沖頭、上沖頭、鋼模筒及真空罩，機(jī)身連接在下置主液壓缸上；副液壓缸上置于機(jī)身；下沖頭固定在主液壓缸活塞上端，可在鋼模筒內(nèi)表面的導(dǎo)向下隨主液壓缸活塞一起運(yùn)動(dòng)；上沖頭固定在機(jī)身內(nèi)腔頂端平面下；鋼模筒安裝于機(jī)身腔體內(nèi)部；真空罩安裝于機(jī)身腔體內(nèi)部，真空罩通過(guò)滑柱和彈簧與機(jī)身內(nèi)腔頂端連接，真空罩可以靠鋼模筒的推動(dòng)被動(dòng)沿滑柱上行、靠彈簧復(fù)位被動(dòng)下行。本發(fā)明準(zhǔn)等靜壓真空液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)了橡膠模能在真空狀態(tài)下進(jìn)行壓制，且具有操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B30B15/00GK102689450SQ20121017750
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者劉兵, 盧振明, 周湘文, 唐亞平, 張 杰, 鄒彥文 申請(qǐng)人:清華大學(xué)