一种热成形机的降噪节能保压系统及方法

技术领域

本发明属于热成形机设备领域，特别是涉及一种热成形机的降噪节能保压系统及方法。

背景技术

热成形机是复杂轻质合金薄壁中空构件制造中普遍使用的设备，广泛应用于航空航天、船舶、轨道交通、民用飞机、核能以及新能源汽车等领域的铝镁合金、钛合金、超高温合金构件以及非金属复合材料的产品的生产。

热成形机保压时间长，传统的保压系统，通过电机带动液压泵的旋转提供保压能量，此过程会产生较大的能量浪费与噪音污染，对工作环境和操作人员的身心健康将会造成不利影响，如何降低保压阶段的能量损失，降低设备运转时的噪声，是热成形机设计过程中急需解决的问题。

发明内容

本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种热成形机的降噪节能保压系统及方法，能够有效降低热成形机在保压过程中动力系统产生噪音，实现更加经济节能的保压过程。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，提供了一种热成形机的降噪节能保压系统，包括与油缸连接的伺服控制单元，油缸的两个腔室分别连通第一控制管和第二控制管；

伺服控制单元包括伺服换向阀，伺服换向阀设置有4个接口，第一控制管和第二控制管的另一端连通于伺服换向阀，伺服换向阀还连通有总供油管和出油管；

总供油管的另一端连通有第二供油管和压力加载管，压力加载管的另一端连接有气体加载单元，且压力加载管还连通有第一供油管，第一供油管和第二供油管的另一端连通至油箱且用于供油；

油缸升压和降压时，第二供油管用于向伺服换向阀供油，第一供油管用于向气体加载单元供油蓄能，油缸保压时，气体加载单元用于向伺服换向阀供油。

所述总供油管远离伺服换向阀的端部有压力加载与分配单元，压力加载与分配单元包括电磁球阀和单向阀，电磁球阀设置于压力加载管，电磁球阀位于压力加载管与第一供油管的连接位置和压力加载管与第二供油管的连接位置之间，第一供油管和第二供油管上均设置单向阀，以使第一供油管和第二供油管内的油液只能流向压力加载管和/或总供油管。

所述压力加载与分配单元还包括电磁加载阀，第一供油管和第二供油管均设置一个电磁加载阀，且沿着油液的流动方向，电磁加载阀位于单向阀的前方。

所述气体加载单元包括进气管和蓄能器，蓄能器包括液腔和气腔，液腔和气腔之间为柔性结构，进气管的一端连接气源、另一端连接至蓄能器的气腔，蓄能起的液腔连接于压力加载管。

沿着向所述蓄能器的气腔内进气的方向，进气管上依次连接有气压表、减压阀、电气比例阀和气体传感器。

所述压力加载管设置有油压传感器，油压传感器位于蓄能器的液腔出口位置。

所述第一供油管和第二供油管远离压力加载管的端部设置有动力单元，动力单元包括柱塞泵和电机，柱塞泵为两级柱塞泵，两级柱塞泵设置有进油口和两个出油口，两级柱塞泵的进油口连接到油箱中，两级柱塞泵的两个出油口分别连接至第一供油管和第二供油管。

所述第一供油管和第二供油管上设置有高压过滤装置，高压过滤装置包括高压过滤器，在第一供油管和第二供油管上，高压过滤器均位于单向阀与油箱之间。

所述伺服控制单元还包括液压锁和压力传感器，液压锁连接于第一控制管和第二控制管，以限制第一控制管和第二控制管内油液的流动方向；压力传感器设置两个，两个压力传感器分别连接于第一控制管和第二控制管，且压力传感器位于液压锁和油缸之间，用于检测第一控制管和第二控制管内的油液压力。

所述油箱设有空气过滤器和液位温度计。

第二方面，提供了一种热成形机的降噪节能保压方法，使用上述任一所述的一种热成形机的降噪节能保压系统进行保压，包括

主缸升压时，动力单元开启，两个电磁加载阀均启动，电磁球阀关闭，油液进入第一供油管、并进入蓄能器的液腔进行蓄能，同时油液进入第二供油管，然后进入总供油管和伺服换向阀，并通过第一控制管和第二控制管对油缸进行加压；

主缸保压时，仅打开电磁球阀，气体加载单元通过压力加载管向总供油管提供压力，进而给油缸提供压力。

综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

1)可以实现热成形机在升压阶段快速升压，以最短时间达到目标压力。

2)可以实现在保压阶段实现设备降噪，最大程度减少噪声污染。

3)可以实现保压阶段经济节能，降低设备保压时能耗。

附图说明

图1为热成形机降噪节能保压系统总原理图；

图2为动力单元与高压过滤单元原理图；

图3为气体加载单元原理图；

图4为压力加载与分配单元原理图；

图5为伺服控制单元与油缸原理图。

附图标号说明：1、动力单元；2、高压过滤单元；3、压力加载与分配单元；4、伺服控制单元；5、气体加载单元；6、油缸；

11、柱塞泵；12、电机；13、油箱；

21、高压过滤器；

31、单向阀；32、电磁加载阀；33、电磁球阀；

41、伺服换向阀；42、液压锁；43、压力传感器；

51、气压表；52、减压阀；53、电气比例阀；54、气体传感器；55、蓄能器；56、油压传感器；

71、第一供油管；72、第二供油管；73、总供油管；74、第一控制管；75、第二控制管；76、出油管；77、压力加载管。

具体实施方式

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本申请实施例公开一种热成形机的降噪节能保压系统，如图1到图5所示，包括动力单元1、高压过滤单元2、压力加载与分配单元3、伺服控制单元4、气体加载单元5、油缸6等。

如图1所示，供油管路包括第一供油管71、第二供油管72、总供油管73、第一控制管74、第二控制管75、出油管76和压力加载管77，第一供油管71和第二供油管72的一端连接于动力单元1，另一端均连接到压力加载管77，具体为：压力加载管77的一端与第二供油管72的端部连通、中部与第一供油管71的端部连通、另一端连通气体加载单元5，第二供油管72的端部还连通于总供油管73。沿着供油方向，高压过滤单元2和压力加载与分配单元3依次连接于第一供油管71和第二供油管72，高压过滤单元2用于对第一供油管71和第二供油管72内的油液进行过滤，压力加载与分配单元3用于控制进行压力加载，总供油管73的另一端连接于伺服控制单元4，第一控制管74、第二控制管75、出油管76的一端也连接于伺服控制单元4，第一控制管74和第二控制管75的另一端分别连接于油缸6的两端。

可实现升压过程通过电机和液压泵组成的动力单元压力快速升压，保压过程通过蓄能器组成的气体控制系统提供动力，实现降噪节能保压的过程。

如图1和图2所示，动力单元1包括柱塞泵11、电机12(M1)和油箱13。柱塞泵11为两级柱塞泵11，两级柱塞泵11设置有进油口和两个出油口，两级柱塞泵11的进油口连接到油箱13中。两级柱塞泵11的两个出油口分别连接至第一供油管和第二供油管。柱塞泵11与电机12相连，电机12用于驱动柱塞泵11将油液从油箱13泵入到第一供油管71和第二供油管72。

高压过滤装置2由两个高压过滤器21组成，每个高压过滤器21均设置有进油口和出油口，油从进油口进入、经过过滤、最后从出油口流出。一个高压过滤器21连通于第一供油管上，另一个高压过滤器21连通于第二供油管上。

如图1和图4所示，压力加载与分配单元3包括两个单向阀31、两个电磁加载阀32(1DT和2DT)和一个电磁球阀33(3DT)，两个单向阀31分别连接于第一供油管71和第二供油管72，两个电磁加载阀32分别连接于第一供油管71和第二供油管72，具体的，一个电磁加载阀32(1DT)连接于第一供油管71，另一个电磁加载阀32(2DT)连接于第二供油管72；沿着油液的流动方向，电磁加载阀32位于单向阀31的前方。电磁球阀33连接到压力加载管77上，且电磁球阀33位于压力加载管77与第一供油管71的连接位置和压力加载管77与第二供油管72的连接位置之间。保压时，电磁球阀33打开时，气体加载单元5通过压力加载管77向总供油管73提供压力，进而给油缸6提供压力，不需要动力单元1持续工作进行保压，降低了保压阶段的能量损失。

每个单向阀与所述每个电磁加载阀串联，分别给蓄能器和油缸提供动力来源，两路之间设有电磁球阀33，在特定的条件下，通断实现两路的动力切换。

如图1和图5所示，伺服控制单元4包括伺服换向阀41(BL1)、液压锁42和压力传感器43(YL1和YL2)。伺服换向阀41(BL9)设置有4个接口，总供油管73的另一端连接于伺服换向阀41的一个接口(P口)，第一控制管74、第二控制管75、出油管76的一端分别连接于伺服换向阀41的另外三个接口，出油管76的另一端连通至油箱，第一控制管74和第二控制管75的另一端分别连接于油缸6的两端，油缸6的活塞杆伸出时，油缸6中进油的腔室与第二控制管74连通。液压锁43连接于第一控制管74和第二控制管75，以限制第一控制管74和第二控制管75内油液的流动方向。压力传感器43(YL1和YL2)分别连接于第一控制管74和第二控制管75，且压力传感器43位于液压锁42和油缸6之间，用于检测第一控制管74和第二控制管75内的油液压力。

液压锁43限制第一控制管74和第二控制管75内油液的流动方向，具体为：在油缸6升压和保压时，在第一控制管内，油液从油缸6流入伺服换向阀41(BL1)，在第二控制管内，油液从伺服换向阀41(BL1)流入油缸6。在油缸6降压时，在第一控制管内，油液从伺服换向阀41(BL1)流入油缸6，在第二控制管内，油液从油缸6)流回伺服换向阀41(BL1)，在油缸6静止时，保证第一控制管与第二控制管的油液保持不变。

如图1和图3所示，气体加载单元5包括进气管、蓄能器55。蓄能器55包括液腔和气腔，进气管的一端连接气源、另一端连接至蓄能器55的气腔，沿着向气腔内进气的方向，进气管上依次连接有气压表51、减压阀52、电气比例阀53(BL2)、气体传感器54(压力)。蓄能器55的液腔与压力加载管77连通，压力加载管77设置有油压传感器56，油压传感器56位于蓄能器55的液腔出口位置。通过上述设置使液腔通过压力加载管77与第一供油管71连通。通过设置进气管以及进气管所连接的各个部分，可实现对蓄能器55气腔的持续加压，从而有利于对油缸6的持续保压。

油箱设有空气过滤器、液位温度计等。

以下表格为电磁阀动作顺序表。

电磁阀动作顺序表

表格中，

在主缸升压时，两个电磁加载阀32均启动，电磁球阀33关闭，伺服换向阀41(BL1)和电气比例阀53(BL1)，油液通过动力单元1进入第一供油管71、并进入蓄能器55的液腔进行蓄能，蓄能器55的气腔也持续进行加压，保持蓄能器55气腔和液腔压力的一定平衡；同时油液通过动力单元1进入第二供油管72，然后进入总供油管73和伺服换向阀41，之后油液从第二控制管75进入油缸6的一个腔室，油缸6另一个腔室的油液从第一控制管74流回伺服换向阀41，并从出油管76流回油箱。

在主缸保压时，动力单元1和两个电磁加载阀32(1DT和2DT)均关闭，电磁球阀33打开，气体加载单元5通过压力加载管77向总供油管73提供压力，进而给油缸6提供压力，不需要动力单元1持续工作进行保压，降低了保压阶段的能量损失。

在主缸降压时，仅仅一个连接于第二供油管的电磁加载阀32(2DT)和伺服换向阀41(BL1)启动，电磁球阀33为关闭状态，油液通过动力单元1进入第二供油管72，然后进入总供油管73和伺服换向阀41，之后油液从第一控制管74进入油缸6的一个腔室，油缸6另一个腔室的油液从第二控制管75流回伺服换向阀41，并从出油管76流回油箱。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

本申请说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。