一种高压转换机构

技术领域

本发明涉及高压转换装置领域，具体涉及一种高压转换机构。

背景技术

随着轻量化液压管件在汽车底盘、车身结构上的不断普及，生产需求量日益的增大，为了更好的提高生产效率以及产品竞争力，大型内高压成形设备被创造出了更多的功能，其中一副成形模具被设计有多个型腔(简称“一模多腔”)，所有型腔同时注入液体产生内高压进行成形加工，这不仅对设备增压控制系统要求极高，各个型腔所需的高压控制精密性同样很高。

为了实现一模多腔成形加工，常规的方法是将每个型腔作为单独的控制对象，配套单独的增压系统以及注水机构，这样的方法虽然有效，但存在很多的弊端，如单独的配套系统随着加工型腔的数量越多，而作为整个机构中关键的超高压增压器、液压精准私服控制系统、高压油管油路等核心部件，需求量也就越多，以下几点缺陷尤为突出：

1.部件繁多安装布置困难，关键的核心部件体积本就很大，尤其是整套私服系统占地面积几乎超过了设备工作台，且所有的部件需要通过复杂的线路、油路，以及耐高压的管道连接，错综复杂的部件会导致布局和安装困难；

2.核心部件造价成本高，增压器组件、液压伺服阀组件、冷却系统等核心部件大多需要进口购买，价格昂贵，配套的数量越多意味着需要更多的成本；

3.部件越多维护保养成本高，随着管道线路、控制开关、伺服阀等数量越多，庞大的控制系统无论是日常的维护保养成本很高，而内高压成形工作过程中难免会发生漏油、开关失效等不良，检查并维修也将面临巨大的挑战。

4.独立系统编程与操控复杂，多个单独配套的系统除了硬件设施繁多，同样对软件的开发设计，以及实际参数控制、动作操作同样也带来很大的不便，同时监控那么多独立系统难免需要更多独立的显示面板，不利于快速发现并排查成形异常。。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种高压转换机构，以改善现有的一模多腔成型加工过程中，设备增压控制系统部件繁多、安装布置困难、造价成本高、使用成本高的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种高压转换机构，包括主阀体，主阀体内设有第一腔室，所述第一腔室上设有增压缸连接口，所述第一腔室通过所述增压缸连接口与增压缸连通；导流嘴，所述导流嘴滑动设置于所述第一腔室内，所述导流嘴设有导流入孔、导流出孔，所述导流出孔与所述导流入孔连通；换向阀连接块，换向阀连接块设有换向输入孔、换向输出孔，所述换向输入孔与所述换向输出孔相连通，所述换向输入孔与所述第一腔室连接。

于本申请一示例性实施例中，所述导流出孔设有不少于三个，包括一个与所述导流入孔同心的中心导流出孔，其余所述导流出孔以所述中心导流出孔轴线为旋转轴、周阵列在所述导流嘴上。

于本申请一示例性实施例中，所述导流出孔直径小于所述导流入孔直径，所述导流出孔的长度小于所述导流入孔的长度。

于本申请一示例性实施例中，所述中心导流出孔的端部为圆锥面，所述中心导流出孔向导流嘴外方向直径变大。

于本申请一示例性实施例中，还包括封关件、移动机构，所述移动机构驱动所述封关件封闭、开放所述换向输入孔。

于本申请一示例性实施例中，所述移动机构包括有弹性件，所述弹性件挤压所述封关件使得所述封关件封闭所述换向输入孔。

于本申请一示例性实施例中，所述移动机构包括有分流顶杆、驱动机构，所述驱动机构驱动所述分流顶杆做直线移动，使得所述分流顶杆驱动所述封关件远离所述换向输入孔，以使得所述换向输入孔开放。

于本申请一示例性实施例中，所述换向阀连接块内设有分流嘴，所述换向输入孔设置于所述分流嘴端部，所述分流嘴侧壁设有第一连接孔，所述换向输入孔与所述换向输出孔经由所述第一连接孔连通。

于本申请一示例性实施例中，所述换向阀连接块侧壁还设置有第一通孔，所述分流嘴侧壁设有第二连接孔，所述第一通孔经由所述第二连接孔与所述换向输入孔连通。

于本申请一示例性实施例中，所述驱动机构包括有斜滑块、油缸，所述油缸驱动所述斜滑块上下移动以使得所述分流顶杆水平往复移动，所述油缸设置有位移监控。

结合现有技术，本发明的有益效果在于：

现有的高压转换机构部件繁琐，布置困难，造价成本与使用成本均比较高。本申请的主阀体通过增压缸连接口与增压缸连接，根据需要可以设置若干导流嘴及对应数量的换向阀连接块，通过导流嘴实现传压介质的单向流动，换向阀连接块上设置有换向输出孔，换向输出孔向加工件内传输传压介质，以使得加工件内产生高压加工成型。本申请的结构简单、安装布置方便、成本较低，可以有效的进行高压转换，通过一个增压缸向多个型腔内注入传压介质，实现一模多腔成型加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一示例性实施例示意图；

图2为本申请一示例性实施例俯视图；

图3为本申请图2中A-A截面剖视图；

图4为本申请一示例性导流嘴示意图；

图5为本申请一示例性导流嘴侧视图；

图6为本申请图5中B-B截面剖视图；

图7为本申请一示例性主阀体部分区域剖视图；

图8为本申请一示例性部分区域剖视图；

图9为本申请一示例性分流嘴示意图；

图10为本申请一示例性分流嘴部分区域剖视图；

图11为本申请一示例性驱动机构部分区域剖视图；

图12为本申请一示例性部分结构示意图；

图13为本申请一示例性分流顶杆结构示意图；

图14为本申请一示例性未工作状态时剖视图；

图15为本申请一示例性工作状态时剖视图；

图16为本申请示例性不同数量高压输出口时示意图。

元件标号说明

100、主阀体；110、第一腔室；120、增压缸连接口；200、导流嘴；210、导流入孔；220、导流出孔；221、中心导流出孔；300、换向阀连接块；301、密封垫圈；302、换向输出孔；303、第一通孔；304、第三通孔；305、润滑铜套；306、防尘套；307、密封圈；310、分流嘴；311、换向输入孔；312、第一连接孔；313、第二连接孔；314、环形槽；315、第三连接孔；400、封关件；510、弹性件；520、分流顶杆；521、T形块530、驱动机构；531、斜滑块；5311、燕尾槽；532、油缸；533、滑块座；534、限位螺栓。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1～图3，本申请请求保护一种高压转换机构，高压转换机构设有单个流入口，两个或两个以上的流出口，流出的高压作为产品形成所需的高压。高压转换机构包括有主阀体100，主阀体100内设有第一腔室110，第一腔室110的侧壁设有增压缸连接口120，通过增压缸连接口120实现增压缸与第一腔室110的连通，以使得增压缸向第一腔室110内注入传压介质，传压介质可以为气体、液体等，一实施例中优选液体传压介质。

第一腔室110内滑动连接有导流嘴200，根据实际的需要，导流嘴200可以设置两个或两个以上，导流嘴200的数量与高压转换机构的流出口数量一致，本申请以两个导流嘴200为例进行介绍。

请参阅图4～图6，导流嘴200的一端为流入端、一端为流出端，流入端设置有一个导流入孔210，流出端设置有两个以上导流出孔220，导流出孔220的孔径小于导流入口的孔径，一实施例中，导流出孔220的深度小于导流入孔210的深度。当传压介质充满导流嘴200的两端时，单位之间内不同方向所承受的力与高压流量成正比，孔径的大小直接影响流量的大小，导流出孔220的孔径小于导流入口的孔径，因此流入端的压力在工作状态下比流出端大，保证传压介质由流入端流向流出端。

一实施例中，导流嘴200的流出端为圆台状，其中一个导流出孔220设置于圆台的上底面上，此导流出孔220为中心导流出孔221，中心导流出孔221的轴线与导流入孔210的轴线重合，一实施例中，中心导流出孔221的孔径为导流入孔210孔径的五分之一。一实施例中，中心导流出孔221远离导流入孔210的一端为圆锥面。其余导流出孔220圆周阵列在圆台的侧面上，一实施例中，四个导流出孔220圆周阵列在圆台侧面。

为了实现高压单口流入，多个指定口流出，以两个指定口流出为例。一实施例中，第一腔室110内滑动连接有两个导流嘴200，第一腔室110内还设置有弹性件510，弹性件510设置于第一腔室110的中部，增压缸连接口120设置于第一腔室110中部的侧壁上。弹性件510的两端分别与两个导流嘴200连接，自然状态下，弹性件510将两个导流嘴200向相反方向挤压。

高压转换机构包括换向阀连接块300、分流嘴310、封关件400、分流顶杆520，主阀体100上设有安装槽，分流嘴310安装在换向阀连接块300内，换向阀连接块300将分流嘴310压入到主阀体100的安装槽内，换向阀连接块300与主阀体100通过紧固件紧固连接。一实施例中，换向阀连接块300与主阀体100连接处设有密封垫圈301，以防止工作状态下传压介质泄露。分流嘴310上设有换向输入孔311，换向输入孔311与第一腔室110连通。封关件400设置于第一腔室110内，封关件400位于导流嘴200的流出端，用以封堵、开放换向输入孔311与第一腔室110的连通。分流顶杆520做直线往复移动，在伸出时，分流顶杆520推动封关件400远离换向输入孔311，以使得换向输入孔311与第一腔室110连通。

请参阅图7，一实施例中，弹性件510为弹簧，封关件400为密封弹珠，自然状态下，弹簧挤压两个导流嘴200使得密封弹珠压紧在换向输入孔311处，封堵换向输入孔311与第一腔室110的连通。中心导流出孔221的端部为圆锥面，密封弹珠与中心导流出孔221可以充分接触，一定程度上便于对密封弹珠进行定位，保证密封弹珠可以封堵换向输入孔311。作为优选，换向输入孔311的端部为圆锥面，以保证密封弹珠与换向输入孔311紧密接触，对换向输入孔311进行封堵。当传压介质通过主阀体100的增压缸连接口120进入到第一腔室110内后，传压介质向两端快速分散，通过两端导流嘴200单向压力瞬间注满密封弹珠的周边区域，但由于密封弹珠始初始状态是与分流嘴310换向输入孔311接触导致密封，此时只需要通过分流顶杆520提供推力让密封弹珠与分流嘴310脱离，压力就可以顺利的流出分流嘴310流向指定流出口。如若想停止工作，仅需要让分流顶杆520退回，密封弹珠将会受到导流嘴200中心导流出孔221施加的水平压力以及弹性件510的弹力，向分流嘴310流入口移动，再次与分流嘴310换向输入孔311锥面接触直至关闭压力通道。

一实施例中，分流嘴310的侧壁设有第一连接孔312，换向阀连接块300的侧壁设有换向输出孔302，换向输出孔302通过第一连接孔312与换向输入孔311连通。换向输出孔302向外输出传压介质，以进行高压的传递。一实施例中，分流嘴310的侧壁设有第二连接孔313，换向阀连接块300侧壁的对应位置设置有第一通孔303，第一通孔303经由第二连接孔313与换向输入孔311连通。作为优选，第二连接孔313的孔径大于第一连接孔312的孔径，第一通孔303的孔径大于换向输出孔302的孔径。一实施例中，第一连接孔312与换向输出孔302同轴且孔径相同；一实施例中，第一通孔303与第二连接孔313同轴且孔径相同，可以便于传压介质进行流动。一实施例中，第一连接孔312与第二连接孔313错位设置，即第一连接孔312与第二连接孔313不同轴，减少传压介质由第二连接孔313直接流向第一连接孔312。

请参阅图9，一实施例中，分流嘴310的侧壁设有环形槽314，第一连接孔312、第二连接孔313的开口均处于环形槽314内，环形槽314一方面便于第一连接孔312、第二连接孔313的加工，另一方面，环形槽314可以提供缓冲区域，在进行安装时，第一连接孔312与换向输出孔302不可避免的会出现装配公差，即第一连接孔312与换向输出孔302会出现孔位不能完全对位的情况，通过环形槽314提供缓冲区域，减少传压介质由第一连接孔312与第二连接孔313连接处溢出的情况出现。同理。减少第二连接孔313与第一通孔303连接处溢出的情况出现。

请参阅图10，一实施例中，分流嘴310上还设有第三连接孔315，第三连接孔315与换向输入孔311同轴，第三连接孔315孔径小于换向输入孔311孔径，第三连接孔315与换向流输入孔轴向贯穿分流嘴310。第三连接孔315孔径与分流顶杆520工作端直径相同，分流顶杆520依次贯穿第三连接孔315、换向输入孔311。当分流顶杆520未伸出时，分流顶杆520贯穿第三连接孔315部分伸入到换向输入孔311内，以避免分流嘴310内的传压介质经由第三连接孔315流出。

密封弹珠在分流顶杆520的推动下，使得换向输入孔311与第一腔室110连通，换向阀连接块300上的换向输出孔302、第一通孔303连接不同工作对象时，发挥的作用也不同。第一种，当第一通孔303通过管道与补水缸连通时，换向输出孔302连接高压管作为成形高压输出口，此时增压缸未配备传压介质补充装置，当增压缸和换向输出孔302均未工作时，通过第一通孔303为增压缸补充传压介质，增压缸开始工作时，第一通孔303处停止补充传压介质工作。一实施例中，增压缸与补水缸同时输入不同的压力时，考虑到增压缸的压力会远大于补水缸，为了确保传压介质不被流入补水缸方向，在补水缸的输出端安装有单向阀，使得传压介质只能由补水缸进入到转换机构中，而不会反向流动。当增压缸停止工作，补水缸继续进行补充传压介质，输入的传压介质流入到增压缸内，直至增压缸内的传压介质填充满。第二种，当增压缸配备了传压介质补充装置，整个工作状态下有足够的传压介质，当加工件两头未完全密封时，通过第一通孔303与换向输出孔302同时向加工件内注入传压介质，第一通孔303的孔径更大，可以快速的将传压介质注入加工件内，当加工件两头被密封后，仅需要注入很小的液体就能实现压力迅速上升，大大缩短了成形时间。

分流顶杆520在直线往复移动过程中会产生空气压缩及传压介质的渗入，一实施例中，在分流顶杆520与分流嘴310之间的活动区域设有第三通孔304，第三通孔304贯穿换向阀连接块300侧壁，用于传压介质的排出及气体的流动。为了保证分流顶杆520工作的稳定性及密封性能，分流顶杆520与换向阀连接块300滑动连接处设有密封装置。一实施例中，密封装置包括有润滑铜套305、防尘套306、密封圈307，作为优选，防尘套306设有一层，避免分流顶杆520往复直线移动过程中将灰尘带入到传压介质内，密封圈307设有两层，避免传压介质由分流顶杆520处泄露。

请参阅图11～图13，一实施例中，分流顶杆520由驱动机构530驱动做往复直线移动，驱动机构530包括有滑块座533、斜滑块531、油缸532，滑块座533安装在换向阀连接块300的末端，即换向阀连接块300远离主阀体100的一端，滑块座533内设置有相互垂直的第四通孔、第五通孔，其中第四通孔内滑动连接有分流顶杆520，第五通孔内滑动连接有斜滑块531。分流顶杆520的端面为与斜滑块531倾斜面相配合的斜面，斜滑块531上下移动带动所述分流顶杆520做水平往复移动。

为了确保分流顶杆520能在换向阀连接块300内水平移动，在分流顶杆520的末端设计有T形块521，斜滑块531的对应位置设有燕尾槽5311，T滑块与燕尾槽5311相配合，使得分流顶杆520与斜滑块531不会脱离，分流顶杆520由斜滑块531带动做水平往复移动。为了进一步的防止分流顶杆520与斜滑块531分离，分流顶杆520的末端安装有贯穿斜滑块531的限位螺栓534，斜滑块531上设有沿分流顶杆520轴线贯穿斜滑块531的贯穿槽，限位螺栓534与贯穿槽配合，避免分流顶杆520与斜滑块531完全脱离。

为了给斜滑块531提供上下移动的动力，竖直活动的斜滑块531底部设有螺纹，并通过螺纹与油缸532连接，油缸532具有位移监控功能，通过油缸532位移的换算能够精准的获得分流顶杆520水平前后移动的位移量，位移量的大小能有效控制流入分流嘴310内液体的流量，经过换算可以获得高压输入的实际压力大小。由于内高压成形整个过程对压力的控制必须要有超高的精度，实现一模多腔对压力控制精度要求将会更高，相比传统的换向阀流量监控方式，大都是通过油压泵提供油压大小来实现操控，压力的大小也只能通过油压阀比例换算而成，但由于液压油在油管、油泵、蓄能器中流动时难免存在损耗，最终传递给产品成形的实际压力将会打折扣，而这种损失的比例是无法精确计算的。本申请通过油缸532精确的控制分流顶杆520位移，位移量配合压力输出的流量比例换算，能更精确的获知实际产品的压力大小。

工作方法：请参阅图14，未工作时，所有的油缸532在未注入压力前活塞退回最底部，斜滑块531拉动分流顶杆520均退回至最末端，导流嘴200在弹性件510的推动下顶住密封弹珠，密封弹珠紧贴分流嘴310分流输入孔，确保传压介质无法流入分流嘴310内；

请参阅图15，增压缸将传压介质注入主阀体100，迅速流向两端导流嘴200，油缸532通过油压控制向上推动斜滑块531，斜滑块531侧推分流顶杆520不断向内移动，直至分流杆推动密封弹珠与分流嘴310分离，此时传压介质进入分流嘴310；

如若设备的增压缸未配备液压介质的补给装置，此时补水缸从换向阀连接块300上端第一通孔303注入，在高压的带动下流入换向阀转接块下端的换向输出孔302，换向输出孔302连接高压管为成形输送传压介质，确保成形至额定压力；

如若设备的增压缸无需考虑传压介质的补给，此时换向阀连接块300第一通孔303输入的的传压介质将会被用作低压注水，低压注水方向与高压注水方向分别位于产品两端，低压配合高压持续给管坯内部提供压力，能快速的实现增压；

当只有单侧的油缸532活动时，整个阀体将会实现对应侧的内高压输出，当两侧的油缸532均发生活动时，整个阀体将会实现两侧的内高压输出，而油缸532活动的距离和移动速度，直接影响内高压输出的大小、速度等；

增压缸停止提供高压，低压补水缸仍在工作中，持续向换向阀体内注入低压，内高压成形输出端此时停止，低压将会流入增压缸内，直至整个增压缸反馈液体已经注满，此时油缸532退回，斜滑块531拉动分流顶杆520均对应退回至初始状态，密封弹珠将会再次封住分流嘴310换向输入孔311。

需要说明的是，如附图16所示，本申请的高压输出口可以为两个、四个、六个、八个等，根据实际需要进行选择，满足单个增压缸同时完成两个或以上的高压输出。

针对传统的高压控制方法为实现一模多腔所存在控制系统配件繁多、占地面积大、造价成本高、维护保养困难、系统控制复杂等缺陷，本申请同时从根本上规避传统的高压控制方法因油路损耗而无法精确获取真实成形高压压力等技术瓶颈。本申请单套高压转换机构便能实现对两个或两个以上更多的高压口进行输出；对不同高压输出口的控制，既能实现不同方向上的单个高压输出、多个同时输出，也能实现多个高压出口先后控制输出；转向阀连接口上设计的多个输出口，除了能作为高压输出口，剩余的出口既能实现低压补水功能，为成形提供足够的液压介质，也能时刻为增压装置补给足够的传压介质，也能直接作为液压成形低压注水端，与高压注水端分布于管坯两端，相互配合大大提高增压效率；通过油缸532精确的控制分流顶杆520位移，位移量配合压力输出的流量比例换算，能更精确的获知实际产品的压力大小。

所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。