一種金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統技術方案

一種金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統，包括大高壓油泵、小高壓油泵、超高壓油泵、增壓器和泵站；增壓器低壓端與泵站連接，大高壓油泵和小高壓油泵分別通過單向閥與增壓器低壓端與泵站之間的連接管路連接；增壓器高壓端與油壓機連接，超高壓油泵通過單向閥與油壓機連接；油壓機的回油口與泵站連接。該系統配置大小兩臺高壓油泵，提供油壓機前進、后退及初步加壓時需要的10-15MPa的壓力；配置增壓器提供油壓機超高壓時需要的不高于150MPa的壓力；配置一臺超高壓泵，用于壓機運行時壓力出現下降時的補壓；通過合理配置，能夠保持運行期間油壓機壓力的穩定，卸壓易于控制，且便于維護。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于為人工生長金剛石單晶用油壓機提供超高壓的液壓系統，屬于金剛石生長

技術介紹
人工生長金剛石單晶通常是在HPHT(高溫高壓)條件下生長，具體的說是通過人造金剛石專用的超高壓設備(國內普遍采用六面頂油壓機，國外也有采用其它形式的壓機)，將包含有石墨、金屬觸媒、導電加熱管和熱絕緣元件的葉臘石立方塊加壓至5-6GPa，通過導電加熱管的導電，加熱至金剛石生長要求的溫度1400℃-1450℃。已知的金剛石晶體生長需要的5-6GPa壓力是由人造金剛石專用油壓機通過頂錘、葉臘石塊將油壓機的壓力傳遞至金剛石生長腔體內形成的，油壓機需要的超高壓一般不超過150MPa。人造金剛石專用油壓機運行時需要兩種壓力，一種是油壓機前進、后退動作及初步加壓時的10-15MPa的壓力，另外是一般不超過150MPa的超高壓，以達到金剛石晶體生長需要的5-6GPa的腔體內壓力。超高壓的提供方式有三種：一種是使用增壓器：如圖1所示，由額定壓力為35MPa的大高壓油泵11和小高壓油泵12供油給增壓器13，增壓器13增壓后輸出至人造金剛石專用油壓機14，泵站15通過閥組的切換完成各種動作。這種使用增壓器提供超高壓方式的優點是：1、卸壓平穩。人造金剛石專用油壓機正常工作時壓力達到80-100MPa，甚至更高，如此高的壓力下降至3-5MPa的回程壓力，要求快速并平穩，直接從高壓端卸壓不易控制，如果從增壓器低壓端卸壓，壓力降低范圍僅為15-0MPa，運行和控制相對容易；2、增壓器為無動力設備，維護工作量很少；3、超高壓時使用油壓機的高壓泵，不需要增加價格昂貴的超高壓油泵，節省投資。這種方式的缺點是增壓器高壓端容積有限，不能持續的增壓，尤其是大顆粒金剛石單晶生產周期長達200-300小時，運行期間的壓力應保持穩定，就是要求壓機能持續不斷的維持設定的壓力。第二種是使用超高壓油泵，如圖2所示，由額定壓力為120MPa的大超高壓油泵21和小超高壓油泵22直接供油給人造金剛石專用油壓機25，大高壓油泵23和小高壓油泵24提供油壓機前進、后退動作及初步加壓時的10-15MPa的壓力，泵站26通過閥組的切換完成各種動作。使用超高壓油泵的優點是占地面積小，只需配置大、小兩臺超高壓泵提供超高壓即可，大超高壓泵用于升壓，小超高壓泵用于運行過程中的壓力下降時的補壓；缺點是卸壓不易控制，維護工作量大。還有一種是使用往復式增壓器，能持續提供超高壓，克服了增壓器方式的一些缺點，但該方式難以實際用于生產。
技術實現思路
本技術針對現有金剛石單晶生長的超高壓提供方式存在的不足，再結合生長周期長的工藝特點，提供一種能夠保持運行期間壓力穩定、卸壓易控制且便于維護的金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統。本技術的金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統，采用以下技術方案：該超高壓液壓系統，包括大高壓油泵、小高壓油泵、超高壓油泵、增壓器和泵站；增壓器低壓端與泵站連接，大高壓油泵和小高壓油泵分別通過單向閥與增壓器低壓端與泵站之間的連接管路連接；增壓器高壓端與油壓機連接，超高壓油泵通過單向閥與油壓機連接；油壓機的回油口與泵站連接。油壓機的活塞前進、后退和初步施壓時，啟動大高壓油泵，提供低壓大油量，保證油壓機動作快速及時，初步施壓完成。油壓機需要超高壓時，根據實際升壓速度與設定升壓曲線的差值選擇啟動大高壓油泵或小高壓油泵，通過增壓器增壓后作用于油壓機，油壓機升壓至設定壓力后，如出現壓力下降時選擇超高壓油泵補壓，保壓期間如增壓器下降至設定位置時，可繼續選擇小高壓油泵通過增壓器補壓，以免增壓器下降過低，影響卸壓。卸壓時，打開卸壓閥從增壓器低壓端卸壓至油壓機回程壓力。本技術通過合理配置，能夠保持運行期間油壓機壓力的穩定，卸壓易于控制，且便于維護；具有以下特點：1.配置大小兩臺高壓油泵，提供油壓機前進、后退及初步加壓時需要的10-15MPa的壓力。2.配置增壓器，提供油壓機超高壓時需要的不高于150MPa的壓力。3.配置一臺超高壓泵，用于壓機運行時壓力出現下降時的補壓。附圖說明圖1是現有人造金剛石專用油壓機使用增壓器提供超高壓的結構原理示意圖。圖2是現有人造金剛石專用油壓機使用超高壓油泵提供超高壓的結構原理示意圖。圖3是本技術金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統的結構原理示意圖。其中：11、大高壓油泵，12、小高壓油泵，13、增壓器，14、油壓機，15、泵站，21、大超高壓油泵，22、小超高壓油泵，25、油壓機，23、大高壓油泵，24、小高壓油泵，26、泵站，37、油壓機活塞，31、大高壓油泵，32、小高壓油泵，33、超高壓油泵，34、增壓器，35、泵站，36、油壓機。具體實施方式如圖3所示，本技術的金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統，包括大高壓油泵31、小高壓油泵32、超高壓油泵33、增壓器34和泵站35。增壓器34的低壓端與泵站35連接，大高壓油泵31和小高壓油泵32分別通過單向閥與增壓器低壓端與泵站35之間的連接管路連接。增壓器34的高壓端與油壓機36通過液壓管路連接。超高壓油泵33通過單向閥與油壓機36通過液壓管路連接。油壓機36的回油口與泵站35連接。由大高壓油泵31和小高壓油泵32供油給增壓器34，增壓器34增壓后輸出至油壓機36，或者超高壓油泵33直接輸出至油壓機36，泵站35通過閥組的切換完成各種動作。油壓機36的活塞前進、后退和初步施壓時，需要的油量大，壓力小，啟動大高壓油泵31，提供低壓大油量，保證油壓機動作快速及時，初步施壓完成。油壓機36需要超高壓時，根據實際升壓速度與設定升壓曲線的差值選擇啟動大高壓油泵31或小高壓油泵32，通過增壓器33增壓后作用于油壓機36，油壓機36升壓至設定壓力后，如出現壓力下降時選擇超高壓油泵33補壓，保壓期間如增壓器34下降至設定位置時，可繼續選擇小高壓油泵32通過增壓器34補壓，以免增壓器34下降過低，影響卸壓。卸壓時，打開卸壓閥從增壓器低壓端卸壓至油壓機回程壓力。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統，包括大高壓油泵、小高壓油泵、超高壓油泵、增壓器和泵站；其特征是：增壓器低壓端與泵站連接，大高壓油泵和小高壓油泵分別通過單向閥與增壓器低壓端與泵站之間的連接管路連接；增壓器高壓端與油壓機連接，超高壓油泵通過單向閥與油壓機連接；油壓機的回油口與泵站連接。

【技術特征摘要】
1.一種金剛石單晶生長用油壓機的超高壓液壓系統，包括大高壓油泵、小高壓油泵、超高壓油泵、增壓器和泵站；其特征是：增壓器低壓端與泵站連接，大高壓油泵和小高壓油...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王篤福，王盛林，王希江，王希瑋，徐昌，
申請(專利權)人：濟南中烏新材料有限公司，山東貝斯特環境技術有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37