一种金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统技术方案

一种金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统，包括大高压油泵、小高压油泵、超高压油泵、增压器和泵站；增压器低压端与泵站连接，大高压油泵和小高压油泵分别通过单向阀与增压器低压端与泵站之间的连接管路连接；增压器高压端与油压机连接，超高压油泵通过单向阀与油压机连接；油压机的回油口与泵站连接。该系统配置大小两台高压油泵，提供油压机前进、后退及初步加压时需要的10-15MPa的压力；配置增压器提供油压机超高压时需要的不高于150MPa的压力；配置一台超高压泵，用于压机运行时压力出现下降时的补压；通过合理配置，能够保持运行期间油压机压力的稳定，卸压易于控制，且便于维护。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于为人工生长金刚石单晶用油压机提供超高压的液压系统，属于金刚石生长

技术介绍
人工生长金刚石单晶通常是在HPHT(高温高压)条件下生长，具体的说是通过人造金刚石专用的超高压设备(国内普遍采用六面顶油压机，国外也有采用其它形式的压机)，将包含有石墨、金属触媒、导电加热管和热绝缘元件的叶腊石立方块加压至5-6GPa，通过导电加热管的导电，加热至金刚石生长要求的温度1400℃-1450℃。已知的金刚石晶体生长需要的5-6GPa压力是由人造金刚石专用油压机通过顶锤、叶腊石块将油压机的压力传递至金刚石生长腔体内形成的，油压机需要的超高压一般不超过150MPa。人造金刚石专用油压机运行时需要两种压力，一种是油压机前进、后退动作及初步加压时的10-15MPa的压力，另外是一般不超过150MPa的超高压，以达到金刚石晶体生长需要的5-6GPa的腔体内压力。超高压的提供方式有三种：一种是使用增压器：如图1所示，由额定压力为35MPa的大高压油泵11和小高压油泵12供油给增压器13，增压器13增压后输出至人造金刚石专用油压机14，泵站15通过阀组的切换完成各种动作。这种使用增压器提供超高压方式的优点是：1、卸压平稳。人造金刚石专用油压机正常工作时压力达到80-100MPa，甚至更高，如此高的压力下降至3-5MPa的回程压力，要求快速并平稳，直接从高压端卸压不易控制，如果从增压器低压端卸压，压力降低范围仅为15-0MPa，运行和控制相对容易；2、增压器为无动力设备，维护工作量很少；3、超高压时使用油压机的高压泵，不需要增加价格昂贵的超高压油泵，节省投资。这种方式的缺点是增压器高压端容积有限，不能持续的增压，尤其是大颗粒金刚石单晶生产周期长达200-300小时，运行期间的压力应保持稳定，就是要求压机能持续不断的维持设定的压力。第二种是使用超高压油泵，如图2所示，由额定压力为120MPa的大超高压油泵21和小超高压油泵22直接供油给人造金刚石专用油压机25，大高压油泵23和小高压油泵24提供油压机前进、后退动作及初步加压时的10-15MPa的压力，泵站26通过阀组的切换完成各种动作。使用超高压油泵的优点是占地面积小，只需配置大、小两台超高压泵提供超高压即可，大超高压泵用于升压，小超高压泵用于运行过程中的压力下降时的补压；缺点是卸压不易控制，维护工作量大。还有一种是使用往复式增压器，能持续提供超高压，克服了增压器方式的一些缺点，但该方式难以实际用于生产。
技术实现思路
本技术针对现有金刚石单晶生长的超高压提供方式存在的不足，再结合生长周期长的工艺特点，提供一种能够保持运行期间压力稳定、卸压易控制且便于维护的金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统。本技术的金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统，采用以下技术方案：该超高压液压系统，包括大高压油泵、小高压油泵、超高压油泵、增压器和泵站；增压器低压端与泵站连接，大高压油泵和小高压油泵分别通过单向阀与增压器低压端与泵站之间的连接管路连接；增压器高压端与油压机连接，超高压油泵通过单向阀与油压机连接；油压机的回油口与泵站连接。油压机的活塞前进、后退和初步施压时，启动大高压油泵，提供低压大油量，保证油压机动作快速及时，初步施压完成。油压机需要超高压时，根据实际升压速度与设定升压曲线的差值选择启动大高压油泵或小高压油泵，通过增压器增压后作用于油压机，油压机升压至设定压力后，如出现压力下降时选择超高压油泵补压，保压期间如增压器下降至设定位置时，可继续选择小高压油泵通过增压器补压，以免增压器下降过低，影响卸压。卸压时，打开卸压阀从增压器低压端卸压至油压机回程压力。本技术通过合理配置，能够保持运行期间油压机压力的稳定，卸压易于控制，且便于维护；具有以下特点：1.配置大小两台高压油泵，提供油压机前进、后退及初步加压时需要的10-15MPa的压力。2.配置增压器，提供油压机超高压时需要的不高于150MPa的压力。3.配置一台超高压泵，用于压机运行时压力出现下降时的补压。附图说明图1是现有人造金刚石专用油压机使用增压器提供超高压的结构原理示意图。图2是现有人造金刚石专用油压机使用超高压油泵提供超高压的结构原理示意图。图3是本技术金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统的结构原理示意图。其中：11、大高压油泵，12、小高压油泵，13、增压器，14、油压机，15、泵站，21、大超高压油泵，22、小超高压油泵，25、油压机，23、大高压油泵，24、小高压油泵，26、泵站，37、油压机活塞，31、大高压油泵，32、小高压油泵，33、超高压油泵，34、增压器，35、泵站，36、油压机。具体实施方式如图3所示，本技术的金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统，包括大高压油泵31、小高压油泵32、超高压油泵33、增压器34和泵站35。增压器34的低压端与泵站35连接，大高压油泵31和小高压油泵32分别通过单向阀与增压器低压端与泵站35之间的连接管路连接。增压器34的高压端与油压机36通过液压管路连接。超高压油泵33通过单向阀与油压机36通过液压管路连接。油压机36的回油口与泵站35连接。由大高压油泵31和小高压油泵32供油给增压器34，增压器34增压后输出至油压机36，或者超高压油泵33直接输出至油压机36，泵站35通过阀组的切换完成各种动作。油压机36的活塞前进、后退和初步施压时，需要的油量大，压力小，启动大高压油泵31，提供低压大油量，保证油压机动作快速及时，初步施压完成。油压机36需要超高压时，根据实际升压速度与设定升压曲线的差值选择启动大高压油泵31或小高压油泵32，通过增压器33增压后作用于油压机36，油压机36升压至设定压力后，如出现压力下降时选择超高压油泵33补压，保压期间如增压器34下降至设定位置时，可继续选择小高压油泵32通过增压器34补压，以免增压器34下降过低，影响卸压。卸压时，打开卸压阀从增压器低压端卸压至油压机回程压力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统，包括大高压油泵、小高压油泵、超高压油泵、增压器和泵站；其特征是：增压器低压端与泵站连接，大高压油泵和小高压油泵分别通过单向阀与增压器低压端与泵站之间的连接管路连接；增压器高压端与油压机连接，超高压油泵通过单向阀与油压机连接；油压机的回油口与泵站连接。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石单晶生长用油压机的超高压液压系统，包括大高压油泵、小高压油泵、超高压油泵、增压器和泵站；其特征是：增压器低压端与泵站连接，大高压油泵和小高压油...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笃福，王盛林，王希江，王希玮，徐昌，
申请(专利权)人：济南中乌新材料有限公司，山东贝斯特环境技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37