ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРЕСС Российский патент 2025 года по МПК B30B1/32 B30B15/22 

Изобретение относится к сфере машиностроения, в частности, к конструкциям и системам управления гидравлических прессов.

Известно изобретение - «Гидравлический пресс» (см. Потапенков А.П., Чернобай В.М., Пилипенко С.С, Миняков О.В., Никоноров Л.В., Гидравлический пресс, Патент на изобретение RU №2258609, МПК В30В 15/24, Опубл. 20.08.2005, Бюл. №36), которое содержит неподвижную и подвижную траверсы, два силовых и два возвратных цилиндра, дозатор с двумя разными дозирующими цилиндрами высокого давления, насосную систему и систему управления синхронным движением подвижной траверсы, изобретение содержит и другие элементы.

Недостатками данного изобретения являются: сложность конструкции, необходимое применение двух силовых и двух возвратных цилиндров.

Известен гидравлический пресс, преимущественно для вырубки деталей из неметаллических материалов, содержащий стол, подвижный ползун, механизм перемещения ползуна и привод перемещения ползуна, выполненный в виде отстающего и опережающего гидроцилиндров одностороннего действия (см. Петров Н.В., Москвитин С.А., Третьяков В.В., Гидравлический пресс, Патент на изобретение RU №2201870, МПК В30В 15/24, Опубл. 10.04.2003, Бюл. №10).

Недостатком данного технического решения является конструкция механизма перемещения ползуна, приводимого двумя гидроцилиндрами, каждый из которых управляет движением одной стороны ползуна, взаимосвязанными с двухпоточным насосом повышенной производительности с электродвигателем большой мощности, который не всегда дает одинаковую производительность, что ведет к нарушению синхронной работы гидроцилиндров, а дроссельный регулятор, предназначенный для устранения перекоса ползуна, не предупреждает перекос, а включается только после его возникновения, что сказывается на качестве изготовления деталей и стойкости штампа.

Известен вертикальный гидравлический пресс (см. Сурков И. А., Моисеев А. П., Блик Ф. С, Евсеев И.Ю., Кулагин Д. А., Вертикальный гидравлический пресс, Патент на изобретение RU №2281204, МПК В30В 1/32, В30В 15/06, Опубл. 10.08.2006 г., Бюл. №22), содержащий верхнюю поперечину и станину, стянутые колоннами, по которым направляется подвижная траверса с верхним инструментом, установленную на станине промежуточную плиту с выдвижным столом, закрепленным на нем нижним инструментом, где станина снабжена со стороны нижней поверхности гидроцилиндрами и вертикальными стяжками, в промежуточной плите на боковых поверхностях предусмотрены цапфы, жестко скрепленные с промежуточной плитой, например, путем запрессовки их концов, при этом цапфы и станина выполнены с отверстиями, через которые проходят вертикальные стяжки, на верхних концах последних выполнены головки, опирающиеся на цапфы, а нижние концы стяжек соединены посредством гаек с гидроцилиндрами, плунжеры которых через сферические шайбы опираются на нижнюю поверхность станины, гидроцилиндры запитаны постоянным давлением жидкости от гидропривода пресса.

Недостатками данного вертикального гидравлического пресса являются сложность и высокая металлоемкость конструкции.

Наиболее близким по технической сущности является изобретение -«Вертикальный пресс для гидростатического прессования материалов» (см. Киселев Н.Н., Розанов Б.В., Нистратов А.Ф. и др., Вертикальный пресс для гидростатического прессования материалов, Авт.св. №369018 (СССР), МПК В30В 11/02, В21С 23/21, G01N 3/12, Опубл. 08.11.1973 г., Бюл. №10), содержащий подвижный контейнер, крышку, рамную станину, причем с целью повышения производительности пресса станина шарнирно связана с опорным элементом с возможностью поворота в вертикальной плоскости и другие элементы.

Недостатками данного технического устройства можно считать: сложность устройства, подаваемая жидкость должна находиться под высоким давлением.

Решаемой задачей заявляемого изобретения является создание портативного, легкого и простого в использовании гидростатического пресса.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в снижении массы гидростатического пресса, повышении его надежности и ресурса.

Технический результат достигается тем, что в гидростатическом прессе, содержащим нижнюю опору с закрепленной на ней станиной, верхнюю опору, жидкостную капсулу, выполненную с возможностью подачи в нее жидкости посредством трубопроводов и вентилей, установлены закрепленные на верхней опоре пружины, на которых в подвешенном состоянии расположена жидкостная капсула, поплавок, жестко закрепленный на верхней опоре в неподвижном положении с возможностью окружения его снизу и с боков жидкостью, размещенной в жидкостной капсуле, и днище для прессования прессуемого тела, установленное на дне жидкостной капсулы снаружи, при этом трубопроводы и вентили выполнены с возможностью регулирования подачи жидкости в жидкостную капсулу и веса жидкостной капсулы, а станина выполнена с возможностью размещения на ней прессуемого тела. Также поплавок гидростатического пресса выполнен с расположенными на его поверхности отметками для определения требуемого уровня жидкости в жидкостной капсуле.

Для пояснения технической сущности предлагаемого изобретения рассмотрим фиг. 1, 2, 3, 4, где: 1 - жидкость; 2 - жидкостная капсула; 3 - поплавок; 4 - опора; 5 - весы, 6 - пружина; 7 - верхняя опора; 8 - отметки весовой нагрузки; 9 - пружина; 10 - вентиль; 11 - насос; 12 - трубопровод; 13 - уровень жидкости; 14 - днище; 15 - прессуемое тело; 16 - станина; 17 - нижняя опора; 18 - трубопровод; 19 - вентиль.

Из курса физика известно, что при погружении объема тела в жидкость (например, воду) возникает сила Архимеда, которая противоположна силе тяжести.

Рассмотрим фиг. 1. Здесь в жидкостной капсуле 2 имеется объем жидкости 1 на уровне H1 от дна этой капсулы. На поверхности жидкости находится поплавок 3, жестко соединенный с опорой 4. Предположим, что вес поплавка 3 вместе с опорой 4, а также вес жидкостной капсулы 2 (без жидкости) пренебрежимо малы по сравнению с весом объема жидкости 1, и ими можно пренебречь. Пусть в герметичном корпусе поплавка 3 содержится воздух. Сила тяжести объема жидкости 1 равна F_т1. Теперь начнем давить на опору 4 вниз, тем самым, добиваясь погружения поплавка 3 в жидкость; остановим движение, когда поплавок 3 полностью уйдет под жидкость, а уровень жидкости поднимется на отметку Н2 (фиг. 2), тогда в этом случае возникает сила Архимеда F_a2, которая уравновешивает силу F₂, т.е. F_a2=F₂, при этом весы 5 покажут другой, а именно больший вес: F_TC=F_т1+F_a2 или F_TC=F_т1+F₂.

Если зафиксировать опору 4 с корпусом жидкостной капсулы 2, например, это можно сделать при помощи веревки, цепи и т.п.(в описании и на фиг.- не приведены), т.е. если уничтожить силу F₂, уравновешивающую силу F_a2, то весы 5 вновь покажут вес F_т1 и F_TC=F_т1.

Таким образом, на основе третьего закона Ньютона и закона Архимеда можно утверждать: «Сила тяжести объема жидкости в жидкостной капсуле возрастает на столько, на сколько увеличивается сила Архимеда погружаемого тела в эту жидкость, при условии отсутствия прямых силовых контактов корпуса жидкостной капсулы, содержащей жидкость, и оболочки погружаемого тела (например, поплавка)» [Алтунин К.В. Разработка гидростатического двигателя повышенной эффективности // Международный научный журнал «Инновационная наука». - Уфа: Научно-издательский центр «Аэтерна», №3/2021. - С. 25-30].

Принцип работы гидростатического пресса:

Вначале жидкостная капсула 2 находится в подвешенном состоянии на пружинах 6, 9. Поплавок 3 жестко закреплен на верхней опоре 7. На поплавке 3 имеются отметки весовой нагрузки 8, например, в виде черточек со значениями кН. Поплавок 3 не касается станины 16 и нижней опоры 17 (см. фиг. 3, 4). Трубопроводы 18 и 12 могут быть соединены с жидкостной капсулой 2 посредством соответствующих гибких шлангов (на фиг. и в описании не указаны).

Далее внизу жидкостной капсулы 2 устанавливают неподвижно днище 14 (например, из стального сплава) при помощи креплений (на фиг. и в описании -не показаны). На станине 16 размещают прессуемое тело 15 в неподвижном положении. При открытии вентиля 10 (при закрытом вентиле 19) при помощи насоса 11 по трубопроводу 12 нагнетается жидкость 1 (например, пресная вода) внутрь жидкостной капсулы 2, которая под влиянием возникающей силы движется вниз, преодолевая силы пружин 6, 9, и, наконец, днище 14 касается прессуемого тела 15. При дальнейшем увеличении объема жидкости 1 внутри жидкостной капсулы 2 давление, воздействующее на прессуемое тело 15, возрастает (см. фиг. 4) в соответствие с формулой: р=F/S, где р - давление [Па], F - сила от жидкостной капсулы 2 [Н], S - площадь поперечного сечения днища 14.

После достижения цели прессования закрывают вентиль 10 и открывают вентиль 19, при этом жидкость 1 вытекает из жидкостной капсулы 2 вниз. Далее при отсутствии жидкости 1 внутри жидкостная капсула 2 приподнимается за счет силы пружин 6, 9 и приходит к исходному положению (см. фиг. 3). Днище 14 может быть снято и заменено на другое, имеющее другую площадь поперечного сечения.

При необходимости жидкостная капсула 2 может быть тепло- и гидроизолирована (на фиг. и в описании - не показано). В случае непрозрачного корпуса жидкостной капсулы 2 на ее поверхности может быть размещено обзорное окно (в описании и на фиг.- не показано) для просмотра уровня жидкости 13 и определения создаваемого веса (например, в кН) по отметкам весовой нагрузки 8. Станина 16 может быть жестко соединена с верхней опорой 7.

Преимущества предлагаемого гидростатического пресса:

- простота конструкции, наличие небольшого числа составляющих элементов и, как следствие, высокий уровень надежности и ресурса;

- применение разных жидкостей, включая пресную воду;

- малая масса всей конструкции гидростатического пресса (например, поплавок может быть выполнен из пластмассы, при этом внутри него может размещаться воздух);

- портативность, простота установки и сборки.

Таким образом, предлагаемый гидростатический пресс может быть успешно применен для различных целей в бытовых и промышленных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидростатическому оборудованию для прессования. Пресс содержит нижнюю опору с закрепленной на ней станиной и верхнюю опору. На верхней опоре закреплены пружины, на которых в подвешенном состоянии расположена жидкостная капсула. В капсулу подают жидкость посредством трубопроводов и вентилей. На верхней опоре в неподвижном положении закреплен поплавок с возможностью окружения его снизу и с боков жидкостью, размещенной в капсуле. На дне капсулы снаружи установлено днище для прессования прессуемого тела. Трубопроводы и вентили выполнены с возможностью регулирования подачи жидкости в капсулу и веса капсулы. На станине размещают прессуемое тело. В результате обеспечивается снижение массы гидростатического пресса, повышение его надежности и ресурса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гидростатический пресс, содержащий нижнюю опору с закрепленной на ней станиной, верхнюю опору, жидкостную капсулу, выполненную с возможностью подачи в нее жидкости посредством трубопроводов и вентилей, отличающийся тем, что он снабжен закрепленными на верхней опоре пружинами, на которых в подвешенном состоянии расположена жидкостная капсула, поплавком, жестко закрепленном на верхней опоре в неподвижном положении с возможностью окружения его снизу и с боков жидкостью, размещенной в жидкостной капсуле, и днищем для прессования прессуемого тела, установленным на дне жидкостной капсулы снаружи, при этом трубопроводы и вентили выполнены с возможностью регулирования подачи жидкости в жидкостную капсулу и веса жидкостной капсулы, а станина выполнена с возможностью размещения на ней прессуемого тела.

2. Гидростатический пресс по п. 1, отличающийся тем, что поплавок выполнен с расположенными на его поверхности отметками для определения требуемого уровня жидкости в жидкостной капсуле.