調(diào)節(jié)組件、包括該調(diào)節(jié)組件的負(fù)載組件、包括該負(fù)載組件的按壓系統(tǒng)和適配負(fù)載組件的方法
【專利摘要】一種調(diào)節(jié)組件，包括平臺(110)，其可移動地聯(lián)接至基底(120)；和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其包括用于相對于所述基底(120)側(cè)向調(diào)節(jié)所述平臺(110)的位置的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件(132、134)；所述調(diào)節(jié)組件被設(shè)置為響應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件(132、134)被推動以沿第二軸線方向移動，使得所述平臺(110)能夠被推動以沿第一軸線的方向側(cè)向移動，所述第二軸線與所述第一方向基本不平行。
【專利說明】調(diào)節(jié)組件、包括該調(diào)節(jié)組件的負(fù)載組件、包括該負(fù)載組件的 按壓系統(tǒng)和適配負(fù)載組件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及調(diào)節(jié)組件、包括該調(diào)節(jié)組件的負(fù)載生成器組件、包括該負(fù)載生成 器組件的按壓系統(tǒng)和適配負(fù)載組件并包括該負(fù)載組件的方法。本文特別但不排他地涉及用 在按壓系統(tǒng)中并用于生成超高壓的調(diào)節(jié)組件。

【背景技術(shù)】
[0002] 在反應(yīng)容器內(nèi)能夠生成至少約3GPa的超高壓和至少約1000攝氏度的溫度的按壓 系統(tǒng)能夠用于制造金剛石和立方氮化硼（cBN)材料。反應(yīng)容器可以包含用于金剛石或立方 氮化硼材料的原材料。按壓系統(tǒng)可以包括至少兩個(gè)砧板（anvil)，其能夠利用施加的力抵靠 所述反應(yīng)容器而被從不同方向推動以使所述反應(yīng)容器經(jīng)受壓力。反應(yīng)容器可以通過流經(jīng)砧 板和反應(yīng)容器本身的電流被加熱。
[0003] 在帶型按壓系統(tǒng)中，兩個(gè)相對的砧板抵靠位于它們之間并且由環(huán)形包含裝置 ("帶"）側(cè)向包含的反應(yīng)體積被推動。按壓系統(tǒng)的其它示例包括四面壓力機(jī)和六面壓力機(jī)， 它們分別包括四個(gè)砧板和六個(gè)砧板。各砧板的移動可以通過各自的液壓機(jī)構(gòu)被控制，該機(jī) 構(gòu)能夠用很大的力驅(qū)動砧板。液壓機(jī)構(gòu)可以包括液壓汽缸、活塞和撞擊裝置（ram)。各砧板 可以安裝在砧板保持器（anvil holder)上，該砧板保持器可以設(shè)置為抵靠位于砧板保持器 和撞擊裝置之間的支承塊（bolster block)。液壓汽缸可以被啟動以抵靠支承塊而縱向向 前移動撞擊裝置，并因此向前移動砧板。液壓汽缸將通常連接至按壓框架使得砧板能夠被 強(qiáng)迫沿著由負(fù)載組件限定的縱向軸線相對于按壓框架移動。反應(yīng)容器通常在由按壓框架限 定的體積內(nèi)位于相對的砧板之間，并且能夠?qū)⒏髡璋鍌?cè)向地且圍繞移動的縱向軸線旋轉(zhuǎn)地 對齊通常是重要的。
[0004] 適合于合成金剛石的某些商業(yè)上可得的六面按壓系統(tǒng)包括以六個(gè)液壓操作的負(fù) 載組件。各砧板可以通過撞擊在砧板保持器上的多個(gè)螺栓側(cè)向保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且?過松開螺栓并且抵靠支承塊手動移動砧板保持器可以將所述砧板對齊。砧板保持器可以平 移和/或旋轉(zhuǎn)，盡管站板保持器傾向于很難沿一個(gè)方向?qū)⒄景鍖R而不同時(shí)沿另一個(gè)方向 將其移動或?qū)⑵湫D(zhuǎn)。換句話說，在實(shí)踐中很難斷開對齊的各軸線。
[0005] 美國專利第7, 481，639號公開了一種用于連接至高溫高壓壓力機(jī)框架的盒 組件，該組件包括前端，該前端可以還包括與砧板和活塞同軸的支撐中間物（back-up intermediate)。砧板可以包括與備用物相接觸的近端，并且遠(yuǎn)端可以適于形成在壓力機(jī)框 架內(nèi)的加壓室的部分。前端可以包括能由鑰匙環(huán)包圍的定心組件（centering assembly), 其可以包括多個(gè)插孔以容納多個(gè)鎖銷，該鎖銷可以適于將所述定心組件置于中央。在其它 實(shí)施方式中，鎖銷還可以適于將站板置于中心。在一些實(shí)施方式中，確保站板在加壓室內(nèi)基 本對齊的能力可以有助于在砧板之間提供合適的密封并且顯著減少肩部負(fù)載和/或應(yīng)力 脆斷的幾率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 從本發(fā)明的第一方面看，提供了一種調(diào)節(jié)組件，該組件包括：平臺，其可移動地聯(lián) 接至基底；和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其包括用于相對于所述基底調(diào)節(jié)所述平臺的側(cè)向位置的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件 (deflection member);所述調(diào)節(jié)組件被設(shè)置為響應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件被推動以沿第二軸線 方向移動使得所述平臺能夠被推動以沿第一軸線的方向側(cè)向移動，所述第二軸線與所述第 一方向基本不平行。
[0007] 通過本文能設(shè)想各種實(shí)施方式和組合，下文的實(shí)施方式和組合是非限制性和非窮 舉的示例。例如，所述第一和第二軸線基本是彼此正交的。所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以被設(shè)置為當(dāng) 所述平臺相對于所述基底沿第一軸線和/或沿第二方向側(cè)向移動時(shí)，使得所述平臺和所述 基底之間的縱向距離基本不變。第一和第二軸線可以基本平行于平臺和基底之間的滑行邊 界?；羞吔缈梢晕挥谄脚_的滑行表面和基底的支承表面之間或由平臺的滑行表面和基底 的支承表面限定。平臺的滑行表面和基底的支承表面可以基本是平面或包括基本是平面的 各區(qū)域。調(diào)節(jié)組件可以設(shè)置為允許平臺在基本平行于滑行邊界的相同的平面上沿第一和第 二軸線移動。
[0008] 偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的至少一部分可以是通常錐形的或楔形的。偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以抵接平臺和/ 或基底。偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的移動可以由引導(dǎo)裝置限制，該引導(dǎo)裝置可以包括連接至基底和/或平 臺的引導(dǎo)構(gòu)件。偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以設(shè)置在基底和連接至平臺的引導(dǎo)構(gòu)件之間，和/或在平臺和 連接至基底的引導(dǎo)構(gòu)件之間。偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以聯(lián)接至調(diào)節(jié)裝置以響應(yīng)于調(diào)節(jié)裝置的啟動而推 動偏轉(zhuǎn)構(gòu)件以沿第二軸線的方向移動。調(diào)節(jié)裝置可以包括螺紋構(gòu)件，例如螺桿或螺栓，其可 以手動、電動或機(jī)械啟動。
[0009] 調(diào)節(jié)組件可以包括彼此相對設(shè)置并且設(shè)置為相對于基底配合平臺的位置的調(diào)節(jié) 的一對偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。例如，偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以配合地設(shè)置使得啟動兩偏轉(zhuǎn)構(gòu)件以沿第二軸線的相 同方向基本同步地移動可以被操作以推動平臺沿第一軸線的方向移動。在示例實(shí)施方式 中，兩偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以包括錐形部并且可以與平臺和基底相關(guān)地設(shè)置，錐形部具有相對的定 向使得當(dāng)平臺響應(yīng)于一個(gè)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的移動而移動時(shí)，其它偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的基本同時(shí)的移動形成 平臺能夠在其中移動的空間。在一些示例中，偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以包括錐形拉銷（gib)。響應(yīng)于偏 轉(zhuǎn)構(gòu)件或沿第二軸線的構(gòu)件的移動的平臺沿第一軸向的移動可以受到引導(dǎo)裝置限制。
[0010] 在一些示例實(shí)施方式中，偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以相對于支承表面、滑行邊界和/或縱向軸 線以一個(gè)角度傾斜。例如，該角度的范圍可以從約45度至65度，或更優(yōu)選約60度。這樣 的實(shí)施方式可以使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)更堅(jiān)固且耐受突然且大的沖擊力，例如在由于負(fù)載組件加壓而 反應(yīng)體積內(nèi)壓力突然喪失的情況下發(fā)生。
[0011] 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以包括用于相對于基底沿第二軸線方向移動平臺的橫向調(diào)節(jié)裝置。側(cè) 向調(diào)節(jié)裝置可以包括啟動器裝置。例如，啟動器裝置可以包括螺紋構(gòu)件，例如螺桿或螺栓。 在一些示例實(shí)施方式中，偏轉(zhuǎn)構(gòu)件和橫向調(diào)節(jié)裝置可以設(shè)置為使得平臺能夠被限制以響應(yīng) 于橫向調(diào)節(jié)裝置的啟動而通過偏轉(zhuǎn)構(gòu)件沿著第二軸線移動。
[0012] 例如，平臺能夠通過偏轉(zhuǎn)構(gòu)件或多個(gè)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件沿著第一軸線的方向移動，并且通 過橫向調(diào)節(jié)裝置沿著第二軸線的方向移動。調(diào)節(jié)組件可以設(shè)置為通過一對相對的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件 和一對相對的橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件的配合操作使得平臺相對于基底的側(cè)向位置能夠沿兩個(gè)正交 軸線X和Y的任一個(gè)的方向被調(diào)節(jié)。
[0013] 調(diào)節(jié)組件可以包括可移動地聯(lián)接至平臺的上層結(jié)構(gòu)。例如，上層結(jié)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)聯(lián) 接裝置可以可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至平臺以相對于平臺調(diào)節(jié)和固定上層結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)位置。在一些示 例中，上層結(jié)構(gòu)可以包括用于利用力增壓反應(yīng)容器的砧板組件。
[0014] 在一些實(shí)施方式中，基底可以聯(lián)接至推擠裝置，例如用于推動基底（由此推動平 臺，在一些示例中，推動上層結(jié)構(gòu)）以沿基本正交于第一和第二側(cè)軸的縱向方向移動的液 壓操作的機(jī)構(gòu)。
[0015] 對齊機(jī)構(gòu)的操作可以是手動的或機(jī)械的，例如通過滾珠螺桿。
[0016] 本文的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以具有以下方面，即平臺相對于基底沿第一和第二軸線的方向 移動可以被獨(dú)立地影響和控制。在相同的平面上或表面上沿兩個(gè)軸線的移動是可能的。在 一些示例實(shí)施方式中，聯(lián)接至平臺的上層結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)可以獨(dú)立于側(cè)向平移移動而被影 響和控制。
[0017] 從本發(fā)明的第二方面看，提供了用于生成超高壓的按壓系統(tǒng)的負(fù)載組件，該組件 包括根據(jù)本文的調(diào)節(jié)組件。負(fù)載組件可以包括可移動地聯(lián)接至基底的砧板組件。砧板組件 可以包括安裝在砧板保持器上的砧板。砧板組件可以用于為金剛石合成和/或燒結(jié)而產(chǎn)生 超高壓的六面壓力機(jī)。負(fù)載組件可以包括液壓汽缸，該液壓汽缸包括撞擊裝置和通過根據(jù) 本文的調(diào)節(jié)組件可移動地聯(lián)接至撞擊裝置的砧板。
[0018] 從本發(fā)明的第三方面看，提供了一種用于生成超高壓的按壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括根 據(jù)本文的至少兩個(gè)負(fù)載組件，負(fù)載組件被附接至按壓框架并且設(shè)置為能夠配合地生成施加 在反應(yīng)體積上的負(fù)載。
[0019] 從本發(fā)明的第四方面看，提供了一種將負(fù)載組件適配于按壓系統(tǒng)的方法，所述負(fù) 載組件包括砧板組件、液壓系統(tǒng)和支承塊；當(dāng)組裝成使用時(shí)所述支承塊被設(shè)置在所述砧板 組件和所述液壓系統(tǒng)之間；提供設(shè)置為一端與所述液壓系統(tǒng)聯(lián)接并且相對的一端與所述砧 板組件聯(lián)接的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；利用所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)替換所述支承塊。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以包括適配于支 承塊的材料，例如硬化的和/或回火的工具鋼。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 參照附圖，將描述示例實(shí)施方式，在附圖中：
[0021] 圖1A示出了設(shè)置為將示例平臺可移動聯(lián)接至示例基底的示例調(diào)節(jié)組件的縱向截 面圖；
[0022] 圖1B示出了圖1A所示的從A的視角看的示例調(diào)節(jié)組件的底視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 參照圖1A和1B，用于按壓系統(tǒng)的示例調(diào)節(jié)組件包括聯(lián)接至基底120的平臺110， 和一對錐形拉銷偏轉(zhuǎn)構(gòu)件132、134。調(diào)節(jié)組件被設(shè)置為使得錐形拉銷132、134能夠響應(yīng)于 錐形拉銷132、134沿方向Y1或Y2同時(shí)被推動而推動平臺110以相對于基底120沿第一方 向XI或X2側(cè)向移動。在該示例配置中，第二方向Y1和Y2基本正交于第一方向XI和X2。 平臺110包括抵接基底120的支承表面并且能抵靠支承表面滑動的抵接表面，抵接表面和 支承表面都基本是平面。錐形拉銷132、134位于基底120的各自的部分122、124和平臺 112、114的各自的部分之間，設(shè)置為使得偏轉(zhuǎn)構(gòu)件以與縱向軸線L成約60度角傾斜。錐形 拉銷132、134被設(shè)置為能夠相對于基底120配合調(diào)節(jié)平臺110的位置。參照圖1B，示例調(diào) 節(jié)組件還包括設(shè)置為基本正交于偏轉(zhuǎn)構(gòu)件132、134并且能夠沿方向Y1和Y2側(cè)向移動平臺 的一對橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件163、165。在該特定配置中，橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件163U65是由設(shè)置有用于螺 栓163、165的螺紋通孔的各自的殼體162、164保持的螺紋螺栓，殼體162、164附接至基底 120。
[0024] 如圖1A所示的示例組件還包括安裝在砧板保持器140上的砧板150,其中砧板保 持器可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至平臺110。砧板保持器140包括環(huán)形側(cè)緣部142并且平臺110包括具 有通常圓柱外側(cè)表面的突起116。側(cè)緣部142和突起116配合地設(shè)置使得側(cè)緣部142抵接 突起116并且能夠圍繞突起116可滑動地旋轉(zhuǎn)。砧板保持器140設(shè)置有螺旋機(jī)構(gòu)160,其作 為用于固定砧板保持器140或?qū)⒄璋灞３制?40釋放的部件，使得其自由旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)與側(cè)向調(diào)節(jié)無關(guān)，因此允許砧板旋轉(zhuǎn)地和側(cè)向地獨(dú)立地對齊。
[0025] 在使用中，平臺110相對于基底的側(cè)向位置能夠沿XI或X2和Y1或Y2的方向通 過偏轉(zhuǎn)構(gòu)件132、134和/或橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件163、165的配合動作而調(diào)節(jié)。平臺的位置能夠沿 第一軸線X1-X2和第二軸線Y1-Y2同時(shí)調(diào)節(jié)或先后調(diào)節(jié)。為了沿方向XI移動平臺110,偏 轉(zhuǎn)構(gòu)件132、134將同時(shí)沿方向Y1移動。為了沿方向X2移動平臺110,偏轉(zhuǎn)構(gòu)件132、134將 同時(shí)沿方向Y2移動。為了沿方向Y1移動平臺，橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件163、165將沿相同方向Y1同 時(shí)移動，為了沿方向Y2移動平臺，橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件163、165將沿相同方向Y2同時(shí)移動。偏轉(zhuǎn) 構(gòu)件132U34能夠通過調(diào)節(jié)螺栓133U35的操作而被啟動。平臺110能夠通過擰緊兩組調(diào) 節(jié)/鎖定螺栓133、135而在適當(dāng)?shù)匚恢帽还潭ā?br> [0026] 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以包括X-Y定位臺配置，其中抵接表面可以安裝在滾珠滑道（ball bearing slides)或滾軸滑道（roller slides)上，該滾珠滑道或滾軸滑道可以具有多個(gè)線 性基底并且包括沖頭（forcer)和壓板（planten)。沖頭可以在壓板之上在基本無摩擦的空 氣軸承上滑移并且在壓板上基本線性運(yùn)動地連續(xù)移動。為了提供多于一個(gè)軸線，線性基底 可以堆疊在彼此的頂部之上，上部"Y"軸線既用作底部基底的滑架（carriage)又用作保持 所述臺的基底?？烧{(diào)節(jié)拉銷可以附接至兩個(gè)軸線。
【權(quán)利要求】
1. 一種調(diào)節(jié)組件，包括：平臺，其可移動地聯(lián)接至基底；和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其包括用于相對 于所述基底側(cè)向調(diào)節(jié)所述平臺的位置的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件；所述調(diào)節(jié)組件被設(shè)置為響應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn) 構(gòu)件被推動以沿第二軸線方向移動使得所述平臺能夠被推動以沿第一軸線的方向側(cè)向移 動，所述第二軸線與所述第一方向基本不平行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)組件，其中所述第一和第二軸線是正交的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)組件，其中每一個(gè)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括錐形的楔部分，所 述平臺和所述基底配合地設(shè)置為將每一個(gè)楔部分容納在所述平臺和所述基底之間使得一 個(gè)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的沿第二軸線方向的移動會推動所述平臺相對于所述基底沿所述第一軸 線移動，其它偏轉(zhuǎn)構(gòu)件沿所述第二軸線的相同方向的同時(shí)移動允許所述基底沿所述方向移 動。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)組件，所述組件包括一對橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件， 其被設(shè)置為響應(yīng)于所述橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件沿著所述第二軸線被推動，能夠相對于所述基底沿所 述第二軸線移動所述平臺。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)節(jié)組件，其中當(dāng)所述橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件響應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的 移動而沿所述第一軸線移動時(shí)，所述橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件設(shè)置為用作所述平臺的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的調(diào)節(jié)組件，其中當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件響應(yīng)于所述橫向調(diào)節(jié)構(gòu) 件的移動而沿著所述第二軸線移動時(shí)，所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件設(shè)置為用作所述平臺的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)組件，其中所述平臺包括第一對相對接觸表 面，每一個(gè)第一對相對接觸表面抵接各自的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件；和第二對相對接觸表面，每一個(gè)第二 對相對接觸表面抵接各自的橫向調(diào)節(jié)構(gòu)件；所述第一對接觸表面和所述第二對接觸表面彼 此正交。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述調(diào)節(jié)組件，其中所述平臺包括一對平臺接觸表面， 每一個(gè)平臺接觸表面抵接各自的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且所述基底包括一對基底接觸表面；每一個(gè) 偏轉(zhuǎn)構(gòu)件容納在各自的平臺和基底接觸表面之間；所述平臺和基底接觸表面設(shè)置為使得所 述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件相對于由所述第一和第二軸線限定的側(cè)平面傾斜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)節(jié)組件，其中所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件相對于所述側(cè)平面以最小50度 和最大65度的角度傾斜。
10. -種用于按壓裝置的負(fù)載組件，其包括根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)組 件，所述基底包括液壓汽缸的撞擊裝置和聯(lián)接至所述平臺的砧板構(gòu)件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的負(fù)載組件，其中所述砧板構(gòu)件通過調(diào)節(jié)組件可移動地聯(lián)接 至所述平臺，所述調(diào)節(jié)組件被設(shè)置為允許所述砧板構(gòu)件相對于所述平臺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
12. -種用于生成超高壓的按壓裝置，所述裝置包括根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的至少 兩個(gè)負(fù)載組件，每個(gè)負(fù)載組件被附接至按壓框架并且設(shè)置為能夠配合地生成施加在反應(yīng)體 積上的負(fù)載。
13. -種將負(fù)載組件適配于按壓系統(tǒng)的方法，所述負(fù)載組件包括砧板組件、液壓系統(tǒng)和 支承塊；當(dāng)組裝使用時(shí)所述支承塊被設(shè)置在所述砧板組件和所述液壓系統(tǒng)之間；提供設(shè)置 為一端與所述液壓系統(tǒng)聯(lián)接并且相對端與所述砧板組件聯(lián)接的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；利用所述調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)替換所述支承塊。
【文檔編號】B30B15/06GK104066571SQ201280067613
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】德拉甘·武科維奇 申請人:第六元素研磨劑股份有限公司