CN100376807C - 活塞式蓄能器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液气隔离密封可靠，能延长气体补压周期，结构简单的活塞式蓄能器。它包括缸筒、气盖、活塞、端盖和连接在气盖上的充气阀，所述气盖固定于缸筒顶端，端盖固定于缸筒底端，活塞位于气盖与端盖之间并将缸筒分隔成气腔和油腔，其特征在于：所述活塞靠近端盖的端部与缸筒的内壁之间形成第一环形槽，第一环形槽内装有第一密封圈，活塞上靠近气盖的一端设有第二环形槽，第二环形槽内装有第三密封圈，第二环形槽、第三密封圈和缸筒的内壁之间形成储油腔，活塞上设有沟通孔连通储油腔与气腔。

Description

活塞式蓄能器
技术领域
本发明主要涉及到液压控制领域，特指一种活塞式蓄能器。
背景技术
活塞式蓄能器是液压系统中一种常用的隔离式液压能量储存装置，其功能一是稳定系统压力，二是将系统中的能量储存起来，在需要时又重新放出。其工作原理是：活塞将缸筒隔离成两部分，在上面部分预先充满一定压力的气体，下面部分通过油口与液压油路联通。当系统油压上升时，液压油推动活塞向上运动压缩气体，气体压力升高，当气体压力与系统油压平衡后，活塞停止移动，蓄能器完成充液阶段；当系统油压降低时，气体压力高于油液压力，气体推动活塞向下运动，蓄能器通过油口向系统补充油液，维持系统压力，蓄能器完成排液阶段。只要系统压力有变化，蓄能器中油液的压力就随之变化，根据力平衡原理，活塞随之移动，蓄能器如此反复充液、排液，便达到储存和释放液压能的作用。活塞式蓄能器在使用过程中经常遇见的问题是气体泄漏。气体泄漏可分为端盖、充气阀等密封结构的外泄漏，以及活塞密封结构的内泄漏。目前，对于外泄漏的控制和检查已经有成熟的控制技术和方法，对于内泄漏则没有出现有效的控制技术。
现有技术中对内泄漏的密封如图1、图2所示，在活塞中部设置双向密封圈22。因为气体的渗透能力强于液体的渗透能力，所以对气体密封的难度高于对液压油密封的难度。当蓄能器处于工作状态，压力产生波动的时候，气腔的气体就会向油腔渗漏；当蓄能器长时间处于待机状态，气腔的气体也会缓慢向油腔渗漏。两种渗漏都会造成气腔压力下降，这样就需要经常给蓄能器充气、补压，使气体补压周期缩短，使用成本上升，系统可靠性下降，影响到活塞式蓄能器正常使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种液气隔离密封可靠，能延长气体补压周期，结构简单的活塞式蓄能器。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种活塞式蓄能器，包括缸筒、气盖、活塞、端盖和连接在气盖上的充气阀，气盖固定于缸筒顶端，端盖固定于缸筒底端，活塞位于气盖与端盖之间并将缸筒分为气腔和油腔，活塞的两端部中靠近端盖的一端与缸筒的内壁之间形成第一环形槽，第一环形槽内装有第一密封圈，活塞上靠近气盖的一端设有第二环形槽，第二环形槽内装有第三密封圈，第二环形槽、第三密封圈和缸筒的内壁之间形成储油腔，活塞上设有沟通孔连通储油腔与气腔。
作为本发明的一种改进，端盖上靠近活塞的端面设有密封装置，密封装置包括密封沟槽和装设于密封沟槽内的第二密封圈，密封沟槽开口处的内壁设有防密封圈冲出的凸台。
与现有技术相比，本发明的主要优点在于：
1、活塞式蓄能器处于待机状态时，利用储油腔和储油密封腔内的液压油对气腔内的气体进行密封，即用液体密封气体，使密封性能提升；在活塞式蓄能器处于工作状态时，利用储油腔内的液压油对气腔内的气体进行密封，同样是利用液体对气体密封来提高密封性能。从而，解决了活塞式蓄能器的内泄漏问题，延长了气体补压周期，降低了了使用成本，并且无需经常维护。
2、在密封沟槽开口处设有防止密封圈冲出的结构，使密封圈不会在外力的作用下冲出密封沟槽，提高了活塞式蓄能器的整机可靠性和稳定性。
3、本发明的活塞式蓄能器还有结构简单，加工方便，没有工艺难点，安装设置便捷等优点。
附图说明
图1是现有活塞式蓄能器待机状态的结构示意图；
图2是现有活塞式蓄能器工作状态的结构示意图；
图3是本发明活塞式蓄能器待机状态的结构示意图；
图4是本发明活塞式蓄能器工作状态的；
图5是密封沟槽的放大结构示意图。
图例说明
1、端盖         6、储油腔     11、沟通孔
2、密封装置     7、缸筒       12、导向环
3、第二密封圈   8、第四密封圈 13、第二环形槽
4、第一环形槽   9、气盖       14、第一密封圈
5、活塞         10、充气阀    15、油腔
16、油口  19、第三密封圈  22、双向密封圈
17、气腔  20、储油密封腔
18、凸台  21、密封沟槽
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图3、图4所示，本发明的活塞式蓄能器，包括缸筒7、气盖9、活塞5、端盖1和连接在气盖9上的充气阀10，活塞5上设有导向环12，端盖1和气盖9都设有用于径向密封的第四密封圈8。气盖9固定于缸筒7顶端，端盖1固定于缸筒7底端，活塞5位于气盖9与端盖1之间并将缸筒7分为气腔17和油腔15，活塞5靠近端盖1的端部与缸筒7的内壁之间形成第一环形槽4，第一环形槽4内装有第一密封圈14；第一环形槽4与端盖1相接触时，形成储油密封腔20，用来存放油腔15中带有一定压力的液压油；端盖1上靠近活塞5的端面设有密封装置2，密封装置2包括密封沟槽21和装设于密封沟槽21内的第二密封圈3，如图5所示，密封沟槽21开口处的内壁设有防密封圈冲出的凸台18，以防止第二密封圈3冲出；活塞5上靠近气盖1的一端设有第二环形槽13，第二环形槽13内装有第三密封圈19，第二环形槽13、第三密封圈19和缸筒7的内壁之间形成储油腔6，活塞5上设有沟通孔11连通储油腔6与气腔17，在活塞式蓄能器使用前，先从沟通孔11加入液压油，保证整个密封唇口都能浸没在液压油中，再从充气阀10充入一定量的气体；端盖1上所设油口16通过油管与液压油路连通，活塞式蓄能器从油口16释放出液压油，来补充系统供油不足，维持系统压力。
本发明的工作原理是：当活塞式蓄能器处于如图3所示的待机状态时，第一环形槽4与端盖1之间形成储油密封腔20，并且储油密封腔20与油腔15隔离，当油腔15内的油压下降时，储油密封腔20内的油压仍保持不变，与气腔17内的气压保持平衡，实现对气体密封。当活塞式蓄能器处于如图4所示的工作状态时，储油密封腔20与油腔15合为一体，储油腔6内装有液压油，并且整个密封唇口都能浸没在液压油中，对气腔17内气体进行密封。由于液压油粘度较大，密封装置2处在液压油中，当活塞式蓄能器从待机状态向工作状态转变时，活塞5可能会将密封装置2中的第二密封圈3带出，故在密封沟槽21开口处的内壁设有凸台18，以防止第二密封圈3冲出。

Claims (4)

1.一种活塞式蓄能器，包括缸筒(7)、气盖(9)、活塞(5)、端盖(1)和连接在气盖(9)上的充气阀(10)，所述气盖(9)固定于缸筒(7)顶端，端盖(1)固定于缸筒(7)底端，活塞(5)位于气盖(9)与端盖(1)之间并将缸筒(7)分隔成气腔(17)和油腔(15)，其特征在于：所述活塞(5)靠近端盖(1)的端部与缸筒(7)的内壁之间形成第一环形槽(4)，第一环形槽(4)内装有第一密封圈(14)，所述活塞(5)上靠近气盖(1)的一端设有第二环形槽(13)，第二环形槽(13)内装有第三密封圈(19)，第二环形槽(13)、第三密封圈(19)和缸筒(7)的内壁之间形成储油腔(6)，活塞(5)上设有用来连通储油腔(6)与气腔(17)的沟通孔(11)。
2.根据权利要求1所述活塞式蓄能器，其特征在于：所述端盖(1)上靠近活塞(5)的端面上设有密封装置(2)。
3.根据权利要求2所述活塞式蓄能器，其特征在于：所述密封装置(2)包括密封沟槽(21)和装设于密封沟槽(21)内的第二密封圈(3)。
4.根据权利要求3所述活塞式蓄能器，其特征在于：所述密封沟槽(21)开口处的内壁设有防止第二密封圈(3)冲出的凸台(18)。
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