CN113309743A - 基于油田石化的液压蓄能器充气装置及其充气方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体压力执行机构技术领域，主要涉及蓄能器的充气装置，具体为基于油田石化的液压蓄能器充气装置及其充气方法，用于解决目前主要依靠氮气罐内的压力将氮气充入蓄能器中，当要求蓄能器内气体最终达到的压力较高时，则无法通过此种方式对蓄能器进行充气，适用范围窄；且现有的充气装置也不能根据实际情况，选择最优的充气模式并自动进行充气的问题，包括氮气罐，输气管与氮气罐连接，充气管与蓄能器连接，氮气罐和蓄能器之间设有增压箱；本发明不仅能够根据实际情况获得最优的充气模式并自动进行充气，还能够对输出的氮气进行增压，当蓄能器内气体压力要求较高时，也能够顺利进行充气，适用范围广。

Description

基于油田石化的液压蓄能器充气装置及其充气方法

技术领域

本发明涉及流体压力执行机构技术领域，主要涉及蓄能器的充气装置，具体为基于油田石化的液压蓄能器充气装置及其充气方法。

背景技术

液压蓄能器是将工作介质的压力能转化为诸如势能等其他能量形式，并将其储存的能量转化元件，液压蓄能器可短时释放其储存的能量，用于系统的工作；另外，液压蓄能器还可吸收系统产生的振动和冲击，在液压回路中的安放位置随其功用而不同，吸收液压冲击或压力脉动时宜安装在冲击源或脉动源近旁，补油保压时宜安装在接近有关的执行元件处，液压蓄能器可根据储能方式的不同，分为重力式、弹簧式和气体式；

液压蓄能器在经过一段时间的使用后内部气压降低，进而影响蓄能器的供能，且需要不定期的给蓄能器内补充气体，目前主要是通过将氮气瓶直接连接到蓄能器的气腔室中，依靠氮气罐的压力将氮气充入蓄能器中，但此种充气方式仅能满足蓄能器内气体压力要求较低的状况，当要求蓄能器内气体最终达到的压力较高时，即氮气罐内的气压值小于欲使蓄能器内最终达到的气压值时，则无法通过此种方式对蓄能器进行充气，适用范围窄、不利于使用，以及现有的充气装置也不能根据实际情况，选择最优的充气模式并自动进行充气，操作不够简便，也不利于提高其适用范围，使用效果有待提高；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于油田石化的液压蓄能器充气装置及其充气方法，通过处理器对采集的数据进行分析以得到最优充气模式并自动进行充气，较为智能化，且能够对输出的氮气进行增压，当蓄能器内气体压力要求较高时也能够顺利进行充气，适用范围广，通过设置导向下拉组件，当增压腔内的液体回流入储液腔内后，导向下拉组件能够使第一活塞板下降至初始位置，并通过设置的第一连接组件和第二连接组件，方便将充气管与蓄能器连接和分离，以及方便将输气管和氮气罐连接和分离，通过设置泄压管和缓释箱，当蓄能器内的气压过高时，能够将蓄能器内部的气体缓慢释放出去，以起到释压作用，防止蓄能器的内部气压过高而爆炸，避免带来安全隐患，进一步提高了使用效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于油田石化的液压蓄能器充气装置，包括氮气罐、蓄能器、输气管、充气管、第一连接组件和第二连接组件，所述输气管与氮气罐通过第二连接组件连接，所述充气管通过第一连接组件与蓄能器连接，所述氮气罐上安装有第一导气管，所述第一导气管上安装有第一气压传感器，且第一导气管的另一端为封闭状，所述蓄能器上安装有第二导气管，所述第二导气管上安装有第二气压传感器，且第二导气管的另一端为封闭状，所述氮气罐和蓄能器之间设有增压箱，所述增压箱内开设有增压腔、挤压腔和储液腔，且增压腔位于储液腔的上方，所述挤压腔位于增压腔和储液腔之间；

所述增压腔内水平安装有第一活塞板，所述第一活塞板的底部安装有导向下拉组件，所述输气管的另一端与增压腔连通，所述充气管的另一端与增压腔连通，所述挤压腔内水平安装有第二活塞板，所述挤压腔内设置作用于第二活塞板的往复挤压组件，所述增压箱上安装有连通储液腔和挤压腔的进液管，所述增压箱上安装有连通挤压腔和增压腔的输液管，所述增压箱上还安装有连通增压腔和储液腔的回流管，且输气管、充气管、进液管和输液管上分别安装有单向阀，输气管和回流管上分别安装有控制阀；

所述增压箱的外壁安装有控制面板，所述控制面板包括数据采集模块、处理器、数据存储模块、显示模块和指令输出模块，其中，数据采集模块用于采集氮气罐内部气压数据、蓄能器内部气压数据和预设气压值数据，并将采集的数据发送至处理器，处理器对采集的数据进行分析处理并通过指令输出模块输出控制指令以按照相适配的充气模式进行充气，显示模块对采集的数据和充气进程信息进行显示，数据存储模块对所采集的数据和充气模式信息进行存储，处理器通过无线传输的方式与移动终端进行双向信息传输。

进一步的，所述导向下拉组件包括第一连接筒、第二连接筒、限位环、竖杆和第一弹簧，所述第一连接筒竖直设置并通过螺栓固定安装在第一活塞板的底部，所述第二连接筒竖直设置并通过螺栓固定安装在增压腔的底部，且第一连接筒向下插入第二连接筒中，所述竖杆竖直设置于第二连接筒内并向上插入第一连接筒内，所述第一连接筒的底端安装有限位环，所述第一弹簧套设在竖杆上并与限位环固定连接。

进一步的，所述竖杆的顶端安装有限位块，限位块位于第一连接筒内，所述第一连接筒的内部顶端竖直安装有第二弹簧，且第二弹簧的底部与限位块固定连接。

进一步的，所述第二导气管的末端竖直安装有泄压管，所述泄压管的另一端连接缓释箱，且泄压管上安装有泄压阀。

进一步的，所述缓释箱包括箱体、网格板、固定杆和第三弹簧，箱体的顶部与泄压管连通，所述箱体的底部为敞开状，所述箱体的内部两侧通过固定座安装有固定杆，且固定杆竖直设置，所述网格板水平设置于箱体内并与固定杆滑动连接，所述第三弹簧套设在固定杆上并与网格板连接。

进一步的，所述网格板的顶部两侧通过螺栓固定安装有固定块，两组所述固定块之间安装有固定轴，所述固定轴上转动安装有多组转轮。

进一步的，所述第一连接组件包括连接箱、固定环、固定板、活动板、第一通气孔、第二通气孔、第三导向杆、第四弹簧、压盘、第四导向杆、第五弹簧、按压块、插块、插槽、梯形斜块和斜杆，所述第二连接组件的结构与第一连接组件的结构相同；所述蓄能器的顶部安装有连接箱，所述连接箱的底部水平安装有固定板，所述活动板滑动安装在固定板的顶部，所述连接箱内横向设置第三导向杆，所述活动板与第三导向杆滑动连接，所述第四弹簧套设在第三导向杆上并连接活动板和连接箱的内壁，且固定板上开设有第一通气孔，所述活动板上开设有与第一通气孔相配合的第二通气孔；

所述活动板的顶部固定安装有梯形斜块，所述梯形斜块的上部为斜面，所述充气管的底端外壁安装有斜杆，所述斜杆向下倾斜并抵住梯形斜块，所述连接箱的顶部安装有固定环，所述充气管的外周面安装有压盘，所述压盘位于固定环内并向下压住连接箱，所述压盘的顶部水平安装有多组第四导向杆，所述按压块与第四导向杆滑动连接，所述第五弹簧套设在第四导向杆上并连接充气管和按压块，所述按压块背向充气管的一侧水平设置插块，所述固定环的内周面开设有插槽，所述插块插入插槽中。

进一步的，所述连接箱的顶部开设有锥形密封槽，所述压盘的底部安装有锥形密封塞，且锥形密封塞塞住锥形密封槽，所述斜杆远离充气管的一端安装有滚轮，且滚轮抵住梯形斜块。

进一步的，所述往复挤压组件包括电机、转轴、第一竖板、第二竖板、半齿轮、第一导向杆、第二导向杆、第一齿条和第二齿条，所述电机通过电机座固定安装在挤压腔内，所述电机的输出端安装有转轴，所述转轴上安装有多组半齿轮，所述挤压腔的底部竖直安装有第一导向杆和第二导向杆，所述第一竖板竖直设置在第二活塞板的底部并与第一导向杆滑动连接，所述第二竖板竖直设置在第二活塞板的底部并与第二导向杆滑动连接，所述第一竖板和第二竖板关于半齿轮对称，所述第一竖板面向第二竖板的一侧固定安装有第一齿条，所述第二竖板面向第一竖板的一侧固定安装有第二齿条；

当半齿轮与第一齿条啮合时，半齿轮不与第二齿条啮合，当半齿轮与第二齿条啮合时，半齿轮不与第一齿条啮合。

本发明还提出了基于油田石化的液压蓄能器充气装置的充气方法，包括以下步骤：

S1、预先设置三种充气模式并标记为M、M、M，三种充气模式的具体设定信息如下：

M：A＜C＜B，增压箱不对氮气罐内输出的氮气进行增压，氮气罐内输出的氮气直接进入蓄能器内，直至蓄能器内的气压值达到C；

M：B≤A＜C，增压箱需要对氮气罐内输出的氮气进行增压，增压后的氮气进入蓄能器内，直至蓄能器内的气压值达到C；

M：A＜B≤C，增压箱先不对氮气罐内输出的氮气进行增压，氮气罐内的氮气直接进入蓄能器内，待A＝B时，增压箱再对氮气罐内输出的氮气进行增压，增压后的氮气进入蓄能器内，直至蓄能器内的气压值达到C；

其中，A代表蓄能器的内部气压值，B代表氮气罐的内部气压值，C代表预设气压值；

S2、将充气管与蓄能器连接，第一气压传感器对氮气罐内的气压进行检测，第二气压传感器对蓄能器内的气压进行检测；

S3、数据采集模块采集氮气罐内的气压值B、蓄能器内的气压值A和预设气压值C，并将采集的数据发送至处理器；

S4、处理器对采集的数据进行分析并判断A、B、C的数值大小关系并得到最优充气模式，指令输出模块基于对应的充气模式发出控制指令；

S5、输气管上的控制阀打开，氮气罐内的氮气通过输气管输出，增压箱基于对应的充气模式对氮气加压或不加压，充气管将氮气充入蓄能器内，氮气增压操作具体如下：

氮气进入增压腔内并处于第一活塞板的上方，启动往复挤压组件，往复挤压组件使第二活塞板进行竖直方向上、下往复运动，使储液腔内的液体不断进入增压腔内，第一活塞板下方的液压逐渐增大，第一活塞板向上运动并对氮气进行增压，增压后的氮气通过充气管输出；单次增压结束后，回流管上的控制阀打开，第一活塞板下方的液体回流至储液腔内，第一活塞板下降，如此循环往复以实现增压氮气的不断输出；

S6、蓄能器内的气压值达到预设气压值后，停止充气操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过数据采集模块采集氮气罐内的气压值B、蓄能器内的气压值A和预设气压值C，处理器对采集的数据进行分析并得到最优充气模式，氮气罐内的氮气通过输气管输出，增压箱基于对应的充气模式选择对氮气加压或不加压，充气管将氮气充入蓄能器内，能够根据具体情况来获得相适配的充气模式并自动进行充气，较为智能化、操作也更加简便，适用范围广、使用效果好；

2、本发明中，通过使第二活塞板进行竖直方向上、下往复运动，将挤压腔内的液体挤压入增压腔内，如此循环往复以使储液腔内的液体不断进入增压腔内，第一活塞板下方的液压逐渐增大，第一活塞板向上运动并对氮气进行增压，实现对氮气的增压，不仅能够实现蓄能器内气体压力要求较低时进行顺利充气，还能够实现蓄能器内气体压力要求较高时进行充气的状况；

3、本发明中，通过设置往复挤压组件，电机使转轴逆时针转动，半齿轮随之进行转动，当半齿轮与第一齿条啮合时，第一竖板带动第二活塞板向下运动，以实现液体的流入，当半齿轮与第二齿条啮合时，第二竖板带动第二活塞板向上运动，以实现液体的挤出，最终实现对氮气的增压、操作简便；

4、本发明中，通过设置导向下拉组件，当增压腔内的液体回流入储液腔内后，导向下拉组件能够使第一活塞板下降至初始位置，操作过程更为流畅；

5、本发明中，通过设置第一连接组件和第二连接组件，方便将充气管与蓄能器连接和分离，以及方便将输气管和氮气罐连接和分离；

6、本发明中，通过设置泄压管和缓释箱，当蓄能器内的气压过高时，能够将蓄能器内部的气体缓慢释放出去，以起到释压作用，防止蓄能器的内部气压过高而爆炸，避免带来安全隐患，提高了其使用效果。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中增压箱的立体图；

图3为本发明中增压箱的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图；

图5为图3中往复挤压组件的结构示意图；

图6为本发明中控制面板的系统框图；

图7为本发明中导向下拉组件的结构示意图；

图8为本发明中缓释箱的结构示意图；

图9为本发明中第一连接组件的结构示意图；

图10为图9中B部分的放大图；

图11为图9中活动板的俯视图；

图12为图9中固定板的俯视图。

附图标记：1、氮气罐；2、增压箱；3、蓄能器；4、输气管；5、充气管；6、第一导气管；7、第二导气管；8、第一气压传感器；9、第二气压传感器；10、泄压管；11、增压腔；12、挤压腔；13、储液腔；14、第一活塞板；15、导向下拉组件；1501、第一连接筒；1502、第二连接筒；1503、限位环；1504、竖杆；1505、第一弹簧；1506、限位块；1507、第二弹簧；16、第二活塞板；17、往复挤压组件；1701、电机；1702、转轴；1703、第一竖板；1704、第二竖板；1705、半齿轮；1706、第一导向杆；1707、第二导向杆；1708、第一齿条；1709、第二齿条；18、进液管；19、输液管；20、回流管；21、控制面板；22、缓释箱；2201、箱体；2202、网格板；2203、固定杆；2204、第三弹簧；2205、固定块；2206、固定轴；2207、转轮；23、第一连接组件；2301、连接箱；2302、固定环；2303、固定板；2304、活动板；2305、第一通气孔；2306、第二通气孔；2307、第三导向杆；2308、第四弹簧；2309、压盘；2310、锥形密封塞；2311、锥形密封槽；2312、第四导向杆；2313、第五弹簧；2314、按压块；2315、插块；2316、插槽；2317、梯形斜块；2318、斜杆；2319、滚轮；24、第二连接组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-6所示，本发明提出的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，包括氮气罐1、蓄能器3、输气管4、充气管5、第一连接组件23和第二连接组件24，输气管4与氮气罐1通过第二连接组件24连接，充气管5通过第一连接组件23与蓄能器3连接，氮气罐1上安装有第一导气管6，第一导气管6上安装有第一气压传感器8，且第一导气管6的另一端为封闭状，第一气压传感器8对氮气罐1内的气压进行检测，蓄能器3上安装有第二导气管7，第二导气管7上安装有第二气压传感器9，且第二导气管7的另一端为封闭状，第二气压传感器9对蓄能器3内的气压进行检测，第一导气管6和第二导气管7上还安装有气压显示表，气压显示表显示实时气压数值，氮气罐1和蓄能器3之间设有增压箱2，增压箱2内开设有增压腔11、挤压腔12和储液腔13，且增压腔11位于储液腔13的上方，挤压腔12位于增压腔11和储液腔13之间；

增压腔11内水平安装有第一活塞板14，输气管4的另一端与增压腔11连通，输气管4与增压腔11的连通处位于第一活塞板14的上方，充气管5的另一端与增压腔11连通，充气管5与增压腔11的连通处位于第一活塞板14的上方，挤压腔12内水平安装有第二活塞板16，挤压腔12内设置作用于第二活塞板16的往复挤压组件17，且往复挤压组件17位于第二活塞板16的下方，增压箱2上安装有连通储液腔13和挤压腔12的进液管18，进液管18与挤压腔12的连通处位于第二活塞板16的上方，增压箱2上安装有连通挤压腔12和增压腔11的输液管19，输液管19与挤压腔12的连通处位于第二活塞板16的上方，输液管19与增压腔11的连通处位于第一活塞板14的下方，增压箱2上还安装有连通增压腔11和储液腔13的回流管20，回流管20与增压腔11的连通处位于第一活塞板14的下方，回流管20与储液腔13的连通处位于液面上方，且输气管4、充气管5、进液管18和输液管19上分别安装有单向阀，以使氮气罐1内的氮气通过输气管4单向进入增压腔11内，增压腔11内的氮气通过充气管5单向进入蓄能器3内，储液腔13内的液体通过进液管18单向流入挤压腔12内，挤压腔12内的液体单向流入增压腔11内，防止氮气和液体的回流，输气管4和回流管20上分别安装有控制阀，通过控制阀控制氮气和液体的流出；通过输气管4将氮气输送入增压腔11内，增压腔11内的氮气处于第一活塞板14的上方，启动往复挤压组件17，往复挤压组件17使第二活塞板16进行竖直方向上、下往复运动，以使储液腔13内的液体不断进入增压腔11内，第一活塞板14下方的液压逐渐增大，第一活塞板14向上运动并对氮气进行增压，增压后的氮气通过充气管5输出，最终使蓄能器3内的气压值达到预设气压值；

往复挤压组件17包括电机1701、转轴1702、第一竖板1703、第二竖板1704、半齿轮1705、第一导向杆1706、第二导向杆1707、第一齿条1708和第二齿条1709，电机1701通过电机座固定安装在挤压腔12内，电机1701的输出端安装有转轴1702，电机1701用于驱动转轴1702，转轴1702上安装有多组半齿轮1705，挤压腔12的底部竖直安装有第一导向杆1706和第二导向杆1707，第一竖板1703竖直设置在第二活塞板16的底部，第二竖板1704竖直设置在第二活塞板16的底部，第一竖板1703和第二竖板1704上分别竖直开设有开口朝下的导向槽，第一竖板1703与第一导向杆1706滑动连接，第二竖板1704与第二导向杆1707滑动连接，第一竖板1703和第二竖板1704关于半齿轮1705对称，第一竖板1703面向第二竖板1704的一侧固定安装有第一齿条1708，第二竖板1704面向第一竖板1703的一侧固定安装有第二齿条1709，电机1701使转轴1702逆时针转动，各组半齿轮1705随之进行转动，当半齿轮1705与第一齿条1708啮合时，第一竖板1703带动第二活塞板16向下运动，以实现液体的流入，当半齿轮1705与第二齿条1709啮合时，第二竖板1704带动第二活塞板16向上运动，从而使第二活塞板16进行竖直方向上、下往复运动，以实现液体的挤出，第一导向杆1706和第二导向杆1707对第一竖板1703和第二竖板1704的运动过程进行导向；

增压箱2的外壁安装有控制面板21，控制面板21包括数据采集模块、处理器、数据存储模块、显示模块和指令输出模块，其中，数据采集模块用于采集氮气罐1内部气压数据、蓄能器3内部气压数据和预设气压值数据，并将采集的数据发送至处理器，处理器对采集的数据进行分析处理并得到最优充气模式，继而通过指令输出模块输出控制指令以按照相适配的充气模式进行充气，显示模块对采集的数据和充气进程信息进行显示，数据存储模块对所采集的数据和充气模式信息进行存储，处理器通过无线传输的方式与移动终端进行双向信息传输，通过移动终端方便发出控制指令和接收检测数据、充气信息，有助于控制和查看信息，还可通过移动终端来对参数进行修改，进行充气时，输气管4上的控制阀打开，氮气罐1内的氮气通过输气管4输出，增压箱2基于对应的充气模式选择对氮气加压或不加压，充气管5将氮气充入蓄能器3内，蓄能器3内的气压值达到预设气压值后，停止充气操作，能够根据实际情况选择最优的充气模式并自动进行充气，较为智能化，操作也更加简便，适用范围广，有助于使用；

充气模式为三种，且将三种充气模式标记为M1、M2、M3，三种充气模式的具体设定信息如下：

M1：A＜C＜B，增压箱2不对氮气罐1内输出的氮气进行增压，氮气罐1内输出的氮气直接进入蓄能器3内，直至蓄能器3内的气压值达到C；

M2：B≤A＜C，增压箱2需要对氮气罐1内输出的氮气进行增压，增压后的氮气进入蓄能器3内，直至蓄能器3内的气压值达到C；

M3：A＜B≤C，增压箱2先不对氮气罐1内输出的氮气进行增压，氮气罐1内的氮气直接进入蓄能器3内，待A＝B时，增压箱2再对氮气罐1内输出的氮气进行增压，增压后的氮气进入蓄能器3内，直至蓄能器3内的气压值达到C；

其中，A代表蓄能器3的内部气压值，B代表氮气罐1的内部气压值，C代表预设气压值（即欲使蓄能器3内所需达到的气压值），当需要对蓄能器3进行充气时，A＜C；并且，在M1模式中，随着氮气罐1内氮气的输出其内部的气压减小，若在充气过程中氮气罐1内的实时气压值B低于预设气压值C时，则直接切换为M3模式。

实施例二：

如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于，第一活塞板14的底部安装有导向下拉组件15，导向下拉组件15包括第一连接筒1501、第二连接筒1502、限位环1503、竖杆1504和第一弹簧1505，第一连接筒1501竖直设置并通过螺栓固定安装在第一活塞板14的底部，第一连接筒1501的开口朝下，第二连接筒1502竖直设置并通过螺栓固定安装在增压腔11的底部，第二连接筒1502的开口朝上，且第一连接筒1501向下插入第二连接筒1502中，竖杆1504竖直设置于第二连接筒1502内并向上插入第一连接筒1501内，第一连接筒1501的底端安装有限位环1503，第一弹簧1505套设在竖杆1504上并与限位环1503固定连接；

竖杆1504的顶端安装有限位块1506，限位块1506位于第一连接筒1501内，第一连接筒1501的内部顶端竖直安装有第二弹簧1507，且第二弹簧1507的底部与限位块1506固定连接，当第一活塞板14向上运动并挤压上部的氮气时，第一连接筒1501随之向上运动，限位环1503对第一弹簧1505施加拉力并使其呈不断拉伸状态，第一连接筒1501对第二弹簧1507施加拉力并使其呈不断拉伸状态，当单次充气操作结束后，第一活塞板14下方的液体通过回流管20回流入储液腔13内，第一活塞板14下方的液压降低，第一弹簧1505和第二弹簧1507对第一连接筒1501复位并对第一连接筒1501施加向下的拉力，以使第一活塞板14下降至原始位置，通过对第一活塞板14施加拉力，有助于第一活塞板14的下降和下方液体的顺利流出。

实施例三：

如图8所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，第二导气管7的末端竖直安装有泄压管10，泄压管10的另一端连接缓释箱22，且泄压管10上安装有泄压阀，当蓄能器3内的气压大于一定值时，泄压管10将蓄能器3内部气体排出，以起到释压作用，防止蓄能器3的内部气压过高而爆炸，避免带来安全隐患；缓释箱22包括箱体2201、网格板2202、固定杆2203和第三弹簧2204，箱体2201的顶部与泄压管10连通，箱体2201的底部为敞开状，箱体2201的内部两侧通过固定座安装有固定杆2203，且固定杆2203竖直设置，网格板2202水平设置于箱体2201内并与固定杆2203滑动连接，第三弹簧2204套设在固定杆2203上并与网格板2202连接，泄压管10将蓄能器3内部的压缩气体释放入缓释箱22内，网格板2202上均匀开设有排气孔，网格板2202对压缩气体进行压力释放，使压缩气体缓慢释放出去；网格板2202的顶部两侧通过螺栓固定安装有固定块2205，两组固定块2205之间安装有固定轴2206，固定轴2206上转动安装有多组转轮2207，压缩气体释放出来时会冲击转轮2207，各组转轮2207进行转动，能够将压缩气体的能量转化为转轮2207的动能，有助于使压缩气体缓慢释放出去。

实施例四：

如图9-12所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于，第一连接组件23包括连接箱2301、固定环2302、固定板2303、活动板2304、第一通气孔2305、第二通气孔2306、第三导向杆2307、第四弹簧2308、压盘2309、第四导向杆2312、第五弹簧2313、按压块2314、插块2315、插槽2316、梯形斜块2317和斜杆2318；蓄能器3的顶部固定安装有连接箱2301，连接箱2301的底部水平安装有固定板2303，活动板2304滑动安装在固定板2303的顶部，连接箱2301内横向设置第三导向杆2307，活动板2304与第三导向杆2307滑动连接，第三导向杆2307对活动板2304的运动进行导向，第四弹簧2308套设在第三导向杆2307上并连接活动板2304和连接箱2301的内壁，且固定板2303上开设有第一通气孔2305，活动板2304上开设有与第一通气孔2305相配合的第二通气孔2306，当进行充气时，第一通气孔2305与第二通气孔2306连通，当不进行充气时，第一通气孔2305不与第二通气孔2306连通，活动板2304封住第一通气孔2305；

活动板2304的顶部固定安装有梯形斜块2317，梯形斜块2317的上部为斜面，充气管5的底端外壁安装有斜杆2318，斜杆2318远离充气管5的一端安装有滚轮2319，且滚轮2319抵住梯形斜块2317，连接箱2301的顶部安装有固定环2302，充气管5的外周面安装有压盘2309，压盘2309位于固定环2302内并向下压住连接箱2301，压盘2309的顶部水平安装有多组第四导向杆2312，按压块2314滑动设置在压盘2309上并与第四导向杆2312滑动连接，第五弹簧2313套设在第四导向杆2312上并连接充气管5和按压块2314，按压块2314背向充气管5的一侧水平设置插块2315，固定环2302的内周面开设有插槽2316；

安装时，挤压按压块2314以使第五弹簧2313处于压缩状态，并将充气管5向下插入连接箱2301内，在充气管5的下压过程中，滚轮2319挤压梯形斜块2317的斜面，梯形斜块2317进行横向滑动，活动板2304随之进行滑动并对第四弹簧2308施加拉力，最终第一通气孔2305与第二通气孔2306连通，充气管5的底部压住活动板2304并与第二通气孔2306连通，此时松开按压块2314，第五弹簧2313复位并推动按压块2314，插块2315随之进行运动并插入插槽2316中，实现对充气管5的固定，在进行充气操作时，方便将充气管5与蓄能器3连接，充气管5和蓄能器3的连接和分离过程较为简单，省时省力，有助于使用；连接箱2301的顶部开设有锥形密封槽2311，压盘2309的底部安装有锥形密封塞2310，且锥形密封塞2310塞住锥形密封槽2311，压盘2309盖住锥形密封槽2311，有效提高密封效果，防止使用过程中内部气体冒出；第二连接组件24的结构与第一连接组件23的结构相同，同理，输气管4与氮气罐1的连接和分离操作也较为简单，有助于更换氮气罐1。

本发明的工作原理：使用时，将充气管5与蓄能器3连接，第一气压传感器8对氮气罐1内的气压进行检测，第二气压传感器9对蓄能器3内的气压进行检测，数据采集模块采集氮气罐1内的气压值B、蓄能器3内的气压值A和预设气压值C，并将采集的数据发送至处理器，处理器对采集的数据进行分析并判断A、B、C的数值大小关系，最终得到相适配的充气模式，指令输出模块基于对应的充气模式发出控制指令，输气管4上的控制阀打开，氮气罐1内的氮气通过输气管4输出，增压箱2基于对应的充气模式选择对氮气加压或不加压，充气管5将氮气充入蓄能器3内，蓄能器3内的气压值达到预设气压值后，停止充气操作，能够根据蓄能器3内的气压值A、氮气罐1内的气压值B和预设气压值C来自动选择相适配的充气模式，并自动进行充气，较为智能化，操作也更加简便，有助于使用；

氮气增压操作具体如下：氮气进入增压腔11内并处于第一活塞板14的上方，启动往复挤压组件17，往复挤压组件17使第二活塞板16进行竖直方向上、下往复运动，当第二活塞板16向下运动时，储液腔13内的液体进入挤压腔12内，当第二活塞板16向上运动时，将挤压腔12内的液体挤压入增压腔内，如此循环往复（通过进液管18和输液管19上设置的单向阀来实现液体的单向流动），以使储液腔13内的液体不断进入增压腔11内，第一活塞板14下方的液压逐渐增大，第一活塞板14向上运动并对氮气进行增压，增压后的氮气通过充气管5输出，单次增压充气结束，若单次增压充气未能使蓄能器3内的气压值达到预设气压值，则进行多次操作，即在单次增压充气操作结束后，回流管20上的控制阀打开，第一活塞板14下方的液体回流至储液腔13内，第一活塞板14下降至原始位置，然后再进行上述，如此循环往复以实现增压氮气的不断输出，最终使蓄能器3内的气压值达到预设气压值C；

往复挤压组件17的工作过程具体如下：电机1701使转轴1702逆时针转动，各组半齿轮1705随之进行转动，当半齿轮1705与第一齿条1708啮合时，第一竖板1703带动第二活塞板16向下运动，以实现液体的流入，当半齿轮1705与第二齿条1709啮合时，第二竖板1704带动第二活塞板16向上运动，以实现液体的挤出，第一导向杆1706和第二导向杆1707对第一竖板1703和第二竖板1704的运动过程进行导向；

通过设置导向下拉组件15，当增压腔11内的液体回流入储液腔13内后，导向下拉组件15能够使第一活塞板14顺利下降至初始位置，通过设置第一连接组件23和第二连接组件24，方便将充气管5与蓄能器3连接和分离，以及方便将输气管4和氮气罐1连接和分离，操作更加简单，有助于使用，通过设置泄压管10和缓释箱22，当蓄能器3内的气压过高时，能够将蓄能器3内部的气体缓慢释放出去，以起到释压作用，防止蓄能器3的内部气压过高而爆炸，避免带来安全隐患，提高了其使用效果。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.基于油田石化的液压蓄能器充气装置，包括氮气罐（1）、蓄能器（3）、输气管（4）、充气管（5）、第一连接组件（23）和第二连接组件（24），所述输气管（4）与氮气罐（1）通过第二连接组件（24）连接，所述充气管（5）通过第一连接组件（23）与蓄能器（3）连接，其特征在于，所述氮气罐（1）上安装有第一导气管（6），所述第一导气管（6）上安装有第一气压传感器（8），且第一导气管（6）的另一端为封闭状，所述蓄能器（3）上安装有第二导气管（7），所述第二导气管（7）上安装有第二气压传感器（9），且第二导气管（7）的另一端为封闭状，所述氮气罐（1）和蓄能器（3）之间设有增压箱（2），所述增压箱（2）内开设有增压腔（11）、挤压腔（12）和储液腔（13），且增压腔（11）位于储液腔（13）的上方，所述挤压腔（12）位于增压腔（11）和储液腔（13）之间；

所述增压腔（11）内水平安装有第一活塞板（14），所述第一活塞板（14）的底部安装有导向下拉组件（15），所述输气管（4）的另一端与增压腔（11）连通，所述充气管（5）的另一端与增压腔（11）连通，所述挤压腔（12）内水平安装有第二活塞板（16），所述挤压腔（12）内设置作用于第二活塞板（16）的往复挤压组件（17），所述增压箱（2）上安装有连通储液腔（13）和挤压腔（12）的进液管（18），所述增压箱（2）上安装有连通挤压腔（12）和增压腔（11）的输液管（19），所述增压箱（2）上还安装有连通增压腔（11）和储液腔（13）的回流管（20），且输气管（4）、充气管（5）、进液管（18）和输液管（19）上分别安装有单向阀，输气管（4）和回流管（20）上分别安装有控制阀；

所述增压箱（2）的外壁安装有控制面板（21），所述控制面板（21）包括数据采集模块、处理器、数据存储模块、显示模块和指令输出模块，其中，数据采集模块用于采集氮气罐（1）内部气压数据、蓄能器（3）内部气压数据和预设气压值数据，并将采集的数据发送至处理器，处理器对采集的数据进行分析处理并通过指令输出模块输出控制指令以按照相适配的充气模式进行充气，显示模块对采集的数据和充气进程信息进行显示，数据存储模块对所采集的数据和充气模式信息进行存储，处理器通过无线传输的方式与移动终端进行双向信息传输。

2.根据权利要求1所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述导向下拉组件（15）包括第一连接筒（1501）、第二连接筒（1502）、限位环（1503）、竖杆（1504）和第一弹簧（1505），所述第一连接筒（1501）竖直设置并通过螺栓固定安装在第一活塞板（14）的底部，所述第二连接筒（1502）竖直设置并通过螺栓固定安装在增压腔（11）的底部，且第一连接筒（1501）向下插入第二连接筒（1502）中，所述竖杆（1504）竖直设置于第二连接筒（1502）内并向上插入第一连接筒（1501）内，所述第一连接筒（1501）的底端安装有限位环（1503），所述第一弹簧（1505）套设在竖杆（1504）上并与限位环（1503）固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述竖杆（1504）的顶端安装有限位块（1506），限位块（1506）位于第一连接筒（1501）内，所述第一连接筒（1501）的内部顶端竖直安装有第二弹簧（1507），且第二弹簧（1507）的底部与限位块（1506）固定连接。

4.根据权利要求1所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述第二导气管（7）的末端竖直安装有泄压管（10），所述泄压管（10）的另一端连接缓释箱（22），且泄压管（10）上安装有泄压阀。

5.根据权利要求4所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述缓释箱（22）包括箱体（2201）、网格板（2202）、固定杆（2203）和第三弹簧（2204），箱体（2201）的顶部与泄压管（10）连通，所述箱体（2201）的底部为敞开状，所述箱体（2201）的内部两侧通过固定座安装有固定杆（2203），且固定杆（2203）竖直设置，所述网格板（2202）水平设置于箱体（2201）内并与固定杆（2203）滑动连接，所述第三弹簧（2204）套设在固定杆（2203）上并与网格板（2202）连接。

6.根据权利要求5所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述网格板（2202）的顶部两侧通过螺栓固定安装有固定块（2205），两组所述固定块（2205）之间安装有固定轴（2206），所述固定轴（2206）上转动安装有多组转轮（2207）。

7.根据权利要求1所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述第一连接组件（23）包括连接箱（2301）、固定环（2302）、固定板（2303）、活动板（2304）、第一通气孔（2305）、第二通气孔（2306）、第三导向杆（2307）、第四弹簧（2308）、压盘（2309）、第四导向杆（2312）、第五弹簧（2313）、按压块（2314）、插块（2315）、插槽（2316）、梯形斜块（2317）和斜杆（2318），所述第二连接组件（24）的结构与第一连接组件（23）的结构相同；所述蓄能器（3）的顶部安装有连接箱（2301），所述连接箱（2301）的底部水平安装有固定板（2303），所述活动板（2304）滑动安装在固定板（2303）的顶部，所述连接箱（2301）内横向设置第三导向杆（2307），所述活动板（2304）与第三导向杆（2307）滑动连接，所述第四弹簧（2308）套设在第三导向杆（2307）上并连接活动板（2304）和连接箱（2301）的内壁，且固定板（2303）上开设有第一通气孔（2305），所述活动板（2304）上开设有与第一通气孔（2305）相配合的第二通气孔（2306）；

所述活动板（2304）的顶部固定安装有梯形斜块（2317），所述梯形斜块（2317）的上部为斜面，所述充气管（5）的底端外壁安装有斜杆（2318），所述斜杆（2318）向下倾斜并抵住梯形斜块（2317），所述连接箱（2301）的顶部安装有固定环（2302），所述充气管（5）的外周面安装有压盘（2309），所述压盘（2309）位于固定环（2302）内并向下压住连接箱（2301），所述压盘（2309）的顶部水平安装有多组第四导向杆（2312），所述按压块（2314）与第四导向杆（2312）滑动连接，所述第五弹簧（2313）套设在第四导向杆（2312）上并连接充气管（5）和按压块（2314），所述按压块（2314）背向充气管（5）的一侧水平设置插块（2315），所述固定环（2302）的内周面开设有插槽（2316），所述插块（2315）插入插槽（2316）中。

8.根据权利要求7所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述连接箱（2301）的顶部开设有锥形密封槽（2311），所述压盘（2309）的底部安装有锥形密封塞（2310），且锥形密封塞（2310）塞住锥形密封槽（2311），所述斜杆（2318）远离充气管（5）的一端安装有滚轮（2319），且滚轮（2319）抵住梯形斜块（2317）。

9.根据权利要求1所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置，其特征在于，所述往复挤压组件（17）包括电机（1701）、转轴（1702）、第一竖板（1703）、第二竖板（1704）、半齿轮（1705）、第一导向杆（1706）、第二导向杆（1707）、第一齿条（1708）和第二齿条（1709），所述电机（1701）通过电机座固定安装在挤压腔（12）内，所述电机（1701）的输出端安装有转轴（1702），所述转轴（1702）上安装有多组半齿轮（1705），所述挤压腔（12）的底部竖直安装有第一导向杆（1706）和第二导向杆（1707），所述第一竖板（1703）竖直设置在第二活塞板（16）的底部并与第一导向杆（1706）滑动连接，所述第二竖板（1704）竖直设置在第二活塞板（16）的底部并与第二导向杆（1707）滑动连接，所述第一竖板（1703）和第二竖板（1704）关于半齿轮（1705）对称，所述第一竖板（1703）面向第二竖板（1704）的一侧固定安装有第一齿条（1708），所述第二竖板（1704）面向第一竖板（1703）的一侧固定安装有第二齿条（1709）；

当半齿轮（1705）与第一齿条（1708）啮合时，半齿轮（1705）不与第二齿条（1709）啮合，当半齿轮（1705）与第二齿条（1709）啮合时，半齿轮（1705）不与第一齿条（1708）啮合。

10.一种如权利要求1所述的基于油田石化的液压蓄能器充气装置的充气方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预先设置三种充气模式并标记为M1、M2、M3，三种充气模式的具体设定信息如下：

M1：A＜C＜B，增压箱（2）不对氮气罐（1）内输出的氮气进行增压，氮气罐（1）内输出的氮气直接进入蓄能器（3）内，直至蓄能器（3）内的气压值达到C；

M2：B≤A＜C，增压箱（2）需要对氮气罐（1）内输出的氮气进行增压，增压后的氮气进入蓄能器（3）内，直至蓄能器（3）内的气压值达到C；

M3：A＜B≤C，增压箱（2）先不对氮气罐（1）内输出的氮气进行增压，氮气罐（1）内的氮气直接进入蓄能器（3）内，待A＝B时，增压箱（2）再对氮气罐（1）内输出的氮气进行增压，增压后的氮气进入蓄能器（3）内，直至蓄能器（3）内的气压值达到C；

其中，A代表蓄能器（3）的内部气压值，B代表氮气罐（1）的内部气压值，C代表预设气压值；

S2、将充气管（5）与蓄能器（3）连接，第一气压传感器（8）对氮气罐（1）内的气压进行检测，第二气压传感器（9）对蓄能器（3）内的气压进行检测；

S3、数据采集模块采集氮气罐（1）内的气压值B、蓄能器（3）内的气压值A和预设气压值C，并将采集的数据发送至处理器；

S4、处理器对采集的数据进行分析并判断A、B、C的数值大小关系并得到最优充气模式，指令输出模块基于对应的充气模式发出控制指令；

S5、输气管（4）上的控制阀打开，氮气罐（1）内的氮气通过输气管（4）输出，增压箱（2）基于对应的充气模式对氮气加压或不加压，充气管（5）将氮气充入蓄能器（3）内，氮气增压操作具体如下：

氮气进入增压腔（11）内并处于第一活塞板（14）的上方，启动往复挤压组件（17），往复挤压组件（17）使第二活塞板（16）进行竖直方向上、下往复运动，使储液腔（13）内的液体不断进入增压腔（11）内，第一活塞板（14）下方的液压逐渐增大，第一活塞板（14）向上运动并对氮气进行增压，增压后的氮气通过充气管（5）输出；单次增压结束后，回流管（20）上的控制阀打开，第一活塞板（14）下方的液体回流至储液腔（13）内，第一活塞板（14）下降，如此循环往复以实现增压氮气的不断输出；

S6、蓄能器（3）内的气压值达到预设气压值后，停止充气操作。

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