CN116241515A - 一种活塞式蓄能器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种活塞式蓄能器，包括缸体和活塞，所述缸体的两侧分别安装有油侧端盖和气侧端盖，所述活塞将缸体分隔成气腔室和油腔室，所述活塞的外周面设有两个沿活塞长度方向间隔排布的环形容纳槽，容纳槽内设有密封圈，所述密封圈的背离缸体内壁的表面一体成型有密封翅片，所述密封翅片与容纳槽的槽底固定连接，所述密封圈的朝向缸体内壁的表面沿缸体长度方向依次设为正向动密封区、静密封区和反向动密封区，所述活塞还设有驱动机构，所述驱动机构用于带动密封圈绕自身的圆心线翻转，所述缸体内壁固定有限位环，限位环位于活塞与油侧端盖之间。本申请能够提高密封效果。

Description

一种活塞式蓄能器

技术领域

本申请涉及蓄能器的领域，尤其是涉及一种活塞式蓄能器。

背景技术

活塞式蓄能器作为一种常用的气液隔离式液压能量存储装置，其在液压系统中的功用主要有以下几个方面：作辅助能源，补偿泄漏、保持恒压，作应急动力源，在节能回路中存储回收能量等。

现有活塞式蓄能器包括缸体和活塞，缸体的两侧分别安装有油侧端盖、气侧端盖，气侧端盖上设有充气阀，活塞将缸体分隔成气腔室和油腔室两个腔室，气腔室通过充气阀预先充满一定压力的惰性气体，油腔室通过油侧端盖的油孔与液压管路连接。

当油孔处液压油压力上升时，液压油推动活塞朝向气侧端盖运动并压缩气腔室惰性气体，气体压力升高，液压能被储存；当气腔室气压与油腔室油压达到平衡后，活塞停止运动，蓄能器充液阶段完成。

当油孔液压油压力下降时，气腔室气压高于油腔室油压，气腔室气体推动活塞朝向油侧端盖运动将油腔室液压油排出，液压能被释放，蓄能器排液阶段完成。

通过蓄能器反复充液/排液，便达到了存储/释放液压能的作用。

为了实现缸体内的气液分隔的密封效果，往往于活塞上设置环形的容纳槽，容纳槽内设置密封圈。但是，活塞反复移动的过程中，密封圈与缸体内壁之间的摩擦力将导致密封圈位置偏移或翻动，加上长时间使用之后，密封圈易发生磨损，即造成了密封圈不同位置处的磨损程度不一，从而导致密封圈各位置的厚薄程度不一，进而导致密封圈的局部位置与缸体内壁之间的抵接密封效果较差。

发明内容

为了提高密封效果，本申请提供一种活塞式蓄能器。

本申请提供的一种活塞式蓄能器，采用如下的技术方案：

一种活塞式蓄能器，包括缸体和活塞，所述缸体的两侧分别安装有油侧端盖和气侧端盖，所述活塞将缸体分隔成气腔室和油腔室，所述活塞的外周面设有两个沿活塞长度方向间隔排布的环形容纳槽，容纳槽内设有密封圈，所述密封圈的背离缸体内壁的表面一体成型有密封翅片，所述密封翅片与容纳槽的槽底固定连接，所述密封圈的朝向缸体内壁的表面沿缸体长度方向依次设为正向动密封区、静密封区和反向动密封区，所述活塞还设有驱动机构，所述驱动机构用于带动密封圈绕自身的圆心线翻转，所述缸体内壁固定有限位环，限位环位于活塞与油侧端盖之间；当所述活塞运动至抵接于限位环时，所述驱动机构带动密封圈翻转至所述静密封区抵接于缸体内壁的状态，当所述活塞正向或反向运动时，所述驱动机构带动密封圈翻转至所述正向动密封区或反向动密封区抵接于缸体内壁的状态。

通过采用上述技术方案，通过设置正向动密封区、静密封区和反向动密封区，当活塞正向或反向运动时，利用驱动机构，以实现仅正向动密封区或反向动密封区的抵接密封，以实现活塞单一方向运动时，密封圈也是呈单一局部的磨损，从而减少因密封圈各处磨损程度而密封圈的局部位置与缸体内壁之间的抵接密封效果较差的情况发生，从而提高密封效果，其次，在活塞保持不动时，仅静密封区进行抵接密封，而静密封在活塞运动时不参与抵接，也不发生磨损，从而能够确保密封圈的静密封效果的保持稳定。

即根据活塞的状态不同，通过驱动机构以对密封圈的位置状态进行针对性控制，从而使得密封圈的局部磨损可控化，局部磨损的方向单一化，从而能够尽可能均匀磨损，进而延长密封时效和密封效果。

可选的，所述静密封区、所述正向动密封区和所述反向动密封区均为圆弧段，所述静密封区的曲率中心点位于所述密封圈的圆心线上，所述正向动密封区的曲率中心点相对所述密封圈的圆心线位于靠近所述气侧端盖的一侧，所述反向动密封区的曲率中心点相对所述密封圈的圆心线位于靠近所述油侧端盖的一侧。

通过采用上述技术方案，通过设置静密封区、正向动密封区和反向动密封区的曲率中心点位置，使得密封圈在进行正向或反向翻转时，随着翻转程度加大，正向动密封区或反向动密封区与杆体内壁之间的接触程度越大，从而密封效果更强。

其次，当正向动密封区和反向动密封区磨损时，还可以通过加大密封圈的翻转程度，以使得正向动密封区和反向动密封区的未磨损的部位进行抵接，从而实现磨损补偿，以保持密封效果的稳定性。

可选的，所述驱动机构包括弹性骨架、滑移管和固定于滑移管两端的受力板，所述弹性骨架包括多个第一弹片和多个第二弹片，第一弹片和第二弹片沿圆周均匀错位排布设置，第一弹片的端部和第二弹片的端部通过沿径向设置的第三弹片进行固定连接；所述活塞包括芯部和环形的安装管，所述安装管与芯部同轴设置，所述安装管与所述芯部之间通过连接条进行固定连接，所述容纳槽开设于所述安装管的外周面；所述安装管内周壁与所述芯部的外周壁之间形成有环形的滑腔，所述滑移管位于滑腔内，滑移管与安装管滑移连接；所述安装管沿自身径向开设有活动腔，所述弹性骨架位于活动腔内，所述活动腔的相对内壁设有支点凸起，两个所述支点凸起同时抵接于所述弹性骨架的第三弹片上，所述密封圈的表面开设有卡槽，所述弹性骨架的外径部位插入卡槽内，所述滑移管的外周面开设有环形的V型槽，所述弹性骨架的内径部位插入V型槽内。

通过采用上述技术方案，在活塞静止状态下，活塞受到气腔室内的高压惰性气体的压力，活塞的芯部和滑移管均抵接于限位环上，芯部、安装管、滑移管保持相对位置不变，弹性骨架处于沿密封圈的径向设置的状态，此时，弹性骨架的径向尺寸最大，能够对密封圈施加较强的径向力，以迫使密封圈的静密封区更加紧密抵接缸体内壁，从而提高静密封效果。

当活塞处于运动状态下，以活塞正向移动为例(活塞沿朝向气侧端盖方向移动)，此时滑移管两侧的受力板分别受到来自气腔室的高压气体压力和来自油腔室内的高压油压力，而高压油的压力大于高压气体的压力，因此二者的合力将迫使滑移管正向移动，滑移管的正向滑移将带动弹性骨架以支点凸起为支点进行偏转，以带动密封圈绕圆心线进行翻转，将正向动密封区切换至抵接于缸体内壁的状态。

并且，弹性骨架的具体结构的设置，一来，通过第一弹片和第二弹片的间隔排布，使得在外力下，弹性骨架的内径和外径可以进行弹性改变，以适应于环形的弹性骨架以支点凸起为支点的偏转的自由度；二来，弹性骨架为环形结构，使得弹性骨架的偏转力能够更加均匀传递至密封圈上，从而带动密封圈的整体翻转，以提高翻转效果。

可选的，所述弹性骨架的外径部位到第三弹片的被所述支点凸起所抵接的支点位置之间的距离小于所述弹性骨架的内径部位到第三弹片的被所述支点凸起所抵接的支点位置之间的距离。

通过采用上述技术方案，在滑移管的带动下，弹性骨架带动密封圈翻转，可以理解为杠杆效应，杠杆为第三弹片，支点为支点凸点的点抵接，而通过限定杠杆的各段长度，使得滑移管的运动为省力费距离，密封圈的翻转为费力省距离，如此一来，滑移管在受到较小的作用力的情况，即可带动密封圈翻转，驱动效果更好，反之，密封圈的翻转复位难度也极大提高，从而减少因缸体内介质压力较大而冲开密封圈的情况发生，从而进一步提高了密封效果。

可选的，所述滑移管的端部与所述芯部之间设有环形的第一密封带，所述滑移管的端部开设有环形的第一插槽，所述芯部的端部开设有环形的第二插槽，所述第一密封带的两侧分别插入第一插槽和第二插槽内并通过粘接胶固定连接；所述受力板与所述安装管之间设有环形的第二密封带，所述受力板与所述安装管的相对面均开设有第三插槽，所述第二密封带的两侧分别插入两个第三插槽内并通过粘接胶固定连接。

通过采用上述技术方案，以减少缸体内的介质从滑移管与芯部之间的间隙、滑移管与安装管之间的间隙通过的情况发生。并且，由于第一密封带和第二密封带的工况与密封圈不同，第一密封带和第二密封带为非摩擦抵接密封的形式，因此第一密封带和第二密封带的密封效果保持较为长久。

可选的，所述密封翅片设为两组且以所述密封圈的圆心线对称设置，一组密封翅片包括两个密封翅片，所述容纳槽的槽底开设有第四插槽，所述密封翅片插入第四插槽内并通过粘接胶固定连接，所述密封翅片与所述密封圈的连接位置设为弯曲部；所述密封圈的表面的位于两组密封翅片之间的部位一体成型有环形的中凸部，所述卡槽贯穿所述中凸部，所述中凸部位于所述活动腔中，且所述中凸部的表面设有供所述支点凸起所抵接的抵接槽。

通过采用上述技术方案，一来，通过设置多个密封翅片，能够减少缸体内介质从密封圈与容纳槽的槽底之间的间隙经过的情况发生，二来，能够提高密封圈与安装管之间的连接强度，三来，通过设置弯曲部，以提供密封圈可翻转的自由度，四来，通过设置中凸部与支点凸起的配合，以提供对密封圈的径向支撑，从而有效利用密封圈自身的弹性力以进行抵接密封。

可选的，所述安装管包括主管和位于主管轴向两侧的副管，所述主管和副管的相对面均设有斜面，两个斜面组成所述活动腔，所述支点凸起设于所述斜面上，所述主管和所述副管通过轴向设置的对拉螺栓进行固定连接，所述对拉螺栓的端部抵接于所述副管的远离主管的端面，且所述对拉螺栓穿过所述弹性骨架的两个第三弹片之间的间隙。

通过采用上述技术方案，一来，通过设置分离式的安装管，以便于活动腔的成型以及弹性骨架的装配，二来，通过对拉螺栓，以施加轴向对中的拉力，以迫使主管和副管相互靠近并且两个支点凸起相抵接，使得支点凸起对于弹性骨架和中凸部的抵接力度更大，支点的稳定性更高，弹性骨架的偏转移动更稳定，还能够通过中凸部的夹持，以进一步提高密封圈与安装管之间的固定强度，以减少密封圈受缸体的摩擦力或者介质高压而脱离的情况发生。三来，通过设置对拉螺栓与第三弹片的穿设，以限制弹性骨架的周向偏移，从而限制密封圈的周向偏移，以提高密封效果。

可选的，所述安装管的内周面设有环形的具有压力介质的储存腔，所述滑移管的外周面固定有位于储存腔内的滑块，滑块将储存腔分隔成第一腔室和第二腔室，第一腔室相比第二腔室远离所述油侧端盖，所述安装管内设有第一流道和第二流道，第一流道的一端连通至第一腔室，第一流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第一流道的连通端位于远离油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第一形变槽，所述第一形变槽的槽口与所述第一流道相连通，所述第一形变槽沿所述正向动密封区的表面轮廓延伸设置；第二流道的一端连通至第二腔室，第二流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第二流道的连通端位于靠近油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第二形变槽，所述第二形变槽的槽口与所述第二流道相连通，所述第二形变槽沿所述反向动密封区的表面轮廓延伸设置。

通过采用上述技术方案，当活塞正向移动，同时滑移管的正向滑移将带动弹性骨架以支点凸起为支点进行偏转，以带动密封圈绕圆心线进行翻转，将正向动密封区切换至抵接于缸体内壁的状态，该过程中，滑块随滑移管运动以挤压第一腔室内的压力介质，压力介质通过第一流道进入同组的两个密封翅片之间，然后进入第一形变槽内，第一形变槽内压力增大，从而带动密封圈膨胀，而膨胀程度最大的部位为正向动密封区，即正向动密封区膨胀以更加紧密贴合缸体的内壁，从而提高密封效果，其次，通过设置第一形变槽的延伸方向，使得正向动密封区的表面膨胀较为均匀，且表面抵接的压强稳定，能够极大提高密封稳定性。

活塞反向移动时，根据上述原理，密封圈的反向动密封区膨胀以更加紧密贴合缸体的内壁。

可选的，所述第一形变槽和所述第二形变槽的中部均设有多个朝向所述密封圈的截面中心延伸的分支槽，各分支槽的长度沿远离所述缸体轴线方向逐渐增加。

通过采用上述技术方案，一来，压力介质注入分支槽内时，将使密封圈径向膨胀，从而提高密封圈的内应力和结构强度，以减少密封圈的受外部压力而脱离的情况发生；二来，通过设置不同分支槽的长度，以实现密封圈的外径膨胀程度大于内径膨胀程度，从而增大密封圈的外径与缸体内壁的密封效果。

可选的，所述芯部滑移连接有两个加压板，两个加压板之间形成有压力腔，压力腔内具有压力介质，所述滑移管沿径向贯穿开设有一一对应所述密封圈设置的通孔，所述通孔与所述压力腔连通；所述安装管内设有第一流道和第二流道，第一流道的一端连通至所述安装管的内周面，第一流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第一流道的连通端位于远离油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第一形变槽，所述第一形变槽的槽口与所述第一流道相连通，所述第一形变槽沿所述正向动密封区的表面轮廓延伸设置；第二流道的一端连通至所述安装管的内周面，第二流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第二流道的连通端位于靠近油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第二形变槽，所述第二形变槽的槽口与所述第二流道相连通，所述第二形变槽沿所述反向动密封区的表面轮廓延伸设置；当所述滑移管正向移动以带动所述密封圈翻转至所述正向动密封区抵接于缸体内壁的状态时，所述通孔与所述第一流道连通；当所述滑移管反向移动以带动所述密封圈翻转至所述反向动密封区抵接于缸体内壁的状态时，所述通孔与所述第二流道连通。

通过采用上述技术方案，两个加压板分别受到来自气腔室和油腔室的相对方向的压力，两股压力一同施加于压力腔内的压力介质上，即该压力介质的压力较强，当滑移管正向或反向移动时，滑移管上的通孔分别移动至第一流道和第二流道处，以分别实现第一形变槽和第二形变的压力介质的注入，从而分别实现正向动密封区和反向动密封区的膨胀。

通过设置极高压力的压力介质，能够实现快速注入，以及提高密封圈的膨胀后的内应力，从而提高密封圈的抗外部压力的形变能力，以提高密封效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.根据活塞的状态不同，通过驱动机构以对密封圈的位置状态进行针对性控制，从而使得密封圈的局部磨损可控化，局部磨损的方向单一化，从而能够尽可能均匀磨损，进而延长密封时效和密封效果；

2.通过设置静密封区、正向动密封区和反向动密封区的曲率中心点位置，当正向动密封区和反向动密封区磨损时，还可以通过加大密封圈的翻转程度，以使得正向动密封区和反向动密封区的未磨损的部位进行抵接，从而实现磨损补偿，以保持密封效果的稳定性；

3.通过设置弹性骨架的具体结构，利用杠杆效应，使得密封圈的翻转复位难度极大提高，从而减少因缸体内介质压力较大而冲开密封圈的情况发生，从而进一步提高了密封效果；

4.通过设置与滑移管相联动的滑块，并利用压力介质，以填充形变槽，使得密封圈的动密封区膨胀以更加紧密贴合缸体的内壁，从而提高密封效果，且表面抵接的压强稳定，能够极大提高密封稳定性；

5.通过可传递外部压力的加压板，以对压力介质施加高压，利用高压的压力介质，不仅能够实现压力介质的快速注入，还能够提高密封圈的膨胀后的内应力，从而提高密封圈的抗外部压力的形变能力，以提高密封效果。

附图说明

图1是实施例1的整体结构的剖视图。

图2是实施例1的活塞的剖视图。

图3是实施例1的活塞的用于体现连接条与滑移管位置关系的剖视图。

图4是实施例1的用于体现驱动机构与密封圈之间连接关系的局部剖视图。

图5是图4中A处的局部放大图。

图6是实施例1的密封圈的剖切视图。

图7是图6中B处的局部放大图。

图8是实施例1的弹性骨架的正视图。

图9是实施例1的用于体现滑移管反向移动时带动密封圈反向翻转状态的示意图。

图10是图4中C处的局部放大图。

图11是图4中D处的局部放大图。

图12是实施例2的用于压力介质的泵送方式的示意图。

图13是实施例3的用于压力介质的泵送方式的示意图。

附图标记说明：1、活塞；2、密封圈；3、驱动机构；10、缸体；101、气腔室；102、油腔室；11、芯部；111、耐磨环；112、第二插槽；113、第二螺纹环；114、第一抵接环；12、安装管；13、主管；131、台阶槽；132、容纳槽；133、活动腔；134、支点凸起；14、副管；141、挡圈；142、第四插槽；143、第三插槽；144、第三螺纹环；145、第二抵接环；15、连接条；16、对拉螺栓；17、第一密封带；18、第二密封带；20、气侧端盖；201、充气口；21、正向动密封区；22、静密封区；23、反向动密封区；24、中凸部；241、抵接槽；25、密封翅片；251、弯曲部；252、限位圈；253、第一螺纹环；26、卡槽；30、油侧端盖；301、液孔；31、滑移管；311、避让槽；312、V型槽；313、第一插槽；314、通孔；32、弹性骨架；321、第一弹片；322、第二弹片；323、第三弹片；33、受力板；40、限位环；41、滑块；42、储存腔；421、第一腔室；422、第二腔室；43、第一流道；44、第二流道；441、连接管；45、第一形变槽；46、第二形变槽；47、分支槽；50、滑槽；51、加压板；52、压力腔。

具体实施方式

以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例1公开一种活塞式蓄能器。

参照图1，活塞式蓄能器包括缸体10、油侧端盖30、气侧端盖20和活塞1，其中气侧端盖20和油侧端盖30均采用真空电子束焊接的方式焊接固定于缸体10的端部，气侧端盖20上设有充气口201和用于封堵充气口201内的铆钉，油侧端盖30上设有液孔301，以供液压油的进入和排出。

活塞1将缸体10内腔分隔成气腔室101和油腔室102，其中气腔室101填充有高压惰性气体，缸体10的内壁固定有限位环40，限位环40与缸体10同轴设置，限位环40位于活塞1与油侧端盖30之间，因此在油腔室102内无进油时，活塞1仅受到高压惰性气体的压力而抵接于限位环40上。

如图2、图3、图4所示，活塞1包括圆柱形的芯部11和环形的安装管12，安装管12与芯部11同轴设置，并且安装管12与芯部11之间通过径向插设的连接条15进行连接；安装管12包括主管13和两个副管14，两个副管14分别位于主管13的两端，具体连接方式为，主管13和副管14通过轴向设置的对拉螺栓16进行固定连接，对拉螺栓16可以设为多个，对拉螺栓16的螺头抵接于其中一个副管14的端面，对拉螺栓16的螺母抵接于另一个副管14的端面，然后利用对拉螺栓16的对拉力，以迫使两个副管14向中心夹持住主管13，以完成主管13和副管14的安装固定。

如图2、图4、图5所示，主管13的外周面的中部设有耐磨环111，主管13与副管14的相对面均开设有台阶槽131，主管13的台阶槽131和副管14的台阶槽131组合形成容纳槽132，容纳槽132连通至安装管12的外周面，容纳槽132为环形且与活塞1同轴设置；主管13与副管14的相对面均设有斜面，两个斜面之间的距离沿靠近缸体10轴线方向逐渐增大，主管13的斜面和副管14的斜面合围形成活动腔133，并且斜面上设有支点凸点，支点凸起134为环形结构且与活塞1同轴设置。

如图4所示，容纳槽132内设有环形的密封圈2和挡圈141，密封圈2选用氢化丁腈，以满足蓄能器低温-40℃至高温120℃的恶劣工况，挡圈141位于密封圈2的两侧，挡圈141采用PTFE材质，其主要减少密封圈2脱离容纳槽132的情况发生。

如图5、图6、图7所示，密封圈2的朝向缸体10内壁的表面沿缸体10长度方向依次设为正向动密封区21、静密封区22和反向动密封区23，正向动密封区21位于静密封区22的远离油侧端盖30的一侧，静密封区22、正向动密封区21和反向动密封区23均为圆弧段，静密封区22的曲率中心点位于密封圈2的中心点，密封圈2的各截面的中心点的连线设为密封圈2的圆心线，即静密封区22的曲率中心点位于密封圈2的圆心线上，而正向动密封区21的曲率中心点相对密封圈2的圆心线位于靠近气侧端盖20的一侧，反向动密封区23的曲率中心点相对密封圈2的圆心线位于靠近油侧端盖30的一侧。

密封圈2的背离缸体10内壁的表面一体成型有密封翅片25和中凸部24，密封翅片25和中凸部24均为环形结构且与活塞1同轴，中凸部24伸入活动腔133中，且中凸部24的表面设有供支点凸起134所抵接的抵接槽241，即主管13和副管14同时夹持住中凸部24，以实现密封圈2的固定。

密封翅片25设为两组且以中凸部24为中心对称设置，一组密封翅片25包括两个密封翅片25，容纳槽132的槽底开设有第四插槽142，密封翅片25插入第四插槽142内并通过粘接胶固定连接，密封翅片25与密封圈2的连接位置设为弯曲部251，弯曲部251用于确保密封圈2可以有一定的翻转自由度。

为了提高密封圈2与容纳槽132的槽底之间的密封效果，还可以做出如下设置，主管13和副管14的台阶槽131的槽壁上均固定有环形的限位圈252，限位圈252与活塞1同轴设置，限位圈252位于同组的两个密封翅片25之间，主管13和副管14的台阶槽131的槽壁上均螺纹连接有环形的第一螺纹环253，第一螺纹环253与活塞1同轴设置，第一螺纹环253和限位圈252共同错位夹持住其中密封翅片25，并使得密封翅片25的被夹持部位弯曲，以形成弯曲部251。

如图4所示，活塞1上设有驱动机构3，驱动机构3用于带动密封圈2绕自身的圆心线翻转，当活塞1运动至抵接于限位环40时，驱动机构3带动密封圈2翻转至静密封区22抵接于缸体10内壁的状态，当活塞1正向或反向运动时（活塞1朝向气侧端盖20移动为正向移动，活塞1朝向油侧端盖30移动为反向移动），驱动机构3带动密封圈2翻转至正向动密封区21或反向动密封区23抵接于缸体10内壁的状态。

具体为，如图4、图8所示，驱动机构3包括弹性骨架32、滑移管31和固定于滑移管31两端的受力板33，安装管12内周壁与芯部11的外周壁之间形成有环形的滑腔，滑移管31与芯部11同轴设置，滑移管31滑移管31位于滑腔内，滑移管31与安装管12轴向滑移连接；受力板33为环形结构且与活塞1同轴设置，受力板33与滑移管31的固定形式可以为焊接。同时为了减少干涉，滑移管31上贯穿开设有避让槽311(见图3)，避让槽311用于供连接条15通过，以确保滑移管31的滑移运动不受到连接条15的干涉。

如图8所示，弹性骨架32为环形结构且与活塞1同轴，弹性骨架32包括多个第一弹片321和多个第二弹片322，第一弹片321和第二弹片322沿圆周均匀错位排布设置，第一弹片321的端部和第二弹片322的端部通过沿径向设置的第三弹片323进行固定连接，即弹性骨架32可以为冲压一体成型或者锻压成型，常态下(不施加外力的作用下)，弹性骨架32位于活塞1的径向面内。该结构的设定，使得在外力下，弹性骨架32的内径和外径可以进行弹性改变，从而使得弹性骨架32能够偏转。

如图4、图5所示，弹性骨架32位于活动腔133内，对拉螺栓16穿过弹性骨架32的两个第三弹片323之间的间隙，以限制弹性骨架32绕活塞1周向转动，密封圈2的表面的靠近缸体10轴线的部位沿径向开设有卡槽26，卡槽26同时贯穿中凸部24，弹性骨架32的外径部位插入卡槽26内，如此一来，弹性骨架32的第三弹片323被支点凸起134间接抵接。

滑移管31的外周面开设有环形的V型槽312，弹性骨架32的内径部位插入V型槽312内，并且，弹性骨架32的外径部位到第三弹片323的被支点凸起134所抵接的支点位置之间的距离小于弹性骨架32的内径部位到第三弹片323的被支点凸起134所抵接的支点位置之间的距离。

在活塞1静止状态下，活塞1受到气腔室101内的高压惰性气体的压力，活塞1的芯部11和滑移管31均抵接于限位环40上，芯部11、安装管12、滑移管31保持相对位置不变，弹性骨架32处于沿密封圈2的径向设置的状态，此时，弹性骨架32的径向尺寸最大，能够对密封圈2施加较强的径向力，以迫使密封圈2的静密封区22更加紧密抵接缸体10内壁，从而提高静密封效果。

当活塞1处于运动状态下，如，活塞1反向移动时，此时滑移管31两侧的受力板33分别受到来自气腔室101的高压气体压力和来自油腔室102内的高压油压力，而高压油的压力小于高压气体的压力，因此二者的合力将迫使滑移管31反向移动，滑移管31的反向滑移将带动弹性骨架32以支点凸起134为支点进行偏转，以带动密封圈2绕圆心线进行翻转，将反向动密封区23切换至抵接于缸体10内壁的状态(见图9)。

根据活塞1的状态不同，通过驱动机构3以对密封圈2的位置状态进行针对性控制，从而使得密封圈2的局部磨损可控化，局部磨损的方向单一化，从而能够尽可能均匀磨损，进而延长密封时效和密封效果。

其次，在活塞1保持不动时，仅静密封区22进行抵接密封，静密封区22不参与摩擦，静密封区22的磨损较少，从而能够确保密封圈2的静密封效果的保持稳定。

并且，当正向动密封区21和反向动密封区23磨损时，还可以通过加大密封圈2的翻转程度，以使得正向动密封区21和反向动密封区23的未磨损的部位进行抵接，从而实现磨损补偿，以保持密封效果的稳定性。

为了提高滑移管31与芯部11之间的密封性、滑移管31与安装管12之间的密封性，还可以做出如下设置，如图10所示，滑移管31的端部与芯部11之间设有环形的第一密封带17，第一密封带17与活塞1同轴设置，滑移管31的端部开设有环形的第一插槽313，芯部11的端部开设有环形的第二插槽112，第一密封带17的两侧分别插入第一插槽313和第二插槽112内并通过粘接胶固定连接。

并且，滑移管31的端部与芯部11的端面均螺纹连接有第二螺纹环113，第二螺纹环113与活塞1同轴设置，第二螺纹环113的旋进方向为活塞1的轴向，第二螺纹环113上一体成型有环形的第一抵接环114，第一抵接环114将第一密封带17的两侧边分别压在芯部11的端部和滑移管31的端部上，从而减少第一密封带17的侧边脱离的情况发生。

如图11所示，受力板33与副管14的端面之间设有环形的第二密封带18，第二密封带18与活塞1同轴设置，受力板33与副管14的相对面均开设有环形的第三插槽143，第二密封带18的两侧分别插入两个第三插槽143内并通过粘接胶固定连接。

并且，受力板33的外周面和副管14的外周面均螺纹连接有第三螺纹环144，第三螺纹环144与活塞1同轴设置，第三螺纹环144的旋进方向为活塞1的轴向，第三螺纹环144上一体成型有环形的第二抵接环145，第二抵接环145将第二密封带18的两侧边分别压在受力板33的表面和副管14的端部上，从而减少第二密封带18的侧边脱离的情况发生。

而第一密封带17和第二密封带18为橡胶材质，其具有一定的弹性和伸张量，以适应滑移管31的滑移。

实施例2

实施例2在实施例1的基础上做出如下设置，如图12所示，主管13的内周面设有环形的储存腔42，储存腔42与活塞1同轴设置，且储存腔42与密封圈2一一对应设置，储存腔42内填充有压力介质，压力介质可以为气或油，滑移管31的外周面固定有位于储存腔42内的滑块41，滑块41为环形且与活塞1同轴设置，滑块41与储存腔42滑移连接，滑块41将储存腔42分隔成第一腔室421和第二腔室422，第一腔室421相比第二腔室422远离油侧端盖30，在其他实施例中，可以于滑块41和滑移管31的表面设置O型圈，以提高压力介质位于储存腔42内的密封性。

安装管12内设有第一流道43和第二流道44，第一流道43和第二流道44均与对拉螺栓16相避开，第一流道43的一端连通至第一腔室421，第一流道43的另一端连通至容纳槽132的槽底，第一流道43与容纳槽132的槽底之间的连通端位于远离油侧端盖30的一组密封翅片25的两个密封翅片25之间，密封圈2设有第一形变槽45，第一形变槽45的槽口与第一流道43相连通，第一形变槽45呈环形且与活塞1同轴设置，第一形变槽45的横截面沿正向动密封区21的表面轮廓延伸设置，并且，第一形变槽45的中部设有多个朝向密封圈2的截面中心点方向延伸的分支槽47，各分支槽47的长度沿远离缸体10轴线方向逐渐增加。

第二流道44的一端连通至第二腔室422，第二流道44的另一端连通至容纳槽132的槽底，并且，活动腔133内固定有连接管441，连接管441穿过弹性骨架32的两个第三弹片323之间的间隙，连接管441用于接续主管13和副管14之间的第二流道44；第二流道44与容纳槽132的槽底之间的连通端位于靠近油侧端盖30的一组密封翅片25的两个密封翅片25之间，密封圈2设有第二形变槽46，第二形变槽46的槽口与第二流道44相连通，第二形变槽46呈环形且与活塞1同轴设置，第二形变槽46的横截面沿反向动密封区23的表面轮廓延伸设置，并且，第二形变槽46的中部也设有多个朝向密封圈2的截面中心点方向延伸的分支槽47，各分支槽47的长度沿远离缸体10轴线方向逐渐增加。

当活塞1正向移动时，同时滑移管31的正向滑移将带动弹性骨架32以支点凸起134为支点进行偏转，以带动密封圈2绕圆心线进行翻转，将正向动密封区21切换至抵接于缸体10内壁的状态，该过程中，滑块41随滑移管31运动以挤压第一腔室421内的压力介质，压力介质通过第一流道43进入同组的两个密封翅片25之间，然后进入第一形变槽45内，第一形变槽45内压力增大，从而带动密封圈2膨胀，而膨胀程度最大的部位为正向动密封区21。活塞1反向移动时的效果同上。

如此一来，正向动密封区21或反向动密封区23膨胀以更加紧密贴合缸体10的内壁，从而提高密封效果，其次，注入的形变槽的压力介质能够提高密封圈2的膨胀后的内应力，从而提高密封圈2的抗外部压力的形变能力，以提高密封效果。

实施例3

实施例3与实施例2的不同之处在于，第一流道43和第二流道44的布置与实施例2一致，但针对压力介质的泵送结构进行改变，具体为，如图13所示，芯部11的外周面沿轴向贯穿设置有滑槽50，滑槽50避让开连接条15，滑槽50的两端滑移连接有加压板51，加压板51沿活塞1周向呈半环形，加压板51的远离另一加压板51一侧位于第一密封带17内，两个加压板51之间的相对间隙形成为压力腔52，压力腔52内有压力介质。

滑移管31沿径向贯穿开设有一一对应密封圈2设置的通孔314，通孔314与压力腔52连通，第一流道43和第二流道44的一端均连通至安装管12的内周面。

两个加压板51分别受到来自气腔室101和油腔室102的相对方向的压力，两股压力一同施加于压力腔52内的压力介质上，即该压力介质的压力相比实施例2中的压力介质的压力较强，而当滑移管31正向或反向移动时，滑移管31上的通孔314分别移动至第一流道43和第二流道44处，以分别实现第一形变槽45和第二形变槽46的压力介质的注入，从而分别实现正向动密封区21和反向动密封区23的膨胀。

本实施例的极高压力的压力介质能够极大提高密封圈2的膨胀后的内应力，从而提高密封圈2的抗外部压力的形变能力，以提高密封效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞式蓄能器，包括缸体（10）和活塞（1），所述缸体（10）的两侧分别安装有油侧端盖（30）和气侧端盖（20），所述活塞（1）将缸体（10）分隔成气腔室（101）和油腔室（102），所述活塞（1）的外周面设有两个沿活塞（1）长度方向间隔排布的环形容纳槽（132），容纳槽（132）内设有密封圈（2），其特征在于：所述密封圈（2）的背离缸体（10）内壁的表面一体成型有密封翅片（25），所述密封翅片（25）与容纳槽（132）的槽底固定连接，所述密封圈（2）的朝向缸体（10）内壁的表面沿缸体（10）长度方向依次设为正向动密封区（21）、静密封区（22）和反向动密封区（23），所述活塞（1）还设有驱动机构（3），所述驱动机构（3）用于带动密封圈（2）绕自身的圆心线翻转，所述缸体（10）内壁固定有限位环（40），限位环（40）位于活塞（1）与油侧端盖（30）之间；当所述活塞（1）运动至抵接于限位环（40）时，所述驱动机构（3）带动密封圈（2）翻转至所述静密封区（22）抵接于缸体（10）内壁的状态，当所述活塞（1）正向或反向运动时，所述驱动机构（3）带动密封圈（2）翻转至所述正向动密封区（21）或反向动密封区（23）抵接于缸体（10）内壁的状态。

2.根据权利要求1所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述静密封区（22）、所述正向动密封区（21）和所述反向动密封区（23）均为圆弧段，所述静密封区（22）的曲率中心点位于所述密封圈（2）的圆心线上，所述正向动密封区（21）的曲率中心点相对所述密封圈（2）的圆心线位于靠近所述气侧端盖（20）的一侧，所述反向动密封区（23）的曲率中心点相对所述密封圈（2）的圆心线位于靠近所述油侧端盖（30）的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述驱动机构（3）包括弹性骨架（32）、滑移管（31）和固定于滑移管（31）两端的受力板（33），所述弹性骨架（32）包括多个第一弹片（321）和多个第二弹片（322），第一弹片（321）和第二弹片（322）沿圆周均匀错位排布设置，第一弹片（321）的端部和第二弹片（322）的端部通过沿径向设置的第三弹片（323）进行固定连接；所述活塞（1）包括芯部（11）和环形的安装管（12），所述安装管（12）与芯部（11）同轴设置，所述安装管（12）与所述芯部（11）之间通过连接条（15）进行固定连接，所述容纳槽（132）开设于所述安装管（12）的外周面；所述安装管（12）内周壁与所述芯部（11）的外周壁之间形成有环形的滑腔，所述滑移管（31）位于滑腔内，滑移管（31）与安装管（12）滑移连接；所述安装管（12）沿自身径向开设有活动腔（133），所述弹性骨架（32）位于活动腔（133）内，所述活动腔（133）的相对内壁设有支点凸起（134），两个所述支点凸起（134）同时抵接于所述弹性骨架（32）的第三弹片（323）上，所述密封圈（2）的表面开设有卡槽（26），所述弹性骨架（32）的外径部位插入卡槽（26）内，所述滑移管（31）的外周面开设有环形的V型槽（312），所述弹性骨架（32）的内径部位插入V型槽（312）内。

4.根据权利要求3所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述弹性骨架（32）的外径部位到第三弹片（323）的被所述支点凸起（134）所抵接的支点位置之间的距离小于所述弹性骨架（32）的内径部位到第三弹片（323）的被所述支点凸起（134）所抵接的支点位置之间的距离。

5.根据权利要求3所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述滑移管（31）的端部与所述芯部（11）之间设有环形的第一密封带（17），所述滑移管（31）的端部开设有环形的第一插槽（313），所述芯部（11）的端部开设有环形的第二插槽（112），所述第一密封带（17）的两侧分别插入第一插槽（313）和第二插槽（112）内并通过粘接胶固定连接；所述受力板（33）与所述安装管（12）之间设有环形的第二密封带（18），所述受力板（33）与所述安装管（12）的相对面均开设有第三插槽（143），所述第二密封带（18）的两侧分别插入两个第三插槽（143）内并通过粘接胶固定连接。

6.根据权利要求3所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述密封翅片（25）设为两组且以所述密封圈（2）的圆心线对称设置，一组密封翅片（25）包括两个密封翅片（25），所述容纳槽（132）的槽底开设有第四插槽（142），所述密封翅片（25）插入第四插槽（142）内并通过粘接胶固定连接，所述密封翅片（25）与所述密封圈（2）的连接位置设为弯曲部（251）；所述密封圈（2）的表面的位于两组密封翅片（25）之间的部位一体成型有环形的中凸部（24），所述卡槽（26）贯穿所述中凸部（24），所述中凸部（24）位于所述活动腔（133）中，且所述中凸部（24）的表面设有供所述支点凸起（134）所抵接的抵接槽（241）。

7.根据权利要求6所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述安装管（12）包括主管（13）和位于主管（13）轴向两侧的副管（14），所述主管（13）和副管（14）的相对面均设有斜面，两个斜面组成所述活动腔（133），所述支点凸起（134）设于所述斜面上，所述主管（13）和所述副管（14）通过轴向设置的对拉螺栓（16）进行固定连接，所述对拉螺栓（16）的端部抵接于所述副管（14）的远离主管（13）的端面，且所述对拉螺栓（16）穿过所述弹性骨架（32）的两个第三弹片（323）之间的间隙。

8.根据权利要求6所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述安装管（12）的内周面设有环形的具有压力介质的储存腔（42），所述滑移管（31）的外周面固定有位于储存腔（42）内的滑块（41），滑块（41）将储存腔（42）分隔成第一腔室（421）和第二腔室（422），第一腔室（421）相比第二腔室（422）远离所述油侧端盖（30），所述安装管（12）内设有第一流道（43）和第二流道（44），第一流道（43）的一端连通至第一腔室（421），第一流道（43）的另一端连通至所述容纳槽（132）的槽底，所述第一流道（43）的连通端位于远离油侧端盖（30）的一组所述密封翅片（25）的两个密封翅片（25）之间，所述密封圈（2）设有第一形变槽（45），所述第一形变槽（45）的槽口与所述第一流道（43）相连通，所述第一形变槽（45）沿所述正向动密封区（21）的表面轮廓延伸设置；第二流道（44）的一端连通至第二腔室（422），第二流道（44）的另一端连通至所述容纳槽（132）的槽底，所述第二流道（44）的连通端位于靠近油侧端盖（30）的一组所述密封翅片（25）的两个密封翅片（25）之间，所述密封圈（2）设有第二形变槽（46），所述第二形变槽（46）的槽口与所述第二流道（44）相连通，所述第二形变槽（46）沿所述反向动密封区（23）的表面轮廓延伸设置。

9.根据权利要求8所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述第一形变槽（45）和所述第二形变槽（46）的中部均设有多个朝向所述密封圈（2）的截面中心延伸的分支槽（47），各分支槽（47）的长度沿远离所述缸体（10）轴线方向逐渐增加。

10.根据权利要求6所述的活塞式蓄能器，其特征在于：所述芯部（11）滑移连接有两个加压板（51），两个加压板（51）之间形成有压力腔（52），压力腔（52）内具有压力介质，所述滑移管（31）沿径向贯穿开设有一一对应所述密封圈（2）设置的通孔（314），所述通孔（314）与所述压力腔（52）连通；所述安装管（12）内设有第一流道（43）和第二流道（44），第一流道（43）的一端连通至所述安装管（12）的内周面，第一流道（43）的另一端连通至所述容纳槽（132）的槽底，所述第一流道（43）的连通端位于远离油侧端盖（30）的一组所述密封翅片（25）的两个密封翅片（25）之间，所述密封圈（2）设有第一形变槽（45），所述第一形变槽（45）的槽口与所述第一流道（43）相连通，所述第一形变槽（45）沿所述正向动密封区（21）的表面轮廓延伸设置；第二流道（44）的一端连通至所述安装管（12）的内周面，第二流道（44）的另一端连通至所述容纳槽（132）的槽底，所述第二流道（44）的连通端位于靠近油侧端盖（30）的一组所述密封翅片（25）的两个密封翅片（25）之间，所述密封圈（2）设有第二形变槽（46），所述第二形变槽（46）的槽口与所述第二流道（44）相连通，所述第二形变槽（46）沿所述反向动密封区（23）的表面轮廓延伸设置；当所述滑移管（31）正向移动以带动所述密封圈（2）翻转至所述正向动密封区（21）抵接于缸体（10）内壁的状态时，所述通孔（314）与所述第一流道（43）连通；当所述滑移管（31）反向移动以带动所述密封圈（2）翻转至所述反向动密封区（23）抵接于缸体（10）内壁的状态时，所述通孔（314）与所述第二流道（44）连通。

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