CN117905832A - 一种可调节容积的三腔蓄能器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调节容积的三腔蓄能器，涉及蓄能器技术领域，包括蓄能器，蓄能器包括壳体，所述壳体内形成有液体腔，气腔及调节腔；所述气腔内设置有气柱；所述调节腔内设置有调节组件，所述调节组件用于调整所述气柱的容积；所述液泵通过管道与所述液体腔连通。本发明通过联动调节腔对气腔容积的压缩，实现了灵活的能量调节，有效减缓了水的不可压缩性带来的压力冲击，提高了系统的稳定性；实现了多档次的能量输出，满足了不同工作需求；通过调节腔的独立控制，多档次调节的蓄能器能够实现对能量输出的更为精准和稳定的控制，避免了传统蓄能器释放不稳定的问题。

Description

一种可调节容积的三腔蓄能器

技术领域

本发明涉及蓄能器技术领域，特别是涉及一种可调节容积的三腔蓄能器。

背景技术

在工业应用中，蓄能器作为能量储存和释放的重要装置，在煤矿等领域发挥着关键作用。传统的蓄能器在煤矿工作环境中使用纯水作为介质时，常常面临一系列问题，如压力冲击、能量释放不稳定等。为了解决这些问题，多档次调节的蓄能器应运而生，旨在提供更灵活、稳定且可靠的能量储存和释放方案。传统蓄能器在煤矿工作环境下使用纯水介质时，由于水的不可压缩性和高度传导性，容易产生压力冲击和释能不稳定的问题。为此，现有的可变容积蓄能器采用不同的调节方法，通过改变腔体容积来实现能量的储存和释放。例如通过调整蓄能器中的气体体积来实现容积的改变。通过增减气体的体积来调整整个系统的容积，或通过向蓄能器注入或排出液体来改变容积；通过调整液体的量来调整容积。但传统蓄能器通常难以实现多档次的能量输出。

因此，亟需设计一种可调节容积的三腔蓄能器。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调节容积的三腔蓄能器，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现多档次的能量输出，满足了不同工作需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可调节容积的三腔蓄能器，包括：

蓄能器，包括壳体，所述壳体内形成有液体腔，气腔及调节腔；

所述气腔内设置有气柱；所述调节腔内设置有调节组件，所述调节组件用于调整所述气柱的容积；

液泵，所述液泵通过管道与所述液体腔连通。

所述管道上安装有至少两个液体阻尼器。

所述壳体为一端开口的柱状体结构，所述壳体开口端固定安装有下端盖，所述下端盖中心开设有用于与管道连通的贯穿孔；所述下端盖与壳体内壁之间通过端盖密封件密封连接；所述下端盖上形成有所述液体腔的底部。

所述下端盖上还固定安装有保护装置。

所述液体腔底部安装有压力传感器。

所述液体腔顶部与气腔之间通过活塞连接；所述活塞与所述壳体内壁之间通过活塞密封件密封连接。

所述气柱包括气柱外壁和气柱内壁；所述气柱外壁还通过气阀伸出所述壳体；所述气柱外壁和活塞上安装有位移传感器。

所述气柱内壁还连通有气体储存罐。

所述液体腔和气腔连通，所述调节组件包括液压缸，所述液压缸上安装有输油管，所述液压缸与所述气柱外壁相接触。

本发明公开了以下技术效果：本发明通过联动调节腔对气腔容积的压缩，实现了灵活的能量调节，有效减缓了水的不可压缩性带来的压力冲击，提高了系统的稳定性。实现了多档次的能量输出，满足了不同工作需求。通过调节腔的独立控制，多档次调节的蓄能器能够实现对能量输出的更为精准和稳定的控制，避免了传统蓄能器释放不稳定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为蓄能器内部结构示意图；

其中，1、气阀；2、外壳体；3、液压缸；4、气柱外壁；5、气柱内壁；6、活塞；7、活塞密封件；8、下端盖；9、端盖密封件；10、保护装置；11、压力传感器；12、输油管；13、液泵；14、液体阻尼器；15、位移传感器；16、气体储存罐。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种可调节容积的三腔蓄能器，包括：

蓄能器，包括壳体2，壳体2内形成有液体腔，气腔及调节腔；

气腔内设置有气柱；调节腔内设置有调节组件，调节组件用于调整气柱的容积；

液泵13，液泵13通过管道与液体腔连通。

管道上安装有至少两个液体阻尼器14。

壳体2为一端开口的柱状体结构，壳体2开口端固定安装有下端盖8，下端盖8中心开设有用于与管道连通的贯穿孔；下端盖8与壳体2内壁之间通过端盖密封件密封连接；下端盖8上形成有液体腔的底部。

下端盖8上还固定安装有保护装置10。

液体腔底部安装有压力传感器11。

液体腔顶部与气腔之间通过活塞6连接；活塞6与壳体2内壁之间通过活塞密封件7密封连接。

气柱包括气柱外壁4和气柱内壁5；气柱外壁4还通过气阀1伸出壳体2；气柱外壁4和活塞6上安装有位移传感器15。

气柱内壁5还连通有气体储存罐16。

液体腔和气腔连通，调节组件包括液压缸3，液压缸3上安装有输油管12，液压缸3与气柱外壁4相接触。

在本发明的一个实施例中，如图1和2所示，蓄能器主要由外壳2内的三个腔室构成，自下到上分别是液体腔，气腔和调节腔。

在本发明的一个实施例中，液体腔是由高强度合金或不锈钢制成的圆柱体，保证其足够坚固以承受高压；内部涂有耐腐蚀的涂层，以保护内壁免受液体侵蚀；液体腔的下部设有贯穿孔，通过管道连接到外部系统和水泵。

在本发明的一个实施例中，液体腔的主要功能是容纳液体介质，在储存和释放能量阶段实现液体的流动；液体腔的顶部通过活塞6连接气腔，活塞6上具有活塞密封件7来保证活塞6的密封性。

在本发明的一个实施例中，气腔是由气柱内壁5和气柱外壁4构成的圆柱体，内壁由橡胶或波纹管等高弹性材料制成，其上覆盖有防腐蚀和耐磨的保护层，外壁同样由橡胶或波纹管等高弹材料制成，它覆盖在气腔的外部，与调节组件相连。气腔的外壁具有弹性，能够在外力作用下伸展或压缩，从而改变气腔的容积，允许气腔储存和释放能量。

在本发明的一个实施例中，气腔的顶部与调节腔相连，调节腔由高强度合金或不锈钢制成，内部配备调节组件液压缸3，通过外部的液压系统供油。

进一步的，还设置有智能控制系统，智能控制系统通过操纵调节腔内部的调节组件，控制气柱外壁4的位置，从而调整气腔的容积。这个过程影响能量的储存和释放，可以实现不同储能量级别以满足系统的需求。

在本发明的一个实施例中，液体腔下部通过管道连接到外部系统和液泵13，两条通路的管道上安装有液体阻尼器14，液体阻尼器14由一个容器、阀门和调节装置组成，容器由耐腐蚀的材料制成，内部安装由阀门和可调节装置；阀门由阀体和阀芯组成，可以是球阀、蝶阀或其他类型的阀门，在需要时打开或关闭，以控制液体的流动，从而实现能量的储存和释放。液体阻尼器14通过调整阀门的开度来控制液体的流动速度，控制压力冲击，确保能量储存和释放过程平稳进行。

在本发明的一个实施例中，在两条通路的管道内安装有液体过滤器，液体过滤器由一个容器和过滤介质组成，容器由耐腐蚀的材料制成，过滤介质可以是滤纸、滤网、滤芯或其他滤材。液体过滤器通过滤材将液体中的固体颗粒和杂质分离出来，以确保液体的纯净度，提高系统的可靠性和寿命。液体腔的底部安装有压力传感器11，用于实时监测液体的压力，压力传感器11的输出数据可以传送给智能控制系统，以反馈液体腔压力的变化情况。根据压力传感器11的反馈信息，智能控制系统可以根据需要进行调整。液体腔和气腔之间的活塞6和气柱外壁4上安装有位移传感器15，位移传感器15通过测量活塞6和气柱外壁4的位移，计算气腔容积的变化。位移传感器15的输出数据可以传送给控制系统，以反馈气腔容积的变化情况。根据位移传感器15的反馈信息，控制系统可以调整调节组件，控制气腔容积的压缩或伸展，以满足不同蓄能档次的需求。

在本发明的一个实施例中，气腔侧部连接有气体储存罐16，气体储存罐16由高强度合金制成，内部用于储存压缩气体，提供额外的气体供气腔伸展时使用，提高系统的稳定性。气腔的顶部通过气阀1与外部环境相连通，对系统提供保护作用，在压力超过安全范围时，气阀1可以打开以释放多余的压力，防止系统损坏。

在本发明的一个实施例中，在能量储存阶段，外部液泵13启动，液体被通过管道输送到蓄能器的液体腔，液体阻尼器14精确控制液体的流速，以确保系统的稳定性。在此期间，液体腔内的压力传感器11实时监测着液体腔内的压力，并将数据传送给控制系统，控制系统可以根据不同的任务需求进行相应的操作。随着液体的注入，液体推动液体腔和气腔之间的活塞6向上移动。活塞6的运动导致气腔的容积逐渐减小。位于活塞6上方的位移传感器15通过测量活塞6的位移，可以精确测量气腔的容积变化情况。当气腔容积减小到预先设定的数值时，位移传感器15将这一信息传递给控制系统。

进一步的，智能控制系统可以根据需要选择不同的档位。系统提供了三个档位选择：一档、二档和三档。每个档位对应不同的能量储存和释放情况。一档表示系统维持原始状态，无需调节组件干预。而二档和三档表示调节组件将适度压缩气腔的容积，以满足不同层次的工作任务。例如二档是气腔容积减小到原始状态的90％，三档是气腔容积减小到原始状态的80％。

进一步的，以下是每个档次下该蓄能器可能适用的煤矿工作情况的举例：档次一适用于轻型或常规操作。在煤矿输送带系统中，用于轻负载或正常负载的起动和停止过程。例如，启动小型输送机或停止轻型输送带的情况。也可以用于小型通风设备，例如通风扇以提供起始或停止时所需的相对较低能量。档次二适用于中等负载或需要中等输出能量的操作。在采煤机械中，用于提供适度的能量，以应对一般煤层的采煤工作。也可以用于较大输送带的启动和停止。档次三适用于重型负载或需要大输出能量的操作。在大型煤矿设备中，如煤矿提升机或大型采煤机，用于提供额外的能量以应对高阻力的煤层或进行大规模的煤炭采运工作。当外部系统需要额外能量时，智能控制系统操纵控制系统，打开阀门，允许蓄能器内储存的能量进行释放，气腔内的气体推动活塞6向下运动。液体腔内的高压液体通过管道迅速输送至外部系统，以完成所需的工作任务。管道上的阀门和液体阻尼器14控制液体的流动速度，保证能量输送的平稳性。同时，液体腔内的压力传感器11持续监测着压力情况，以确保系统的安全性。在任何可能出现危险状态的情况下，系统可以通过打开气腔上的气阀1与外部环境相连，以释放内部压力，确保系统的安全。整个过程中，管道内的液体过滤器过滤液体中的固体颗粒和杂质，确保液体的纯净度，保证系统的可靠性和寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于，包括：

蓄能器，包括壳体(2)，所述壳体(2)内形成有液体腔，气腔及调节腔；所述气腔内设置有气柱；所述调节腔内设置有调节组件，所述调节组件用于调整所述气柱的容积；

液泵(13)，所述液泵(13)通过管道与所述液体腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述管道上安装有至少两个液体阻尼器(14)。

3.根据权利要求1所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述壳体(2)为一端开口的柱状体结构，所述壳体(2)开口端固定安装有下端盖(8)，所述下端盖(8)中心开设有用于与管道连通的贯穿孔；所述下端盖(8)与壳体(2)内壁之间通过端盖密封件密封连接；所述下端盖(8)上形成有所述液体腔的底部。

4.根据权利要求3所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述下端盖(8)上还固定安装有保护装置(10)。

5.根据权利要求3所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述液体腔底部安装有压力传感器(11)。

6.根据权利要求1所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述液体腔顶部与气腔之间通过活塞(6)连接；所述活塞(6)与所述壳体(2)内壁之间通过活塞密封件(7)密封连接。

7.根据权利要求6所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述气柱包括气柱外壁(4)和气柱内壁(5)；所述气柱外壁(4)还通过气阀(1)伸出所述壳体(2)；所述气柱外壁(4)和活塞(6)上安装有位移传感器(15)。

8.根据权利要求7所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述气柱内壁(5)还连通有气体储存罐(16)。

9.根据权利要求7所述的一种可调节容积的三腔蓄能器，其特征在于：所述液体腔和气腔连通，所述调节组件包括液压缸(3)，所述液压缸(3)上安装有输油管(12)，所述液压缸(3)与所述气柱外壁(4)相接触。