CN210183173U - 用于储存流体的储压器以及流体系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于储存流体的储压器，其包含限定该储压器的内部容积的壳体。该壳体包含用于向流体系统提供流体的至少一个端口。该储压器还包含储压器轴杆，其设置在该内部容积中且沿着该壳体的一纵向轴线(例如中心轴线)自该壳体的第一内部表面至少部分地延伸跨过该内部容积。该储压器包含活塞板，其设置在该内部容积中使得该活塞板及该壳体的第二内部表面在该内部容积中限定腔室。该储压器进一步包含设置在该内部容积中的马达。该储压器经配置使得该马达的旋转运动转变成该活塞板沿着该储压器轴杆的线性运动。本实用新型还涉及流体系统。

Description

用于储存流体的储压器以及流体系统
相关申请的参考
本申请要求2016年8月17日提交的美国临时专利申请 No.62/375,946的权益，该申请全文通过参考并入本文中。
技术领域
本实用新型大体上是关于用于储存流体的储压器。更具体地，本实用新型是关于用于诸如(例如)液压系统的开环及死循环流体系统中的流体储存的储压器。本实用新型还涉及流体系统。
背景技术
用于不可压缩流体(诸如一液压流体)的储压器是压力储存容器，其中不可压缩流体借助来自(例如)弹簧或压缩气体的力保持在压力下，即“填充的(charged)”。当需要时，储压器将储存的能量(例如，以加压流体的形式)注回流体系统中。储压器在大多数液压、机械及自动化领域中广泛使用。其是通用的、改良机器的舒适度、保护液压系统，且用于改良液压系统的能量效率。例如，使用储压器作为能量储存装置有效地减少了流体泵的所需流率容量，这导致减少安装功率。在充气时，储压器允许根据需要进行实时及/或重复操作(制动、开门或基于应用的某个其他重复操作)。
在一些流体系统中，储压器有助于抑制脉动并降低流体系统中由于(例如)泵的脉动引起的噪声。归因于典型储压器(例如，气囊式储压器)的惯性较小，储压器可快速调整该压力变化，且改良操作的精度并降低系统的噪声位准。在死循环系统中，储压器可储存/释放流体以解决由闭路中的热变化引起的压差。在大容量流量系统中，经正确重设大小且位于系统内的储压器借助将压力波振荡变换为液体质量振荡提供保护以免于浪涌及水锤损坏，该液体质量振荡容易由储压器吸收以将压力峰值位准带回至可接受位准。在诸如维护机械及运输平台的工业机器上，连接至悬挂腔室的储压器用作可调减震器。除上述的外，取决于应用，储压器可提供吸入流稳定、容积及泄漏调整、重量均衡、能量回收及再生。
一些常见类型的储压器是气囊式储压器、隔膜式储压器及活塞式储压器。气囊式储压器包含壳体及设置在壳体内部的气囊。气囊充满压缩气体，诸如氮气、空气或另一气体。当流体系统中的压力高于气囊式储压器中的压力时，流体被迫进入储压器，从而压缩气囊直至系统压力等于气囊中氮气的压力。当系统压力低于压缩气体压力时，压缩气体膨胀并迫使储存的流体进入流体回路直至压力再次平衡。隔膜式储压器使用可挠构件来分离储压器的两个腔室。腔室充满压缩气体，且另一腔室连接至流体回路。类似于气囊式储压器，压缩气体与系统流体之间的压力差将导致流体进入或离开储压器。最后，第三类型的储压器(活塞式储压器)使用刚性活塞来分离储压器的两个腔室。类似于气囊式储压器，腔室充满压缩气体，且另一腔室连接至流体回路。活塞经设计以当压缩气体与流体回路之间存在压力差时沿着储压器的壁滑动。借助滑动，活塞允许流体进入及离开储压器。
上文所论述的储压器具有各种安全及维护问题。隔膜及气囊式储压器经历归因于机械循环引起的磨损。除了机械循环引起的应力的外，隔膜还经历归因于气体在操作期间压缩及膨胀引起的温度变化而引起的热应力。此外，上述储压器中的气体始终处于压力下，这可意味着液压系统设备的一些或全部始终处于压力下。即，即使没有发生操作，储压器及系统还可捕获到压力。因此，储压器及系统设备必须经配置以在24小时皆承受捕获的压力，而不仅仅是在设备操作时承受捕获的压力。这意味着，出于安全原因，储压器及系统设备的壁厚度将大于在操作期间仅应用储压器中的压力的情况下的壁厚度。此外，因为上述储压器中的气体始终处于压力下，所以储压器在每次应用时必须经具体预配置。因此，相同储压器配置不能用于各种压力及容积流量条件。实际上，储压器甚至不能适应相同应用中的任何显著变化。例如，系统中归因于系统中归因于(例如)升级而导致的设备变化引起的容积、压力及/或响应时间的变化。
透过比较常规、传统及所提出方法与如在本实用新型的剩余部分中参考附图所陈述的本实用新型的实施例，本领域技术人员将明白该方法的进一步限制及缺点。
实用新型内容
本实用新型的例示性实施例提供了一种马达操作的储压器。在一些例示性实施例中，储压器包含壳体，该壳体限定具有一定长度及一定宽度的内部容积。优选地，该壳体包含用于提供与流体系统的流体连通的至少一个端口。储压器还包含储压器轴杆，该储压器轴沿着该壳体的纵向轴线(例如，中心轴线)设置在该内部容积中。优选地，该储压器轴杆自该壳体的第一内部表面延伸且沿着该壳体的中心轴线至少部分地延伸跨过该内部容积。在一些例示性实施例中，该储压器轴杆完全延伸跨过该内部容积。优选地，该储压器包含该内部容积中的活塞板，该活塞板经设置使得该活塞板及该壳体的第二内部表面在该内部容积中限定用于储存流体的腔室。优选地，该壳体包含主体及附接至该主体的至少一个端板。优选地，该储压器轴杆自端板延伸。在一些例示性实施例中，该主体是圆柱体，且该壳体包含附接至圆柱形主体的每一端的两个端板。优选地，该储压器轴杆自端板延伸至另一端板。
优选地，借助改变腔室的容积来实现进出腔室的流体流动。如本文中所使用，“流体”意味着不可压缩液体或基本上不可压缩液体，例如具有某种夹带气体但不足以基本上影响流体混合物的不可压缩本质的不可压缩液体。借助改变该活塞板沿着该储压器轴杆的位置(例如，借助使该活塞板沿着该壳体的轴线(其可为中心轴线)线性地移动) 来改变腔室的容积。优选地，该储压器进一步包含马达，该马达经设置使得该马达轴杆通过接口连接于该储压器轴杆，且该马达的外部径向表面通过接口连接于该壳体的内部表面。优选地，该马达的旋转运动转变成该活塞板沿着该储压器轴杆的线性运动以改变腔室的容积。降低腔室容积经由该至少一个端口将流体注入系统，且增加腔室容积经由该至少一个端口迫使来自系统的流体进入腔室以用于储存。在一些例示性实施例中，该储压器储存用于死循环或开环液压系统的液压流体。
优选地，该马达设置在该内部容积中。优选地，该马达设置在该活塞板与壳体的第一内部表面之间。在一些例示性实施例中，该活塞板是该马达的壳体(或外壳)的一部分。例如，该活塞板可为该马达外壳的一部分，该部分设置在垂直于该壳体的纵向轴线的平面上，该纵向轴线可为中心轴线。即，该马达外壳的平坦侧是该活塞板，且该马达的运动改变腔室的容积。在一些实施例中，当使用外部转子型马达时，该马达的外部径向表面包含与设置在该壳体的内部表面上的螺纹匹配的螺纹。在一些例示性实施例中，当使用内部转子型马达时，该储压器轴杆及该马达轴杆具有螺纹接口。在一些例示性实施例中，该活塞板可与该马达分离，例如，联接至该马达的盘。该联接使得该马达的旋转运动转变成该活塞板的对应线性运动。在该活塞板与该马达分离的一些例示性实施例中，该马达可为静止的，即，不进行线性运动。在一些例示性实施例中，该活塞板的外部径向表面包含与设置在该壳体的内部表面上的螺纹匹配的螺纹。在其他例示性实施例中，该储压器轴杆及该活塞板的中心毂具有螺纹接口。在一些例示性实施例中，该马达位于该壳体外部并联接至该盘。在一些例示性实施例中，该马达是双向、低速高扭矩马达。在一些实施例中，该马达是横向磁通马达。在一些例示性实施例中，该马达是伺服马达。
在另一例示性实施例中，流体系统(例如，液压系统)包含流体驱动致动器，例如，液压缸、液压马达或另一类型的流体驱动致动器。该流体系统还包含用于操作该流体驱动致动器的泵。该系统进一步包含具有壳体的储压器。该储压器还包含储压器轴杆，该储压器轴杆沿着该壳体的纵向轴线(例如，中心轴线)设置在该储压器的内部容积中。优选地，该储压器包含设置在内部容积中的活塞板，使得该活塞板及该壳体的内部表面限定了用于将流体储存在该储压器中的腔室。优选地，该储压器进一步包含马达，该马达经设置使得该马达的旋转运动转变成该活塞板沿着该储压器轴杆的线性运动。该储压器经配置使得当该活塞板沿着该储压器轴杆的位置改变时，储存流体的腔室的容积也变化。该系统进一步包含控制器，该控制器操作该马达以确立该活塞板沿着该储压器轴杆的位置，以控制该流体系统中的增压及增流的至少一者的量值、方向及持续时间的至少一者。
另一例示性实施例是关于一种将流体自一储压器注入流体系统并将流体自该流体系统提取至该储压器中的方法。该储压器具有壳体，该壳体限定该储压器的内部容积。该活塞板设置在该内部容积中，使得该活塞板及该壳体的内部表面限定了用于将流体储存在该储压器中的腔室。该方法包含使该马达旋转以使该活塞板沿着该储压器轴杆线性地移动以改变该腔室的容积。该方法还包含降低该腔室中的容积以将储存在腔室中的流体注入该流体系统以及增加腔室中的容积以自该流体系统接收流体以储存在该腔室中。在一些例示性实施例中，可为死循环或开环系统的该系统是液压系统。
本实用新型内容作为对本实用新型的一些实施例的一般介绍而提供，且不旨在限制于任何特定的储压器、流体系统或液压系统配置。应当理解，实用新型内容中描述的各种特征及特征配置可以任何合适方式组合以形成本实用新型的任何数量的实施例。本文中提供了包含变型及替代性配置的一些额外例示性实施例。
附图说明
并入本文中且组成本说明书的部分的随附附图图解说明本实用新型的例示性实施例且与上文给定的大体描述及下文给定的详细描述一起用以解释本实用新型的较佳实施例的特征。
图1是储压器的例示性实施例的透视图。
图2是移除一半外部壳体的图1的储压器的内部的视图。
图3是可在图1的储压器中使用的马达的例示性实施例的截面视图。
图4A及4B是马达轴杆与储压器轴杆之间的互锁布置的例示性实施例的截面视图。
图5A及5B是储压器轴杆的例示性配置的前视图。
图6是使用图1的储压器的例示性液压系统的示意图。
图7A是其中马达及活塞板分离的储压器的内部视图。
图7B是储压器的内部视图，其中马达设置在储压器外部。
具体实施方式
如图1及2中所见，储压器10包含限定内部容积18的壳体13。在所图解说明的实施例中，壳体13包含主体15及附接至主体15的端板20及22。优选地，主体15是中空圆柱体。然而，主体可具有其他形状，诸如(例如)矩形形状。优选地，端板20包含连接至流体系统的端口25a、25b。虽然在图1中展示了两个端口，但是在一些实施例中，储压器10可包含一个端口或两个以上的端口。此外，该端口可在主体中而不在端板20、22中。优选地，如图2中所见，端板20、22 中的每一个都具有螺纹部分20a、22a以容纳主体15的区段15a。区段15a具有对应于螺纹部分20a、22a的螺纹，使得主体15与端板20、 22中的每一个之间的螺纹接口形成紧密且牢固的连接。当然，可使用将主体15附接至端板20、22的其他构件，诸如螺栓连接、焊接连接或将使主体15固定至端板20、22的一些其他已知构件。虽然未展示，但是可在主体15与端板20、22之间的接口处使用垫圈、O环或一些其他密封构件，以确保壳体13的内部容积18中的流体将不会泄漏至储压器10外部。在高压系统中，可在与端板20的接口处使用主体15外部的密封焊接来确保储压器被适当地密封。在一些实施例中，端板 22处的接口不需要被密封或需要具有紧密密封，因为腔室19b将保持不加压。在一些实施例中，主体15及端板20、22的一者可形成整体单元。例如，主体15及端板20可被加工或锻造为单件。当然，虽然端板20、22被展示为盘，但是端板还可为任何合适形状，诸如(例如) 圆顶。
储压器轴杆30沿着储压器10的纵向轴线A-A设置在主体15的内部容积18中。在例示性实施例中，轴线A-A是中心轴线。优选地，储压器轴杆30附接至壳体13的内部表面，且沿着纵向中心轴线A-A 至少部分地延伸跨过内部容积18。在一些实施例中，储压器轴杆30 延伸内部容积18的全长。优选地，储压器轴杆30固定地附接至每一端板20、22。例如，储压器轴杆30可分别使用端板盖21、23附接至端板20、22。螺栓、螺钉或其他已知紧固构件可用于将储压器轴杆30 连接至端板盖21、23。端板盖21、23还可用于将内部容积18密封以免受外部影响。虽然未展示，但是可在端板盖21、23与各自端板20、 22之间使用垫圈、O形环或其他已知密封构件以提供密封。当然，储压器轴杆30可使用诸如螺纹连接的其他附接构件来附接至端板20、 22的一者或两者。在一些实施例中，储压器轴杆30不穿透或仅部分地穿透至端板20、22的一者或两者中。在该情况中，可能不需要端板盖21、23。
活塞板70设置在储压器轴杆30上，使得活塞板70沿着储压器轴杆30行进。活塞板70将内部容积18分离成两个腔室19a、19b。活塞板70可由用于流体施加的任何适当材料制成。例如，在液压流体中，活塞板可由诸如(例如)钢及其合金以及铝及其合金的金属制成，仅举几例。在其他应用(例如，包含反应性化学品的应用)中，活塞板 70可涂布有适当的非反应性材料及/或由(例如)塑料或陶瓷制成，仅举几例。在图2的例示性实施例中，具有中心通道32(参见图3)的马达40设置在储压器轴杆30上介于活塞板70与壳体13的内部表面 (例如，端板22)之间。马达40联接至活塞板70，使得马达40的旋转运动转变成活塞板70沿着中心轴线A-A的对应线性运动。
如图2中所见，具有马达40的活塞板70类似于传统活塞式储压器中的活塞而作用。然而，虽然活塞板70类似于传统活塞作用，但是本领域技术人员在阅读本说明书之后将理解本实用新型的例示性实施例提供传统活塞式储压器中找不到的优点。例如，在本实用新型的例示性实施例中，马达40消除了对诸如具有压缩气体的隔膜或气囊的能量储存装置的需要，从而消除了与隔膜或气囊相关的维护问题。此外，当系统正操作时，马达40仅对流体系统施加压力。因此，因为在操作之后将消除压力，所以储压器10及系统将不会持续处于压力下。因此，储压器10及设备可更轻(例如，归因于储压器具有较薄壁)，且仍然维持舒适的安全系数。此外，因为“智能型”控制系统可经配置以控制储压器10的马达40，所以可借助对(例如)控制马达40的算法进行调整来容易地解决诸如压力、容积流量、响应时间的系统条件变化或归因于(例如)设备升级或某个其他原因引起的某个其他变化。此外，不同于针对特定应用配置的先前技术储压器，相同储压器配置可用于各种应用，其中仅马达40的控制原理是应用所特有的。这是可能的，因为控制器可用各种应用的定制化算法容易地重新进行程序化。
如上文所论述，马达40经配置使得马达40的旋转运动转变成活塞板70沿着储压器轴杆30的对应线性运动。优选地，活塞板70直接联接至马达40，且是例如用于马达70的外壳(或壳体)的一部分。优选地，沿着(例如)马达40的中心轴线设置的中心通道32容纳储压器轴杆30，使得马达40及活塞板70沿着储压器轴杆30行进。优选地，如图3中所见且如下文进一步解释，活塞板70是马达40的外壳的一部分。马达40联接至储压器轴杆30并使储压器轴杆30旋转以使活塞板70线性地运动。当然，只要马达40的旋转运动转变成活塞板70的线性运动，马达40与活塞板70之间的其他联接布置就可使用。在一些例示性实施例中，例如如图7A及7B中所见，活塞板70及马达40可为经由储压器轴杆30或透过某个其他构件联接在一起的分离装置。在活塞板70不是马达40的一部分的该例示性实施例中，马达 40不需要随着活塞板70线性地运动。例如，如图7A中所见，马达 40可设置在适当位置中，诸如(例如)端板22(或端板20，未展示) 处，或如图7B中所见，马达40可设置在壳体13外部。图7A及7B 的例示性实施例中的马达40可保持固定或静止。
返回至图2及3的例示性实施例，优选地，马达40包含围绕及保护定子42及转子46的马达外壳50。在一些实施例中，外壳50具有内部马达外壳50a及70a、外部马达外壳50b及70b以及外部径向外壳50c。在一些实施例中，外部马达外壳50b及70b以及外部径向外壳50c可为整体单元。优选地，内部马达外壳70a及外部马达外壳70b 连同轴承47形成活塞板70。当然，还可使用其他布置来形成活塞板 70。例如，活塞板70可为经设置邻近于马达外壳50且联接至内部马达外壳70a或外部马达外壳70b的单独盘。
优选地，马达40具有外部转子配置，这意味着马达外部旋转且马达中心是静止的。相反，在内部转子马达配置中，转子附接至旋转的中心马达轴杆。如图3中所见，定子42径向设置在马达轴杆48与转子46之间。马达轴杆48是中空的，且马达轴杆48的内壁49限定中心通道32。转子46设置在定子42的径向外侧并包围定子42。转子 46经由轴承45、47联接至定子42，使得转子46可围绕定子42自由地旋转。例如，在图3中，定子42固定地附接至分别联接至轴承45 及47的内部马达外壳50a及70a。转子46固定地附接至外部马达外壳50b及70b以及外部径向外壳50c，该外部马达外壳联接至轴承45 及47。外部马达外壳50b及70b以及外部径向外壳50c固定地附接至转子46，使得外部马达外壳50b及70b以及外部径向外壳50c随着转子46旋转。虽然轴承45及47被展示为附接至马达外壳50，但是在其他实施例中，轴承可将定子部分直接连接至转子部分。
优选地，包含马达外壳70a及70b的活塞板70的直径D与壳体 13的内径d基本上相同(参见图2)。在图的例示性实施例中，因为活塞板70是马达的部分，所以马达40的直径D还将与壳体13的内径d基本上相同。优选地，马达40以及因此活塞板70的直径D是在 4英寸至12英寸的范围内。优选地，外部径向马达外壳50c包含沿着外部径向马达外壳50c的外部径向表面52的至少一部分的螺纹部分 53。在一些实施例中，螺纹部分可为外部径向表面52的全长，包含活塞板70的外部径向表面。在其他例示性实施例中，仅活塞板70的外部径向表面具有螺纹。螺纹部分53与设置在壳体13内部的匹配螺纹 16接合。优选地，螺距非常细，使得马达40的完全旋转转变成仅沿着储压器轴杆30的细微线性运动。例如，螺距可在自1.5mm至2.00 mm的范围内。在一些实施例中，螺纹大小为M80。在组装时，马达 40及/或活塞板70的螺纹部分与壳体13之间的接口具有细微公差，使得其形成密封件以防止或基本上防止流体在马达40/活塞板70与外壳 13之间传递。然而，公差并非紧密到干扰马达40/活塞板70的旋转运动的程度。
优选地，马达40是双向的，即，马达可取决于操作需要在任一方向上旋转。在一些实施例中，马达40是低速、高扭矩马达。例如，该马达可为提供高扭矩密度的横向磁通马达，例如，诸如在国际专利申请公开WO 2014/107,474号中揭示的马达，该申请的全部内容是以引用方式全部作为背景并入本文中。在一些例示性实施例中，马达40 可为变速及/或可变扭矩马达，其中转子的速度经改变以产生各种容积流量及压力。在一些实施例中，马达40是定速马达。在一些实施例中，该马达是低速、高扭矩马达。无论是定速或变速，该马达优选地在100 转/分(rpm)至600rpm的范围内操作。优选地，在一些实施例中，马达40是定速且为约150rpm。在其他实施例中，速度约为350rpm，且在其他实施例中，速度约为400rpm。无论是定速或变速，优选地，马达具有在40N-m至130N-m的范围内的扭矩。在一些实施例中，扭矩在350rpm时为120N-m，且在其他实施例中，扭矩在400rpm 时为50N-m。优选地，马达40的直径是在4英寸至12英寸的范围内，且马达40的长度是在4英寸至6英寸的范围内。在一些实施例中，上述马达的任一者可被配置为伺服马达以允许精确地控制马达40的位置及/或速度。伺服马达的精确控制是此项技术中所已知的，且因此为简洁起见，除了必须描述本实用新型的例示性实施例之外，将不再进一步论述该精确控制。
优选地，马达轴杆48的内壁49包含与储压器轴杆30中的对应突起/凹口接合的凹口及/或突起，使得形成互锁布置以防止轴杆48及因此定子42相对于储压器轴杆30旋转。即，在此例示性实施例中，定子42在旋转方向上固定至储压器轴杆30。然而，马达40/活塞板70 在纵向方向上沿着储压器轴杆30自由地线性行进。例如，图4A图解说明了例示性马达轴杆48A与例示性储压器轴杆30A之间的接口的截面视图。如图4A中所见，马达轴杆48A的内壁49A具有呈(例如) 凹槽形式的凹口60。凹口60围绕壁49A的表面周期性地间隔开，且延伸马达轴杆48A的整个长度。储压器轴杆30A的外部表面具有对应于马达轴杆48A上的凹口60的突起62。如图4A中所图解说明，突起62可呈(例如)翼板的形式。突起62与马达轴杆48A上的凹口60 接合以形成互锁布置，以防止定子42相对于储压器轴杆30A旋转。
在一些实施例中，如图4B中所见，马达轴杆48B的内壁49B具有呈(例如)翼板形式的突起64。突起围绕壁49B的表面周期性地间隔开，且可延伸马达轴杆48B的整个长度或该长度的一部分。储压器轴杆30B的外部表面具有对应于马达轴杆48A的突起64的凹口66，例如凹槽。凹口66可延伸储压器轴杆30B的整个长度或马达40需要行进的至少部分。凹口66与马达轴杆48B上的凹口64接合以形成互锁布置，以防止定子42相对于储压器轴杆30B旋转。在一些实施例中，马达轴杆及储压器轴杆具有对应凹口及突起的混合物。
在一些实施例中，马达轴杆48及储压器轴杆30上的突起延展各自轴杆的整个长度或该长度的仅一部分而没有任何断裂。例如，如图 5A中所示，储压器轴杆30'上的突起62'延展储压器轴杆30'的整个长度或几乎整个长度。在一些实施例中，突起可沿着轴杆的长度分段。例如，在图5B中，突起62"处于沿着储压器轴杆30"的长度的分段中。当然，若马达轴杆48具有突起，则其可以与图5A及5B中所示的方式类似的方式类似地布置在马达轴杆内部。只要马达40可沿着储压器轴杆滑动且该轴杆形成互锁布置以防止两个轴杆之间的旋转运动，上述实施例中的凹口/突起的大小、数量及形状可变化。当然，凹口/突起的大小、数量及形状还应当使得互锁装置及/或轴杆可承受马达40 的旋转应力。
在一些实施例中，内部容积18的长度等于或大于内部容积18的宽度或直径。在其他实施例中，内部容积18的长度小于内部容积18 的宽度或直径。优选地，储压器10的内部容积18的长度与宽度(直径)比在0.8至9的范围内。优选地，内部容积具有在12英寸至36 英寸的范围内的长度及在4英寸至15英寸的范围内的直径。优选地，储压器10的腔室19a的最大容积容量在2加仑至6加仑的范围内。优选地，储压器轴杆30的直径在0.5英寸至2英寸的范围内。当然，储压器10的上述尺寸是例示性的，且可取决于应用而自上述范围变化。
如上文所论述，马达40/活塞板70将内部容积18分离成两个腔室 19a、19b。腔室19a与端口25a及25b流体连通。当储压器10安装在流体系统中时(例如，参见图6)，腔室19a经由端口25a及25b 与流体系统流体连通。腔室19b借助马达40/活塞板70与流体系统隔离。如上文所论述，马达轴杆48与储压器轴杆30之间及马达螺纹53 (及/或活塞板70的螺纹)与壳体螺纹16之间的紧密公差提供了充分密封，使得流体(例如，液压流体)不会泄漏至腔室19b中。然而，腔室19b可包含排放口(未展示)以带走进入腔室19b的任何流体。在一些实施例中，外部径向外壳50c及/或活塞板70的外圆周可包含由诸如(例如)特氟龙、聚氨酯、丁腈橡胶、含氟弹性体-维生素、EPDM 橡胶、硅橡胶、专有填充TFE、铝及青铜的材料制成的密封环条51，其滑动或旋转抵靠壳体13(取决于接口的类型)以帮助密封螺纹并防止流体进入腔室19b，即，保持流体容纳在腔室19a中。优选地，密封环条51设置在至少邻近于腔室19a的侧上。密封环带51可使用已知方式附接至马达外壳50，使得环形带在操作期间是固定的。优选地，如图3中所见，密封环条51设置在马达40的两侧上。在邻近腔室19b的侧上包含密封环条51有助于防止空气、污垢及其他污染物随着马达40沿着储压器轴杆30行进而进入腔室19a及液压流体。此外，马达轴杆48及/或储压器轴杆30可涂布有诸如(例如)特氟龙、硅及陶瓷的材料，以帮助密封轴杆区域以防止流体进入腔室19b，即，保持流体容纳在腔室19a中、帮助防止空气、污垢及其他污染物进入腔室19a，且帮助最小化马达轴杆48与储压器轴杆30之间的滑动摩擦。在一些实施例中，马达轴杆48的全部或部分可由诸如(例如)特氟龙、聚氨酯、丁腈橡胶、含氟弹性体-维生素、EPDM橡胶、硅橡胶、专有填充TFE、铝及青铜的材料制成，以帮助密封轴杆及最小化滑动摩擦。
与传统储压器不同，在本实用新型的一些实施例中，储压器10 的腔室19b没有储存能量。即，腔室19b不包含压缩气体、弹簧或另一储能装置。相反，当判定流体系统需要额外能量(即，需要额外流体)时，马达40使活塞板70移动，以借助降低腔室19a的容积来增加系统中的压力。相反，当判定流体系统需要更少能量(即，储压器需要自系统接收过量流体)时，马达40使活塞板70移动，以借助增加腔室19a的容积来降低系统中的压力。在本实用新型的例示性实施例中，取决于应用，储压器10可提供在1000psi至5000psi的范围内的压力及在0.25gpm至6gpm的范围内的最大流率。此外，取决于应用，储压器的容积可在0.125加仑至12加仑的范围内。因为马达40 控制腔室19a的容积以根据需要向系统提供流体或自其释放流体，所以在一些实施例中不需要储存的能量，例如呈压缩气体及弹簧形式。然而，在一些例示性实施例中，腔室19b可具有储存的能量，例如，气囊或隔膜中的压缩气体、弹簧或另一经分选能量装置，以在马达40 克服向系统提供流体时的系统压力时辅助马达40。此配置可帮助限制非常高压系统中的马达的大小，并同时保持马达操作的储压器的一些优点。
在上述例示性实施例中，马达40具有外部转子配置，其中螺纹接口在马达与壳体之间。然而，在其他例示性实施例中，马达可具有内部转子配置，且马达轴杆可具有螺纹。马达轴杆上的螺纹通过接口连接于固定地附接至壳体的储压器轴杆上的匹配螺纹。在此实施例中，当马达旋转时，马达外壳及活塞板经配置以沿着与壳体的界面滑动。类似于上文论述的马达轴杆48及储压器轴杆30，马达外壳及/或活塞板可具有通过接口连接于储压器壳体上的对应突起及/或凹口以达成滑动界面的凹口及/或突起。活塞板/马达外壳-壳体接口提供互锁以防止马达外壳相对于壳体的旋转运动。然而，该接口仍允许在储压器的纵向方向上进行线性运动。因此，当马达旋转时，马达及活塞板将取决于马达的旋转方向在两个方向上沿着储压器轴杆行进。
在又其他实施例中，内部转子马达的轴杆联接至具有螺纹的储压器轴杆。与上述实施例不同，储压器轴杆经设置使得储压器轴杆可旋转。马达可设置在储压器外部，或甚至在储压器内部。若在储压器内部，则马达可在储压器的任一腔室中，且在一些实施例中可用作端板。在例示性实施例中，螺纹储压器轴杆可容纳与马达分离的活塞板。活塞板包含具有对应螺纹以通过接口连接于螺纹轴杆的毂。活塞板的外圆周(即，与壳体的界面)经配置以沿着壳体滑动。类似于上文论述的实施例，活塞板的外圆周可具有通过接口连接于储压器壳体上的对应突起及/或凹口的凹口及/或突起。活塞板-壳体接口提供互锁以防止活塞板相对于壳体的旋转运动。然而，该接口仍允许活塞板在储压器的纵向方向上进行线性运动。因此，当马达使储压器轴杆旋转时，活塞板将取决于马达的旋转方向在两个方向上沿着储压器轴杆行进。当然，只要马达的转动转变成活塞板沿着中心轴线A-A的对应线性运动，马达与活塞板之间就可使用其他联接布置。
在上述实施例中，将马达40描述为电动马达。然而，马达可为另一类型的马达，诸如(例如)液压马达或另一类型的流体驱动马达。
图6图解说明流体系统的例示性实施例。为简洁起见，将以例示性死循环液压系统应用来描述流体系统。然而，本领域技术人员将理解，下面描述的概念及特征还适用于泵送其他(非液压)类型的流体的系统及/或开环系统。
液压系统100包含液压泵110，其向液压致动器提供液压流体，该液压致动器在此实施例中为液压缸103。然而，本领域技术人员将理解，致动器可为在外部负载上执行作业的液压马达或另一类型的流体驱动致动器。液压系统100还包含阀总成120及140，其可为比例控制阀、锁定阀或适合于预期应用的另一类型的阀。在一些实施例中，系统100可配置以仅包含阀总成120及140中的一者。液压系统100 可包含马达驱动储压器10，其可为上文论述的例示性实施例的任一者。控制器180控制系统中的流量及/或压力。用户可经由用户界面185 控制系统。阀总成140设置在液压泵110的端口B与液压缸103的端口B之间，即，阀总成140与液压泵110的端口B及液压缸103的端口B流体连通。阀总成120设置在液压泵110的端口A与液压缸103 的端口A之间，即，控制阀总成120与液压泵110的端口A及液压缸 103的端口A流体连通。储压器10在泵110的端口B与阀总成140 之间连接至系统100。然而，在一些实施例中，储压器10还可位于泵 110的端口A与阀总成120之间，或位于系统100中的另一适当位置中。
在一些实施例中，系统可具有取决于系统需要而具有两个或更多个储压器。系统100还可具有位于整个系统中的仪表传感器。例如，如图6中所示，传感器总成191至194位于每一阀总成120、140前面及后面。然而，传感器总成不限于该位置，且可使用其他位置。传感器总成191至194中的每一个可具有流量传感器、温度传感器及/或压力传感器。
在一些例示性实施例中，泵110是变速、可变扭矩泵。在其他实施例中，液压泵110是定速泵。在一些实施例中，液压泵110是双向的。泵110可包含泵控制电路112，其可包含泵的原动机的驱动控制，例如取决于泵的类型，该原动机为电动马达、液压马达或另一类型的马达。泵110由控制器180经由泵控制电路112控制。在一些实施例中，控制器180配置以控制泵110的速度及/或扭矩，以控制系统100 中的流量及/或压力。
图6的例示性实施例包含两个阀总成120、140。每一阀总成120、 140分别包含阀124、144。阀124、144可为控制阀、截止阀或适用于系统应用的某个其他类型的阀。阀总成120、140还分别包含适合于阀类型的阀控制电路122、142。例如，若阀124、144是控制阀，则控制电路122、142可在0％打开与100％打开之间的任何位置操作阀124、144。若阀124、144是截止阀，则控制电路122、142可向阀124、144提供打开及关闭命令。阀124、142由控制器180分别经由阀控制电路122、144来控制。在一些实施例中，当阀124、144是控制阀时，控制器180经配置以控制阀124、144之一打开以控制系统100中的流量及/或压力。在一些实施例中，控制器180将控制阀124、144的打开，以控制系统100中的流量及/或压力，并同时控制泵110的速度及 /或扭矩以控制流量及/或系统100中的压力。
如上文所论述，储压器10可被配置为马达驱动储压器的例示性实施例的任一者。储压器10由储压器控制电路12控制，该储压器控制电路可包含储压器的原动机的驱动控制，该原动机为(例如)电动马达、液压马达或另一类型的流体驱动马达。控制器180经由储压器控制电路12控制储压器的操作。
常见电源(未展示)可向控制器180、控制阀总成120、140、液压泵110、储压器10及/或传感器总成191至194供电。在一些实施例中，每一组件可具有其自身的单独电源。
控制电路112、122、142及12的各者包含解译来自控制器180 的命令信号并将适当需求信号分别发送至泵110、阀124、阀144及储压器10的马达40的硬件及/或软件。例如，泵控制电路112可包含专用于液压泵110的泵曲线及/或马达曲线(例如，电动马达的马达曲线)，使得来自控制器180的命令信号将基于液压泵110的配置被转换成至液压泵110的适当速度/扭矩需求信号。类似地，阀控制电路122及142 可分别包含分别专用于阀124、144的阀曲线及/或阀致动器曲线，且来自控制器180的命令信号将基于阀类型被转换为适当的需求信号。储压器控制电路12可包含马达曲线(例如，电动马达的马达曲线)及 /或专用于储压器配置的曲线，例如，考虑尺寸、额定压力、额定流量、螺距、外部转子或内部转子马达配置、固定储压器轴杆或旋转储压器轴杆或专用于储压器10或该应用的其他设计标准的曲线，使得来自控制器180的命令信号将被转换成至储压器10的马达的适当速度/扭矩需求信号。上文论述的曲线可以(例如)呈硬接线电路、软件算法及公式的形式或其之一组合形式的硬件及/或软件来实施。
在一些实施例中，控制器180及/或控制电路112、122、142及12 可包含特定应用硬件电路及/或软件(例如，算法或用于执行所需操作的任何其他指令或指令集)以控制泵110的马达、阀124、144及/或储压器10的马达40。例如，在一些应用中，液压缸103可安装在挖掘机的起重臂上。在此例示性系统中，控制器180可包含专用于起重臂操作的电路、算法、协议(例如安全性、操作性)、查找表等。因此，用户界面185上来自操作者的输入信号可由控制器180解译，该控制器将适当的命令信号发送至泵110的马达、阀124、144及/或储压器10的马达40以将起重臂定位在所需位置处。
控制器180可接收关于泵110、阀124、144及储压器10的操作的回馈资料。例如，控制器180及/或各自控制电路112、12可接收诸如每分钟转数(rpm)、速度、频率、扭矩、电流及电压的马达数据，及/或与来自泵110及/或储压器10的马达的操作相关的其他数据。此外，若储压器10中的马达40是伺服马达，则控制器180及/或储压器控制电路12可接收关于马达40相对于储压器10的壳体13的精确位置的回馈。例如，基于来自伺服马达40的脉冲，可计算旋转位置(即，马达40及/或活塞板70相对于壳体13上的参考点的0至360度位置 (取决于配置))，及/或例如可借助对与螺距相比的转数进行计数来计算马达40及/或活塞板70沿着壳体13的纵向长度的纵向位置(取决于配置)。
此外，控制器180及/或控制电路122、142可自控制阀124、144 接收回馈数据。例如，控制器180及/或控制电路122、142可接收阀 124、144的打开及关闭状态及/或打开百分比状态。此外，取决于阀致动器的类型，控制器180及/或控制电路122、142可接收诸如致动器的速度及/或位置的回馈。此外，控制器180及/或控制电路112、122、 142及12可接收诸如压力、温度、流量的处理参数或与系统100的操作有关的其他参数的回馈。例如，传感器总成191至194中的每一个可量测诸如液压流体的压力、温度及/或流率的处理参数。传感器总成191至194可经由有线或无线通信连接与控制器180及/或控制电路112、122、142及12通信。替代地或除了传感器总成191至194之外，液压系统100可在整个系统中具有其他传感器以量测诸如(例如)压力、温度、流量的处理参数及/或与系统100的操作相关的其他参数。
控制器180及控制电路112、122、142及12之间的通信可为基于数字的或基于模拟的(或其组合)，且可为有线或无线的(或其组合)。在一些实施例中，控制系统可为“线传飞控”操作，因为控制器180与控制电路112、122、142及12之间的控制及传感器信号完全是电子的或几乎全部是电子的。即，在液压系统的情况下，控制系统不使用液压信号线或液压回馈线进行控制，例如，阀122、142不具有用于导向阀的液压连接。在一些系统中，可使用电子及液压控制的组合。
在上述例示性实施例中的创造性储压器允许控制器180精确地控制注入能量至系统100或自系统100消除能量的时间及量。即，与可仅在系统与储压器气体压力之间的压力差操作的先前技术储压器不同，本实用新型的例示性实施例提供了一种智能型储压器配置，其根据需要控制流量及/或压力的分布。优选地，控制器180借助适当地操作储压器10的马达40来控制至系统及来自系统的增压及/或增流的量值、方向及/或持续时间。下文论述例示性系统100中的创造性储压器 10的操作。
若液压缸103在活塞杆104延伸的方向上行进，则系统将需要系统中有额外流体，因为自缩回腔室107返回至泵110的流体少于提取腔室108所需的流体。因此，若不解决流体容积差，则泵110在其吸入口处时将失去压力。在传统系统中，传统储压器中呈压缩气体或弹簧形式的储存的能量将归因于储压器中的压力与系统中的压力之间的差而将储存的流体推入系统中。即，与系统压力相比，传统储压器中的较高压力将迫使流体进入系统。然而，在本实用新型的例示性实施例中，没有储存的能量。相反，当活塞杆104延伸时，控制器180将控制储压器10的马达40，使得腔室19a的容积(例如)借助使活塞板70移动而降低，且流体被迫流出端口25a及25b进入泵110的吸入口。例如，传感器总成192可将泵吸入口压力的回馈提供给控制器180。当压力下降至预定值以下时，控制器180将控制马达40以使得活塞板70移动以迫使储存在储压器10中的流体进入系统100以将系统中的压力升高至操作设定点。当然，控制器180可经配置以还预期在系统 100中需要更多流体且对储压器10采取适当动作。例如，当给定提取液压缸103的命令时，控制器180还可经由储压器控制电路12向马达40发送命令以使使活塞板70移动以迫使流体进入系统100。
相反，若液压缸缩回，则将流体发送至缩回腔室107并自提取腔室108提取。由于提取腔室108的容积归因于活塞杆104而大于缩回腔室107的容积，所以系统中将存在过量流体，这将导致系统中的压力升高。当传感器总成191或192处的压力增加至预定值以上时，控制器108将经由储压器控制电路12控制马达40，以使活塞板70移动，使得储压器10中的腔室19a膨胀。由于腔室19a膨胀，来自系统100 的流体可进入储压器10以进行储存并将系统维持在操作设定点处。当然，控制器180可经配置以还预期在系统100中需要更少流体且对储压器10采取适当动作。例如，当给定液压缸103缩回的命令时，控制器180还可经由储压器控制电路12向马达40发送命令以使活塞板70 移动，使得流体经由端口25a及25b被迫进入储压器10。当然，即使液压缸103没有移动，控制器180还可命令马达40使活塞板70移动。例如，控制器180可感测来自传感器总成191至194的系统中的压力、温度及流量，并对活塞板70的位置采取适当调整，以减少或消除系统100中的压力及/或流量扰动。
在任一操作方向上(即，将流体注入系统管道或将流体提取至腔室19a中)，马达40可经操作以使活塞板70移动，使得精确地控制增压及/或增流以最小化冲击及/或不稳定的系统操作。例如，当将流体注入系统管道或自系统管道提取流体时，控制器180可操作马达40 以使活塞板70移动，以产生缓慢流率，例如最小化系统中的任何冲击或不稳定的行为。替代地，若缓慢流量将导致系统中的冲击或不稳定行为，则控制器180可操作马达40以使活塞板70移动以产生快速流率。若压力或流量的变化是暂时的或在可接受的上限及下限内，则控制器180可不对活塞板70移动采取动作来防止不稳定的操作。
在一些实施例中，控制器180可控制活塞板70以抵消可能冲击及 /或损坏系统100的任何压力波。例如，若液压缸103控制挖掘机的起重臂突然撞击岩石，则压力冲击波可损坏系统中的设备，诸如泵110 及阀124、144。为防止此损坏，系统100中的传感器可向控制器180 通知起重臂突然停止，此时控制器180可操作马达40以使活塞板70 移动以引发“反向”压力波至系统管道中以抵消由岩石引起的压力波。当然，压力波抵消特征不仅是针对突发异常事件。在正常操作中产生的压力波还可经抵消以提供更平滑、更有效的操作。例如，归因于操作泵110及阀124、144导致的任何压力波可经抵消以借助适当地控制马达40来提供更平滑的操作。因此，与先前技术储压器不同，本实用新型的实施例提供了一种“智能”储压器，其可经控制以消除或最小化归因于系统中的压力及/或流量扰动导致的问题。
虽然已经参考某些实施例揭示了本实用新型，但是在不脱离如所附申请专利范围所限定的本实用新型的范围及范畴的情况下，可对所描述的实施例做出许多修改、变更及改变。因此，本实用新型旨在不限于所描述的实施例，而是具有由所附申请专利范围的语言及其等同物限定的全部范畴。

Claims (50)

1.一种用于储存流体的储压器，其特征在于，所述储压器包括：
限定内部容积的壳体，所述壳体包含用于向流体系统提供流体的至少一个端口；
储压器轴杆，所述储压器轴杆设置在所述内部容积中且沿着所述壳体的纵向轴线自所述壳体的第一内部表面至少部分地延伸跨过所述内部容积；和
活塞板，所述活塞板设置在所述内部容积中使得所述活塞板及所述壳体的第二内部表面在所述内部容积中限定出腔室，所述腔室经由所述至少一个端口与所述流体系统流体连通；
马达，所述马达联接至所述活塞板且具有通过接口连接于所述储压器轴杆的轴杆及通过接口连接于所述壳体的内部表面的外部径向表面，
其中所述马达的旋转运动转变成所述活塞板沿着所述储压器轴杆的线性运动，使得所述腔室的容积基于所述活塞板沿着所述储压器轴杆的位置而变化，降低腔室容积以经由所述至少一个端口将流体注入所述流体系统中，以及增加腔室容积以经由所述至少一个端口自所述流体系统接收流体以储存在所述腔室中，并且
其中所述马达是外部转子型马达，且所述壳体的所述内部表面与所述马达的所述外部径向表面之间的接口是螺纹接口。
2.根据权利要求1所述的储压器，其特征在于，所述马达设置在所述壳体的所述第一内部表面与所述活塞板之间的所述内部容积中。
3.根据权利要求1所述的储压器，其特征在于，所述壳体的所述内部表面与所述马达的所述外部径向表面之间的所述螺纹接口具有在自1.5mm至2.00mm的范围内的螺距。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述活塞板是所述马达的外壳的一部分，所述活塞板处于与所述壳体的所述纵向轴线垂直的平面上。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的储压器，其特征在于，所述活塞板与所述马达分开设置且联接至所述马达。
6.根据权利要求5所述的储压器，其特征在于，所述壳体的所述内部表面与所述活塞板的外部径向表面之间的螺纹接口具有在自1.5mm至2.00mm的范围内的螺距。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达的轴杆和所述储压器轴杆之间的接口防止所述马达的轴杆相对于所述储压器轴杆的旋转运动并且允许所述活塞板沿着所述储压器轴杆线性地行进。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述壳体具有主体及附接至所述主体的端板。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达是横向磁通马达。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达是双向变速马达。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达是双向定速马达。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达是提供所述马达的位置及速度中的至少一者的精确控制的伺服马达。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达是在100rpm至500rpm的范围内操作的低速高扭矩马达。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述马达的长度在4英寸至6英寸的范围内。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述腔室的最大容积容量在2加仑至6加仑的范围内。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述内部容积的长度与宽度比在0.8至9的范围内。
17.根据权利要求16所述的储压器，其特征在于，所述腔室的长度等于或大于所述腔室的宽度。
18.根据权利要求16所述的储压器，其特征在于，所述腔室的宽度大于所述腔室的长度。
19.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述内部容积的长度在12英寸至36英寸的范围内。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述壳体的内径在4英寸至15英寸的范围内。
21.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述储压器轴杆的直径在0.5英寸至2英寸的范围内。
22.根据权利要求1-3中任一项所述的储压器，其特征在于，所述流体是液压流体。
23.一种用于储存流体的储压器，其特征在于，所述储压器包括：
限定内部容积的壳体，所述壳体包含用于向流体系统提供流体的至少一个端口；
储压器轴杆，所述储压器轴杆设置在所述内部容积中且沿着所述壳体的纵向轴线自所述壳体的第一内部表面至少部分地延伸跨过所述内部容积；和
活塞板，所述活塞板设置在所述内部容积中使得所述活塞板及所述壳体的第二内部表面在所述内部容积中限定出腔室，所述腔室经由所述至少一个端口与所述流体系统流体连通；
马达，所述马达联接至所述活塞板且具有通过接口连接于所述储压器轴杆的轴杆及通过接口连接于所述壳体的内部表面的外部径向表面，
其中所述马达的旋转运动转变成所述活塞板沿着所述储压器轴杆的线性运动，使得所述腔室的容积基于所述活塞板沿着所述储压器轴杆的位置而变化，降低腔室容积以经由所述至少一个端口将流体注入所述流体系统中，以及增加腔室容积以经由所述至少一个端口自所述流体系统接收流体以储存在所述腔室中，
其中所述马达是内部转子型马达，且所述马达的所述轴杆与所述储压器轴杆之间的接口是螺纹接口，并且
其中所述活塞板是所述马达的外壳的一部分，所述活塞板处于与所述壳体的所述纵向轴线垂直的平面上。
24.根据权利要求23所述的储压器，其特征在于，所述马达的所述轴杆与所述储压器轴杆之间的所述螺纹接口具有在自1.5mm至2.00mm的范围内的螺距。
25.根据权利要求23-24中任一项所述的储压器，其特征在于，所述壳体的所述内部表面与所述活塞板的外部径向表面之间的接口防止所述活塞板相对于所述壳体的旋转运动并且允许所述活塞板沿着所述储压器轴杆线性地行进。
26.一种流体系统，其特征在于，所述流体系统包括：
流体驱动致动器；
泵，所述泵流体地连接至所述流体驱动致动器；
流体地连接至所述泵的储压器，所述储压器具有：
限定内部容积的壳体，所述壳体包含与所述流体系统流体连通的至少一个端口；
储压器轴杆，所述储压器轴杆设置在所述内部容积中且沿着所述壳体的纵向轴线自所述壳体的第一内部表面至少部分地延伸跨过所述内部容积；
活塞板，所述活塞板设置在所述内部容积中使得所述活塞板及所述壳体的第二内部表面在所述内部容积中限定出腔室，所述腔室经由所述至少一个端口与所述流体系统流体连通；和
马达，所述马达联接至所述活塞板且具有通过接口连接于所述储压器轴杆的轴杆及通过接口连接于所述壳体的内部表面的外部径向表面，所述马达的旋转运动转变成所述活塞板沿着所述储压器轴杆的线性运动，使得所述腔室的容积基于所述活塞板的位置而变化，降低腔室容积以经由所述至少一个端口将流体注入所述流体系统中，以及增加腔室容积以经由所述至少一个端口自所述流体系统接收流体以储存在所述腔室中；以及
控制器，所述控制器控制所述马达以确立所述活塞板沿着所述储压器轴杆的位置，以控制所述流体系统中的增压及增流中的至少一者的量值、方向及持续时间中的至少一者，并且
其中所述马达是外部转子型马达，且所述壳体的所述内部表面与所述马达的所述外部径向表面之间的接口是螺纹接口。
27.根据权利要求26所述的流体系统，其特征在于，所述马达设置在所述壳体的所述第一内部表面与所述活塞板之间的所述内部容积中。
28.根据权利要求26所述的流体系统，其特征在于，所述壳体的所述内部表面与所述马达的所述外部径向表面之间的所述螺纹接口具有在自1.5mm至2.00mm的范围内的螺距。
29.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述活塞板是所述马达的外壳的一部分，所述活塞板处于与所述壳体的所述纵向轴线垂直的平面上。
30.根据权利要求26和27中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述活塞板与所述马达分开设置且联接至所述马达。
31.根据权利要求30所述的流体系统，其特征在于，所述壳体的所述内部表面与所述活塞板的外部径向表面之间的螺纹接口具有在自1.5mm至2.00mm的范围内的螺距。
32.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达的轴杆和所述储压器轴杆之间的接口防止所述马达的轴杆相对于所述储压器轴杆的旋转运动并且允许所述活塞板沿着所述储压器轴杆线性地行进。
33.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达是横向磁通马达。
34.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达是双向变速马达。
35.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达是双向定速马达。
36.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达是提供所述马达的位置及速度中的至少一者的精确控制的伺服马达。
37.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达是在100rpm至500rpm的范围内操作的低速高扭矩马达。
38.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述马达的长度在4英寸至6英寸的范围内。
39.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述腔室的最大容积容量在2加仑至6加仑的范围内。
40.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述内部容积的长度与宽度比在0.8至9的范围内。
41.根据权利要求40所述的流体系统，其特征在于，所述腔室的长度等于或大于所述腔室的宽度。
42.根据权利要求40所述的流体系统，其特征在于，所述腔室的宽度大于所述腔室的长度。
43.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述内部容积的长度在12英寸至36英寸的范围内。
44.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述壳体的内径在4英寸至15英寸的范围内。
45.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述储压器轴杆的直径在0.5英寸至2英寸的范围内。
46.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述流体驱动致动器是流体驱动缸。
47.根据权利要求26-28中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述流体是液压流体。
48.一种流体系统，其特征在于，所述流体系统包括
流体驱动致动器；
泵，所述泵流体地连接至所述流体驱动致动器；
流体地连接至所述泵的储压器，所述储压器具有：
限定内部容积的壳体，所述壳体包含与所述流体系统流体连通的至少一个端口；
储压器轴杆，所述储压器轴杆设置在所述内部容积中且沿着所述壳体的纵向轴线自所述壳体的第一内部表面至少部分地延伸跨过所述内部容积；
活塞板，所述活塞板设置在所述内部容积中使得所述活塞板及所述壳体的第二内部表面在所述内部容积中限定出腔室，所述腔室经由所述至少一个端口与所述流体系统流体连通；和
马达，所述马达联接至所述活塞板且具有通过接口连接于所述储压器轴杆的轴杆及通过接口连接于所述壳体的内部表面的外部径向表面，所述马达的旋转运动转变成所述活塞板沿着所述储压器轴杆的线性运动，使得所述腔室的容积基于所述活塞板的位置而变化，降低腔室容积以经由所述至少一个端口将流体注入所述流体系统中，以及增加腔室容积以经由所述至少一个端口自所述流体系统接收流体以储存在所述腔室中；以及
控制器，所述控制器控制所述马达以确立所述活塞板沿着所述储压器轴杆的位置，以控制所述流体系统中的增压及增流中的至少一者的量值、方向及持续时间中的至少一者，
其中所述马达是内部转子型马达，且所述马达的所述轴杆与所述储压器轴杆之间的接口是螺纹接口，并且
其中所述活塞板是所述马达的外壳的一部分，所述活塞板处于与所述壳体的所述纵向轴线垂直的平面上。
49.根据权利要求48所述的流体系统，其特征在于，所述马达的所述轴杆与所述储压器轴杆之间的所述螺纹接口具有在自1.5mm至2.00mm的范围内的螺距。
50.根据权利要求48-49中任一项所述的流体系统，其特征在于，所述壳体的所述内部表面与所述活塞板的外部径向表面之间的接口防止所述活塞板相对于所述壳体的旋转运动并且允许所述活塞板沿着所述储压器轴杆线性地行进。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN210183173U (zh) * 2016-08-17 2020-03-24 凤凰计划股份有限公司 用于储存流体的储压器以及流体系统
US10619735B2 (en) * 2018-04-27 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Systems for hydraulic energy delivery
US11441579B2 (en) 2018-08-17 2022-09-13 Schlumberger Technology Corporation Accumulator system
GB2577393B (en) * 2018-08-17 2021-03-17 Cameron Tech Ltd Accumulator
WO2021163319A1 (en) * 2020-02-11 2021-08-19 Schlumberger Technology Corporation Accumulator system
IT202000019525A1 (it) * 2020-08-06 2022-02-06 Waterjet Corp S R L Pompa ad ultra alta pressione

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3264502A (en) 1960-06-20 1966-08-02 Banning Jr Thomas A Stepping motor drives for control rods for reactors, and the like
US3136224A (en) 1960-11-04 1964-06-09 North American Aviation Inc Dual flow-synchronized electrohydraulic servo
DE2261872C3 (de) 1972-12-18 1980-03-13 Integral Hydraulik & Co, 4000 Duesseldorf Druckmittelsteuereinrichtung für Speicherlenkungen von Kraftfahrzeugen
IL46964A (en) 1975-03-30 1977-06-30 Technion Res & Dev Foundation Hydrostatic relay system
US4030403A (en) 1975-04-10 1977-06-21 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag Power steering with accumulator operation
US4418610A (en) 1980-09-08 1983-12-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electrohydraulic control system
DE3247004C2 (de) 1982-12-18 1985-06-20 Danfoss A/S, Nordborg Hydrostatisches Getriebe, insbesondere für den Fahrzeugantrieb
DE3325801A1 (de) * 1983-07-16 1985-01-31 Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen Elektrischer linearantrieb mit aussenlaeufermotor
US4848184A (en) * 1987-09-04 1989-07-18 Windwinder Corporation Rotary/linear actuator
DE3821321A1 (de) 1988-06-24 1989-12-28 Teves Gmbh Alfred Druckquelle fuer eine hydraulische bremsanlage
CA1325159C (en) 1989-03-17 1993-12-14 Douglas D. Hamilton Boom mounted type tree processing head and mounting therefore
JPH0623687A (ja) 1992-02-21 1994-02-01 Ebara Corp ロボット
DE4344335C2 (de) * 1993-12-23 1996-02-01 Krauss Maffei Ag Einspritzaggregat für eine Spritzgießmaschine
CA2236535C (en) 1998-05-01 2007-06-26 Cam Bodie Hydraulic system having boost pump in series with a primary pump, and a boost pump drive therefor
US6002186A (en) 1998-07-13 1999-12-14 Ims Inc. Electric stepper motor having a cylindrical magnetic rotor with a pair of cups made of magnetic material
JP2003088083A (ja) 2000-07-28 2003-03-20 Japan Servo Co Ltd 固定子に誘導子を有する電動機駆動システム
US6979185B2 (en) 2000-08-01 2005-12-27 Kaempe Staffan I Bi-rotational pump/hydraulic actuator
FR2831226B1 (fr) * 2001-10-24 2005-09-23 Snecma Moteurs Actionneur electrohydraulique autonome
US8118285B2 (en) 2004-07-01 2012-02-21 Avm Industries Gas spring with integrated lead screw drive
CA2495472A1 (en) 2005-01-28 2006-07-28 Andrzej A.S. Szkodzinski Linear transfer device
US7191593B1 (en) 2005-11-28 2007-03-20 Northrop Grumman Corporation Electro-hydraulic actuator system
WO2008060681A2 (en) 2006-05-06 2008-05-22 Lord Corporation Helicopter reduced vibration isolator axial support strut
US7475795B2 (en) 2006-08-30 2009-01-13 Rich Products Corporation Chilled topping dispenser
US20080141803A1 (en) * 2006-10-26 2008-06-19 Honeywell International, Inc. Electromechanical linear actuator including an environmental control and air management system
DE102007028634A1 (de) * 2007-06-21 2009-01-02 Zf Friedrichshafen Ag Kolben-Zylinder-Aggregat
IT1394386B1 (it) 2008-09-29 2012-06-15 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfez Micromotore elettromagnetico passo-passo di tipo wobble
US8277205B2 (en) * 2009-03-06 2012-10-02 GM Global Technology Operations LLC Active electric accumulator
KR101798250B1 (ko) * 2009-10-29 2017-11-15 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게 정유압 액추에이터
CN101922485B (zh) 2010-04-13 2014-02-19 中联重科股份有限公司 液压控制系统和液压控制方法
EP2495159B1 (en) 2011-03-04 2015-11-04 Shimano Inc. Bicycle brake assembly
DE102011076127A1 (de) 2011-05-19 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Motorisierte Flüssigkeitsspeichervorrichtung und Herstellungsverfahren für eine motorisierte Flüssigkeitsspeichervorrichtung
DE112012003500B4 (de) 2011-08-24 2017-07-27 Komatsu Ltd. Hydraulisches Antriebssystem
EP2917513A2 (en) 2012-10-17 2015-09-16 Norgren Limited A waste heat recovery system comprising a bypass valve
JP5925672B2 (ja) * 2012-12-27 2016-05-25 株式会社構造計画研究所 減衰装置、及び構造物の制振装置
JP6499589B2 (ja) 2013-01-04 2019-04-10 モーグ インコーポレイテッド 金属リボンステータおよびそれを備えるモータ
CN105392439B (zh) 2013-06-13 2017-12-05 伊利诺伊大学董事会 机器人手术站
CA3051009C (en) 2013-12-30 2023-12-05 Schlage Lock Company Llc Exit device with over-travel mechanism
CN104454803B (zh) 2014-10-30 2016-11-02 西安交通大学 一种用于空行程长压力行程短的机械与液压复合式节能缸
DE202016101749U1 (de) * 2015-11-04 2017-02-07 Elektrosil Systeme Der Elektronik Gmbh Verstellvorrichtung zur Verstellung einer Kopfstützenposition mit Direktantrieb
CN210183173U (zh) * 2016-08-17 2020-03-24 凤凰计划股份有限公司 用于储存流体的储压器以及流体系统

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