CS204920B1

CS204920B1 - Gas/liquid accumulator

Info

Publication number: CS204920B1
Application number: CS795379A
Authority: CS
Inventors: Jiri Korinek; Milos Hersalek; Ladislav Capek
Original assignee: Jiri Korinek; Milos Hersalek; Ladislav Capek
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1981-04-30

Description

Vynález se týká plynokapalinového akumulátoru pro užití v hydraulických-systémech, který používá plynové pružiny a u něhož se řeěí nové vnitřní uspořádání,The invention relates to a gas-liquid accumulator for use in hydraulic systems which uses gas springs and in which a new internal arrangement is solved,

V hydraulických systémech a pohonech se používají akumulátory, které přeměňují tlakovou energii na některou jinou formu energie a v této formě Ji mohou po urěitou dobu uchovávat, Zpravidla jde při tom o přeměnu tlakové energie na energii deformační. Odpor proti deformaci, na kterém dochází k této přeměně, je vytvářen nejčastěji ocelovou nebo plynovou pružinou. Některé konstrukce využívají jako odporu deformace pláětě akumulátoru.In hydraulic systems and drives, accumulators are used which convert the pressure energy into some other form of energy and can store it for a certain period of time in this form. The deformation resistance at which this conversion occurs is most often produced by a steel or gas spring. Some constructions use the deformation of the battery casing as resistance.

Předmět vynálezu se zabývá akumulátorem, který používá pružiny plynové. Známé akumulátory, pracující na tomto principu, sestávají z tlakově jímky, v níž je upraven pružný, zpravidla pryžový plynem naplněný vak, který slouží k oddělení plynné části od kapaliny. Nevýhodou těchto akumulátorů Je omezená životnost pryžového vaku, zejména při velkých tlacích a četnostech plnění a vyprazdňování. Jejích výměna je velmi pracné a rovněž i vlastní výroba vaků je velmi nákladná a náročná na materiál. Naproti tomu je jejich výhodou to, že mohou pracovat v libovolné poloze zástavby, což je výhodné zejména při použití u letadel. Jiné známé akumulátory používají k oddělení obou medií na místo membrány pístu. Vyžadují ale obrobený vnitřek válcové jímky, oož je nákladnější a ve srovnání s jímkami zpravidla kulového tvaru u ostatních typů akumulátorů, mají omezenou kapacitu.The present invention relates to an accumulator that uses gas springs. Known accumulators operating on this principle consist of a pressure sump in which a resilient, generally rubber filled gas bag is provided, which serves to separate the gaseous portion from the liquid. The disadvantage of these accumulators is the limited life of the rubber bag, especially at high pressures and frequency of filling and emptying. Their replacement is very laborious and also the actual production of bags is very expensive and material intensive. On the other hand, their advantage is that they can operate in any installation position, which is particularly advantageous when used in aircraft. Other known accumulators are used to separate both media in place of the piston diaphragm. However, they require the machined interior of the cylindrical well, which is more expensive and, compared to the wells typically spherical in other types of accumulators, has a limited capacity.

Je proto úkolem vynálezu nalézt takové řeěení plynokapalinového akumulátoru, které by nemělo výše uvedené nedostatky a bylo navíc jednodušší a ekonomicky výhodnější.It is therefore an object of the present invention to provide a solution of a gas-liquid accumulator which does not have the above-mentioned drawbacks and is, moreover, simpler and more economical.

204 920204 920

Toto splňuje plynokapalinový akumulátor podle vynálezu, který má tlakovou jímku β plynnou náplní a ventilem na výstupu kapaliny, jehož podstata spočívá v tom, že ve spodní části tlakové jímky je upraven plovák, jehož spodek tvoří ventil, kdežto v horní části plováku je upraven propojovací otvor»This is accomplished by a gas-liquid accumulator according to the invention having a pressure reservoir β with a gaseous charge and a liquid outlet valve, characterized in that a float is provided at the bottom of the pressure reservoir with a valve at its bottom »»

Výhodně podle vynálezu je před ventilem upravena odpěňovací komora.Advantageously, an antifoam chamber is provided upstream of the valve.

Další zlepšení spočívá v tom, že plovák je uložen ve vodítku.A further improvement is that the float is mounted in a guide.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být toto vodítko tvořeno trubkou, upevněnou ke dnu odpěňovací komůrky a opatřenou spojovacími otvory.According to a further preferred embodiment of the invention, the guide may be formed by a tube fixed to the bottom of the antifoam chamber and provided with connecting openings.

Do podstaty vynálezu spadá i to, že plovák s ventilem jsou uloženy ve vrtání samostatného válcového tělesa, těsně spojeného se spodní částí tlakové jímky, přičemž odpěňovací komůrku tvoří meziválcový prostor mezi vodítkem a vrtáním.It is also within the scope of the invention that the valve float is mounted in a bore of a separate cylindrical body tightly connected to the bottom of the pressure sump, the antifoam chamber forming an inter-cylindrical space between the guide and the bore.

Podle vynálezu může být také v odpěňovací komůrce výhodně upraven alespoň jeden odpěňovací kroužek.According to the invention, at least one defoaming ring can also advantageously be provided in the defoaming chamber.

Takto provedený plynokapalinový akumulátor je velmi jednoduchý, nenákladný a zaručuje ve srovnání se známými provedeními vyšší životnost a tím i spolehlivost hydraulického \ mechanismu, u něhož je akumulátor použit. Odpěňovací komůrkou a plovákem s ventilem, uspořádanými výhodně v samostatném válcovém tělese, lzne plně využít kapacity tlakové jímky. Těmito výhodami je mnohonásobně vyvážen i nedostatek řešení podle vynálezu, totiž omezení zástavbou ve svislé poloze vzhledem k použití plováku.The gas-liquid accumulator of this type is very simple, inexpensive and guarantees a longer service life and thus reliability of the hydraulic mechanism in which the accumulator is used compared to known embodiments. The antifoam chamber and float with valve, preferably arranged in a separate cylindrical body, can fully utilize the capacity of the pressure well. The disadvantages of the solution according to the invention, namely the restriction of installation in a vertical position relative to the use of the float, are many times offset by these advantages.

Další podrobnosti, jakož i činnost plynokapallnového akumulátoru podle vynálezu budou vysvětleny v následujícím popisu a za pomoci připojených výkresů, na kterých značí obr. 1 příklad provedení plynokapalinového akumulátoru v osovém nárysném řezu a s odčerpanou kapalinou a obr. 2 stejný akumulátor, rovněž v nárysném osovém řezu, ale naplněný kapalinou.Further details and operation of the gas-liquid accumulator according to the invention will be explained in the following description and with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a gas-liquid accumulator in axial section and pumped liquid; but filled with liquid.

Vzduchokapalinový akumulátor má tlakovou jímku 10 kulového tvaru vytvořenou jako výlisek a svařeneo ze silného plechu. V horní části tlakové jímky 10 je umístěn plnicí ventil JJL, provedený jako běžný zpětný ventil. Ke spodní části tlakové jímky 10 je upev- * něno válcové těleso 12 těsně spojené s tlakovou jímkou 10. Válcové těleso 12 je opatřeno vrtáním 12, ve kterém je uloženo vodítko 12» Meziváloovým prostorem mezi vodítkem 15 a vrtáním 13« které se v horní části rozšiřuje, je vytvořena odpěňovací komůrka 14.The air-liquid accumulator has a spherical pressure reservoir 10 formed as a compact and welded from a thick sheet. At the top of the pressure reservoir 10 there is a filling valve 11 designed as a conventional non-return valve. A cylindrical body 12 tightly connected to the pressure reservoir 10 is fixed to the bottom of the pressure reservoir 10. The cylindrical body 12 is provided with a bore 12 in which a guide 12 is located between the guide 15 and the bore 13 in the upper part. expanding, the antifoam chamber 14 is formed.

Vodítko li 3® tvořeno u tohoto příkladu provedení trubkou, jejíž dolní koneo je rozšířen a upevněn ke dnu 17 ddpěňovací komůrky 14. Ve vodítku 15 je volně a axiálně posuvně uložen plovák 16. který má tvar dutého válcového tělesa. Spodek plováku 16 tvoří ventil 18. kterým je běžná pryžové záklopka. Ventil 18 spolupracuje se sedlem 19 vytvořeným na zátce 20. opatřené výstupním otvorem 21 kapaliny a těsně zašroubované do vrtání 13. Plovák 16 má horní část 22 tvořenou víkem, v němž je proveden propojovací otvor 23. Vodítko 15 má ve spodním rozšířeném konci vytvořeny spojovací otvory 24. Mezi stěnou odpěňovací komůrky U a vodítkem 15 jsou upraveny dva odpěňovací kroužky 25. vytvořené jako prstence upevněné k vodítku 15.In this embodiment, the guide 11 is formed by a tube whose lower cone is widened and fixed to the bottom 17 of the foaming chamber 14. In the guide 15 a float 16 having a hollow cylindrical body shape is loosely and axially displaceable. The bottom of the float 16 is formed by a valve 18 which is a conventional rubber valve. The valve 18 cooperates with a seat 19 formed on the plug 20 provided with a liquid outlet 21 and tightly screwed into the bore 13. The float 16 has an upper part 22 formed by a lid in which a connecting hole 23 is provided. The guide 15 has connecting holes formed in its lower widened end. 24. Two defoaming rings 25 formed as rings fixed to the guide 15 are provided between the wall of the antifoam chamber U and the guide 15.

Plynokapalinový akumulátor podle vynálezu pracuje takto:The gas-liquid accumulator according to the invention operates as follows:

204 920204 920

Před uvedením do provozu se provede naplnění tlakové jímky 10 plynem. K tomu je nutno alespoň v počáteční fázi plnění dodržet podmínky svislé polohy, jak je znázorněno na obr. 1. V této poloze tlačí plovák 16 svou hmotností na ventil 18 dosedající na sedlo 19 a tím uzavírá výstupní otvor 21 kapaliny. Plnícím ventilem 11 se tlaková jímka 10 počne plnit plynem, který vstupuje i propojovacím otvorem 23 do plováku 16 a přetlak plynu již udržuje ventil 18 uzavřený. Dále již není nutné dodržovat svislou polohu. Tlaková jímka 10 se naplní plynem na požadovaný tlak, například 400 MPa. Tím je akumulátor připraven k použití v hydraulickém systému. ^řo připojení výstupního otvoru 21 kapaliny k systému dojde k tomu, že kapalina pod tlakem proudí do vstupního otvoru 21., otevře ventil 18 a vrtáním 13. spojovacími otvory 24. odpěňovací komůrkou 14 vstupuje dále do tlakové jímky 10. kde stlačuje plynovou náplň, která se chová jako plynová pružina. Kapalina zvedá plovák 16 až do místa, naznačeného na obr. 2, kde se vytvoří potřebný výchozí pracovní přetlak, který je zároveň maximálním přetlakem (řadově okolo 1000 MPa). Současně je tak dána i kapacita akumulátoru.Before commissioning, the pressure reservoir 10 is filled with gas. For this purpose, at least in the initial filling phase, the conditions of the vertical position, as shown in FIG. 1, have to be maintained. Through the filling valve 11, the pressure sump 10 begins to be filled with gas, which also enters the float 16 through the connection opening 23 and the gas overpressure already keeps the valve 18 closed. Furthermore, it is no longer necessary to maintain the vertical position. The pressure well 10 is filled with gas to the desired pressure, for example 400 MPa. This makes the battery ready for use in the hydraulic system. ^By connecting the fluid outlet port 21 to the system, the fluid flows under pressure into the inlet port 21, opens the valve 18, and drills 13 through the communication openings 24 through the antifoam chamber 14 further into the pressure reservoir 10 where it compresses the gas charge. which acts like a gas spring. The liquid lifts the float 16 up to the point indicated in FIG. 2 where the necessary initial working pressure is generated, which is at the same time the maximum pressure (in the order of about 1000 MPa). At the same time, the battery capacity is also given.

Při činnos'ti neznázorněného hydraulického systému dochází k odběru tlakové kapaliny, který je možný až do polohy hladiny znázorněné na obr. 1 a která odpovídá uzavřenému ventilu 18 plováku 16. Další odběr již není možný a současně je zabráněno úniku plynu do pracovního hydraulického potrubí. Zbylou kapalinu v akumulátoru již nelze využít.In the operation of the hydraulic system (not shown), a pressure fluid is drawn which is possible up to the level shown in FIG. 1 and corresponds to the closed valve 18 of the float 16. Further withdrawal is no longer possible and at the same time gas leaks into the working hydraulic line are prevented. The remaining liquid in the battery can no longer be used.

Případnému pěnění kapaliny při odběru je zabráněno konstrukcí odpěňovací komůrky 14. vytvořená v kritickém místě těsně před výstupním otvorem 21 kapaliny. Tato komůrka 14 představuje vlastně zúžený průřez, který je zmenšen odpěňovaoími kroužky 25. jejichž účelem je další zúžení průtoku a zadržení zpěněné kapaliny.Possible foaming of the liquid upon collection is prevented by the construction of the antifoam chamber 14 formed at a critical point just before the liquid outlet opening 21. This chamber 14 is actually a tapered cross-section which is reduced by the antifoam rings 25 to further narrow the flow and retain the foamed liquid.

Propojovací otvor 23 v plováku 16 zabraňuje jeho deformaci tlakem plynu. Průřez tohoto otvoru 23 je nutno zvolit s ohledem na viskositu pracovní kapaliny tak, aby při dopravě nemohlo dojít k vniknutí zbytku kapaliny do plováku 16. Je zřejmé, že tento otvor 23 může být proveden i s boku plováku 16 ale vždy v jeho horní části.The connection opening 23 in the float 16 prevents it from being deformed by gas pressure. The cross-section of this opening 23 has to be chosen with respect to the viscosity of the working liquid so that during transport the residual liquid cannot enter the float 16. It is clear that this opening 23 can also be provided with the side of the float 16 but always in its upper part.

Všeobecně je známo, že plyny se v kapalinách rozpouštějí, a to tím více, čím větší je tlak plynu. Tím se současně zmenšuje náplň akumulátoru. Přestože v daném případě není použito žádného ze známých způsobů oddělení obou medií (píst, membrána) a jde o prostředí zcela nerozdělená, j-e vhodné plnit akumulátor podle vynálezu dusíkem. Toto se u akumulátorů s nerozděleným prostředím běžně používá.It is generally known that gases dissolve in liquids, the more the higher the gas pressure. This simultaneously reduces the battery charge. Although none of the known methods of separating the two media (piston, membrane) are used in the present case and it is a completely undivided environment, it is advisable to fill the accumulator according to the invention with nitrogen. This is commonly used in non-distributed batteries.

Pro činnost akumulátoru je dále nutné dodržet podmínky alespoň «části svislé polohy, aby nebyla ovlivněna činnost plováku 16. Dodržení této podmínky nebude zejména u stacionárních aplikací akumulátoru činit obtíže.For the operation of the accumulator, it is also necessary to observe the conditions of at least a part of the vertical position, so that the operation of the float 16 is not affected.

Realizace vynálezu není samozřejmě omezena popsaným konkrétním příkladem provedení.The implementation of the invention is, of course, not limited by the specific embodiment described.

Je zřejmé, že řada konstrukčních znaků může být obměněna použitím jiných konstrukčních detailů, které jsou pro toto použití ekvivalenty. Je například možné, vytvořit vodítko 15 namísto z trubky z páskového materiálu, odpěňovací kroužky 25 jako součást stěny odpěňovací komůrky 14» resp. vrtání 13. Stejně tak může být obměněna i konstrukce ventilu 18. jakož i uspořádání ventilu 18. plováku 16 s vodítkem 12, popřípadě i odpěňovaoí komůrky 14 ve spodní části tlakové jímky 10. Znázorněný příklad provedení však představujeIt will be appreciated that many design features may be varied using other design details that are equivalent to this use. For example, it is possible to provide the defoaming rings 25 as part of the wall of the defoaming chamber 14 ' In the same way, the construction of the valve 18 as well as the arrangement of the valve 18 of the float 16 with the guide 12 can be varied as well as the defoaming chamber 14 at the bottom of the pressure sump 10. However, the illustrated embodiment represents

204 920 značné optimum právě v oddělaném uspořádání těohto částí v samostatném válcovém tělesa 12 Při spojeni tohoto tělesa s tlakovou jímkou 10 kulového tvaru je dosahováno maximální možné vnitřní kapacity akumulátoru, neboí vnitřní prostor tlakové jímky 10 není prakticky omezen žádnými dalšími součástmi, jako je tomu u ostatních známýoh akumulátorů.204 920 a considerable optimum in a separate arrangement of these parts in a separate cylindrical body 12 When this body is connected to a pressure reservoir 10 of the spherical shape, the maximum possible internal capacity of the accumulator is reached, since the inner space of the pressure reservoir 10 is practically not limited other known accumulators.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A gas-liquid accumulator, with a gas-filled sump and a liquid outlet valve, characterized in that a bottom (16) is provided in the lower part of the sump (10), the bottom of which is a valve (18) and a connection hole (23) is provided.

2. The gas-liquid accumulator according to claim 1, characterized in that an antifoam chamber (14) is provided in front of the valve (18).

Gas-liquid accumulator according to claim 1, characterized in that the float (16) is received in a guide (15).

Gas-liquid accumulator according to Claims 2 and 3, characterized in that the guide (15) is formed by a tube fixed to the bottom (17) of the antifoam chamber (14), which tube is provided with connecting openings (24).

5. The gas-liquid accumulator according to claim 1, 2, 3, characterized in that the float (16) with the valve (18) is arranged in a bore (13) of a separate cylindrical body (12) tightly connected to the bottom of the pressure reservoir (10).

6. The gas-liquid accumulator according to claim 2, characterized in that at least one defoaming ring (25) is provided in the defoaming chamber (14).