DE1927711C

DE1927711C - Hydropneumatic pressure accumulator

Info

Publication number: DE1927711C
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Sugimura, Kazuo, Sugimura, Nobuyuki, Shimizu, Shizuoka (Japan)
Publication date: 1972-06-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydro- F i g, 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Auspneumatischen Druckspeicher mit einem äußeren führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druck-Flüssigkeitsbehälter, der im Bereich der einen Stirn- Speichers,The invention relates to a hydraulic F i g, 1 a longitudinal section through a first exhaust-pneumatic pressure accumulator with an outer example of a pressure-liquid container according to the invention, the one in the area of the forehead memory,

seite einen mit einem Ventilsitz versehenen Flüssig- F i g. 2 einen Schnitt durch ein zweites Auskeitseinlaß aufweist, ferner mit einer im Flüssigkeits- 5 führungsbeispiel;side a liquid F i g provided with a valve seat. 2 shows a section through a second exhaust inlet has, furthermore with a guide example in the liquid 5;

behälter angeordneten, im Bereich der anderen Stirn- F i g, 3 und 4 zeigen Teilschnitte durch weiterearranged container, in the area of the other end F i g, 3 and 4 show partial sections through further

seite des Behälters befestigten und mit einem Gas- Ausführungen.side of the container fixed and with a gas version.

einlaß versehenen, aus elastischem Material be- In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer hydro-inlet provided, made of elastic material. In Fig. 1 is an inventive hydro-

stehenden Gasblase, die an ihrem dem Ventilsitz pneumatischer Druckspeicher (Energiespeicher oder zugekehrten beweglichen Ende einen Ventilkörper io Stoßdämpfer) dargestellt. Ein Flüssigkeitsbehälter 1 trägt und durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung ist aus steifem Material, beispielsweise Stahl, herrelativ zum Flüssigkeitsbehälter geführt ist. gestellt, das eine ausreichende Druckfestigkeit hat.standing gas bubble, the pneumatic pressure accumulator (energy accumulator or facing movable end a valve body io shock absorber) shown. A liquid container 1 carries and by a cylinder-piston arrangement is made of a rigid material, for example steel, herrelative is led to the liquid container. provided that has sufficient compressive strength.

Bei einem bekannten hydropneumatischen Druck- In diesem Behälter 1 ist eine elastische Gasblase 2 speicher der vorstehend genannten Art befindet sich aus Gummi oder einem anderen elastischen Material im Führungszylinder eine Feder, die sich anfänglich 15 angeordnet. Im Raum zwischen dem Behälter 1 und der Expansißi. der Gasblase widersetzt. Ist bei voll der Gasblase 2 herrscht der Flüssigkeitsdruck. Arn expandierter Uasblase das Ventil geschlossen, so ist oberen Ende des Behälters 1 ist ein Gasventil 3 vordie Feder komprimiert; sie übt infolgedessen auf die gesehen, das über den Behälter vorsteht und durch an den Zylinder anschließende elastische Wand der das Gas in die Blase 2 hineingedrückt wird. Das Gasblase eine Scherbeanspruchung aus, die zu einem ao Ventil 3 wird von einer Kappe 4 abgedeckt, die als verhältnismäßig raschen Verschleiß des Materials an Staubschutz dient. Der Behälter 1 weist im unteren dieser kritischen Stelle führt. Teil einen Flüssigkeitskanal S auf durch den Flüssig-In the case of a known hydropneumatic pressure, there is an elastic gas bubble 2 in this container 1 memory of the type mentioned above is made of rubber or another elastic material In the guide cylinder a spring, which is initially 15 arranged. In the space between the container 1 and the expansissi. opposes the gas bubble. If the gas bubble 2 is full, the liquid pressure prevails. Arn Expanded Uasblase the valve is closed, so the upper end of the container 1 is a gas valve 3 in front Spring compressed; it consequently exercises on the seen that protrudes over the container and through elastic wall adjoining the cylinder, which the gas is pressed into the bladder 2. The Gas bubble from a shear stress, which leads to an ao valve 3 is covered by a cap 4, which as Relatively rapid wear of the material is used to protect against dust. The container 1 has in the lower leads to this critical point. Part a liquid channel S through the liquid

Fällt bei der bekannten Ausführung der Gasdruck keit in den Behälter 1 eintritt und aus ihm austritt, in der Gasblase weg, so unterstützt die komprimierte Am inneren Umfang des Kanals 5 ist ein Ventil-If, in the known embodiment, the gas pressure enters and exits container 1, in the gas bubble, so supports the compressed On the inner circumference of the channel 5 is a valve

Druckfeder die Kontraktion der Gasblase. Das Ventil 35 sitz 6 vorgesehen. Durch sein Zentrum geht eine hebt sich infolgedessen nahezu schlagartig vom Stange 7, deren unteres Ende mit einem Ansatz 6" Ventilsitz ab, während der unterste Bereich der verbunden ist, der von einer Anzahl von Armen 6' Außenwand der GasbLse no-h an der Innenwand getragen wird, die zum Ventilsitz 6 hin verlaufen,
des Flüssigkeitsbehäiters anliegt. Dadurch kommt es Die Blase 2 weist an ihrem unteren Ende einCompression spring the contraction of the gas bubble. The valve 35 seat 6 is provided. As a result, one lifts through its center almost suddenly from the rod 7, the lower end of which with a shoulder 6 "valve seat, while the lowest area is connected to that of a number of arms 6 'outer wall of the gas cylinder no-h on the inner wall is worn, which run towards the valve seat 6,
of the liquid container is applied. The bladder 2 has a lower end

zu einer äußerst unerwünschte,! Reibungs-Abwälz- 30 Ventil 8 auf, das durch Zusammenwirken mit dem bewegung zwischen dem untersten Teil der Gas- Ventilsitz 6 den Flüssigkeitskanal 5 freigibt oder blasenwand und der Innenwand des Flüssigkeits- schließt. Das Ventil 8 hat einen zylindrischen Teil 9, behälters, was starken Verschleiß mit sich bringt. der in die Blase 2 hineinragt. In diesem zylindrischento an extremely undesirable! Friction-rolling 30 valve 8, which by interacting with the Movement between the lowermost part of the gas valve seat 6 releases the liquid channel 5 or bladder wall and the inner wall of the liquid closes. The valve 8 has a cylindrical part 9, container, which brings heavy wear with it. which protrudes into the bladder 2. In this cylindrical

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Teil 9 ist ein Kolben 10 gefObrt, und zwar mit so unter Vermeidung dieser Mängel einen hydro- 35 losem Spiel, daß zwischen der Innenwand des zylinpneumatischen Druckspeicher der eingangs ge- drischen Teils 9 und der Außenwand des Kolbens 10 nannten Art dahin weiterzuentwickeln, daß sowohl ein Spalt 11 vorhanden ist. Der Kolben 10 ist mit beim Öffnen als auch beim Schließen des Ventils dem oberen Ende der Stange 7 starr verbunden; die eine Dämpfungswirkung vorhanden ist, wobei jedoch Stange ist in einer öffnung 8' im Zentrum des die Gasblase im Schließzustand des Ventils keinen 40 Ventils 8 geführt, wobei auch hier ein Spalt 12 zwizusätzlichcn Beanspruchungen durch die Dämpfungs- sehen der Stange 7 und dem Ventil 8 vorhanden ist. einrichtung (insbesondere keinen Scherbeanspruchun- Die Kammer 9' oberhalb des Kolbens 10 und dieThe invention is therefore based on the object, part 9 is a piston 10 gefObrt, with so while avoiding these deficiencies a hydro-less play that between the inner wall of the cylinder-pneumatic Pressure accumulator of the initially drilled part 9 and the outer wall of the piston 10 called type to be further developed in such a way that both a gap 11 is present. The piston 10 is with rigidly connected to the upper end of the rod 7 when opening as well as when closing the valve; the a damping effect is present, but the rod is in an opening 8 'in the center of the the gas bubble in the closed state of the valve does not lead to valve 8, with a gap 12 between them here as well Stresses due to the damping of the rod 7 and the valve 8 are present. device (in particular no shear stress- The chamber 9 'above the piston 10 and the

gen) ausgesetzt sein soll. . Kammer 9" unterhalb des Kolbens 10 sind über diegen) should be exposed. . Chamber 9 "below the piston 10 are about the

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Spalte 11 bzw. 12 mit Flüssigkeit aus dem Behälter löst, daß die Zylinder-Kolben-Führungsanordnung 45 gefüllt.According to the invention, this object is achieved by gaps 11 and 12 with liquid from the container triggers that the cylinder-piston guide assembly 45 is filled.

(z. B. 9,10) zugleich als ein in beiden Bewegungs- Wenn Flüssigkeit durch den Kanal 5 in den Berichtungen wirksamer hydraulischer Dämpfer ausge- hälter 1 gedrückt wird, so wird die Gasblase 2 bildet ist. nach innen zusammengedrückt. Strömt andererseits(e.g. 9.10) at the same time as one in both motion- if fluid through channel 5 in the correspondences effective hydraulic damper is pressed out, the gas bubble 2 forms is. compressed inwards. On the other hand, flows

Die Bewegung des Ventilkörpers wird dadurch Flüssigkeit durch den Kanal S in den äußeren (nicht nicht nur beim Schließen, sondern auch beim öffnen so dargestellten) Strömungskreis ab, so dehnt sich das des Ventils in erwünschter Weise gedämpft. Dadurch Gas in der Blase 2 au.., wodurch sich das Ventil 8 in wird erreicht, daß sich bei der Ausdehnung der Blase Richtung auf den Ventilsitz 6 bewegt. In diesem zunächst die Blasenwand an die Innenwand des Be- Falle wird das Volumen der Kammer 9' des zylinhälters anleg; (so daß die Flüssigkeit vollständig aus drischen Teils 9 immer mehr verkleinert, während dem Beh&lter verdrängt wird), daß sich jedoch as sich das Volumen der Kammer 9" vergrößert, Da andererseits bei Beginn der Kontraktion der Blase die Stange 7 die Kammer 9" durchsetzt, Ändert sich zunächst der untere Bereich der Blasenwand von der bei einer solchen Bewegung das Volumen der Behalterinnenwand abhebt, ehe sich der Ventilkörper Kammer 9' starker als das der Kammer 9". Die in allzuweit vom Ventilsitz entfernt; dadurch wird die un- der oberen Kammer 9' enthaltene Flüssigkeit wird erwünschte Rcibungs-Abwälzbewegung zwischen der 60 durch den Spalt 11 in die untere Kammer 9" veröl ssen wand und der Behältcrinnenwand vermieden. drängt; überschüssige Flüssigkeit strömt aus der The movement of the valve body thereby removes fluid through the channel S into the outer (not only when closing, but also when opening as shown) flow circuit, so that of the valve expands in the desired manner. As a result, gas in the bladder 2 au .., whereby the valve 8 is achieved in that it moves in the direction of the valve seat 6 when the bladder expands. In this first the bladder wall against the inner wall of the loading trap, the volume of the chamber 9 'of the cylinder holder is applied; (so that the liquid is completely reduced in size from the threshing part 9, while the container is displaced), but the volume of the chamber 9 "increases, since on the other hand the rod 7 penetrates the chamber 9" at the beginning of the contraction of the bladder If the lower area of the bladder wall changes first, from which the volume of the inner wall of the container rises during such a movement, before the valve body chamber 9 'moves more strongly than that of chamber 9 ". The removed too far from the valve seat; The liquid contained in chamber 9 'prevents the desired friction rolling movement between the wall 60 through the gap 11 into the lower chamber 9 ″ and the wall of the container channel. urges; excess liquid flows out of the

Im geschlossenen Zustand de« Ventils ist der Kammer 9" durch den Spalt 12 in den Behälter ab. hydraulische Dumpfer bei der erfindungsgomäßen Durch geeignete Wahl der Größe der Spalteil Ausführung praktisch wirkungslos; die ausblase und 12 kann man die Ausdelinungsgeschwlndlgkeit unterliegt infolgedessen keinen unerwünschten Scher· *s in Längsrichtung der Blase 2 stärker ab die Ex· beanspruchuneen. pansionigeschwlntflgkelt In radialer Richtung derIn the closed state of the valve, the chamber 9 ″ through the gap 12 into the container. hydraulic dumpers in the case of the erfindungsgomäße by suitable choice of the size of the gap part Practically ineffective; the blowout and 12 you can adjust the speed of evacuation As a result, it is not subject to any undesirable shear * s in the longitudinal direction of the bubble 2 to a greater extent from the Ex claims. pansion-swirled in the radial direction of the

tiinige Ausfiihrungsbeispiclc der Erfindung sind in Blase verzögern, der Zeichnung veranschaulicht, fts zeigt Die Oasblase 2 dehnt sich infolgedessen stärker inTimely embodiments of the invention are in bladder delay, The drawing illustrates, shows fts The oasbladder 2 expands more as a result

radialer Richtung als in Längsrichtung, ehe das Ventile den Ventilsitz6 berührt; auf diese Weise wird erreicht, daß im Zylinder 1 keine Flüssigkeit eingeschlossen bleibt. Es können ferner auch keine harten Schläge des Ventils 8 gegen den Ventilsitz 6 und hierdurch bedingte Beschädigungen auftreten.in the radial direction than in the longitudinal direction, before the valve touches the valve seat6; in this way it is achieved that no liquid remains trapped in the cylinder 1. Nor can there be any hard blows of the valve 8 against the valve seat 6 and damage caused thereby occur.

Da die Blase 2 über die Kolben-Zylinder-Führungsanordnung 7, 9,10 mit dem Ventilsitz 6 axial beweglich verbunden ist, wird der Auftrieb der Blase 2 gebremst (was bei den frei beweglichen Enden üblicher Blasen nicht der Fall ist).Since the bladder 2 is axially movable via the piston-cylinder guide arrangement 7, 9, 10 with the valve seat 6 connected, the buoyancy of the bladder 2 is slowed down (which is the case with the freely movable ends common blisters is not the case).

Die Blase wird somit in der dargestellten Lage gehalten und kann infolgedessen durch eine unregelmäßige Verformung keine Beschädigung erfahren. Dies gilt auch dann, wenn der Behälter 1 aus räumliehen Gründen in umgekehrter Lage gegenüber F i g. 1 oder horizontal angeordnet werden muß.The bladder is thus held in the position shown and can consequently be replaced by an irregular Deformation do not experience any damage. This also applies if the container 1 is out of space Reasons in the opposite position compared to FIG. 1 or horizontally.

In F i g. 2 ist ein anderer Behälter 21 veranschaulicht, dessen oberes Ende eine weite Öffnung aufweist. Die im Behälter angeordnete Blase 22 hat einen oberen Flansch 23, der zwischen den oberen Rand des Behälters 21 und einen Deckel 24 eingefügt ist. Im Deckel 24 ist ein Gasventil 25 angeordnet, durch das Gas in die Blase 22 hineingepreßt wird; das Ventil wird durch eine Kappe 24 gegen as Staub geschützt.In Fig. 2, there is illustrated another container 21, the upper end of which has a wide opening. The arranged in the container bladder 22 has an upper flange 23 between the upper Edge of the container 21 and a lid 24 is inserted. A gas valve 25 is arranged in the cover 24, is forced into the bladder 22 by the gas; the valve is closed by a cap 24 against as Dust protected.

Der Behälter 21 weist einen Kanal 36 auf, durch den Flüssigkeit eingeführt wird. In einem Teil des inneren Umfanges dieses Kanals 36 ist ein Ventilsitz 30 angeordnet. Darin befindet sich ein Zylinder 27, der sich nach unten erstreckt und von Armen 30' getragen wird, die zum Ventilsitz 30 hin verlaufen.The container 21 has a channel 36 through which liquid is introduced. In part of the A valve seat 30 is arranged on the inner circumference of this channel 36. Inside there is a cylinder 27, which extends downward and is carried by arms 30 'which extend towards the valve seat 30.

Im Zylinder 27 ist ein Kolben 28 mit Spiel 29 geführt. Am oberen Ende des Zylinders 27 ist ein Führungsloch 31 vorgesehen. Zwischen der Innenwand des Führungsloches 31 und einer Stange 33 ist ein Spalt 34 vorhanden. Am unteren Ende des Zylinders 27 ist eine kleine öffnung 35 vorgesehen. Am unteren Ende der Gasblase 22 ist ein Ventil 32 angebracht, das mit dem Ventilsitz 30 zusammenwirkt. Die genannte Stange 33 ragt vom Zentrum des Ventils 32 aus nach unten und trägt den Kolben 28.A piston 28 with clearance 29 is guided in the cylinder 27. A guide hole 31 is provided at the upper end of the cylinder 27. Between the inner wall of the guide hole 31 and a rod 33, a gap 34 is present. At the bottom of the A small opening 35 is provided in the cylinder 27. At the lower end of the gas bubble 22 is a valve 32 attached, which cooperates with the valve seat 30. Said rod 33 protrudes from the center of the Valve 32 from downward and carries the piston 28.

Wenn sich bei dieser Ausführung die Gasblase 22 in Längsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht, bewegt sich der Kolben 28 nach unten oder oben, wodurch Flüssigkeit unterhalb bzw. oberhalb des Kolbens 28 verdrängt wird und durch die Spalte 29, 34 bzw. die öffnung 35 abfließt; der dabei auftretende Strömungswiderstand wirkt damit der Bewegung der Gasblase 22 in einem gewissen Maße so entgegen.In this embodiment, when the gas bubble 22 expands or contracts in the longitudinal direction, moves the piston 28 down or up, whereby liquid below or above the Piston 28 is displaced and flows out through gap 29, 34 or opening 35; the one that occurs Flow resistance thus acts to a certain extent on the movement of the gas bubble 22 opposite.

Die Ausführung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von der in F i g. 1 darin, d?ß die Stange 7 in ihrem unteren Bereich einen Teil T von größerem Durchmesser autweist· Wenn sich bei dieser Ausführung die Oasblase 2 von der dargestellten Lage in die strichpunktiert' veranschaulichte Lage ausdehnt, so strömt Flüssigkeit aus der oberen Zyllnderkammer 9' durch den Spalt 11 in die untere Zylinderkammer 9" ab und tritt weiter durch den Spalt 12 in den Flüssigkeitsbehälter 1 aus.The execution according to FIG. 3 differs from that in FIG. 1 is d? Ss the rod 7 in its lower region, a portion T of larger diameter autweist · If in this embodiment the Oasblase 2 in dash-dot lines from the position shown 'illustrated position expands, as fluid flows from the upper Zyllnderkammer 9' through the gap 11 into the lower cylinder chamber 9 ″ and exits further through the gap 12 into the liquid container 1.

Bewegt sich die Gasblase 2 in die strichpunktiert veranschaulichte Lage, so verringert sich der Spalt 12, wodurch sich der Strömungswiderstand der Flüssigkeit vergrößert und die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung der Blase?, verkleinert.If the gas bubble 2 moves into the position illustrated by dash-dotted lines, the gap is reduced 12, which increases the flow resistance of the liquid and increases the rate of expansion in the longitudinal direction of the bladder ?, reduced in size.

Nimmt man an, daß die Spalteil und 12 ausreichend groß sind, so stellen sie normalerweise für die Expansion und Kontraktion der Blase 2 kein wesentliches Hindernis dar. Erst gegen Ende der Ausdehnung der Blase tritt ein merklicher Widerstand auf.Assuming that the gap part and 12 are sufficient are large, they normally do not provide for the expansion and contraction of the bladder 2 A significant obstacle. Only towards the end of the expansion of the bladder is there a noticeable resistance on.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 4 ist der in F i g. 2 dargestellten ähnlich; der Zylinder 27 hat jedoch einen Teil 27' von Weherem Durchmesser, so daß hier eine Änderung in dir Größe des zwischen dem Kolben 28 und der Wand aes Zylinders vorhandenen Spaltes 29 auftritt. Während der Ausdehnung der Gasblase 22 ist der Spalt 29 zunächst verhältnismäßig groß, bis der Kolben 28 in die strichpunktiert dargestellte Lage kommt. Von hier an ist der Spalt wesentlich enger, so daß die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung der Blase wesentlich verkleinert wird.The device according to FIG. 4 is the one in FIG. 2 shown similarly; however, the cylinder 27 has a portion 27 'of greater diameter, so that here a change in the size of the between the Piston 28 and the wall of a cylinder existing gap 29 occurs. During the expansion of the Gas bubble 22, the gap 29 is initially relatively large until the piston 28 is in the dash-dotted line situation shown comes. From here on the gap is much narrower, so that the rate of expansion is significantly reduced in size in the longitudinal direction of the bladder.

Claims

Patent claims:

1. Hydropneumatic pressure accumulator with an outer fluid container that is in the area one end face having a liquid inlet provided with a valve seat, furthermore with one arranged in the liquid container in the area of the other end face of the container fixed gas bladder made of elastic material and provided with a gas inlet, which at its movable end facing the valve seat carries a valve body and through a cylinder-piston arrangement is guided relative to the liquid container, characterized in that that the cylinder-piston guide arrangement (z. B. 9,10) at the same time as a hydraulic damper is designed to be effective in both directions of movement.

2. Memory according to claim 1, characterized in that the cylinder (9) with the gas bubble (2) and the piston (10) is connected to the liquid container (1).

3. Memory according to claim 1, characterized in that the piston (28) with the gas bubble (22) and the cylinder (27) is connected to the liquid container (21).

4. Memory according to claim 3, characterized in that the cylinder (27) has a bore part (27) which becomes effective towards the end of the expansion of the gas bubble (22) and whose inner diameter is smaller than that of the remaining bore part of the cylinder ».

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings