SE464658B

SE464658B - Flottoerackumulator

Info

Publication number: SE464658B
Application number: SE9001325A
Authority: SE
Inventors: Per B Andersen
Original assignee: B Andersen
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1991-05-27
Also published as: NO163031C; NO163031B; WO1989003483A1; SE9001325L; NO874286D0; SE9001325D0; NO874286L

Description

464 658 2 en och cylinderväggen. I blåsackumulatorer finns vanligtvis en fjäderbelastad ventil i vätskeutloppet som stänges av blå- san när ackumulatorn tömes på vätska. I en flottörackumula- tor fungerar flottören vanligtvis som en ventil som stänger vätskeutloppet när ackumulatorn tömmes på vätska. Kolv- ackumnlatorn och blåsackumulatorn är de vanliga typerna och en beskrivning kan hittas i den hydraultekniska litteraturen.

Den hydropneumatiska flottörackumulatorn kännetecknas enligt uppfinningen av att flottören har formen av en cylindrisk behållare bestående av en kärna av syntaktiskt cellmaterial omgiven av ett gastätt hölje.

Föreliggande uppfinning komer att beskrivas nedan med »hänvisning till ritningsfigur 1 som visar ett snitt genom en lämplig utföringsform av en ackumulator.

Ackumulatorn består av en cylindrisk mantel 1 som tillslutes upptill av ett lock 2 som har en gaspåfyllningsventil 3. Han- telns nedre ände tillslutes av ett lock 4 som har en borning (a) som är ansluten till ett hydraulsystem. Komponenterna 1, . 2, 4 skapar sålunda en behållare som innehåller en fritt fly- tande flottör S som skiljer gasen från vätskan. Gasen och vätskan komer i kontakt med varandra endast i en smal ring- formig yta (b) kring flottören 5. På ovansidan har ackumulat- orns flottör en mängd komprimerad gas vars tryck beror på vätskans nivå och följaktligen på flottörens läge. När vätska pumpas in i ackumulatorn genom borningen (a) komer den komp- rimerade gasen att komprimeras ytterligare. När hydraulsyste- met, som är anslutet till ackumulatorn via borningen (a), kräver en större mängd vätska komer trycket i systemet att sjunka och gasen ovanför flottören 5 komer att expandera och trycka vätska ut genom borningen (a).

En tätningsring 6 är monterad i det nedre ändlocket 4, vilken ring samverkar med flottören 5 som en ventil som tillsluter borningen (a) när flottören 5 är i sitt nedersta läge. Denna 464 658' 3 tätningsring 6 ingår i ett ändventilsystem som inte kräﬂer några rörliga delar. Tätningsringen 6 förhindrar gasen att läcka ut i hydraulsystemet när systemtrycket är lägre än gas- ens fyllningstryck och flottören 5 är därför i sitt botten- läge, d v s när ackumulatorn är tömd på vätska.

Om flottörackumulatorn skall fungera tillfredsställande under olika arbetsförhållanden bör följande krav uppfyllas: 1. Flottören måste stänga utloppet till hydraulsystet när systemtrycket är lägre än gaspåfyllningstrycket. 2. Flottören måste tåla ett högt arbetstryck (50-300 bar) och samtidigt ha en låg specifik vikt för att kunna flyta i den aktuella vätskan. 3. Flottören måste förhindra gasen från att absorberas av vätskan och därmed släppas ur ackumulatorn inblandad i väts- kan.

Nr. l av de ovan nämnda kraven uppfylles av föreliggande uppfinning med hjälp av den ovan beskrivna tätningsringen 6.

Följande hänsyn har tagits vid utformningen för att uppfylla förutsättningarna nr. 2 och 3: Flottören 5 har en förhållandevis lång axiell utsträckning och har en omkretsstyrning 7 nedtill på flottören, vilken styrning har ett litet glapp (c) till manteln 1. Flottören 5 är även försedd med en styrning 8 upptill på flottören med ett glapp (d) till manteln l. Mellan de två styrningarna 7, 8 finns en ringformig kammare (e) som begränsas av manteln 1 och flottören 5. Gasen och vätskan möts i en ringyta (b) och vätskan i ringkammaren (e) kommer att blandas med gas. Tack vare det smala gapet (c) vid styrningen 7 kommer dock vätska- nivån i kammaren (e) att förbli nästan konstant även vid ac- celererad eller retarderad rörelse hos flottören. Den gas- inblandade vätskan i kammaren (e) kommer därför i ytterst liten utsträckning att utbytas med vätskan under flottören 5. 464 658 4 Sålunda förhindras gasen från att blanda sig med system- vätskan.

Flottörens 5 långa axiella utsträckning ger god styrning vilket gör det möjligt för flottören att förflyttas axiellt nästan utan friktion. Detta är viktigt för att hålla vätske- nivån i kammaren (e) konstant. Den långa axiella utsträck- ningen garanterar att vätskan ej komer att avancera ovanför flottören 5 eller gasen avancerar under flottören 5 även vid mycket snabb accleration eller retardation av flottörens 5 rörelse. Av samma anledning bör flottörens 5 specifika vikt medföra att flottören 5 är nedsänkt ungefär halvvägs i den aktuella vätskan.

För att åstadkoma en flottör med så låg specifik vikt att den komer att vara halvnedsjunken i vätskan (exempelvis ol- ja) och samtidigt vara tillräckligt stark för att motstå ett högt yttre tryck görs flottören 5 med en kärna av syntaktiskt cellmaterial 10 som omges av ett gastätt hölje 9. Syntaktiskt cellmaterial, som består av mikrosfärer i en matris är väl- känt som flytkroppar i samband med ubåtar och undervattens- installationer, men ensamt är det inte speciellt användbart i kontakt med komprimerad gas. Gastrycket komer med tiden att sprida sig in i mikrosfärerarna och spränga dessa när trycket släppes.

Kärnan 10 är därför helt omsluten av ett gastätt hölje 9 som har goda mekaniska egenskaper i ett brett temperaturområde och har kemiskt motstånd mot den aktuella vätskan (exempelvis POM). Såsom mikrosfärer i kärnans 10 syntaktiska skum bör ett material användas som förbättrar matrisens värmeutvidgning och elasticitet (exempelvis glas). Det är viktigt för möjlig- heten att göra glappet (c) mellan styrningen 7 och manteln 1 litet och behålla det litet under olika temperatur- och tryckförhållanden. Det är nödvändigt för att säkerställa en tillräcklig separation av gasen och vätskan. 464 658 Föreliggande uppfinning kan jämföras med tidigare pateni skrifter för ackumulatorer och liknande anordningar som innehåller fritt flytande flottörer, exempelvis DE3l43890Al, US1959640 och US2317796. Dessa anordningar är avsedda för ett lågt arbetstryck, och är tillverkade av material som var kända vid tidpunkten för uppfinningarnas uppkomst och dessa flottörer skulle ej motstå det arbetstryck som är aktuellt för ackumulatorn enligt föreliggande uppfinning. Alternativt skulle flottörerna bli för tunga för att flyta halvt nedsänk- ta i en vätska som olja. En del tidigare patentskrifter be- skriver dessutom en flottörkonstruktion som ger dålig separa- tion av gasen och vätskan. En del har dessutom ett otillräck- ligt ändventilsystem för att förhindra gas från att tränga ut ur ackumulatorn till hydraulsystemet när ackumulatorn är tömd på vätska.

Claims

10 464 658 b Patentkrav

1. Hydropneumatisk flottörackumulator omfattande ett hus (1, 2, 4), och en flottör (5) anordnad däri för att skilja acku- mulatorns vätskeinnehåll från gasinnehållet och för att sam- verka med en tätningsring (6) i ändlocket (4) såsom en ventil som förhindras gas från att släppas ut ur ackumulatorn om denna är helt tömd på vätska, att flottören (5) har formen av en cylindrisk behållare be- stående av en kärna (10) av syntaktiskt cellmaterial omgiven av ett gastätt hölje (9). k ä n n e t e c k n a d av