TWI708898B - 柱塞式蓄壓器 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種柱塞式蓄壓器，係包括：一缸筒，係為一中空管體；一氣端蓋，係設置於該缸筒之一端，該氣端蓋與該缸筒之接觸面設有一第一靜態密封環；一液端蓋，係設置於該缸筒之另一端，該液端蓋與該缸筒之接觸面設有一第二靜態密封環；一柱塞，係設置於該缸筒內部、位於該氣端蓋與該液端蓋之間，該柱塞與該缸筒內緣側壁之接觸面設有一動態密封環與一滑環；以及一面貼型密封環，係設置於該柱塞朝向該液端蓋之端面上。

Description

柱塞式蓄壓器

本發明係與液氣壓系統技術有關，特別係指一種能完全防止靜態洩漏的柱塞式蓄壓器。

蓄壓器為液壓系統中必備的組件，系統會因為泵的作動及負載的變動產生壓力變動，儲壓腔能藉由與液壓腔壓力平衡後的容積變化，吸收壓力變動而達到穩定系統壓力的作用。

一般蓄壓器之機構如圖1~3所示，圖1為柱塞式(Piston)，一般工業最為普遍使用，相關專利參見TW M447432，儲壓方式又分為氣壓及彈簧預壓式，其中前者以高壓(>1000Psi)為主，後者則反之；圖2為氣囊式，以彈性材料預儲氣壓，見CN 102230487；圖3為波紋管式，以橡膠模造成風箱形狀伸縮囊，但在壽限及耐壓能力不足，近年開始改用金屬材質之波紋管，相關專利參見CN 107407296，金屬波紋式蓄壓器乃將儲氣腔以焊接的方式完全密封起來，但波紋片形狀複雜，製作困難度高，成品價格不斐，使用上不符經濟效益。另外，還有膜片式，將儲氣腔與油腔以撓性膜片隔開。

傳統柱塞式蓄壓器之結構原理如圖4所示，以柱 塞隔開儲氣腔與液壓腔，柱塞與缸筒間必須保持一定的間隙，以確保柱塞能在缸筒內平順地滑移，柱塞上配置動態密封環及滑環。使用上先經由充氣接頭預充一定的壓力，一般為系統工作壓力的一半左右，系統開機後會建壓到工作壓力，蓄壓器的柱塞將因為液壓腔壓力大於儲氣腔而推動，直到儲氣腔與液壓腔壓力相同時而停止，並依照柱塞兩側的瞬時壓力差移動而達到穩定壓力的目的，該瞬時壓力差則依靠動態密封環阻隔儲氣與流體的混合。然而當系統關機後，工作壓力降至零，儲氣腔壓力會將柱塞推頂到油端蓋，相關位置如圖5所示，此時的狀態為柱塞兩側存在來自儲氣腔的1/2工作壓力差，滑環的功用在增加潤滑，並無密封功能，柱塞與油端蓋間雖可藉由儲氣腔壓而貼合，但純金屬面的密封性不高，而動態密封環配置於存有間隙的金屬面間，對於穩態的壓力差也難以完全密封，尤其隨著工作週期的增加，動態密封環磨損程度也趨於嚴重，進而降低密封能力，儲氣腔的高壓氣體將如圖5箭頭所示，沿著柱塞與缸筒及油端蓋間的縫隙，持續洩漏到液壓腔而累積在系統油壓管路中，系統開機工作後，將因為管路含氣過多，導致油壓剛性降低而影響系統運作的品質。

為解決先前技術之缺點，本發明係提供一種柱塞式蓄壓器，本發明係在柱塞朝向該液端蓋之端面設置一面貼 型密封環，該面貼型密封環在蓄壓器停止工作後，柱塞靠著儲氣壓推動，使端面與油端蓋密貼的狀態下，發揮靜態密封性，防止儲氣洩漏到液壓腔。

本發明係為一種柱塞式蓄壓器，係包括：一缸筒，係為一中空管體；一氣端蓋，係設置於該缸筒之一端，該氣端蓋與該缸筒之接觸面設有一第一靜態密封環；一液端蓋，係設置於該缸筒之另一端，該液端蓋與該缸筒之接觸面設有一第二靜態密封環；一柱塞，係設置於該缸筒內部、位於該氣端蓋與該液端蓋之間，該柱塞與該缸筒內緣側壁之接觸面設有一動態密封環與一滑環；以及一面貼型密封環，係設置於該柱塞朝向該液端蓋之端面上。

本發明之一實施例中，該面貼型密封環之環槽斷面係為口窄底寬之梯型。

本發明之一實施例中，該氣端蓋中心設有一充氣接頭。

本發明之一實施例中，該柱塞與該氣端蓋之間的缸筒內部空間定義為一儲氣腔。

本發明之一實施例中，該柱塞與該液端蓋之間的缸筒內部空間定義為一液壓腔。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及 圖示中加以闡述。

11‧‧‧缸筒

12‧‧‧氣端蓋

121‧‧‧第一靜態密封環

122‧‧‧充氣接頭

13‧‧‧液端蓋

14:柱塞

141:動態密封環

142:滑環

15:面貼型密封環

圖1~圖3係為先前技術專利前案之結構圖。

圖4與圖5係為先前技術柱塞式蓄壓器之基本原理結構圖。

圖6係為本發明之柱塞式蓄壓器第一實施例結構圖。

圖7係為本發明之面貼型密封環於系統關閉狀態之密封效果示意圖。

圖8係為本發明之面貼型密封環之環槽斷面示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

圖6係為本發明之柱塞式蓄壓器第一實施例結構圖，該實施例係包括：一缸筒11，係為一中空管體；一氣端蓋12，係設置於該缸筒11之一端，該氣端蓋12與該缸筒11之接觸面設有一第一靜態密封環121，該氣端蓋12中心設有一充氣接頭122；一液端蓋13，係設置於該缸筒11之另一端，該液端蓋13與該缸筒11之接觸面設有一第二靜態密封環131；一柱塞14，係設置於該缸筒11內部、位於該氣端蓋12與該液端蓋13之間，該柱塞14與該缸筒11內緣側壁之接觸面設有一動態密封環141與一滑環142；以及一面貼型密封環15，係設置於 該柱塞14朝向該液端蓋13之端面上。

該第一實施例中，該柱塞14與該氣端蓋12之間的缸筒11內部空間定義為一儲氣腔，該柱塞14與該液端蓋13之間的缸筒11內部空間定義為一液壓腔。本發明係在柱塞14的油端面(意即朝向該液端蓋13之端面)設計一面貼型密封環15，且該面貼型密封環之環槽的斷面呈口窄底寬，在系統開機工作期間，仍由該動態密封環141防止柱塞14兩側暫態壓力差的內漏，且允許柱塞14的自由移動，該面貼型密封環槽的斷面可以保持面貼型密封環15在密封環槽內，該面貼型密封環15與柱塞14一起移動時，免於被液壓腔內的液體沖刷，進而掉出密封環槽。

該第一實施例中，一旦系統關機，液壓端(液壓腔內)壓力歸零，儲氣腔的壓力會將柱塞14推往液端蓋13，直到柱塞14端面與液端蓋13密貼並持續頂緊，請參考圖7，該面貼型密封環15在此狀態下，恰能發揮靜態密封性，雖然柱塞14兩側持續存在儲氣壓力差，儲氣可能從柱塞14與缸筒11間隙，經過滑環142再通過動態密封環141，但將被面貼型密封環15成功阻擋，免於進到液端蓋後端之系統油路，影響系統運作的效能，再者，該面貼型密封環15皆在靜態環境下工作，沒有動態密封環141磨損而降低靜態密封性能的問題。

請參閱圖8，係為本發明之面貼型密封環之環槽斷面示意圖，該面貼型密封環15之環槽斷面係為口窄底寬之 梯型，可確保面貼型密封環在蓄壓器工作中，始終位於密封環槽內與柱塞同步移動。

藉此，本發明係提供一種柱塞式蓄壓器，本發明係在柱塞朝向該液端蓋之端面設置一面貼型密封環，該面貼型密封環在蓄壓器停止工作後，柱塞靠著儲氣壓推動，使端面與油端蓋密貼的狀態下，發揮靜態密封性，防止儲氣洩漏到液壓腔。本發明與傳統蓄壓器相較，僅改變柱塞，油端蓋部分尺寸與設計，成本增加有限，系統效能較傳統型柱塞示蓄壓器佳，又不似金屬波紋式蓄壓器，形狀及製作複雜導致成本高昂。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11‧‧‧缸筒

12‧‧‧氣端蓋

121‧‧‧第一靜態密封環

122‧‧‧充氣接頭

13‧‧‧液端蓋

131‧‧‧第二靜態密封環

14‧‧‧柱塞

141‧‧‧動態密封環

142‧‧‧滑環

15‧‧‧面貼型密封環

Claims (3)

1. 一種柱塞式蓄壓器，包括：一缸筒，係為一中空管體；一氣端蓋，係設置於該缸筒之一端，該氣端蓋與該缸筒之接觸面設有一第一靜態密封環；一液端蓋，係設置於該缸筒之另一端，該液端蓋與該缸筒之接觸面設有一第二靜態密封環；一柱塞，係設置於該缸筒內部、位於該氣端蓋與該液端蓋之間，該柱塞與該缸筒內緣側壁之接觸面設有一動態密封環與一滑環；以及一面貼型密封環，係設置於該柱塞朝向該液端蓋之端面上；其中該柱塞與該液端蓋之間的缸筒內部空間定義為一液壓腔，該柱塞與該氣端蓋之間的缸筒內部空間定義為一儲氣腔，該面貼型密封環在該柱塞式蓄壓器停止工作後，該端面與該液端蓋密貼的狀態下，發揮靜態密封性，防止該儲氣腔之儲氣洩漏到該液壓腔。
2. 如請求項1所述之柱塞式蓄壓器，其中該面貼型密封環之環槽斷面係為口窄底寬之梯型。
3. 如請求項1所述之柱塞式蓄壓器，其中該氣端蓋中心設有一充氣接頭。

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