[发明专利]胶体蓄能器

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种蓄能器，具体涉及一种专门为蓄集受压液体而设计的装置。

(二)背景技术

蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置。它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当系统需要的时候，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来，重新补供给系统。当系统瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量。保证整个系统压力正常。蓄能器还用来调整密闭空间内的液体因温度变化而造成的压力波动。已有蓄能器主要分为：弹簧式和充气式，这类蓄能器在液压气动系统中使用比较方便，但对于调整密闭空间内的液体因温度变化而造成的压力波动却显得过于复杂和笨重。本发明所提出的蓄能器，克服了已有蓄能器的缺点，具有结构简单、体积小、设计和使用方便、造价低、性能可靠等优点。此类蓄能器特别适用于粘滞流体阻尼器和磁流变液阻尼器的体积补偿。

典型磁流变液阻尼器的结构如图1所示。图1中磁流变液阻尼器包括带线圈的活塞11、缸体12、磁流变液13、活塞杆14和密封圈15，在缸体12内密封有磁流变液，当缸体内的磁流变液，因活塞与缸体相对运动而被迫流经活塞与缸体的间隙时，由于其剪切屈服强度会随着间隙内磁场强度的变化而变化，因此磁流变液在间隙内产生的阻力也会随间隙内磁场强度的变化而变化。

典型粘滞阻尼器的结构如图2所示。图2中粘滞流体阻尼器包括活塞21、缸体22、粘滞液体23、活塞杆24和密封圈25，在缸体22内密封有粘滞流体，当缸体内的粘滞，因活塞与缸体相对运动而被迫流经活塞与缸体的间隙时，会产生能量的损耗。其阻尼力与流体的运动速度、表观粘度以及孔隙的几何形状等因素相关。

为了确保磁流变阻尼器或粘滞阻尼器的阻尼力滞回曲线饱满，缸体内的磁流变液或粘滞流体应该处于饱满的状态。如果缸体内的磁流变液或粘滞流体不饱满，则当活塞换方向移动的时候，会产生短距离的阻尼力极低的空行程。磁流变液或粘滞流体饱满与不满时，阻尼力的滞回曲线如图3所示。图3中41为粘滞或磁流变液阻尼器典型滞回曲线不饱满滞回曲线，42为饱满滞回曲线。

对于含有饱满磁流变液或粘滞流体的阻尼器，当温度升高的时候，由于磁流变液或粘滞流体的热膨胀系数远大于缸体的热膨胀系数，如果没有体积补偿装置-蓄能器，磁流变液会胀破密封圈的束缚而发生泄露。但如果安装有蓄能器，则当缸内的液体压力过大时，蓄能器就会产生收缩，以吸收膨胀以后的液体，以避免密封件的破坏。当温度降低以后，液体收缩，压力减小，此时蓄能器会产生膨胀，进而释放出被吸收的液体。

传统的蓄能器一般为气囊式或弹簧式，安装在缸内的外部或内部，如图4和5所示。图4中带气囊式蓄能器的流体阻尼器包括活塞杆61、流体62、活塞63和气囊式蓄能器64；图5中带弹簧式蓄能器的流体阻尼器包括活塞杆11、流体12、活塞13、弹簧14、隔膜15和蓄能器16。此类蓄能器一般体积较大，设计复杂。非常不适合粘滞或磁流变液阻尼器的使用。以气囊式为例，为了保护气囊不被破坏，蓄能器的外部一般会有一个厚厚的钢壳，这会破坏阻尼器结构的整体性。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种在一定压力范围内，体积可以产生少量伸缩的胶体蓄能器。

本发明的目的是这样实现的：利用可变形的密封体包裹可产生少量收缩的由固液两相组成的材料，其中，固相材料上含有与外表相通的直径在某一范围内的微孔，且固相的表面与液体之间相互不浸润；也就是说，如果液体是亲水性的，则固体表面是疏水性的；如果液体是亲油性的，则固体表面是疏油性的。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的固液两相材料外面，包裹可变形的壳体；壳体可以是一种材料制成；也可以是几种材料组成的一种结构；

2、所述的固相材料上有与外表相通的微小孔隙；

3、所述的固液两相材料之间是不浸润的；

4、所述的固相材料可以是任意形状，可以是一个连续体，也可以是多个连续体；

5、所述的在满足应用的前提下，固相材料自身的体积没有限制；

6、所述的蓄能器适用但不限于粘滞流体阻尼器或磁流变液阻尼器的体积补偿。