[发明专利]基于集液器和夹心活塞的液封蓄能器及其液压系统

权利要求书

1.一种基于集液器和夹心活塞的液封蓄能器及其液压系统，包括一个密封圆筒形活塞缸(HSG)，一个活塞(HS)将活塞缸(HSG)分割成气压腔和液压腔两部分，气压腔充注高压气体，气压通过活塞传递到液压腔，所以液压腔中的压力液具有很高的压力，液压腔底部有一个注排口管道(ZPK)，由此注入压力液以储存压力能，排出压力液以输出压力能，其特征是：

一密封的大直径圆筒形高压气体罐(QTG，简称气体罐)形成一个高压气体腔(QTQ，简称气体腔)，其里面套一个小直径圆筒形活塞缸(HSG)，气体罐和活塞缸大小圆筒相互密封；一个活塞(HS)将活塞缸分割成气压腔(QYQ)和液压腔(YYQ)两部分，活塞缸顶建立气液通道(TD)，连通气体腔(QTQ)和气压腔(QYQ)，充注高压气体，气压通过活塞传递到液压腔，所以液压腔中的压力液具有很高的压力，液压腔底部有一个注排口管道(ZPK)，由此注入压力液以储存压力能，排出压力液以输出压力能。气体罐有两个功能，一个是气压腔(QYQ)的外延，充当高压气体腔(QTQ)，帮助气压腔存储高压气体，增加了气压腔的总容积，减小气压腔的压力波动；另一个是充当集液器，由于活塞总是有少量的泄漏，压力液会缓慢地从液压腔泄漏到气压腔，在活塞顶上会聚集越来越多的压力液，需要清理掉，当活塞移动到活塞缸顶时，活塞顶上的压力液会通过气液通道流入气体腔，活塞顶上的压力液被及时清理，而气体腔底部收集的压力液(收集液SJY)会越来越多，使浮筒(FT)浮起来，收集液增加时会使浮筒上升，当浮筒压到收集液传感器JYG时，发出打开电控阀信号，打开电控阀，漏掉收集液，压力液从漏液管(LYG)流回盛液筒(SYT)；收集液漏掉时会使浮筒下降，当浮筒压到到底传感器DDG时，发出关闭电控阀的电信号，电控阀关闭，随后电机停止。

2.一种基于集液器和夹心活塞的液封蓄能器及其液压系统，其另一个重要特征是：

脂液夹心层式活塞密封和倒角密封；

夹心式活塞是一个对偶活塞(包括活塞上偶(HS_S)和活塞下偶(HS_X))，活塞下偶(HS_X)与滑套(HT)为一体，活塞上偶(HS_S)与滑柱(HZ)为一体，滑柱中有一个行程孔(XCK)，行程孔通过液孔(YK)与夹心层连通，行程栓(XCS)从行程孔插下，与活塞下偶(HS_X)的底部焊接成一体，密封盖(MFG)盖住行程孔形成密封，所以，在活塞上下偶之间的空间为密封空间，称为夹心层(JXC)，夹心式活塞的夹心层、行程栓、滑柱和滑套都处于密封范围内，滑柱与滑套形成滑动配合，行程栓栓头(ST)的行程，被行程孔(XCK)限制了最高点和最低点，所以夹心层的最大厚度被限制，以免滑柱与滑套相脱离。

在活塞上下偶之间形成一个距离可以变化的充满密封脂液(包括密封油脂或压力液)的夹心层；(原理上可以由n层对偶活塞构成n-1个夹心层)，因为气压和液压作用于活塞上的力远大于活塞与缸体的摩擦力，所以夹心层的压力与气压腔的压力近似相等，使得高压气体向夹心层的泄漏为微压差渗漏；夹心层的压力与液压腔的压力也近似相等，使得压力液向夹心层的泄漏也为微压差渗漏。夹心层的密封脂液是会泄漏的，所以需要有补充，用一个单向阀(DXF)向夹心层提供脂液补充，单向阀做在滑柱中间以节省空间，液压腔中的密封脂液可以从单向阀进入夹心层，夹心层的脂液不能从单向阀往回流至液压腔。

脂液夹心层密封包括：脂密封和液密封，

脂密封是用密封油脂充当夹心层，夹心层的密封油脂如果泄漏，在液压腔压力的作用下，由皮囊PN中储存的密封油脂通过软管(RG)和单向阀(DXF)向夹心层补充；

液密封是用压力液充当夹心层，夹心层的压力液如果泄漏，液压腔中压力液通过单向阀向夹心层补充；不过根据实践经验看，不要单向阀，夹心层中也会充满压力液，所以该单向阀是可选项。

倒角密封

假定夹心层混合有气体和压力液，气体会聚集在夹心层的上部，首先会聚集在夹心层上面的倒角(DJ_B，即活塞上偶的下端面倒角)中，起到阻止压力液向气压腔渗透的作用；而压力液会聚集在夹心层的下部，首先会聚集在夹心层下面的倒角(DJ_C，即活塞下偶的上端面倒角)中，起到阻止气体向液压腔渗透的作用；

同理，假定液压腔混入了气体，气体首先会聚集在活塞下偶的下端面倒角(DJ_D)中，再被挤到夹心层中；假定气压腔混入了压力液，压力液首先会聚集在活塞上偶的上端面倒角(DJ_A)中，再被挤到夹心层中。