[发明专利]一种大容量皮囊式恒压蓄能器及其应用

说明书

本发明涉及一种大容量皮囊式恒压蓄能器及其应用，包括壳体及置于壳体内的皮囊、变面积活塞、浮动活塞、活塞、法兰；其中，浮动活塞套在变面积活塞的活塞杆上，变面积活塞的活塞杆底端与活塞连接，且变面积活塞与活塞的中轴线上开设有通孔，通孔与皮囊之间连接有充气阀，通孔底部连接有盖板，活塞上设置有单向阀Ⅰ和单向阀Ⅱ，法兰与壳体底部内壁连接。本发明新型大容量皮囊式恒压蓄能器具有不易泄漏、寿命长，惯性小、反应灵敏，适用容积范围大等优点，可广泛适用于各类液压系统。

技术领域

本发明涉及一种大容量皮囊式恒压蓄能器及其应用，特别涉及一种大容量皮囊恒压液压蓄能器，适用于各类机械的液压系统，属于蓄能器技术领域。

背景技术

随着工程机械液压系统的不断发展，液压系统中的冲击、压力脉动等问题越来越严重，同时，出于环保和节能要求，对液压系统也提出了能量回收的要求。为了适应液压系统的发展，各种类型的蓄能器的应用越来越广泛，蓄能器已经成为液压系统中十分重要的能量储存元件，在吸收压力脉动、能量回收等方面起着重要的作用。

目前，除重力加载式蓄能器外，现有的蓄能器在向外释放液压能时，大都压力不断下降，从而又会在管路中产生压力和流量脉动；在蓄能器内部压力降低到系统压力之后，蓄能器就无法向外继续输出油液，其有效容积不高，即存在“死容积”问题。

液压蓄能器是液压系统中非常常见的一种装置，有储存压力能、消除压力脉动、降低噪声、吸收液压冲击、补偿泄露、作辅助(或紧急)动力源等作用。现有的液压蓄能器大多无法实现输出恒压油液，如果蓄能器输出恒压油液，就可以减少液压蓄能器释放能量时对液压管路及各种附件的液压冲击，降低回路中的冲击振动和噪声，延长相关部件寿命，也可以一定程度上简化液压管路。

为了解决蓄能器输出压力不断降低的问题，美国范德比尔特大学的爱立克巴斯教授提出了恒压蓄能器的新概念。上海大学张国贤教授也曾对其进行研究，表明该结构改变了传统蓄能器排油过程中压力不断降低的问题，并且提高了容积能量密度。

但目前的各恒压蓄能器(系统)方案仍存在以下问题：(1)隔膜式恒压蓄能器只能略微减小“死容积”问题；(2)隔膜式恒压蓄能器采用隔膜式结构，容积太小，无法适用于流量较大的工程机械；(3)重力加载式蓄能器体积庞大，反应迟钝，目前应用较少；(4)恒压蓄能器系统组成元件多，结构较为复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种大容量皮囊式恒压蓄能器，该蓄能器采用大容量皮囊，能够实现液压系统工作过程中的蓄能及恒压缓冲，可适应工程机械大容量的要求。

本发明还提供了上述一种大容量皮囊式恒压蓄能器的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种大容量皮囊式恒压蓄能器，包括壳体及置于壳体内的皮囊、变面积活塞、浮动活塞、活塞、法兰；其中，浮动活塞套在变面积活塞的活塞杆上，变面积活塞的活塞杆底端与活塞连接，且变面积活塞与活塞的中轴线上开设有通孔，通孔与皮囊之间连接有充气阀，通孔底部连接有盖板，活塞上设置有单向阀Ⅰ和单向阀Ⅱ，法兰与壳体底部内壁连接。

优选的，所述变面积活塞为弧形结构。此设计的好处是，变面积活塞设计成弧形形状，在挤压皮囊过程中，弧形结构更容易与皮囊贴合，避免尖锐的棱角刺破皮囊。

优选的，所述变面积活塞的活塞杆底端与活塞螺纹连接。

优选的，所述活塞表面开设有多圈凹槽，凹槽内放置有O型密封圈。此设计的好处是，活塞套装上O型密封圈，能起到密封作用，防止油液泄漏。

优选的，所述充气阀与通孔螺纹连接。

优选的，所述盖板上设置有螺纹柱，螺纹柱插入通孔底部与通孔螺纹连接。

优选的，所述盖板与活塞之间设置有海绵垫片。