一种复合式行程可调的活塞式蓄能器

技术领域

本发明涉及蓄能器技术领域，具体为一种复合式行程可调的活塞式蓄能器。

背景技术

公知的，蓄能器广泛应用于液压系统。按照蓄能器结构划分，目前常见的蓄能器产品主要有囊式和活塞式两种，活塞式蓄能器工作原理是活塞将缸筒隔离成两部分，在上面部分预先充满一定压力的气体，下面部分通过油口与液压油路联通，当系统油压上升时，液压油推动活塞向上运动压缩气体，气体压力升高，当气体压力与系统油压平衡后，活塞停止移动，蓄能器完成充液阶段;当系统油压降低时，气体压力高于油液压力，气体推动活塞向下运动，蓄能器通过油口向系统补充油液，维持系统压力，蓄能器完成排液阶段。只要系统压力有变化，蓄能器中油液的压力就随之变化，根据力平衡原理，活塞随之移动，蓄能器如此反复充液、排液，便达到储存和释放液压能的作用。

如授权公告号为CN 203835821U，名称为《活塞式蓄能器》的中国专利，其包括缸体、活动设于缸体内的活塞、以及分别与缸体配合连接的气口端盖和油口端盖，所述活塞与缸体之间嵌设有第一密封圈和第二密封圈，所述活塞、缸体以及气口端盖之间配合形成气腔，活塞、缸体以及油口端盖之间配合形成油腔，所述气口端盖上安装设有与气腔连通的充气阀，所述油口端盖上沿轴向设有油路，所述油腔通过油路与液压管路相连通，所述活塞上沿周向设置有用以容置黄油的油槽，所述油槽位于第一密封圈与第二密封圈之间，所述活塞与油口端盖之间配合设有省力机构，所述省力机构包括成型设于活塞端面上的内芯柱、活动设于油腔内的外套筒、以及连接设于外套筒与油口端盖之间的外弹簧，所述外套筒套设于内芯柱外部，内芯柱与外套筒之间连接设有内弹簧，所述油路的直径大于外套筒的外直径。

如上述专利，活塞式蓄能器在初始注油时，油缸活塞的端面与油封端盖的端面贴合，且此时活塞保持静止状态，导致活塞的启动压力偏大，容易导致油封端盖出现密封问题，同时油缸活塞周侧与油缸内壁之间受压易导致活塞周向密封部件出现受压形变泄漏，从而使得活塞移动时出现形变摩擦，影响活塞的使用寿命加重泄漏情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合式行程可调的活塞式蓄能器，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合式行程可调的活塞式蓄能器，包括蓄能器缸体，所述蓄能器缸体中活动设置有活塞组件，且蓄能器缸体的一端设置有气封端盖，另一端设置有油封端盖，所述油封端盖上设置有供油接口，所述油封端盖中还设置有活塞机械启动组件；所述供油接口与所述活塞机械启动组件传动连接，当供油接口初始供油时，所述活塞机械启动组件被动式机械顶升驱动所述活塞组件移动，然后再配合供油接口输送的油液推动活塞组件移动。

作为上述技术方案的进一步描述：所述活塞机械启动组件包括开设在油封端盖中的启动油腔，所述启动油腔与所述供油接口连通，所述启动油腔靠近蓄能器缸体一端设置有扩张腔，所述扩张腔的底部周侧开设有与蓄能器缸体内部导通的通孔，所述启动油腔中设置有机械顶升组件。

作为上述技术方案的进一步描述：所述机械顶升组件包括滑动设置在启动油腔中的密封座，且密封座底部垂直连接有顶杆，所述顶杆贯穿于油封端盖并延伸在蓄能器缸体的内腔中，所述密封座与扩张腔底部之间连接有拉簧，且拉簧的弹力用于驱动密封座贴合扩张腔的底部。

作为上述技术方案的进一步描述：所述油封端盖上还设置有过渡补偿机构，所述过渡补偿机构与机械顶升组件传动连接，当所述机械顶升组件被动式驱动所述活塞组件移动时，所述过渡补偿机构自动对活塞组件移动时与蓄能器缸体之间形成的腔体进行空间补偿以使得活塞组件与蓄能器缸体之间形成的腔体充满油液。

作为上述技术方案的进一步描述：所述过渡补偿机构包括固定在油封端盖内侧的套座，且套座中滑动嵌设有密封套筒，所述顶杆的顶端与所述密封套筒的内侧顶部连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述蓄能器缸体包括接头座，所述接头座的一侧设置有气缸，所述接头座的另一侧设置有油缸。

作为上述技术方案的进一步描述：所述气封端盖设置在所述气缸的端头，且气封端盖上设置有供气阀，所述油封端盖设置在油缸的端头。

作为上述技术方案的进一步描述：所述接头座的两侧对称设置有螺纹接口，所述气缸以及油缸均通过螺纹接口螺旋连接在接头座的两端。

作为上述技术方案的进一步描述：所述接头座的两侧还转动套设有连接法兰，所述气缸以及油缸接口外侧转动设置固定法兰，且固定法兰与连接法兰之间通过螺柱固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述活塞组件包括气腔活塞和油腔活塞，所述气腔活塞活动嵌设在气缸中，所述油腔活塞活动嵌设在油缸中，且气腔活塞和油腔活塞之间呈环形阵列连接有多个支撑杆，所述支撑杆活动贯穿于接头座。

在上述技术方案中，本发明提供的一种复合式行程可调的活塞式蓄能器，具备以下有益效果：

该复合式行程可调的活塞式蓄能器通过设置活塞机械启动组件，实现在初始注油时，通过活塞机械启动组件机械式抵接驱动活塞组件进行移动，活塞组件在移动状态时持续注油并自动切换成通过油液压力推动活塞组件进行移动，即实现对活塞组件静态时机械式启动，启动完成后再通过油液压力推动进行移动，避免在活塞组件初始静止状态启动压力过大，直接通过油液压力推动活塞组件易导致油封端盖出现密封问题，同时防止活塞组件周侧与蓄能器缸体内壁之间受压导致活塞组件出现泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种复合式行程可调的活塞式蓄能器结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种复合式行程可调的活塞式蓄能器结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种复合式行程可调的活塞式蓄能器的剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种复合式行程可调的活塞式蓄能器的拆分结构示意图；

图5为本发明实施例中接头座与活塞组件的装配结构示意图；

图6为本发明实施例中油封端盖的结构示意图；

图7为本发明实施例中油封端盖的剖视图；

图8为本发明实施例中油缸未注油时的状态示意图；

图9为本发明实施例中油缸初始注油时状态示意图；

图10为本发明实施例中油封端盖的内部结构示意图。

附图标记说明：

1、蓄能器缸体；11、接头座；111、螺纹接口；112、连接法兰；12、气缸；13、油缸；14、固定法兰；2、气封端盖；21、供气阀；3、油封端盖；31、供油接口；4、活塞组件；41、支撑杆；42、气腔活塞；43、油腔活塞；5、活塞机械启动组件；51、启动油腔；52、扩张腔；53、通孔；54、密封座；55、拉簧；56、顶杆；57、过渡补偿机构；571、套座；572、密封套筒。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

实施例一：请参阅图1、图6-图10，本发明实施例提供一种技术方案：一种复合式行程可调的活塞式蓄能器，包括蓄能器缸体1，蓄能器缸体1中活动设置有活塞组件4，其中蓄能器缸体1为两端开口的圆筒状结构，活塞组件4滑动嵌设在蓄能器缸体1中，且蓄能器缸体1的一端设置有气封端盖2，另一端设置有油封端盖3，油封端盖3上设置有供油接口31，通过供油接口31实现向蓄能器缸体1中注油从而通过油压推动活塞组件4进行移动，油封端盖3中还设置有活塞机械启动组件5；供油接口31与活塞机械启动组件5传动连接，当供油接口31初始供油时，活塞机械启动组件5被动式机械顶升驱动活塞组件4移动，然后再配合供油接口31输送的油液推动活塞组件4移动。即通过活塞机械启动组件5设置，使得通过供油接口31向蓄能器缸体1中注油推动蓄能器缸体1中活塞组件4移动变成两个工作行程，第一工作行程，活塞组件4为静止状态，初始注油时驱动活塞机械启动组件5进行移动，活塞机械启动组件5抵接活塞组件4并推动活塞组件4进行移动，第二工作行程，持续进行注油，此时油液通过供油接口31注入到活塞组件4与蓄能器缸体1之间的腔体中，从而通过油液压力推动活塞组件4进行持续移动。

具体的，本申请通过设置活塞机械启动组件5，实现在初始注油时，通过活塞机械启动组件5机械式抵接驱动活塞组件4进行移动，活塞组件4在移动状态时持续注油并自动切换成通过油液压力推动活塞组件4进行移动，即实现对活塞组件4静态时机械式启动，启动完成后再通过油液压力推动进行移动，避免在活塞组件4初始静止状态启动压力过大，直接通过油液压力推动活塞组件4易导致油封端盖3出现密封问题，同时防止活塞组件4周侧与蓄能器缸体1内壁之间受压导致活塞组件4出现泄漏。

本发明提供的再一个实施例中，活塞机械启动组件5包括开设在油封端盖3中的启动油腔51，启动油腔51与供油接口31连通，启动油腔51靠近蓄能器缸体1一端设置有扩张腔52，扩张腔52的直径大于启动油腔51的直径，扩张腔52的底部周侧开设有与蓄能器缸体1内部导通的通孔53，通孔53开设有多个，且多个通孔53成环形等角度设置，且多个通孔53位于启动油腔51在扩张腔52中垂直投影的外侧，启动油腔51中设置有机械顶升组件，机械顶升组件包括滑动设置在启动油腔51中的密封座54，扩张腔52的深度大于密封座54的厚度，即密封座54从启动油腔51滑动至扩张腔52中时，此时启动油腔51与扩张腔52成连通状态，密封座54为圆盘状结构，其实现对启动油腔51进行密封，且密封座54底部垂直连接有顶杆56，顶杆56垂直固定在密封座54底部圆心位置处，顶杆56贯穿于油封端盖3并延伸在蓄能器缸体1的内腔中，密封座54与扩张腔52底部之间连接有拉簧55，扩张腔52底部开设有圆形凹槽，拉簧55嵌入安装在圆形凹槽中，且拉簧55的弹力用于驱动密封座54贴合扩张腔52的底部。

具体的，在第一工作行程中，活塞组件4为静止状态，初始注油时油液通过供油接口31注入到启动油腔51中，然后通过油液压力驱动密封座54在启动油腔51中进行移动，从而通过密封座54配合顶杆56抵接活塞组件4，从而通过顶杆56驱动活塞组件4启动在蓄能器缸体1中移动，同时密封座54移动时同步将启动油腔51以及扩张腔52中的油液通过通孔53推送至活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体中，当密封座54移动至扩张腔52中，此时进入第二工作行程，即此时扩张腔52与启动油腔51连通，通过供油接口31注入的油液通过启动油腔51进入扩张腔52中，然后通过扩张腔52上的通孔53进入到活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体中，从而通过油液压力推动活塞组件4在蓄能器缸体1中进行移动，即实现对活塞组件4静态时机械式启动，启动完成后再通过油液压力推动进行移动。

本发明提供的再一个实施例中，油封端盖3上还设置有过渡补偿机构57，过渡补偿机构57与机械顶升组件传动连接，当机械顶升组件被动式驱动活塞组件4移动时，过渡补偿机构57自动对活塞组件4移动时与蓄能器缸体1之间形成的腔体进行空间补偿以使得活塞组件4与蓄能器缸体1之间形成的腔体充满油液，在此，申请人需要说明的是，油封端盖3中启动油腔51的内径显然小于蓄能器缸体1的内径（由于油封端盖3内嵌安装在蓄能器缸体1的接口上），即在第一工作行程中，通过密封座54配合顶杆56抵接活塞组件4，通过顶杆56驱动活塞组件4启动在蓄能器缸体1中移动，同时密封座54移动时同步将启动油腔51以及扩张腔52中的油液通过通孔53推送至活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体中，但是密封座54推送的油液容积显然小于活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体产生的容积，从而导致通过供油接口31向蓄能器缸体1中注油推动蓄能器缸体1中活塞组件4移动过程中从第一工作行程过度至第二工作行程时有一个波动，（即进入第二工作行程时需要先将活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体注满油液然后才通过油液压力推动活塞进行移动），从而影响活塞移动的稳定性和密封效果，通过在油封端盖3上设置过渡补偿机构57，实现在第一工作行程进入第二工作行程时，通过过渡补偿机构57自动对活塞组件4移动时与蓄能器缸体1之间形成的腔体进行空间补偿以使得活塞组件4与蓄能器缸体1之间形成的腔体充满油液，从而实现第一工作行程平稳过渡至第二工作行程，提高活塞组件4移动的稳定性，削弱第一工作行程过渡至第二工装行程的波动，进一步防止活塞组件4出现泄漏。

过渡补偿机构57包括固定在油封端盖3内侧的套座571，且套座571中滑动嵌设有密封套筒572，顶杆56的顶端与密封套筒572的内侧顶部连接。具体的，初始注油时油液通过供油接口31注入到启动油腔51中，然后通过油液压力驱动密封座54在启动油腔51中移动配合顶杆56抵接活塞组件4以驱动活塞组件4在蓄能器缸体1中移动，密封座54移动时同步将启动油腔51以及扩张腔52中的油液通过通孔53推送至活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体中，同时顶杆56抵接活塞组件4以推动活塞组件4进行移动时，此时顶杆56同步驱动密封套筒572在套座571中凸伸进行移动，从而通过增大过渡补偿机构57的体积以减小活塞组件4移动时与蓄能器缸体1之间形成的腔体的容积，使得活塞组件4移动时与蓄能器缸体1之间形成的腔体的容积与密封座54移动时同步推送的油液容积相等，从而使得活塞组件4在蓄能器缸体1中移动产生的腔体中充满油液。实现第一工作行程平稳过渡至第二工作行程，提高活塞组件4移动的稳定性。

实施例二：请参阅图2-5蓄能器缸体1包括接头座11，接头座11的一侧设置有气缸12，接头座11的另一侧设置有油缸13，即气缸12和油缸13对称连接在接头座11的两侧，气封端盖2设置在气缸12的端头，气缸12通过接头座11以及气封端盖2行程气腔，且气封端盖2上设置有供气阀21，通过供气阀21实现对气腔内部气压进行调节，油封端盖3设置在油缸13的端头。油缸13通过油封端盖3以及接头座11形成油腔，通过将蓄能器缸体1设置成有接头座11对称连接气缸12和油缸13的分体式结构，便于进行拆卸检修，同时可以单独进行拆卸更换，降低维护成本。

本发明提供的再一个实施例中，接头座11的两侧对称设置有螺纹接口111，气缸12以及油缸13均通过螺纹接口111螺旋连接在接头座11的两端，接头座11的两侧还转动套设有连接法兰112，气缸12以及油缸13接口外侧转动设置固定法兰14，且固定法兰14与连接法兰112之间通过螺柱固定连接。进一步的，气缸12和油缸13配合螺纹接口111对称螺旋固定连接在接头座11的两侧，并在接头座11两侧转动套设连接法兰112，同时在气缸12和油缸13接口外侧设置固定法兰14，通过将连接法兰112转动设置，实现与固定法兰14位置保持对应，再通过螺柱将气缸12以及油缸13上的固定法兰14与接头座11上的连接法兰112进行连接，实现对气缸12和油缸13双重互锁固定，显著提高气缸12和油缸13连接的稳定性和密封效果。

本发明提供的再一个实施例中，活塞组件4包括气腔活塞42和油腔活塞43，气腔活塞42活动嵌设在气缸12中，油腔活塞43活动嵌设在油缸13中，且气腔活塞42和油腔活塞43之间呈环形阵列连接有多个支撑杆41，支撑杆41活动贯穿于接头座11。更进一步的，通过将蓄能器缸体1设置成有接头座11对称连接气缸12和油缸13的分体式结构，并配合分别设置气腔活塞42以及油腔活塞43，实现通过气腔活塞42以及油腔活塞43对应承载气压有油压驱动，避免单一活塞两侧分别间歇式承载气压和油压，影响活塞密封性，进一步提高活塞移动的稳定性和密封效果，同时气腔活塞42以及油腔活塞43之间通过多个呈环形阵列布置的支撑杆41进行连接，实现对气腔活塞42以及油腔活塞43移动进行支撑限位，防止气腔活塞42以及油腔活塞43移动时出现倾斜，进一步提高气腔活塞42以及油腔活塞43移动的稳定性。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。