CN103270316A - 超轻重量和紧凑的蓄能器 - Google Patents
超轻重量和紧凑的蓄能器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103270316A CN103270316A CN2011800560258A CN201180056025A CN103270316A CN 103270316 A CN103270316 A CN 103270316A CN 2011800560258 A CN2011800560258 A CN 2011800560258A CN 201180056025 A CN201180056025 A CN 201180056025A CN 103270316 A CN103270316 A CN 103270316A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sleeve
- fluid
- closure member
- accumulator
- manifold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
- F15B1/04—Accumulators
- F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
- F15B1/24—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with rigid separating means, e.g. pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/20—Accumulator cushioning means
- F15B2201/205—Accumulator cushioning means using gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/30—Accumulator separating means
- F15B2201/31—Accumulator separating means having rigid separating means, e.g. pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
- F15B2201/405—Housings
- F15B2201/4053—Housings characterised by the material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
- F15B2201/405—Housings
- F15B2201/4056—Housings characterised by the attachment of housing components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Abstract
一种蓄能器组件(10)包括蓄能器筒(12),蓄能器筒(12)由圆柱形不透气的壳体(18)和安置于壳体(18)内并且与壳体(18)基本上同心的圆柱形不透气的套筒(20)所形成。在套筒(20)与壳体(18)之间形成间隙空间(30)。活塞(22)可滑动地安置于套筒(20)内,活塞(22)将套筒(20)内部分离成第一腔室(29)和第二腔室(31),第一腔室(29)构造成用以包含压缩气体,第二腔室(31)构造成用以包含加压流体。一对可移除的轴向闭合件(14,16)在相对端处固持到不透气的套筒(20)上、并且与不透气的壳体(18)的相对应的相对端密封地接合,这对可移除的轴向闭合件(14,16)构造成用以提供对套筒(20)的张应力的最大抗耐性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请主张保护在2010年9月22日提交的名称为“ULTRALIGHTWEIGHT AND COMPACT ACCUMULATOR”的临时专利申请No.61/385,328的权益。
技术领域
本发明大体而言涉及用于高压应用的蓄能器并且更特定而言,涉及套筒中活塞(或者“活塞和套筒”)型高压蓄能器。本发明还涉及这样的蓄能器结合燃料高效液压混合动力机动车辆的可能的用途。
背景技术
目前,混合动力传动系为一种用以改进机动车辆的燃料利用的越来越流行的方案。“混合”指常规内燃机与能量储存***的组合,其通常起到了接收和储存由发动机产生的过量能量和从制动事件回收的能量、并且将这些能量再递送以当需要时补充发动机的功能。这使得动力的产生和消耗分开,由此允许内燃机更高效地操作,同时确保了足够的动力可用于满足负荷需求。
在本领域中已知若干种形式的能量储存,使用蓄电池的电力储存是最熟知的。近来,液压混合已显示出提供比电混合更好的效率、更大的能量密度、更低的成本和更长的使用寿命。一种液压动力***采取了用于能量储存的一个或多个液压蓄能器和用于动力传输的一个或多个液压泵、马达或者泵/马达的形式。液压蓄能器根据通过对气体进行压缩来储存能量的原理而操作。蓄能器的压力容器包含了气体充注,通常为氮气,在液压泵将液体泵送到容器内时气体充注变得被压缩。由此液体变得被加压并且当释放时可用于驱动一种液压马达。因而一种液压蓄能器利用两种不同的工作介质,一个为可压缩的气体、并且另一个为相对不可压缩的液体。贯穿本文献,术语“气体”应指气态介质,而术语“流体”应指液体工作介质,按照本领域中的惯例。
在现有技术状态,存在着用于液压蓄能器的三种基本构造:弹簧型、气囊型和活塞型。由于弹簧的大小、成本、质量和弹簧刚度,弹簧型通常限于具有小流体体积的蓄能器。气囊型蓄能器通常遭遇高气体渗透率和较差的可靠性。其中,活塞型为成本最低的设计,其能储存所希望体积的流体。此外,适当地设计的活塞蓄能器在物理上是结实/强固的、高效的并且可靠的。
标准活塞蓄能器在本领域中也具有良好的表现。在标准活塞蓄能器中,借助于活塞将液压流体与压缩气体分离开,活塞密封抵靠着圆柱形压力容器的内壁并且当流体进出和气体压缩和膨胀时自由地纵向移动。由于活塞不需要为柔性的,其可由诸如钢这样的不透气的材料制成。但是,在活塞与筒内壁之间的接口必须被严密地控制以确保良好密封,并且用以确保良好密封所必需的尺寸公差程度可提高制造成本。其也需要压力容器是刚性极强的并且当加压时耐受/抵抗在其中心附近的膨胀,这种在中心附近的膨胀原本可能会由于在活塞与筒壁之间的距离加宽而破坏密封。这已排除了将复合材料用于高压活塞蓄能器容器的考虑,因为复合材料倾向于在压力下显著地膨胀(例如,在5000psi压力的情况下对于12英寸直径容器而言,在直径上占一英寸的约1/10)。
由于前文的描述,标准蓄能器容器倾向于由厚、高强度的钢制成并且很重。标准活塞蓄能器具有比钢或复合气囊型蓄能器更高得多的重量与能量储存比,这使得它们对于移动车辆应用而言是不合需要的(因为这样的增加的重量将会例如减小车辆的燃料经济性)。更具体而言,用于相同容量(即,大小)和额定压力的活塞蓄能器比具有轻重量复合压力容器设计的蓄能器更重数倍(例如,高达10倍),在蓄能器重量成为问题的这样的应用中,轻重量复合压力容器设计将会是优选的。因此,尽管它们可能优良的不透气性,活塞蓄能器对于车辆应用而言大都是不实用的。
若干现有技术活塞蓄能器概念利用了一种“活塞在套筒中”的蓄能器设计,其中,活塞存在于圆柱形套筒中并且抵靠着圆柱形套筒而密封,圆柱形套筒与压力容器的内壁分离开。套筒被限定为一种中空构件,如果蓄能器的全部压差在整个中空构件上施加,则中空构件基本上不能耐受施加给它的应力。虽然这种方案提供优于现有技术的至少两个益处:(i)分开容器壁的压力承受功能与其活塞密封功能,允许利用套筒实行有效密封,而与涉及到压力容器架构/构造的问题无关,和(ii)在套筒与容器壁之间设置介于中间或间隙体积,其可填充有充注气体以允许定制气体与流体之比来优化性能并且也允许使得排放油的压力轮廓/曲线成形。
这些***的缺点在于,这样的设计包括一种由钢合金而构造成的通常厚壁的强固圆柱形压力容器、和一种相对于容器壁而言较薄的金属套筒。套筒在其圆周附近永久地附连到压力容器一端的内表面,(与活塞一起)形成用于工作流体的闭合的或“内侧”腔室。套筒的另一端朝向容器的另一端延伸、并且大体上保持打开以形成“外侧”腔室,其包括套筒的开放的体积,压力容器的其余体积,和在套筒外壁与压力容器内壁之间的介于中间/间隙空间,它们各自被填充了蓄能器的气态介质。
这些***的另一缺点在于,这种操作需要套筒在容器内被紧密地固持、并且居中以防止例如由于与移动(例如,航行器)应用相结合使用的振动而在径向移动。套筒移动使得套筒的刚性固定端疲劳,可能会由于密封垫片(若存在这样的密封垫片)开裂、扭曲或磨损而导致泄露。这需要通过在某些点处将套筒连接到容器壁而加强套筒,或者需要使套筒比用以耐受充注和排放中通常遇到的小压差将会必需的最小厚度更厚。另外,容器的外壁必须比仅压力承受将会必需的厚度更厚,因为必须防止壁膨胀、并且因而使得套筒松动或者使得套筒扭曲偏离用于活塞密封所必需的其真圆形式。
现有技术的“活塞在套筒中”的设计也在闭合(内侧)腔室内均匀地包含流体,且其中充注气体存在于活塞的另一侧上、并且在介于活塞与容器壁之间的间隙空间内。这种布置自然地是优选的,因为其使得流体容量和因此装置的能量容量最大化。即,存在于套筒内侧的工作介质可被完全排放,而在套筒外侧的介质的某些部分将总是保持截留在间隙空间内;因为根据可排放多少流体来确定了工作容量,则令流体存在于容器的内侧和气体在外侧上是一种自然选择。
类似于上文所讨论的标准活塞蓄能器,这些现有技术的“活塞在套筒中”的蓄能器对于液压混合机动车辆应用而言或者蓄能器重量为重要问题的其它应用而言不可接受地较重。已做出尝试通过使用轻重量复合材料来代替容器壁中起到压力承受功能的钢来减轻这样的“活塞在套筒中”的蓄能器的重量。但是,这样的装置仍需要容器壁的内部金属芯和在蓄能器一端处的加厚的金属区。这样,该装置对于液压混合机动车辆应用而言保持不合需要地较重。由蓄能器所经历的强工作循环(duty cycle)(即,极其大量的充注-排放循环,在某些情况下超过一百万次循环)和复合材料的显著径向膨胀(对于12英寸直径容器在5000psi压力的情况下,在直径上大约一英寸的1/10)一起将会导致金属芯或衬套的预期疲劳故障。
为了解决这些缺点,现有技术装置采用一种热塑性套筒,具有缠绕了碳纤维的压力容器壳体。该装置也将流体置于芯外侧,因而流体填充了间隙空间。这样的设计存在几个重大问题:(i)蓄能器的物理大小比用于封闭适用工作流体的相同体积所必需的大小更大,因为在间隙空间中的流体不能使用;(ii)最佳蓄能器设计需要气体体积大于流体体积;(iii)这种设计不能维修,任何部件的任何故障需要丢弃整个筒;(iv)压力容器所包裹着的厚度比所需要的厚度更厚,因为包裹必须对抗轴向和切向负荷;以及(v)这种设计在油压力超过气体压力的情况下并未提供用以保护套筒完整性的手段。
最近,已开发了一种紧凑型液压蓄能器,其使用极其轻重量的复合压力容器来提供了一种可维修的活塞和套筒设计。模块化设计将蓄能器筒和辅助气筒设置成经由歧管防护板(doubling)而成流体连通,因为带有拉杆的可移除的端帽维持着所述模块呈张紧。这样一种装置在共同拥有的美国专利No. 7,661 ,442中被披露,该专利以其全文引用的方式合并到本文中。
这种装置的缺陷在于容纳该歧管的、以及用以密封该容器所需拉杆的端帽的块体。这些部件显著地增加了装配到车辆内所需的包装空间。一种更紧凑的端帽将会由于减小其大小和包装要求而改进了蓄能器的效能/效用。
发明内容
根据并且符合本发明,已令人意外地发现了一种超轻重量和紧凑的蓄能器。
在一个实施例中,一种蓄能器组件包括至少一个蓄能器筒,蓄能器筒包括:圆柱形不透气的壳体;圆柱形不透气的套筒,安置于壳体内并且与壳体基本上同心;在套筒与壳体之间形成的间隙空间;活塞,可滑动地安置于套筒内,活塞将套筒的内部分离成第一腔室和第二腔室,第一腔室被构造成用以包含一种压缩气体,第二腔室被构造成用以包含一种加压流体;以及,一对可移除的轴向闭合件,在相对端处被固持到不透气的套筒、并且与不透气的壳体的相对应的相对端密封地接合,轴向闭合件被构造成用以提供对套筒张应力的最大抗耐性。
在另一实施例中,一种蓄能器***包括蓄能器组件和可移除的歧管外壳,蓄能器组件包括多个蓄能器筒,每个蓄能器筒具有:圆柱形不透气的壳体;圆柱形不透气的套筒,安置于壳体内并且与壳体基本上同心;在套筒与壳体之间形成的间隙空间;活塞,可滑动地安置于套筒内,活塞将套筒的内部分离成第一腔室和第二腔室,第一腔室被构造成用以包含压缩气体,第二腔室被构造成用以包含加压流体;以及,一对可移除的轴向闭合件,在相对端处固持到不透气的套筒、并且与不透气的壳体的相对应的相对端密封地接合,轴向闭合件中的至少一个包括形成于其中的气体端口和流体端口;并且可移除的歧管外壳包括流体地连接着每个蓄能器筒的轴向闭合件的相应流体端口和气体端口的气体歧管和流体歧管。
在另一实施例中,一种蓄能器组件包括流体地密封的外壳、在外壳内的至少一个蓄能器筒以及可移除的歧管外壳,该筒包括:圆柱形不透气的壳体;圆柱形不透气的套筒,安置于壳体内并且与壳体基本上同心;在套筒与壳体之间形成的间隙空间;活塞,可滑动地安置于套筒内,活塞将套筒的内部分离成第一腔室和第二腔室,第一腔室被构造成用以包含压缩气体,第二腔室被构造成用以包含加压流体;一对可移除的轴向闭合件,在相对端处固持到所述不透气的套筒、并且与不透气的壳体的相对应的相对端密封地接合,其中轴向闭合件中的至少一个包括形成于其中的气体端口和流体端口;并且可移除的歧管外壳包括:流体地连接每个蓄能器筒的轴向闭合件的相应流体端口和气体端口的气体歧管和流体歧管;泄放阀,流体地连接到气体歧管和流体歧管;以及,排流泄放端口,穿过歧管外壳的壁而形成,被构造成用以将流体和气体之一排流到外壳内。
附图说明
对于本领域技术人员而言,当结合附图考虑时,从优选实施例的下文的详细描述,本发明的上述优点以及其它优点将会变得显而易见,在附图中:
图1A示出了本发明的超轻重量和紧凑蓄能器的平面图;
图1B示出了图1A中所示的超轻重量和紧凑蓄能器的分解侧部透视图;
图2示出了形成图1A和图1B中所示的超轻重量和紧凑蓄能器的筒的一端;
图3A示出了沿着截面线3-3所截取的图2中所示的筒的一部分的放大片段截面侧视立视图;
图3B示出了筒的截面;
图4A示出了本发明的超轻重量和紧凑蓄能器的第一轴向闭合件的分解侧部透视图;
图4B示出了图4A的第一轴向闭合件的侧视图;
图5A示出了本发明的超轻重量和紧凑蓄能器的第二轴向闭合件的分解侧部透视图;
图5B示出了图5A的第二轴向闭合件的侧视图;
图5C示出了轴向闭合件的替代固持器件;
图5D示出了轴向闭合件的替代固持器件;
图6A示出了本发明的超轻重量和紧凑蓄能器的活塞的分解侧部透视图;
图6B示出了图6A的活塞的侧视图;
图7A示出了具有歧管外壳和辅助筒的超轻重量和紧凑蓄能器的前部平面图;
图7B示出了具有歧管外壳和辅助筒的超轻重量和紧凑蓄能器组件的后部平面图;
图8示出了本发明的超轻重量和紧凑蓄能器组件的歧管外壳的放大平面图。
具体实施方式
下文的详细描述和附图描述和示出了本发明的各种示例性实施例。描述和附图用于使得本领域技术人员能做出和使用本发明,且预期并不以任何方式限制本发明的范围。
图1A示出了本发明的超轻重量和紧凑蓄能器10,其包括筒12,筒12具有在筒12的相对端部处的一对轴向闭合件14、16。
图1B示出了紧凑蓄能器10的筒12的分解图。筒12优选地由圆柱形基本上不透气的壳体18和安置于壳体18内的圆柱形基本上不透气的套筒20所形成。一种活塞22可滑动地安置于套筒20内。一对轴向闭合件14、16被固持到套筒20上并且与壳体18密封地接合。
图2和图3A至图3B更清楚地示出了安置于壳体18内的套筒20。壳体18为基本上不透气的。壳体20可根据需要由任何合适材料形成,诸如下列材料中的至少一个:金属、聚合物和复合材料。壳体可由相对于诸如轴向应力和环向应力这样的定向/方向性应力而针对强度进行优化的材料所形成。壳体18可根据需要具有外包裹24以包含环向应力。外包裹24通常由强固的轻重量材料,诸如碳纤维、E玻璃、或本领域中已知的其它合适材料而形成。外包裹24的材料可被包裹成用以使介于外包裹24与蓄能器筒12轴向轴线之间的角度最大化。在一种优选实施例中,材料为纯径向地定向的碳纤维。为了避免由于纵向应力而分离,一种释放剂在碳缠绕之前设置于筒12外侧上。在显著应变转移到碳绕组之前,释放剂允许碳纤维摆脱所述筒12,因而排除了碳纤维在轴向分离并且不能在压力下支承所述筒12的可能性。
第一金属凸台26存在于筒12的一端处,并且第二金属凸台28存在于筒12的相对端处。使用本领域中已知的任何基本上不透气的手段,诸如焊接、粘合剂、密封剂等,将壳体18固结到第一金属凸台26和第二金属凸台28。
内套筒20安置于第一金属凸台26与第二金属凸台28之间。内套筒20被分成两个腔室:气体侧腔室29和流体侧腔室31。气体侧腔室29被构造成用以包含气体,诸如氮气、氦气或如本领域中已知的其它合适气体。流体侧腔室31被构造成用以包含例如烃油这样的流体、或者本领域中已知的其它合适流体或气体。在共同拥有的美国专利No. 7,661 ,442中描述和示出了两个腔室29、31并且它们以引用的方式合并到本文中。
内套筒20可易于移除和替换以为了易于维修。第一金属凸台26和第二金属凸台28优选地保持所述内套筒就位。损坏的内套筒20可廉价地并且容易地修复或移除和替换。内套筒20可由轻重量,基本上不透气的材料,诸如复合材料或金属板构成。
间隙空间30形成于壳体18与内套筒20之间。可选择内套筒20和壳体18的大小以在间隙空间30内包含所希望的气体量。
图4A和图4B示出了第一轴向闭合件14的优选实施例。第一轴向闭合件14优选地设置于蓄能器筒12的流体侧上,并且包括至少一个和优选地两个密封组的所述衬环32,其包围着O形环34,O形环34承座于沿着台阶状周缘38而设置的凹槽36内。轴向闭合件14包括至少一个并且优选地两个端口40、42以用于诸如通过下文所描述的歧管和泄放阀来接收和提取流体和气体。在一种优选实施例中,第一端口40被流体地连接到套筒20的气体侧腔室29,并且优选地具有更大开口的第二端口42被流体地连接到套筒20的流体侧腔室31。每个流体端口包括一种用于密封的衬环32和O形环34。图4B最佳地示出了具有台阶状周缘38、38'的轴向闭合件14的侧视图。更小直径的周缘38'密封地接合着不透气的套筒20、并且由螺纹接合而优选地固持在套筒20的端部内,而更大直径的周缘38密封地接合着不透气的壳体18。轴向闭合件14与套筒20的螺纹接合将轴向负荷从轴向闭合件14转移到套筒20。继而,这在套筒20壁中引入显著轴向应力,因为其现在表现为一种闭合端部压力容器。这些拉应力将造成套筒轴向应变。因为套筒由上文所描述的碳绕组在径向加以支承,应力状态保持基本上单轴拉伸/张紧。轴向闭合件14可移除以用于维修活塞22和套筒20,并且也可容易地替换。轴向闭合件14密封了蓄能器筒12的一端。
图5A和图5B示出了第二轴向闭合件16的优选实施例。第二轴向闭合件16优选地设置于蓄能器筒12的气体侧上并且包括至少一个密封组,密封组包括衬环32,衬环32包围着O形环34,O形环34被承座在沿着轴向闭合件16周缘44设置的凹槽36内。轴向闭合件16包括绕轴向闭合件16的周缘44延伸的至少一个和优选地多个内沟槽(flute)46,提供从套筒20的气体侧腔室29到间隙空间30的开口,均衡了在筒20内的气体压力。图5B示出了具有绕周缘44延伸的沟槽46的轴向闭合件16的侧视图。轴向闭合件16优选地由一种螺纹接合而牢固固定到套筒20的端部内。轴向闭合件16与套筒20的螺纹接合将轴向负荷从轴向闭合件16转移到套筒20。继而,这在套筒20壁中引入显著轴向应力,因为其现在表现为一种闭合端部压力容器。这些拉应力将造成套筒轴向应变。因为套筒由上文所描述的碳绕组在径向支承,应力状态保持基本上单轴拉伸/张紧。轴向闭合件16密封了蓄能器筒12的一端。
图5C和图5D示出了用于使轴向闭合件14、16与套筒20的端部接合的替代手段。参看图5C,通过分别可释放地扣合到套筒20与轴向闭合件14、16的相对应接口62和64内,一种轴承楔60可将一种轴向闭合件14、16可移除地固定到套筒20上。另一用于接合的手段在图5D中示出、并且包括了一种轴承滚柱70,通过分别可释放地扣合到套筒20和轴向闭合件14、16的相对应接口72和74内,轴承滚柱70将轴向闭合件14、16可移除地牢固固定到套筒20上。实施轴承楔60和轴承滚柱70的优点在于,排除了昂贵的螺纹接合并且更快并且更容易地组装。在图5C和图5D的实施例中,施加到轴向闭合件14、16上的任何轴向力由楔60或滚柱70吸收,并且转移这些力以由壳体18和外包裹24吸收。
图6A和图6B示出了活塞组件22、并且包括蓄能器活塞22',蓄能器活塞22'设有承座着的磨损环23和O形环25,如本领域中已知的那样。
图7A和图7B示出了超轻重量和紧凑蓄能器10,其具有在轴向闭合件14处由歧管外壳48连接的两个筒12。辅助筒50可设置成经由任何转移介质与筒12成流体连通,转移介质能支承着压力,诸如标准钢液压管52。
图8示出了在轴向闭合件14处连接着多个筒12的歧管外壳48的放大视图。歧管外壳48包括了气体歧管54以及流体歧管56,气体歧管54流体地连接着两个单独筒12的两个气体端口40,且流体歧管56用于连接相同筒12的两个流体端口42。用于将歧管外壳48牢固固定到轴向闭合件14的一种端帽58从歧管外壳48延伸,并且与歧管外壳48、和气体歧管54以及流体歧管56二者流体地连接。端帽58支承着泄放阀60,泄放阀60也与气体歧管54和流体歧管56流体地连接。歧管外壳48和泄放阀60可被构造成呈任何形状并且位于蓄能器10组件内的任何位置,只要泄放阀60流体地连接到气体歧管54和流体歧管56二者。
辅助筒50由管52流体地连接到歧管外壳48。在图示中,辅助筒50由管62流体地连接到气体歧管54,因而,辅助筒50包含了压缩气体,压缩气体可根据需要提供给蓄能器10。在其它实施例中,辅助筒50可包含流体,流体通过管(诸如图示的管)而流体地连接到流体歧管56。辅助流体可根据需要提供给蓄能器10。
泄放阀60通过在歧管56内的排流泄放端口64相对于大气而被以弹簧加载方式关闭,并且可被打开以缓解过量压力或者从蓄能器10向环境内压出过量气体或流体。优选地,蓄能器10放置于外壳100(图7A和图7B)内,诸如铸铝外壳内,以接纳压出的气体和流体。此外,外壳100决定了蓄能器10的总体构造。例如,如果外壳100是宽大的,筒20可具有延长的长度以根据需要支承更多的气体或流体,因而排除了对于辅助筒50的需要。替代地,可提供适合装配于外壳100内的呈任何大小或形状的任何量的筒20,以根据蓄能器10的需要增加气体或流体的量。这样,每个歧管外壳48独立地成形以满足蓄能器10的要求,而同时在将轴向闭合件14牢固固定到筒12的一端时,维持与每个筒12的流体端口42和相对应气体端口40的流体连接。当筒12布置于外壳100内时,具有轴向闭合件14、16的套筒10仅解决了张应力。因此,筒12的壳体18可通过抵靠外壳100膨胀而对于任何应力,诸如环向应力做出反应,这依靠外壳100的结构来吸收应力,防止壳体10膨胀到外壳100外侧。如果壳体18膨胀并且损坏,壳体18可易于替换。额外地,并且如上文所陈述的那样,套筒20可易于替换。实际上,新颖蓄能器10的构造使它适合于成为组件的可易于替换的部分,包括歧管外壳48、轴向闭合件14、16和辅助筒50的替换。替代地,新颖蓄能器10的构造使得其适合于可易于根据需要使组装的蓄能器10膨胀或收缩。
从前文的描述,本领域技术人员可易于确定本发明的基本特征,且在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可对本发明做出各种变化和修改以使之适应各种用途和条件。
Claims (20)
1.一种蓄能器组件(10),包括:
至少一个蓄能器筒(12),包括:
圆柱形不透气的壳体(18);
圆柱形不透气的套筒(20),安置于所述壳体(18)内、并且与所述壳体(18)基本上同心,在所述套筒(20)与所述壳体(18)之间形成间隙空间(30);
活塞(22),可滑动地安置于所述套筒(20)内,所述活塞(22)将所述套筒(20)的内部分离成第一腔室(29)和第二腔室(31),所述第一腔室(29)构造成用以包含压缩气体,所述第二腔室(31)构造成用以包含加压流体;以及
一对可移除的轴向闭合件(14, 16),在相对端处固持到所述不透气的套筒(20)、并且与所述不透气的壳体(18)的相对应的相对端密封地接合,所述轴向闭合件(14, 16)构造成用以提供对所述套筒(20)的张应力的最大抗耐性。
2.根据权利要求1所述的蓄能器组件(10),其中,所述轴向闭合件(16)中的至少一个包括绕所述轴向闭合件(44)的周缘(44)的内沟槽(46),允许气体从所述间隙空间(30)流到所述第一腔室(29)。
3.根据权利要求1 所述的蓄能器组件(10),其中,所述轴向闭合件(14)中的至少一个包括形成于其中的气体端口(40)和流体端口(42)。
4.根据权利要求3所述的蓄能器组件(10),其还包括:多个蓄能器筒(12)和一种可移除的歧管外壳(48),包括下列之一:气体歧管(54),流体地连接每个蓄能器筒(12)的所述轴向闭合件(14)的相应气体端口(40);以及流体歧管(56),流体地连接每个蓄能器筒(12)的所述轴向闭合件的相应流体端口。
5.根据权利要求4所述的蓄能器组件(10),所述可移除的歧管外壳(48)还包括流体地连接到所述气体歧管(54)和所述流体歧管(56)的泄放阀(60)。
6.根据权利要求5所述的蓄能器组件(10),其还包括:与所述可移除的歧管外壳(48)相连通的,包含所述压缩气体和所述加压流体之一的至少一个辅助筒(50)。
7.根据权利要求5所述的蓄能器组件( 10),其还包括:与所述可移除的歧管外壳(48)成流体连通的,包含的所述压缩气体和所述加压流体之一的至少一个辅助筒(50)。
8.根据权利要求1所述的蓄能器组件,其中,通过下列方式之一将至少一个可移除的轴向闭合件固持到所述不透气的套筒上:螺纹,轴承楔和轴承滚柱。
9.一种蓄能器***,包括:
蓄能器组件(10),包括多个蓄能器筒(12),每个筒具有:圆柱形不透气的壳体(18);圆柱形不透气的套筒(20),安置于所述壳体(18)内并且与所述壳体(18)基本上同心;在所述套筒(20)与所述壳体(18)之间形成的间隙空间(30);活塞(22),可滑动地安置于所述套筒(20)内,所述活塞(22)将所述套筒(20)的内部分离成第一腔室(29)和第二腔室(31),所述第一腔室(29)构造成用以包含压缩气体,所述第二腔室(31)构造成用以包含加压流体;一对可移除的轴向闭合件(14, 16),在相对端处固持到所述不透气的套筒(20)、并且与所述不透气的壳体(18)的相对应的相对端密封地接合,其中所述轴向闭合件(14)中的至少一个包括形成于其中的气体端口和流体端口;以及
可移除的歧管外壳(48),包括气体歧管(54)和流体歧管(56),气体歧管(54)和流体歧管(56)流体地连接着每个蓄能器筒(12)的所述轴向闭合件(14)的相应流体端口(42)和气体端口(40)。
10.根据权利要求9 所述的蓄能器组件(10),其中,所述轴向闭合件(16)中的至少一个包括绕所述轴向闭合件(44)的周缘(44)的内沟槽(46),允许气体从所述间隙空间(30)流到所述第一腔室(29)。
11.根据权利要求9 所述的蓄能器组件(10),其中,所述轴向闭合件(14, 16)构造成用以提供对所述套筒(20)的张应力的最大抗耐性。
12.根据权利要求9所述的蓄能器组件(10),所述可移除的歧管外壳(48)还包括流体地连接到所述气体歧管(54)和所述流体歧管(56)的泄放阀(60)。
13.根据权利要求9所述的蓄能器组件,其还包括:包含所述压缩气体和所述加压流体之一的至少一个辅助筒,与下列之一成流体连通:可移除的歧管外壳和至少一个轴向闭合件。
14.根据权利要求9所述的蓄能器组件,其中,通过下列方式之一将至少一个可移除的轴向闭合件固持到所述不透气的套筒上:螺纹,轴承楔和轴承滚柱。
15.一种蓄能器组件,包括:
流体密封的外壳(100);
在所述外壳(100)内的至少一个蓄能器筒(12),所述筒(12)包括:
圆柱形不透气的壳体(18);
圆柱形不透气的套筒(20),安置于所述壳体(18)内并且与所述壳体(18)基本上同心,在所述套筒(20)与所述壳体(18)之间形成间隙空间(30);
活塞(22),可滑动地安置于所述套筒(20)内,所述活塞(22)将所述套筒(20)的内部分离成第一腔室(29)和第二腔室(31),所述第一腔室(29)构造成用以包含压缩气体,所述第二腔室(31)构造成用以包含加压流体;
一对可移除的轴向闭合件(14, 16),在相对端处固持到所述不透气的套筒(20)、并且与所述不透气的壳体(18)的相对应的相对端密封地接合,其中所述轴向闭合件(14)中的至少一个包括形成于其中的气体端口(40)和流体端口(42);以及
可移除的歧管外壳(48),包括气体歧管(54)和流体歧管(56),气体歧管(54)和流体歧管(56)流体地连接着每个蓄能器筒(12)的所述轴向闭合件( 4)的相应流体端口(42)和气体端口(40);
泄放阀(60),流体地连接到所述气体歧管(54)和所述流体歧管(56);以及
排流泄放端口(64),穿过所述歧管外壳(48)的壁形成,构造成用以将所述流体和气体之一排流到所述外壳(100)内。
16.根据权利要求14 所述的蓄能器组件(10),其中,所述轴向闭合件(16)中的至少一个包括绕所述轴向闭合件(48)的周缘(44)的内沟槽(46),允许气体从所述间隙空间(30)流到所述第一腔室(29)。
17.根据权利要求14 所述的蓄能器组件(10),其中,所述轴向闭合件(14, 16)构造成用以提供对所述套筒的张应力的最大抗耐性。
18.根据权利要求15所述的蓄能器组件,其还包括:包含所述压缩气体和所述加压流体之一的至少一个辅助筒,与下列之一成流体连通:可移除的歧管外壳和至少一个轴向闭合件。
19.根据权利要求15所述的蓄能器组件,其中,通过下列方式之一将至少一个可移除的轴向闭合件固持到所述不透气的套筒上:螺纹,轴承楔和轴承滚柱。
20.根据权利要求14 所述的蓄能器组件(10),其中,所述外壳(100)构造成用以提供对所述壳体的轴向应力和环应力的最大抗耐性。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38532810P | 2010-09-22 | 2010-09-22 | |
US61/385328 | 2010-09-22 | ||
PCT/US2011/049729 WO2012039899A2 (en) | 2010-09-22 | 2011-08-30 | Ultra lightweight and compact accumulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103270316A true CN103270316A (zh) | 2013-08-28 |
Family
ID=45816634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011800560258A Pending CN103270316A (zh) | 2010-09-22 | 2011-08-30 | 超轻重量和紧凑的蓄能器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9194401B2 (zh) |
EP (1) | EP2630399A2 (zh) |
JP (1) | JP2013539845A (zh) |
CN (1) | CN103270316A (zh) |
BR (1) | BR112013006563A2 (zh) |
WO (1) | WO2012039899A2 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9435356B1 (en) | 2015-07-13 | 2016-09-06 | Steelhead Composites, Llc. | Lightweight piston accumulator |
CN116652084B (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-13 | 山西恒达欣泰锻造股份有限公司 | 一种自适应液压活塞调整***及其防泄漏方法 |
Family Cites Families (69)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2734531A (en) * | 1956-02-14 | Hydraulic accumulators | ||
USRE24223E (en) | 1956-09-25 | Accumulator | ||
US1841337A (en) | 1929-01-10 | 1932-01-12 | Romec Corp | Fluid relief valve |
US1879020A (en) | 1929-05-29 | 1932-09-27 | Landis Tool Co | Automatic by-pass valve |
US2011333A (en) | 1931-09-21 | 1935-08-13 | James P Clifton | Valve |
US2005813A (en) | 1934-05-23 | 1935-06-25 | Thorvald L Thorsen | Pressure reducing valve |
US2118398A (en) * | 1934-09-20 | 1938-05-24 | Westinghouse Air Brake Co | Fluid pressure brake device |
US2352041A (en) * | 1940-01-31 | 1944-06-20 | Berg Walter Van Den | Piston structure |
US2417873A (en) | 1944-05-12 | 1947-03-25 | New York Air Brake Co | Accumulator |
US2703108A (en) | 1950-12-04 | 1955-03-01 | Tommy J Mccuistion | Accumulator |
US2715419A (en) | 1952-07-11 | 1955-08-16 | Superior Pipe Specialties Co | Accumulator |
US2742929A (en) * | 1953-03-27 | 1956-04-24 | Gen Motors Corp | Pressure storage device |
US3004561A (en) * | 1957-08-30 | 1961-10-17 | Kelsey Hayes Co | Double-walled accumulator with time delay orifice |
US2928417A (en) | 1958-01-03 | 1960-03-15 | Advanced Design And Dev Compan | Check valve |
JPS5323922Y2 (zh) * | 1971-12-30 | 1978-06-20 | ||
US3850195A (en) | 1973-04-30 | 1974-11-26 | E Olsson | Fluid pressure valve |
US4207563A (en) * | 1978-06-08 | 1980-06-10 | Midland-Ross Corporation | Gas charged accumulator with failure indicator |
US4187682A (en) | 1979-01-02 | 1980-02-12 | The Boeing Company | Constant pressure hydraulic accumulator |
DK146455A (en) | 1981-05-06 | 1900-01-01 | Method and plant for monitoring and detecting possible leak in a piping system | |
US4500487A (en) * | 1982-02-26 | 1985-02-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Pressure surge attenuator |
US4432393A (en) * | 1982-12-20 | 1984-02-21 | Chicago Fluid Power Corp. | Accumulator |
NO152382C (no) | 1983-06-06 | 1985-09-18 | Myrens Verksted As | Fluidumakkumulator |
DE3334813A1 (de) | 1983-09-26 | 1985-04-11 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Hochdruckspeicher |
IT1185613B (it) | 1985-05-30 | 1987-11-12 | Magnaghi Cleodinamica Spa | Accumulatore di pressione gas-olio con struttura in materiali compositi per circuiti idraulici di velivoli |
JPH02266101A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-10-30 | Nhk Spring Co Ltd | アキュムレータ |
JPH03157563A (ja) | 1989-11-15 | 1991-07-05 | Aisin Aw Co Ltd | 油圧サーボのアキュムレータ機構 |
US5018547A (en) | 1990-04-30 | 1991-05-28 | Alcorn Arlo S | Pressure actuated valve |
DE4325417A1 (de) * | 1993-07-29 | 1995-02-02 | Hydraulik Ring Gmbh | Betätigungseinrichtung für die Drosselklappe eines Vergasers bei automatisch schaltenden Getrieben von Kraftfahrzeugen |
US5771936A (en) | 1994-07-25 | 1998-06-30 | Nok Corporation | Accumulator, process and apparatus for making the same |
US5483994A (en) * | 1995-02-01 | 1996-01-16 | Honeywell, Inc. | Pressure transducer with media isolation and negative pressure measuring capability |
US5507144A (en) | 1995-04-27 | 1996-04-16 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency | Lightweight, safe hydraulic power system and a method of operation thereof |
EP1133641B1 (de) | 1998-11-25 | 2004-06-09 | Continental Teves AG & Co. oHG | Druckmittelspeicher |
US6068022A (en) | 1999-08-25 | 2000-05-30 | Schrader-Bridgeport International, Inc. | Jet pump with improved control valve and pressure relief valve therefore |
JP2003529726A (ja) * | 2000-04-04 | 2003-10-07 | コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト | 圧力媒体アキュムレータ |
US6390133B1 (en) | 2000-05-17 | 2002-05-21 | Robert Bosch Corporation | Hydraulic accumulator vent and method for making the same |
US6418970B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-07-16 | Noble Drilling Corporation | Accumulator apparatus, system and method |
DE10057746A1 (de) | 2000-11-16 | 2002-06-06 | Hydac Technology Gmbh | Hydrospeicher |
US6631734B2 (en) | 2001-05-22 | 2003-10-14 | National Coupling Co., Inc. | Dummy undersea hydraulic coupling member |
US6619325B2 (en) | 2001-12-04 | 2003-09-16 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency | Hydraulic hybrid accumulator shut-off valve |
US7121304B2 (en) * | 2001-12-19 | 2006-10-17 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency | Low permeation hydraulic accumulator |
US7097748B2 (en) | 2002-04-23 | 2006-08-29 | University Of Massachusetts | Electrolyzer pressure equalization system |
DE10228701A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-15 | Hydac Technology Gmbh | Hydrospeicher |
US6834680B2 (en) | 2002-12-09 | 2004-12-28 | Benton F. Baugh | Method of purging liquids from piston accumulators |
DE10310428A1 (de) | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Hydac Technology Gmbh | Kolbenspeicher |
JP4718129B2 (ja) * | 2003-07-30 | 2011-07-06 | 日本発條株式会社 | 車両用ブレーキシステム部品 |
US7013923B2 (en) * | 2003-08-06 | 2006-03-21 | Advics Co., Ltd. | Metal bellows hydraulic accumulator |
CN1871439B (zh) * | 2003-09-22 | 2011-02-02 | 博施瑞克罗斯公司 | 用于一体化的加压流体***的压力容器组件 |
JP2005155785A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Nok Corp | アキュムレータ |
AU2004244652B2 (en) * | 2004-01-06 | 2011-09-29 | Eaton Corporation | Trapped gas removal in liquid-gas accumulator |
US20050155658A1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-07-21 | White Andrew J. | Hermetically sealed pressure balanced accumulator |
US7108016B2 (en) * | 2004-03-08 | 2006-09-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency | Lightweight low permeation piston-in-sleeve accumulator |
JP4438955B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2010-03-24 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄圧装置 |
US7356990B2 (en) | 2005-08-29 | 2008-04-15 | Woodward Governor Company | Electro hydraulic actuator with spring energized accumulators |
US7493916B2 (en) * | 2005-12-12 | 2009-02-24 | Bosch Rexroth Corporation | Pressure vessel with accumulator isolation device |
JP4862987B2 (ja) * | 2006-01-19 | 2012-01-25 | Nok株式会社 | 金属ベローズ型アキュムレータ |
US8389180B2 (en) * | 2006-09-11 | 2013-03-05 | Battelle Energy Alliance, Llc | Electrolytic/fuel cell bundles and systems including a current collector in communication with an electrode thereof |
US8020587B2 (en) * | 2007-06-11 | 2011-09-20 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency | Piston-in sleeve hydraulic pressure accumulator |
JP2010530049A (ja) * | 2007-06-14 | 2010-09-02 | リモ−ライド インコーポレイテッド | コンパクト液圧アキュムレータ |
JP2009013801A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 動弁機構を備えた自動二輪車 |
EP2466151A1 (en) * | 2007-09-10 | 2012-06-20 | Cameron International Corporation | Pressure-compensated accumulator bottle |
US8695643B2 (en) * | 2007-11-08 | 2014-04-15 | Parker-Hannifin Corporation | Lightweight high pressure repairable piston composite accumulator with slip flange |
US8053691B2 (en) * | 2007-12-21 | 2011-11-08 | GM Global Technology Operations LLC | Park inhibition solenoid assembly |
DE102008026124B3 (de) * | 2008-05-30 | 2010-02-11 | Rausch & Pausch Gmbh | Federgespannter Kolbenspeicher mit Rastierfunktion |
DE102008026121B3 (de) * | 2008-05-30 | 2009-10-15 | Rausch & Pausch Gmbh | Federgespannter Kolbenspeicher mit Rastierfunktion |
US8438845B2 (en) * | 2008-08-26 | 2013-05-14 | Limo-Reid, Inc. | Hoseless hydraulic system |
RU2382913C1 (ru) * | 2008-09-01 | 2010-02-27 | Александр Анатольевич Строганов | Гидропневматический аккумулятор с гибким пористым наполнителем |
KR20110065551A (ko) * | 2008-10-03 | 2011-06-15 | 이턴 코포레이션 | 유압 어큐물레이터 및 제조 방법 |
US8056666B2 (en) * | 2008-10-10 | 2011-11-15 | GM Global Technology Operations LLC | Hydraulic control for a vehicle powertrain |
US8196395B2 (en) * | 2009-06-29 | 2012-06-12 | Lightsail Energy, Inc. | Compressed air energy storage system utilizing two-phase flow to facilitate heat exchange |
-
2011
- 2011-08-30 CN CN2011800560258A patent/CN103270316A/zh active Pending
- 2011-08-30 EP EP11827180.8A patent/EP2630399A2/en not_active Withdrawn
- 2011-08-30 JP JP2013530161A patent/JP2013539845A/ja not_active Ceased
- 2011-08-30 BR BR112013006563A patent/BR112013006563A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2011-08-30 WO PCT/US2011/049729 patent/WO2012039899A2/en active Application Filing
- 2011-08-30 US US13/221,364 patent/US9194401B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013539845A (ja) | 2013-10-28 |
US9194401B2 (en) | 2015-11-24 |
WO2012039899A2 (en) | 2012-03-29 |
WO2012039899A3 (en) | 2013-06-06 |
BR112013006563A2 (pt) | 2016-06-07 |
EP2630399A2 (en) | 2013-08-28 |
US20120067446A1 (en) | 2012-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4938757B2 (ja) | 軽量低透過性ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーター | |
US7661442B2 (en) | Compact hydraulic accumulator | |
US5971027A (en) | Accumulator for energy storage and delivery at multiple pressures | |
RU2556947C2 (ru) | Система аккумулирования энергии, включающая в себя узел расширяемого аккумулятора и резервуара | |
US5507144A (en) | Lightweight, safe hydraulic power system and a method of operation thereof | |
US7984731B2 (en) | Lightweight high pressure repairable piston tie rod composite accumulator | |
US9920775B2 (en) | Distributed piston elastomeric accumulator | |
US20120273076A1 (en) | Compact hydraulic accumulator | |
KR101506020B1 (ko) | 높은 소산 성능을 가진 가상 오일-프리 쇽업소버 | |
US20080202945A1 (en) | Pressure vessel | |
CN103270316A (zh) | 超轻重量和紧凑的蓄能器 | |
EP2791569B1 (en) | Distributed piston elastomeric accumulator | |
EP2420680A2 (en) | Fluid Manifold | |
FI106399B (fi) | Paineakku | |
CN219101929U (zh) | 一种三气室蓄能器、油气悬挂装置及工程车辆 | |
CN115214738A (zh) | 转向架及轨道车辆 | |
RO133437A2 (ro) | Ambreiaje, cutii de viteze, sisteme de recuperare a energiei şi transmisii hidraulice |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130828 |