CN112112845A - 一种胶囊储能器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种胶囊储能器，属于能量储蓄装置的领域，包括壳体和胶囊，壳体一端为进气端，另一端为进油端，进气端设置有进气阀，胶囊与进气阀连通，进气阀内固定两端贯通的气阀杆，气阀杆一端固定有伸入胶囊内的扩散杆，扩散杆上开设有排气孔，扩散杆包括固定杆和延伸杆，固定杆两端贯通，且一端与气阀杆连接，延伸杆一端贯通，延伸杆套设在固定杆外并与固定杆滑动连接，固定杆和延伸杆侧壁上均沿轴向均匀开设有多列排气孔，固定杆和延伸杆上的排气孔分别位于固定杆不同的母线上，所述固定杆内壁和延伸杆远离气阀杆的端部之间固定有第一弹簧。本申请具有防止在胶囊收缩时扩散杆对胶囊造成损伤的效果。

Description

一种胶囊储能器

技术领域

本申请涉及能量储蓄装置的领域，尤其是涉及一种胶囊储能器。

背景技术

储能器是一种专门为蓄集受压液体而设计的装置，液体在应用中是不可压缩的，利用气体的可压缩性来达到储存能量的目标。储能器是液压气动***中的一种能量储蓄装置。它在适当的时机将***中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当***需要时，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***。当***瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量，以保证整个***压力正常。

目前已有授权公告号为CN204357791U的中国实用新型专利公开了一种设置有扩散杆的囊式储能器，包括壳体，壳体左端设置有气阀杆，气阀杆的左端开口，另一端与胶囊开口密封连接，气阀杆为中空结构，气阀杆的中空部位***扩散杆，扩散杆中空结构，左端开口，另一端封闭，且***胶囊内。***胶囊内的扩散杆上设置有多个排气孔。气阀杆连接充气装置，氮气通过扩散杆上的排气孔加入到胶囊内。

针对上述中的相关技术，扩散杆的长度固定，当充气端向胶囊内充入气体后，储能罐另一端的进油端向储能罐内充入油，油压缩胶囊，胶囊内气压升高，当***需要油的时候，气压将液体排出，发明人认为胶囊在收缩时可能会触碰扩散杆，长时间往复，可能造成对胶囊的损伤。

发明内容

为了防止在胶囊收缩时扩散杆对胶囊造成损伤，本申请提供一种胶囊储能器。

本申请提供的一种胶囊储能器采用如下的技术方案：

一种胶囊储能器，包括壳体和胶囊，壳体一端为进气端，另一端为进油端，进气端设置有进气阀，胶囊与进气阀连通，进气阀内固定两端贯通的气阀杆，气阀杆一端固定有伸入胶囊内的扩散杆，扩散杆上开设有排气孔，扩散杆包括固定杆和延伸杆，固定杆两端贯通，且一端与气阀杆连接，延伸杆一端贯通，延伸杆套设在固定杆外并与固定杆滑动连接，固定杆和延伸杆侧壁上均沿轴向均匀开设有多列排气孔，固定杆和延伸杆上的排气孔分别位于固定杆不同的母线上，所述固定杆内壁和延伸杆远离气阀杆的端部之间固定有第一弹簧。

通过采用上述技术方案，氮气通过气阀杆进入到扩散杆中，当在未充入氮气时，延伸杆套设并叠合在固定杆外，当氮气充入时，由于固定杆和延伸杆上的排气孔分别位于固定杆不同的母线上，即排气孔交错设置，因此固定杆上的排气孔被堵住，固定杆内气压升高，并且充入氮气的速度大于扩散杆排气的速度，延伸杆被推动，扩散杆伸长，排气孔逐渐露出，氮气通过排气孔进入到胶囊内，缓冲充气过程，减小对胶囊的冲击；当进气端不再进气时，扩散杆内外气压平衡，在第一弹簧的弹力作用下，延伸杆回弹到固定杆外，扩散杆缩短，避免胶囊在收缩的时候碰撞扩散杆。

可选的，所述固定杆上相邻的两排气孔的间距大于延伸杆上相邻的两排气孔的间距。

通过采用上述技术方案，当氮气充入到固定杆内时，由于固定杆上排气孔的间距较大，因此数量较少，一小部分氮气通过固定杆上的排气孔进入到胶囊内，但大部分氮气推动延伸杆远离固定杆，使扩散杆被充分拉长；另外延伸杆上的排气孔较多，因此延伸杆内的氮气备分散排入到胶囊中，氮气更加柔和地进入胶囊中，胶囊被缓慢撑开。

可选的，所述固定杆和延伸杆上的排气孔每列的数量相同。

通过采用上述技术方案，使氮气从扩散杆中排出时，可以更加均匀地撑开胶囊。

可选的，所述固定杆内壁和延伸杆远离气阀杆的端部内壁固定有固定环，固定环内设有固定槽，第一弹簧端部固定在固定槽内。

通过采用上述技术方案，固定环稳固第一弹簧的两端，使第一弹簧在扩散杆中固定的更加稳定。

可选的，所述固定杆外壁上开设有沿固定杆轴向延伸的滑槽，延伸杆端口内壁固定有滑块，滑块与滑槽滑动连接。

通过采用上述技术方案，当延伸杆与固定杆相对滑动时，滑块沿着滑槽滑动，使延伸杆在滑动时更加稳定，同时滑槽两端不贯通，延伸杆不会从固定杆上滑出。

可选的，在所述固定杆上靠近气阀杆的一端外壁上固定有磁吸环，在固定杆外壁上套设有遮挡软布，遮挡软布一端固定在延伸杆端部，另一端固定有金属环，金属环吸附在磁吸环上，在遮挡软布的外侧还套设有第二弹簧，第二弹簧的一端固定在延伸杆的端部，另一端固定在金属环上，第二弹簧的弹力小于第一弹簧的弹力。

通过采用上述技术方案，在氮气向扩散杆内内充入氮气的时候，随着延伸杆的滑动，第二弹簧被拉开，因此软布被拉开并包裹在固定杆上，固定杆上的排气孔被堵住，使氮气更多进入到延伸杆内，推动延伸杆从固定杆上滑出，因此使扩散杆的伸长速度更快；当延伸杆滑出到最远的位置，第二弹簧被拉伸超过其最大限值，金属环在第二弹簧的弹力下，脱离磁吸环，遮挡软布随着第二弹簧一起折叠起来，因此固定杆上的排气孔露出，因此氮气也通过固定杆上的排气孔向胶囊内排气，在扩散杆内充气量相同的情况下，胶囊内充气更加柔和。

可选的，所述第二弹簧固定在遮挡软布上。

通过采用上述技术方案，在第二弹簧伸长或缩短的过程中，第二弹簧拉动着遮挡软布一同收起，防止金属环在脱离磁吸环时，遮挡软布被卡住，使遮挡软布在展开或者收缩的时候，更加顺畅。

可选的，还包括进油端，所述进油端设置有进油阀，进气阀和进油阀均连接有橡胶托环，橡胶托环固定在进气端和进油端的内壁上。

通过采用上述技术方案，橡胶托环使进气阀和进油阀之间连接处密封，使胶囊内气压及壳体内油压增大时，进气阀和进油阀稳定。

可选的，所述进油阀连接有菌型阀，进油阀内部固定有卡环，菌型阀一端为阀帽，另一端为阀杆，阀杆远离阀帽的一端穿过卡环，阀杆的端部固定有抵触卡环侧壁的卡块，连接弹簧设置在阀帽与卡环之间。

通过采用上述技术方案，当胶囊充气扩大后，胶囊端部触及菌型阀，菌型阀被推进进油阀，阀帽堵住进油阀端口，连接弹簧被压缩，进油阀被关闭；当油从进油阀进入壳体的时候，菌型阀被推开，卡块抵触卡环侧壁，防止菌型阀滑出。

可选的，所述的胶囊为橡胶气囊。

通过采用上述技术方案，橡胶气囊，又叫混凝土预制空心板橡胶充气芯模、橡胶内模，是利用橡胶的高分子特性与高强度纤维布硫化而成的一种可膨胀、收缩的不同形状的内模，橡胶气囊充入压缩空气后，胶囊即伸展膨胀达到其截面设计要求，充气压力根据厂家标识而定，不可超压充气。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.氮气通过扩散杆上的排气孔均匀进入到胶囊内，缓冲充气过程，减小对胶囊的冲击，并且当进气端不再进气时，扩散杆内外气压平衡，延伸杆回弹到固定杆上，扩散杆自动缩短，避免胶囊在收缩的时候碰撞扩散杆，减小胶囊可能受到的损伤；

2.在氮气向扩散杆内内充入氮气的时候，随着延伸杆的滑动，第二弹簧被拉开，因此软布被拉开并包裹在固定杆上，固定杆上的排气孔被堵住，使氮气更多进入到延伸杆内，推动延伸杆从固定杆上滑出，因此使扩散杆的伸长速度更快；

3.一小部分氮气通过固定杆上的排气孔进入到胶囊内，但大部分氮气推动延伸杆远离固定杆，使扩散杆被充分拉长；延伸杆中排出的氮气更加柔和，使充入的氮气对胶囊的冲击较小。

附图说明

图1是本申请的整体结构剖视图；

图2是图1中A部分的局部放大示意图；

图3是本申请中进油阀和菌型阀的结构示意图；

图4是本申请中扩散杆拉长时的结构示意图；

图5是本申请中金属环吸附在磁吸环上时的结构示意图；

图6是本申请中扩散杆拉长后金属环脱离磁吸环后遮挡软布折叠时的结构示意图。

附图标记说明：1、壳体；2、进气端；3、进油端；4、胶囊；5、保护帽；6、橡胶托环；7、进气阀；8、气阀杆；9、扩散杆；91、固定杆；911、滑槽；92、延伸杆；921、滑块；93、排气孔；94、磁吸环；95、金属环；96、遮挡软布；97、第二弹簧；98、连接环；10、进油阀；101、卡环；11、菌型阀；111、阀帽；112、阀杆；113、卡扣；12、连接弹簧；13、固定环；131、固定槽；14、第一弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种胶囊储能器。参照图1和图2，储能器包括壳体1，壳体1两端分别为进气端2和进油端3，壳体1内还设置有胶囊4，胶囊4与进气端2连通。

进气端2设置有保护帽5，保护帽5伸入壳体1内的端部侧壁固定有橡胶托环6，橡胶托环6固定在壳体1内壁上，橡胶托环6使进气阀7和壳体1之间连接处密封。

保护帽5的内部设置有进气阀7，进气阀7一端伸入壳体1内部，胶囊4固定在进气阀7伸入壳体1内的端部，进气阀7内部固定有气阀杆8，气阀杆8中空，并且两端连通，气阀杆8靠近胶囊4的一端固定有扩散杆9，扩散杆9伸入胶囊4内，扩散杆9将氮气胶囊4扩散到胶囊4内。

进油端3包括固定在壳体1上的进油阀10，进油阀10伸入壳体1内的端部固定有橡胶托环6，橡胶托环6固定在壳体1内壁上，橡胶托环6使进油阀10和壳体1之间连接处密封。

进油阀10中空且两端贯通，进油阀10内设置有菌型阀11，菌型阀11与进油阀10相连接。菌型阀11一端为阀帽111，另一端为阀杆112，阀帽111位于壳体1内部，阀杆112远离阀帽111的一端穿过进油阀10。参照图3，进油阀10端部开口与阀帽111大小及形状适配，进油阀10内还设置有卡环101，卡环101为两相垂直的支撑杆构成，卡环101固定在进油阀10内壁上，阀杆112贯穿卡环101中央并与卡环101滑动连接，阀杆112端部固定有卡块113，卡块113和阀帽111分别位于卡环101的两侧。

参照图1和图2，阀杆112上设置有连接弹簧12，连接弹簧12的一端与菌型阀11相接触，另一端与卡环101相固定。当胶囊4充气扩大后，胶囊4端部触及菌型阀11，菌型阀11被推进进油阀10，连接弹簧12被压缩，阀帽111堵住进油阀10的端口，进油阀10被关闭。当油从进油阀10进入壳体1的时候，菌型阀11被推开，卡块113抵触卡环101，防止菌型阀11弹出。进油后胶囊4被压缩，气体和液体压力平衡。

当***需要油的时候，油从进油端3排出，壳体1内的气压大于油压，胶囊4推动油从进油端3排出，直至气压和油压平衡时，胶囊4停止扩大。

胶囊4为橡胶胶囊，是利用橡胶的高分子特性与高强度纤维布硫化而成的一种可膨胀、收缩的不同形状的内模。

参照图1和图2，扩散杆9包括固定杆91和延伸杆92，固定杆91和延伸杆92均中空，固定杆91两端贯通，一端固定在气阀杆8上，且与气阀杆8内部连通，延伸杆92一端贯通，另一端封闭，延伸杆92开口一端套设在固定杆91外，延伸杆92与固定杆91滑动连接。

参照图4，在固定杆91外壁上开设有滑槽911，延伸杆92开口端内壁有凸出的滑块921，滑块921伸入滑槽911中，滑块921与滑槽911滑动连接。参照图1和图2，滑槽911远离气阀杆8的一端不贯通，避免延伸杆92从固定杆91上脱离。

参照图4固定杆91和延伸杆92侧壁上均沿轴向均匀开设有多列排气孔93，并且固定杆91上相邻的两排气孔93的间距大于延伸杆92上相邻的两排气孔93的间距，固定杆91和延伸杆92上的排气孔93每列的数量相同，氮气通过排气孔93进入胶囊4内，使氮气缓慢、均匀地进入胶囊4内的各个方位，对胶囊4的冲击较小。

参照图1和图2，在固定杆91内壁上固定有固定环13，固定环13内壁上开设有环形的固定槽131，在延伸杆92远离气阀杆8一端的内壁上也固定有固定环13。在两个固定环13之间固定有第一弹簧14，第一弹簧14的两端分别卡入固定槽131中，并与固定环13固定，固定环13使第一弹簧14稳固固定在扩散杆9内。

参照图5，在固定杆91上靠近气阀杆8的端外壁上固定有磁吸环94，在固定杆91外壁上套设有遮挡软布96，遮挡软布96可折叠。延伸杆92靠近磁吸环94的一端端面上固定有连接环98，遮挡软布96一端固定在连接环98上，另一端固定有金属环95，金属环95吸附在磁吸环94上。在遮挡软布96的外侧还套设有第二弹簧97，第二弹簧97的一端固定在连接环98上，另一端固定在金属环95上。第二弹簧97的弹力小于第一弹簧14的弹力。参照图2和图5，在未充气时，第一弹簧14的弹力拉动延伸杆92套设在固定杆91上，同时第二弹簧97的弹力拉动遮挡软布96收卷在一起，并且此时固定杆91和延伸杆92上的排气孔93分别位于固定杆91不同的母线上，即排气孔93相交错，因此固定杆91内的排气孔93被堵住，当进气阀7通过扩散杆9向胶囊4内充入氮气时，固定杆91内气压升高，参照图1和图5，氮气推动延伸杆92滑出固定杆91，随着延伸杆92的滑动，第二弹簧97被拉开，遮挡软布96被拉开，遮挡软布96包裹在固定杆91外侧，固定杆91上的排气孔93被堵住，遮挡软布96的透气性较差，，因此氮气不断进入到扩散杆9内，延伸杆92被氮气推动沿着滑槽911滑动，延伸杆92被气体推动缓慢地沿着滑槽911滑动，越来越多的排气孔93露出，氮气缓慢充入到胶囊4内。

参照图6，当延伸杆92在固定杆91上滑出到最远的位置时，第二弹簧97被拉长到极限，此时金属环95脱离磁吸环94，第二弹簧97收缩，拉动遮挡软布96折叠起来，固定杆91上的排气孔93露出，氮气通过固定杆91上的排气孔93排出。而且由于充入氮气的速度大于扩散杆9的排气速度，因此扩散杆9在向胶囊4内充气的时候，第一弹簧14始终处于被拉长的状态。

参照图1，同时由于延伸杆92上的排气孔93间隔较小，即数量较多，延伸杆92内的氮气被分散，因此更加柔和的进入到胶囊4内。

参照图1和图2，当进气阀7停止进气后，扩散杆9内外的气压平衡，在第一弹簧14的弹力作用下，延伸杆92被拉动并沿着滑槽911滑动，直至延伸杆92套设在固定杆91上。因此扩散杆9的长度缩短，当胶囊4被压缩后，胶囊4难以触碰到扩散杆9的端部，因此减小扩散杆9可能受到的损伤。

参照图5，在延伸杆92套设回到固定杆91上后，遮挡软布96和被推动靠近磁吸环94，金属环95吸附在磁吸环94上。

本申请实施例一种胶囊储能器的实施原理为：首先通过进气阀7向胶囊4内预充入氮气，氮气首先通过气阀杆8进入到扩散杆9内。在充气之前，延伸杆92套设在固定杆91上；随着氮气的充入，固定杆91内气压升高，氮气推动延伸杆92沿着滑槽911滑动，扩散杆9伸长，排气孔93逐个露出，氮气通过排气孔93进入到胶囊4内。

胶囊4被氮气逐渐撑大，当进气阀7不再充入氮气的时候，第一弹簧14拉动延伸杆92套设回到固定杆91上，扩散杆9缩短。

随着进油阀10内不断充入和排放油，胶囊4反复收缩和扩大，且胶囊4不触碰扩散杆9。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胶囊储能器，包括壳体（1）和胶囊（4），壳体（1）一端为进气端（2），进气端（2）设置有进气阀（7），胶囊（4）与进气阀（7）连通，进气阀（7）内固定两端贯通的气阀杆（8），气阀杆（8）一端固定有伸入胶囊（4）内的扩散杆（9），扩散杆（9）上开设有排气孔（93），其特征在于：所述扩散杆（9）包括固定杆（91）和延伸杆（92），固定杆（91）两端贯通，且一端与气阀杆（8）连接，延伸杆（92）一端贯通，延伸杆（92）套设在固定杆（91）外并与固定杆（91）滑动连接，固定杆（91）和延伸杆（92）侧壁上均沿轴向均匀开设有多列排气孔（93），固定杆（91）和延伸杆（92）上的排气孔（93）分别位于固定杆（91）不同的母线上，所述固定杆（91）内壁和延伸杆（92）远离气阀杆（8）的端部之间固定有第一弹簧（14）。

2.根据权利要求1所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述固定杆（91）上相邻的两排气孔（93）的间距大于延伸杆（92）上相邻的两排气孔（93）的间距。

3.根据权利要求1或2所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述固定杆（91）和延伸杆（92）上的排气孔（93）每列的数量相同。

4.根据权利要求1所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述固定杆（91）内壁和延伸杆（92）远离气阀杆（8）的端部内壁固定有固定环（13），固定环（13）内设有固定槽（131），第一弹簧（14）端部固定在固定槽（131）内。

5.根据权利要求1所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述固定杆（91）外壁上开设有沿固定杆（91）轴向延伸的滑槽（911），延伸杆（92）端口内壁固定有滑块（921），滑块（921）与滑槽（911）滑动连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种胶囊储能器，其特征在于：在所述固定杆（91）上靠近气阀杆（8）的一端外壁上固定有磁吸环（94），在固定杆（91）外壁上套设有遮挡软布（96），遮挡软布（96）一端固定在延伸杆（92）端部，另一端固定有金属环（95），金属环（95）吸附在磁吸环（94）上，在遮挡软布（96）的外侧还套设有第二弹簧（97），第二弹簧（97）的一端固定在延伸杆（92）的端部，另一端固定在金属环（95）上，第二弹簧（97）的弹力小于第一弹簧（14）的弹力。

7.根据权利要求6所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述第二弹簧（97）固定在遮挡软布（96）上。

8.根据权利要求1所述的一种胶囊储能器，其特征在于：还包括进油端（3），所述进油端（3）设置有进油阀（10），进气阀（7）和进油阀（10）均连接有橡胶托环（6），橡胶托环（6）固定在进气端（2）和进油端（3）的内壁上。

9.根据权利要求8所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述进油阀（10）连接有菌型阀（11），进油阀（10）内部固定有卡环（101），菌型阀（11）一端为阀帽（111），另一端为阀杆（112），阀杆（112）远离阀帽（111）的一端穿过卡环（101），阀杆（112）的端部固定有抵触卡环（101）侧壁的卡块（113），连接弹簧（12）设置在阀帽（111）与卡环（101）之间。

10.根据权利要求1所述的一种胶囊储能器，其特征在于：所述胶囊（4）为橡胶气囊。

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