一种活塞式蓄能器的制作方法

本技术涉及蓄能器的领域，尤其是涉及一种活塞式蓄能器。

背景技术：

1、活塞式蓄能器作为一种常用的气液隔离式液压能量存储装置，其在液压系统中的功用主要有以下几个方面：作辅助能源，补偿泄漏、保持恒压，作应急动力源，在节能回路中存储回收能量等。

2、现有活塞式蓄能器包括缸体和活塞，缸体的两侧分别安装有油侧端盖、气侧端盖，气侧端盖上设有充气阀，活塞将缸体分隔成气腔室和油腔室两个腔室，气腔室通过充气阀预先充满一定压力的惰性气体，油腔室通过油侧端盖的油孔与液压管路连接。

3、当油孔处液压油压力上升时，液压油推动活塞朝向气侧端盖运动并压缩气腔室惰性气体，气体压力升高，液压能被储存；当气腔室气压与油腔室油压达到平衡后，活塞停止运动，蓄能器充液阶段完成。

4、当油孔液压油压力下降时，气腔室气压高于油腔室油压，气腔室气体推动活塞朝向油侧端盖运动将油腔室液压油排出，液压能被释放，蓄能器排液阶段完成。

5、通过蓄能器反复充液/排液，便达到了存储/释放液压能的作用。

6、为了实现缸体内的气液分隔的密封效果，往往于活塞上设置环形的容纳槽，容纳槽内设置密封圈。但是，活塞反复移动的过程中，密封圈与缸体内壁之间的摩擦力将导致密封圈位置偏移或翻动，加上长时间使用之后，密封圈易发生磨损，即造成了密封圈不同位置处的磨损程度不一，从而导致密封圈各位置的厚薄程度不一，进而导致密封圈的局部位置与缸体内壁之间的抵接密封效果较差。

技术实现思路

1、为了提高密封效果，本技术提供一种活塞式蓄能器。

2、本技术提供的一种活塞式蓄能器，采用如下的技术方案：

3、一种活塞式蓄能器，包括缸体和活塞，所述缸体的两侧分别安装有油侧端盖和气侧端盖，所述活塞将缸体分隔成气腔室和油腔室，所述活塞的外周面设有两个沿活塞长度方向间隔排布的环形容纳槽，容纳槽内设有密封圈，所述密封圈的背离缸体内壁的表面一体成型有密封翅片，所述密封翅片与容纳槽的槽底固定连接，所述密封圈的朝向缸体内壁的表面沿缸体长度方向依次设为正向动密封区、静密封区和反向动密封区，所述活塞还设有驱动机构，所述驱动机构用于带动密封圈绕自身的圆心线翻转，所述缸体内壁固定有限位环，限位环位于活塞与油侧端盖之间；当所述活塞运动至抵接于限位环时，所述驱动机构带动密封圈翻转至所述静密封区抵接于缸体内壁的状态，当所述活塞正向或反向运动时，所述驱动机构带动密封圈翻转至所述正向动密封区或反向动密封区抵接于缸体内壁的状态。

4、通过采用上述技术方案，通过设置正向动密封区、静密封区和反向动密封区，当活塞正向或反向运动时，利用驱动机构，以实现仅正向动密封区或反向动密封区的抵接密封，以实现活塞单一方向运动时，密封圈也是呈单一局部的磨损，从而减少因密封圈各处磨损程度而密封圈的局部位置与缸体内壁之间的抵接密封效果较差的情况发生，从而提高密封效果，其次，在活塞保持不动时，仅静密封区进行抵接密封，而静密封在活塞运动时不参与抵接，也不发生磨损，从而能够确保密封圈的静密封效果的保持稳定。

5、即根据活塞的状态不同，通过驱动机构以对密封圈的位置状态进行针对性控制，从而使得密封圈的局部磨损可控化，局部磨损的方向单一化，从而能够尽可能均匀磨损，进而延长密封时效和密封效果。

6、可选的，所述静密封区、所述正向动密封区和所述反向动密封区均为圆弧段，所述静密封区的曲率中心点位于所述密封圈的圆心线上，所述正向动密封区的曲率中心点相对所述密封圈的圆心线位于靠近所述气侧端盖的一侧，所述反向动密封区的曲率中心点相对所述密封圈的圆心线位于靠近所述油侧端盖的一侧。

7、通过采用上述技术方案，通过设置静密封区、正向动密封区和反向动密封区的曲率中心点位置，使得密封圈在进行正向或反向翻转时，随着翻转程度加大，正向动密封区或反向动密封区与杆体内壁之间的接触程度越大，从而密封效果更强。

8、其次，当正向动密封区和反向动密封区磨损时，还可以通过加大密封圈的翻转程度，以使得正向动密封区和反向动密封区的未磨损的部位进行抵接，从而实现磨损补偿，以保持密封效果的稳定性。

9、可选的，所述驱动机构包括弹性骨架、滑移管和固定于滑移管两端的受力板，所述弹性骨架包括多个第一弹片和多个第二弹片，第一弹片和第二弹片沿圆周均匀错位排布设置，第一弹片的端部和第二弹片的端部通过沿径向设置的第三弹片进行固定连接；所述活塞包括芯部和环形的安装管，所述安装管与芯部同轴设置，所述安装管与所述芯部之间通过连接条进行固定连接，所述容纳槽开设于所述安装管的外周面；所述安装管内周壁与所述芯部的外周壁之间形成有环形的滑腔，所述滑移管位于滑腔内，滑移管与安装管滑移连接；所述安装管沿自身径向开设有活动腔，所述弹性骨架位于活动腔内，所述活动腔的相对内壁设有支点凸起，两个所述支点凸起同时抵接于所述弹性骨架的第三弹片上，所述密封圈的表面开设有卡槽，所述弹性骨架的外径部位插入卡槽内，所述滑移管的外周面开设有环形的v型槽，所述弹性骨架的内径部位插入v型槽内。

10、通过采用上述技术方案，在活塞静止状态下，活塞受到气腔室内的高压惰性气体的压力，活塞的芯部和滑移管均抵接于限位环上，芯部、安装管、滑移管保持相对位置不变，弹性骨架处于沿密封圈的径向设置的状态，此时，弹性骨架的径向尺寸最大，能够对密封圈施加较强的径向力，以迫使密封圈的静密封区更加紧密抵接缸体内壁，从而提高静密封效果。

11、当活塞处于运动状态下，以活塞正向移动为例(活塞沿朝向气侧端盖方向移动)，此时滑移管两侧的受力板分别受到来自气腔室的高压气体压力和来自油腔室内的高压油压力，而高压油的压力大于高压气体的压力，因此二者的合力将迫使滑移管正向移动，滑移管的正向滑移将带动弹性骨架以支点凸起为支点进行偏转，以带动密封圈绕圆心线进行翻转，将正向动密封区切换至抵接于缸体内壁的状态。

12、并且，弹性骨架的具体结构的设置，一来，通过第一弹片和第二弹片的间隔排布，使得在外力下，弹性骨架的内径和外径可以进行弹性改变，以适应于环形的弹性骨架以支点凸起为支点的偏转的自由度；二来，弹性骨架为环形结构，使得弹性骨架的偏转力能够更加均匀传递至密封圈上，从而带动密封圈的整体翻转，以提高翻转效果。

13、可选的，所述弹性骨架的外径部位到第三弹片的被所述支点凸起所抵接的支点位置之间的距离小于所述弹性骨架的内径部位到第三弹片的被所述支点凸起所抵接的支点位置之间的距离。

14、通过采用上述技术方案，在滑移管的带动下，弹性骨架带动密封圈翻转，可以理解为杠杆效应，杠杆为第三弹片，支点为支点凸点的点抵接，而通过限定杠杆的各段长度，使得滑移管的运动为省力费距离，密封圈的翻转为费力省距离，如此一来，滑移管在受到较小的作用力的情况，即可带动密封圈翻转，驱动效果更好，反之，密封圈的翻转复位难度也极大提高，从而减少因缸体内介质压力较大而冲开密封圈的情况发生，从而进一步提高了密封效果。

15、可选的，所述滑移管的端部与所述芯部之间设有环形的第一密封带，所述滑移管的端部开设有环形的第一插槽，所述芯部的端部开设有环形的第二插槽，所述第一密封带的两侧分别插入第一插槽和第二插槽内并通过粘接胶固定连接；所述受力板与所述安装管之间设有环形的第二密封带，所述受力板与所述安装管的相对面均开设有第三插槽，所述第二密封带的两侧分别插入两个第三插槽内并通过粘接胶固定连接。

16、通过采用上述技术方案，以减少缸体内的介质从滑移管与芯部之间的间隙、滑移管与安装管之间的间隙通过的情况发生。并且，由于第一密封带和第二密封带的工况与密封圈不同，第一密封带和第二密封带为非摩擦抵接密封的形式，因此第一密封带和第二密封带的密封效果保持较为长久。

17、可选的，所述密封翅片设为两组且以所述密封圈的圆心线对称设置，一组密封翅片包括两个密封翅片，所述容纳槽的槽底开设有第四插槽，所述密封翅片插入第四插槽内并通过粘接胶固定连接，所述密封翅片与所述密封圈的连接位置设为弯曲部；所述密封圈的表面的位于两组密封翅片之间的部位一体成型有环形的中凸部，所述卡槽贯穿所述中凸部，所述中凸部位于所述活动腔中，且所述中凸部的表面设有供所述支点凸起所抵接的抵接槽。

18、通过采用上述技术方案，一来，通过设置多个密封翅片，能够减少缸体内介质从密封圈与容纳槽的槽底之间的间隙经过的情况发生，二来，能够提高密封圈与安装管之间的连接强度，三来，通过设置弯曲部，以提供密封圈可翻转的自由度，四来，通过设置中凸部与支点凸起的配合，以提供对密封圈的径向支撑，从而有效利用密封圈自身的弹性力以进行抵接密封。

19、可选的，所述安装管包括主管和位于主管轴向两侧的副管，所述主管和副管的相对面均设有斜面，两个斜面组成所述活动腔，所述支点凸起设于所述斜面上，所述主管和所述副管通过轴向设置的对拉螺栓进行固定连接，所述对拉螺栓的端部抵接于所述副管的远离主管的端面，且所述对拉螺栓穿过所述弹性骨架的两个第三弹片之间的间隙。

20、通过采用上述技术方案，一来，通过设置分离式的安装管，以便于活动腔的成型以及弹性骨架的装配，二来，通过对拉螺栓，以施加轴向对中的拉力，以迫使主管和副管相互靠近并且两个支点凸起相抵接，使得支点凸起对于弹性骨架和中凸部的抵接力度更大，支点的稳定性更高，弹性骨架的偏转移动更稳定，还能够通过中凸部的夹持，以进一步提高密封圈与安装管之间的固定强度，以减少密封圈受缸体的摩擦力或者介质高压而脱离的情况发生。三来，通过设置对拉螺栓与第三弹片的穿设，以限制弹性骨架的周向偏移，从而限制密封圈的周向偏移，以提高密封效果。

21、可选的，所述安装管的内周面设有环形的具有压力介质的储存腔，所述滑移管的外周面固定有位于储存腔内的滑块，滑块将储存腔分隔成第一腔室和第二腔室，第一腔室相比第二腔室远离所述油侧端盖，所述安装管内设有第一流道和第二流道，第一流道的一端连通至第一腔室，第一流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第一流道的连通端位于远离油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第一形变槽，所述第一形变槽的槽口与所述第一流道相连通，所述第一形变槽沿所述正向动密封区的表面轮廓延伸设置；第二流道的一端连通至第二腔室，第二流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第二流道的连通端位于靠近油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第二形变槽，所述第二形变槽的槽口与所述第二流道相连通，所述第二形变槽沿所述反向动密封区的表面轮廓延伸设置。

22、通过采用上述技术方案，当活塞正向移动，同时滑移管的正向滑移将带动弹性骨架以支点凸起为支点进行偏转，以带动密封圈绕圆心线进行翻转，将正向动密封区切换至抵接于缸体内壁的状态，该过程中，滑块随滑移管运动以挤压第一腔室内的压力介质，压力介质通过第一流道进入同组的两个密封翅片之间，然后进入第一形变槽内，第一形变槽内压力增大，从而带动密封圈膨胀，而膨胀程度最大的部位为正向动密封区，即正向动密封区膨胀以更加紧密贴合缸体的内壁，从而提高密封效果，其次，通过设置第一形变槽的延伸方向，使得正向动密封区的表面膨胀较为均匀，且表面抵接的压强稳定，能够极大提高密封稳定性。

23、活塞反向移动时，根据上述原理，密封圈的反向动密封区膨胀以更加紧密贴合缸体的内壁。

24、可选的，所述第一形变槽和所述第二形变槽的中部均设有多个朝向所述密封圈的截面中心延伸的分支槽，各分支槽的长度沿远离所述缸体轴线方向逐渐增加。

25、通过采用上述技术方案，一来，压力介质注入分支槽内时，将使密封圈径向膨胀，从而提高密封圈的内应力和结构强度，以减少密封圈的受外部压力而脱离的情况发生；二来，通过设置不同分支槽的长度，以实现密封圈的外径膨胀程度大于内径膨胀程度，从而增大密封圈的外径与缸体内壁的密封效果。

26、可选的，所述芯部滑移连接有两个加压板，两个加压板之间形成有压力腔，压力腔内具有压力介质，所述滑移管沿径向贯穿开设有一一对应所述密封圈设置的通孔，所述通孔与所述压力腔连通；所述安装管内设有第一流道和第二流道，第一流道的一端连通至所述安装管的内周面，第一流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第一流道的连通端位于远离油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第一形变槽，所述第一形变槽的槽口与所述第一流道相连通，所述第一形变槽沿所述正向动密封区的表面轮廓延伸设置；第二流道的一端连通至所述安装管的内周面，第二流道的另一端连通至所述容纳槽的槽底，所述第二流道的连通端位于靠近油侧端盖的一组所述密封翅片的两个密封翅片之间，所述密封圈设有第二形变槽，所述第二形变槽的槽口与所述第二流道相连通，所述第二形变槽沿所述反向动密封区的表面轮廓延伸设置；当所述滑移管正向移动以带动所述密封圈翻转至所述正向动密封区抵接于缸体内壁的状态时，所述通孔与所述第一流道连通；当所述滑移管反向移动以带动所述密封圈翻转至所述反向动密封区抵接于缸体内壁的状态时，所述通孔与所述第二流道连通。

27、通过采用上述技术方案，两个加压板分别受到来自气腔室和油腔室的相对方向的压力，两股压力一同施加于压力腔内的压力介质上，即该压力介质的压力较强，当滑移管正向或反向移动时，滑移管上的通孔分别移动至第一流道和第二流道处，以分别实现第一形变槽和第二形变的压力介质的注入，从而分别实现正向动密封区和反向动密封区的膨胀。

28、通过设置极高压力的压力介质，能够实现快速注入，以及提高密封圈的膨胀后的内应力，从而提高密封圈的抗外部压力的形变能力，以提高密封效果。

29、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.根据活塞的状态不同，通过驱动机构以对密封圈的位置状态进行针对性控制，从而使得密封圈的局部磨损可控化，局部磨损的方向单一化，从而能够尽可能均匀磨损，进而延长密封时效和密封效果；

31、2.通过设置静密封区、正向动密封区和反向动密封区的曲率中心点位置，当正向动密封区和反向动密封区磨损时，还可以通过加大密封圈的翻转程度，以使得正向动密封区和反向动密封区的未磨损的部位进行抵接，从而实现磨损补偿，以保持密封效果的稳定性；

32、3.通过设置弹性骨架的具体结构，利用杠杆效应，使得密封圈的翻转复位难度极大提高，从而减少因缸体内介质压力较大而冲开密封圈的情况发生，从而进一步提高了密封效果；

33、4.通过设置与滑移管相联动的滑块，并利用压力介质，以填充形变槽，使得密封圈的动密封区膨胀以更加紧密贴合缸体的内壁，从而提高密封效果，且表面抵接的压强稳定，能够极大提高密封稳定性；

34、5.通过可传递外部压力的加压板，以对压力介质施加高压，利用高压的压力介质，不仅能够实现压力介质的快速注入，还能够提高密封圈的膨胀后的内应力，从而提高密封圈的抗外部压力的形变能力，以提高密封效果。