一种密封活塞装置及使用该密封活塞装置的蓄能器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种密封活塞装置及使用该密封活塞装置的蓄能器。
【背景技术】
[0002]在超高压、特高压断路器中，多选用液压操动机构，液压操动机构的操动方式为常高压保持、瞬时动作，这就需要一个储能元件来长时间储存操动所需的能量，储能形式有二种，一种是采用压缩弹簧储能，另一种是采用压缩气体储能，压缩弹簧储能的方式存在着弹簧长期被压缩产生蠕变的可能，压缩气体储能的方式存在着气体泄漏的可能。对大操作功的液压操动机构目前多采用压缩气体储能的方式。
[0003]液压系统常用的压缩气体储能的蓄能器根据液压油与气体隔离的方式不同，有气囊隔离式和活塞隔离式二种，为保证断路器的操作要求，液压操动机构中的蓄能器常需预先充有一定压力的高压气体，以提高其工作效率，所以需采用活塞隔离式蓄能器。
[0004]如授权公告号为CN100376807C的中国发明专利说明书中公开了一种活塞式蓄能器，其包括沿上下方向延伸的缸体，缸体上下两端分别装配有上、下端盖，两两端盖分别通过径向密封的方式实现其与缸体的密封装配，在缸体中沿上下方向往复移动密封装配有活塞，活塞将缸体内腔分隔为位于上方的气腔和位于下方的油缸，在上端盖上设有与气腔连通以用于向气腔中充入高压气体的充气阀，在下端盖上设有与油腔连通以向油腔中注入液压油的进油孔。使用时，将高压气体注入气腔，然后向油腔中注入液压油，随着油腔中油压升高，推动活塞向上端盖一方移动，气体受压气压变大，直至达到新的平衡，实现蓄能。在液压操动机构工作时，液压油向外排出推动机械装置做功，高压气体膨胀，推动活塞移动，保持液压系统的工作压力。
[0005]在上述活塞式蓄能器中，主要通过设置于活塞和缸体之间的密封圈实现对活塞的径向密封，密封圈的选择就显得特别重要，密封圈的硬度不能太高，否则，虽然在活塞移动时受到的摩擦力较小，否则硬度过高的话会导致密封圈磨损后的补偿性能较差，而如果选用硬度交底的密封圈的话，虽然其补偿性较好，但其摩擦力较大，会影响活塞的响应速度，径向密封圈选择较为困难，导致现有的活塞式蓄能器对缸体的加工及密封件的性能要求较高，设计制造成本较高。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供一种密封活塞装置，以解决现有技术中存在的活塞上的径向密封圈选择较为困难的技术问题；同时，本实用新型还提供一种使用上述密封活塞装置的蓄能器。
[0007]本实用新型所提供的密封活塞装置的技术方案是:密封活塞装置，包括轴向沿前后方向延伸的活塞，活塞的外周面上同轴套装有径向密封圈，所述的活塞上于所述径向密封圈后方设有与所述径向密封圈止推限位配合的止推面，密封活塞装置还包括布置在所述径向密封圈前方的沿前后方向延伸的压簧，压簧前端顶压在固定弹簧座上，固定弹簧座在前后方向与所述活塞定位装配，压簧后端顶压装配在沿前后方向导向移动的活动弹簧座上，活动弹簧座的后端具有在压簧的作用下向后顶推所述径向密封圈以与所述止推面配合定位夹紧所述径向密封圈的顶推面。
[0008]所述的活塞的前侧面上凸设有沿前后方向向前延伸的导向连接柱，所述活动弹簧座导向移动套装在所述导向连接柱上，所述固定弹簧座套装在所述导向连接柱上，固定弹簧座和导向连接柱之间设有实现所述固定弹簧座和活塞在前后方向上定位装配的卡圈。
[0009]所述的活动弹簧座的外周面的径向尺寸小于所述径向密封圈的径向尺寸，在活动弹簧座前部的外周面呈由后向前径向尺寸逐渐变小的锥形结构。
[0010]所述的径向密封圈包括沿前后方向依次叠加套装在所述活塞上的多个密封垫圈。
[0011]本实用新型所提供的使用上述密封活塞装置的蓄能器的技术方案是:蓄能器，包括沿前后方向延伸的缸体，缸体中设有密封活塞结构，密封活塞结构包括沿前后方向移动装配在缸体中的将缸体内腔分隔为油腔和气腔的活塞，活塞的外周面上同轴套装有与缸体移动密封配合的径向密封圈，所述的活塞上于所述径向密封圈后方设有与所述径向密封圈止推限位配合的止推面，密封活塞装置还包括布置在所述径向密封圈前方的沿前后方向延伸的压簧，压簧前端顶压在固定弹簧座上，固定弹簧座在前后方向与所述活塞定位装配，压簧后端顶压装配在沿前后方向导向移动的活动弹簧座上，活动弹簧座的后端具有在压簧的作用下向后顶推所述径向密封圈以与所述止推面配合定位夹紧所述径向密封圈的顶推面。
[0012]所述的活塞的前侧面上凸设有沿前后方向向前延伸的导向连接柱，所述活动弹簧座导向移动套装在所述导向连接柱上，所述固定弹簧座套装在所述导向连接柱上，固定弹簧座和导向连接柱之间设有实现所述固定弹簧座和活塞在前后方向上定位装配的卡圈。
[0013]所述的气腔位于所述油腔的前方，缸体的前后两端分别密封装配有前端盖结构和后端盖结构，前端盖结构上设有用于向所述气腔充气的充气结构，后端盖结构上设有用于向所述油腔中注油的输油孔，所述的压簧、活动弹簧座及固定弹簧座均布置在所述气腔中。
[0014]所述的径向密封圈包括沿前后方向依次叠加套装在所述活塞上的多个密封垫圈。
[0015]所述的前端盖结构包括穿装在缸体前端口处的充气塞和固定装配在缸体前端的固定帽，固定帽上设有沿前后方向延伸的贯通孔，贯通孔为阶梯面朝后的阶梯孔，充气塞的前部设有向前延伸的凸台，凸台具有与所述贯通孔的小径段吻合插配的外周面和朝前的台阶面，所述凸台的台阶面、凸台的外周面、阶梯孔的阶梯面及缸体的内周面围成容纳有端面密封圈的沟槽结构，充气塞通过所述端面密封圈与所述固定帽单向止推限位配合，所述充气结构设置在所述充气塞上。
[0016]所述的充气结构包括沿前后方向设置于所述充气塞上的通气孔，通气孔包括沿前后方向依次布置的前扩径段、中间缩颈段和后扩径段，前扩径段中沿前后方向依次设置有压紧螺钉和密封钢球，在后扩径段的后端开口处设有充气单向阀。
[0017]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提供的密封活塞装置中，固定弹簧座在前后方向上与活塞定位装配，通过固定弹簧座的定位作用，压簧向后顶压活动弹簧座，活动弹簧座的向后的顶推面和活塞上的朝前的止推面配合实现对径向密封圈的定位夹紧，在径向密封圈受到磨损后，活动弹簧座可以顶压径向密封圈，促使径向密封圈进行压缩补偿，保证其密封性能，并且，通过选择合适的压簧，可以调整活动弹簧座向径向密封圈施加的顶压作用力，可以控制径向密封圈的压缩量，在保证密封性能的前提下，可有效减小摩擦力，保证活塞的正常移动和响应速度，这样一来，就有效扩大了径向密封圈的选择范围，降低了径向密封圈的选择标准，减少了密封活塞装置的设计制作成本。并且，本实用新型所提供的密封活塞装置中压簧通过固定弹簧座与活塞装配在一起，在选定压簧后，压簧自身的压缩量在活塞往复移动过程中变化不大，可有效延长压簧的使用寿命。
[0018]在将上述密封活塞装置应用于蓄能器的缸体中时，通过自身的压簧及活动弹簧座，可以调整径向密封圈的压缩量和补偿量，在保证密封活塞装置的密封性能的前提下，减小径向密封圈作用在缸体上的摩擦力。
[0019]进一步的，在活塞的前侧面上凸设有导向连接柱，通过该该导向连接柱实现对活动弹簧座的导向引导和对固定弹簧座的轴向定位，设计结构简单，便于加工制作和装配。
[0020]进一步的，活塞密封结构中的活塞将缸体内腔分隔的气腔位于油腔前方，压簧、活动弹簧座及固定弹簧座均位于径向密封圈的前方，这使得压簧、活动弹簧座及固定弹簧座均布置在气腔中，避免油腔中的液压油对压簧、活动弹簧座及固定弹簧座的污染和影响。
[0021]进一步的，充气塞通过端面密封圈与固定帽单向止推限位配合，高压气体通过充气结构进入充气腔中，高压气体作用在充气塞的后端面上，将充气塞向前推，端面密封圈受压实现对充气塞的端面密封，端面密封圈的压缩受气腔中气体压力对充气塞的作用，密封性能更加可靠，且充气塞的拆装及维护也更为方便。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型所提供的安装有密封活塞装置的蓄能器的结构示意图；
[0023]图2是图1中A处放大图；
[0024]图3是图1中B处放大图。
【具体实施方式】
[0025]如图1至图3所示，一种安装有密封活塞装置的蓄能器的实施例，该实施例中的蓄能器包括沿前后方向延伸的缸体3，缸体3中设有密封活塞结构，密封活塞结构包括沿前后方向移动装配在缸体3中的将缸体内腔分隔为油腔30和气腔11的活塞2，活塞2的外周面上同轴套装有与缸体3移动密封配合的径向密封圈32，活塞2上于所述径向密封圈32后方设有与所述径向密封圈32止推限位配合的止推面，本实施例中，活塞2的前侧面上凸设有沿前后方向向前延伸的导向连接柱31，在导向连接柱31上套装有沿前后方向延伸的压簧14,压簧14前端顶压在固定弹簧座13上，固定弹簧座13在前后方向通过卡圈12与导向连接柱31定位装配，而压簧14后端顶压装配在沿前后方向导向移动的活动弹簧座15上，活动弹簧座