專利名稱：浮桶式儲能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將預(yù)充可壓縮氣體能量，轉(zhuǎn)換成液壓能量的儲能器。尤指一種內(nèi)
部具有浮桶裝置，可根據(jù)儲能器工作的狀態(tài)，使閥門關(guān)閉或開啟，確保儲能器有正常效能， 且能延長儲能器使用壽命并降低維護成本的發(fā)明。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的儲能器是運用液壓系統(tǒng)有閑置工序時，將不可壓縮的高壓液壓油注入到儲 能器內(nèi)加以儲存，以便于不同時間與需求，供應(yīng)到系統(tǒng)使用，而且可重復(fù)發(fā)生使用。如此，可 充分利用系統(tǒng)使用效能，并大幅度降低整個液壓系統(tǒng)所消耗能源。對近年來，世界各地極力 追求替代能源以及提倡節(jié)能減碳，儲能器不但是前瞻性的利器兼具實用性，對工業(yè)發(fā)展有 實質(zhì)的助益。其原理是在殼體腔內(nèi)設(shè)置隔離器，區(qū)分儲氣室與儲液室。首先對儲氣室充入 預(yù)設(shè)壓力的氣體，謂之充氣。再將高于設(shè)定壓力的液壓油液，注入儲能器的儲液腔內(nèi)，以壓 力向儲氣室擠壓使儲液腔得擴張，所擴張的容積用來儲存高壓油液，達到儲存液壓油的目 的，謂之儲液。當(dāng)液壓系統(tǒng)需要引用儲能器內(nèi)的液壓油時，開啟控制閥門，讓進油口與系統(tǒng) 接通，儲能器會作出反應(yīng)，迫使液壓油倒流，供應(yīng)到系統(tǒng)中使用，謂之供液；因所供應(yīng)的液壓 油具有壓力與流量，可依需要作不同的運用，達到儲存與供給的目的。另依儲能器結(jié)構(gòu)的種 類，有氣囊式儲能器以及活塞式儲能器。 圖2是繪示現(xiàn)有氣囊式儲能器的示意圖。如所述的圖所示，目前現(xiàn)有的氣囊式儲 能器，主要包括有一合成橡膠材質(zhì)的氣囊置于殼體腔內(nèi)，以容納預(yù)充氣體并隔離液壓油，通 過充氣閥對氣囊進行充氣，使氣囊伸張并充滿整個殼體腔內(nèi)，且內(nèi)部充滿預(yù)設(shè)壓力的氣體。 當(dāng)進油口提供高于預(yù)設(shè)氣體壓力的液壓油來擠壓氣囊，使氣囊與氣囊內(nèi)的預(yù)充氣體容積， 因受到擠壓而縮小容積，氣囊內(nèi)的容積遞減而壓力隨著遞增，直到兩室的壓力平衡；氣囊的 外部與殼體腔內(nèi)成為儲液室，用來儲存不可壓縮的液壓油，達到儲存液壓油的功能。當(dāng)液壓 系統(tǒng)需要引用儲能器內(nèi)的液壓油時，再由控制閥門接通進油口供應(yīng)到系統(tǒng)中，直到氣囊關(guān) 閉進油口而停止，達到供給液壓油的功能。 上述現(xiàn)有氣囊以合成橡膠制成作為隔離器，故有密封良好不易泄漏的優(yōu)點。然而， 因氣囊外壁有一定厚度，無論是液壓油往內(nèi)擠壓氣囊或氣囊內(nèi)的預(yù)充氣體往外伸張，均會 損失克服氣囊壁厚度的虛功。 然而，又現(xiàn)有氣囊為橡膠材質(zhì)的彈性體，有一定使用范圍以及使用壽命；當(dāng)有超出 使用范圍時，會使氣囊過度伸張或扭曲，并縮短其使用壽命；為確保使用壽命的最大量化， 在使用上需較嚴格限制。 另，現(xiàn)有氣囊為一體成型，其制造需要較多的工序，故成本較高，且生產(chǎn)廠家的規(guī) 格并不全相容，須事先準備更換零件，對維修工作十分不便利。 圖1是繪示現(xiàn)有活塞式儲能器的示意圖。如所述的圖所示，目前現(xiàn)有的活塞式儲 能器，主要包括有一 自由狀態(tài)的活塞置在殼體腔內(nèi)，作為隔離器。通過充氣閥對腔內(nèi)進行充 氣，活塞會被推到進油口端，使殼體腔內(nèi)的儲氣室充滿預(yù)設(shè)壓力的氣體。當(dāng)進油口提供高于預(yù)設(shè)氣體壓力的液壓油來擠壓活塞，使活塞往充氣閥方向移動而壓縮儲氣室的容積，儲氣 室內(nèi)的容積遞減而壓力隨著遞增，直到兩室的壓力平衡，如此，從活塞到進油口端成為儲液 室，儲液室因擴張達到儲存液壓油的功能。當(dāng)液壓系統(tǒng)需要引用儲能器內(nèi)的液壓油時，再由 控制閥門接通進油口供應(yīng)到系統(tǒng)中，直到活塞被限制無法移動而停止，達到供給液壓油的 功能。 然而，現(xiàn)有活塞式儲能器，因活塞為活動件，須與腔體留有間隙，活塞的兩端設(shè)有 油封來防止儲氣室的預(yù)充氣體泄漏到儲液室，或者是儲液室的液壓油泄漏到儲氣室?，F(xiàn)有 油封在移動過程會腔面留下微量的油膜，此油膜會隨移動次數(shù)增加而累積。另現(xiàn)有油封在 殼體腔面移動為接觸磨擦，經(jīng)年累月地極易產(chǎn)生磨損，以致發(fā)生泄漏，使油液逐漸積存在儲 氣室中，儲氣室的容積就逐漸減少，影響到儲能器的性能；故需定期清理積存油液以及更換 油封，讓儲能器能正常工作。 又上述現(xiàn)有活塞式儲能器，在活塞上裝置耐磨環(huán)，維持活塞與殼體腔面間的間隙，
耐磨環(huán)能降低與腔面的摩擦力，相較的下活塞式比氣囊式更迅速的反應(yīng)需求。若有過快速
移動有可能慣性過大造成活塞撞擊而損傷變形，另活塞上設(shè)有油封，而油封與腔體接觸所
產(chǎn)生的摩擦力，故儲能器每一次動作，也會損耗克服油封與耐磨環(huán)等摩擦力的虛功。 另，現(xiàn)有活塞式儲能器的性能以及使用壽命，關(guān)鍵性在于所使用油封的密合性以
及耐磨性，因此各生產(chǎn)廠家都有其獨特的地方，雖然零件成本相較氣囊式為低，但規(guī)格并不
全相容，仍須事先準備更換零件，對維修工作也是不便利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種浮桶式儲能器，能迅速反應(yīng)工作需求，并且減少
磨耗，能達到降低使用成本的目的。 本發(fā)明的另一目的，在于提供一種浮桶式儲能器，有較大的使用范圍，且不會縮短 儲能器的使用壽命而增加維護成本的效果，達到節(jié)省使用成本的目的。 本發(fā)明的另一目的，在于提供一種浮桶式儲能器，能使維修零件容易取得，且價格
便宜的效果，達到節(jié)省使用成本的目的。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 —種浮桶式儲能器，其特征在于，包括有 —殼體，中空的內(nèi)部具有殼體腔室，殼體一端設(shè)有充氣閥，殼體另一端設(shè)有進油 □; —浮桶裝置，組設(shè)在殼體腔室內(nèi)，浮桶裝置頂端設(shè)有中空的浮桶腔室；浮桶腔室底 部疊設(shè)有浮桶底座；所述的浮桶底座底部組設(shè)有錐閥，錐閥與浮桶底座間的錐閥頂端空間 處組設(shè)有一彈簧，且錐閥不致脫離于浮桶底座；所述的錐閥可相對于進油口開啟或封閉； 所述的浮桶裝置與殼體內(nèi)緣之間存有間隙。 具體來說，本發(fā)明主要是在一直立的殼體腔室內(nèi)設(shè)置一浮桶裝置，所述的浮桶裝 置包括有錐閥、內(nèi)部中空的浮桶底座以及連通管。在中空的浮桶底座設(shè)有一環(huán)狀的0型環(huán) 座，座內(nèi)設(shè)0型環(huán)。在浮桶底座中心設(shè)置錐閥，錐閥頂部設(shè)有彈簧，使錐閥處在最底端位置， 并且受到浮桶裝置的限制。錐閥為圓錐體的閥芯并且在錐面設(shè)一O型環(huán)。殼體包括有殼 體腔室、上蓋以及下蓋；上蓋頂端設(shè)有充氣閥。下蓋頂部設(shè)有閥座，底部設(shè)有進油口。在殼
4體腔室內(nèi)置入浮桶裝置，浮桶裝置的頂部中心設(shè)有連通管穿設(shè)到浮桶裝置內(nèi)部的底端，浮桶裝置內(nèi)部通過連通管與外部相通，自浮桶裝置到上蓋底端，包括浮桶裝置內(nèi)部均成為一儲氣室，用來儲存預(yù)充的壓縮氣體；自浮桶裝置到下蓋的頂端間成為一儲液室，用來儲存不可壓縮的液壓油；且兩室可通過浮桶裝置外縁與殼體內(nèi)內(nèi)緣的間隙相通；本儲能器是以充氣閥向上而進油口向下的直立方式裝置，浮桶裝置因自重會降到最底部，使錐閥芯插入下閥座而關(guān)閉，浮桶底座則壓貼在下蓋的頂端平面上，關(guān)閉儲氣室與錐閥的通路，通過充氣閥對儲氣室充氣到預(yù)設(shè)的壓力，再封閉充氣閥使儲氣室成為一密閉空間，就完成充氣。此時，儲氣室為最大容積，也就是最低壓的狀態(tài)，因此作用于浮桶裝置的壓力相對來說也較低；當(dāng)進油口注入高于預(yù)設(shè)氣體壓力的液壓油時，其所需的開啟壓力也是較低，液壓油會先推升錐閥使閥芯脫離閥座，此時液壓油的作用力會作用于錐閥以及浮桶底座接觸面的端面上，與預(yù)充氣體的壓力作用于浮桶裝置上的力量相抗衡。當(dāng)液壓油達到所需壓力的比例時，就能推動浮桶裝置上升開啟。在浮桶裝置上升開啟后，儲液室與儲氣室的面積就會相等，原以較高的壓力推升浮桶裝置的作用力，便作用于幫助儲液的程序進行。液壓油就作用于浮桶裝置底部的面積以及液面的接觸面積向上壓迫儲氣室，使儲氣室容積漸縮，儲氣室的容積漸縮而壓力隨著遞增，直到兩室的壓力平衡，在這過程中，儲液室的液面就隨著擴張而上漲，浮桶裝置如船舶般地浮在液面并隨著液壓油的液位上升移動，直到儲能器完成儲液的工作。當(dāng)液壓系統(tǒng)需要引用儲能器內(nèi)的液壓油時，由控制閥門接通進油口到液壓系統(tǒng)，此時儲液室的壓力從進油口泄掉，使儲氣室的壓力高于儲液室，壓力便作用于浮桶裝置以及兩室的接觸面上，迫使儲液室中的液壓油從進油口流出系統(tǒng)中，開始供液給系統(tǒng)，同時儲液室中的液位也隨之下降，持續(xù)到兩室壓力平衡或是錐閥的閥芯插入閥座產(chǎn)生縮流，使供液流量減緩，以保護浮桶裝置不會因撞擊而損壤，最后關(guān)閉通路而停止供油。 如上述若是系統(tǒng)有發(fā)生超壓使用或儲氣室預(yù)充氣體有發(fā)生泄漏的情事時，即意味所預(yù)設(shè)的儲液容量平衡點會增加，以至于于儲液的過程會持續(xù)擴張，當(dāng)浮桶裝置上升到極限時，會頂?shù)缴仙w而無法再上升，液壓油會從浮桶裝置的外緣與殼體內(nèi)徑的間隙，進入儲氣室再壓迫儲氣室的預(yù)充氣體，中空的浮桶裝置成為最后的儲氣空間。若此時壓力再增加，液壓油就經(jīng)由連通管進入中空浮桶的底部，直到壓力平衡為止。當(dāng)在供液的過程，液壓油會優(yōu)先自浮桶裝置的浮桶腔內(nèi)排出，且殘留在浮桶腔內(nèi)的油量不會累積，以保護儲能器不會因超過極限而失去效能。另本發(fā)明的整個儲能器只有錐閥會產(chǎn)生移動磨損，因其移動距離很短以及唯有在浮桶裝置要封密儲液室時才會動作，且若有磨損也只是使浮桶底座的第一段密封失效，所以不會影響到使用壽命；另浮桶裝置與殼體間留有間隙，所以不會產(chǎn)生磨耗而損失，因此能迅速反應(yīng)工作需求，而且能有效延長儲能器使用壽命并降低維護成本。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明運用氣體可重復(fù)壓縮以及氣體密度與比重較低會存在液面之上，液壓油不可壓縮及其密度與比重較高，受地心引力影響會積沉在底部，且兩項物質(zhì)無法相溶以及混合的特性；如有混合也會因比重不同而自然分離，以此特性作為自然隔離，使液壓油以及氣體兩項并存在儲能器內(nèi)。儲能器內(nèi)所預(yù)充氣體的壓力會因泄漏而降低，降低儲能器的效能，甚至無法正常運作，因此泄漏對儲能器有嚴重的影響。對于泄漏本發(fā)明主要是運用浮桶底座的堅固厚實的底座，能承受預(yù)充氣體壓力的作用力，提供足夠的強度支撐。在浮桶底座到浮桶裝置之間設(shè)一氣液分離室，其上端跟下端為最小斷面積，中段是斷面積最大的空間，共同組成氣液分離室；當(dāng)有發(fā)生氣體混入液
5壓油時，氣體與液壓油從浮桶底座上緣往下進入氣液分離室，因上端斷面積小流速快所以氣泡有被壓縮；進入中段后為擴大斷面積使流速減緩，讓氣泡從壓縮中被釋放，隨著氣泡體積擴大，會增加氣泡互相碰撞而結(jié)合的機會，另氣泡的比重輕，在流速減緩時會有利上浮，便與往下流入的氣泡推擠碰撞而結(jié)合成較大氣泡，產(chǎn)生更大的浮力，從浮桶底座上緣進入氣泡消除室。氣泡消除室為下端斷面積小上端斷面積大，提供逐漸擴大的空間幫助氣泡體積的伸展擴大而破掉，氣體就回到儲氣室；因氣液分離室與氣泡消除室的結(jié)構(gòu)，可以避免預(yù)充氣體混入液壓油從儲能器排到系統(tǒng)中，進一步保障本發(fā)明浮桶式儲能器的預(yù)充氣體不會被排到系統(tǒng)而逐漸失去效能。本發(fā)明也運用錐閥為獨自受殼體腔室內(nèi)的壓力以及彈簧等作用力的限制，使錐閥與閥座緊密貼合，并且增設(shè)一 0型環(huán)為密封零件，確保儲能器內(nèi)的預(yù)充氣體不會泄漏，并且利用預(yù)充氣體的壓力作用于浮桶底座的底部的端面上，使其壓貼密合在下蓋的頂部端面，再以0型環(huán)作為密封零件，所使用的密封零件為0型環(huán)，而0型環(huán)為業(yè)界作為密封件中最普遍、最便宜、最易取得，而且多種材質(zhì)以及硬度可依據(jù)儲能器的工作需求選用，以及利用液壓油本身的粘度，就具有局部的密封能力；因此本發(fā)明的浮桶式儲能器運用二段式的密封以及使用0型環(huán)為密封零件，能有效地提高的封閉效果，也能大幅度的節(jié)省維修的成本。


圖1是現(xiàn)有活塞式儲能器的示意圖； 圖2是現(xiàn)有氣囊式儲能器的示意圖； 圖3是本發(fā)明浮桶式儲能器的示意圖； 圖4是本發(fā)明浮桶裝置的示意圖； 圖5是本發(fā)明較佳儲液過程的示意圖； 圖6是本發(fā)明較佳使用于超壓狀態(tài)的示意圖； 圖7是本發(fā)明浮桶裝置另一實施例的示意圖； 圖8是圖7的a-a—剖面圖。 附圖標記說明10殼體；ll殼體腔室；20浮桶裝置；21連通管；22浮桶底座的0型
環(huán)；23浮桶底座上緣；24浮桶底座；25浮桶底座下緣；26浮桶圓錐面；27浮桶頂端；28浮桶底座的底端；29浮桶底座的0型環(huán)座；30錐閥；31彈簧；32錐閥的0型環(huán)；33錐閥的0型
環(huán)；34導(dǎo)壓孔；35閥芯；36錐閥頂端；37錐閥圓錐面；50下蓋；51閥座；52進油口 ；53下蓋的0型環(huán)；54下蓋的頂端；60上蓋；61充氣閥；62上蓋的0型環(huán)；63上蓋底端面；70儲氣
室；71儲液室；72氣液分離室；73氣泡消除室；74浮桶腔室；75氣體與液壓油接觸液面；76集液區(qū)；80液壓油；81預(yù)充氣體；90導(dǎo)正塊。
具體實施例方式
為使貴審查委員能進一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其目的，茲附以圖式以及較
佳具體實施例，詳細說明如后。 圖3是繪示本發(fā)明浮桶式儲能器結(jié)構(gòu)的示意圖。請參閱圖3所示，本發(fā)明浮桶式儲能器包括殼體10、浮桶裝置20、連通管21、0型環(huán)22、浮桶底座24、錐閥30、導(dǎo)壓孔34、彈簧31、0型環(huán)32、0型環(huán)33、下蓋50、閥座51、進油口 52、0型環(huán)53、上蓋60、充氣閥61以及0型環(huán)62。如圖3所示，所述的殼體10、上蓋60以及下蓋50，上蓋60設(shè)置0型環(huán)62以及下蓋50設(shè)0型環(huán)53密封；再分別以螺紋方式固定，共同組成一耐壓殼體10，以承受殼體腔室11內(nèi)高壓的氣體以及液壓油沖擊。在殼體腔室11內(nèi)置入浮桶裝置20，浮桶裝置20上方形成儲氣室70，相對下方則為儲液室71，且兩室可通過浮桶裝置20外緣與殼體11間的間隙相通。本發(fā)明的浮桶式儲能器是以充氣閥61向上而進油口 52向下的直立方式充氣，浮桶裝置20因自重會降到最底部，使錐閥30插入閥座51而關(guān)閉，使0型環(huán)32達到封閉作用；浮桶底座24則因重量下壓，克服彈簧31的力量，貼在下蓋50的頂端54平面上，使0型環(huán)22封閉儲液室71與錐閥30的通路，此時儲氣室70已是最大容積。由外部氣源通過充氣閥61對儲氣室70充氣到預(yù)設(shè)的壓力，再封閉充氣閥61使儲氣室70成為一密閉空間，就完成充氣程序。 圖4是繪示本發(fā)明的浮球裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。請參閱圖4所示，所述的浮桶裝置20包括有連通管21、0型環(huán)22、浮桶上緣23、浮桶底座24、浮桶下緣25、浮桶圓錐面26、浮桶頂端27、浮桶底端28、 0型環(huán)座29、錐閥30、彈簧31、 0型環(huán)32、 0型環(huán)33、導(dǎo)壓孔34、閥芯35、錐閥頂端36、錐閥圓錐面37。如圖4所示浮桶底座24為一個堅固的結(jié)構(gòu)，頂端再連結(jié)中空浮桶腔室74以及錐面26成為一體的浮桶裝置20，其結(jié)構(gòu)如不倒翁般使浮桶底座24位于浮桶裝置20的最下方；若有因其他因素造成浮桶裝置20搖晃，利用浮桶上緣23、浮桶下緣25作為限制浮桶裝置20偏擺范圍，以避免浮桶裝置20因過度偏擺而異常。在浮桶底座24的底端28設(shè)有一環(huán)狀0型環(huán)座29，座內(nèi)設(shè)0型環(huán)22。在浮桶底座24側(cè)面穿設(shè)導(dǎo)壓孔34，使錐閥頂端36與浮桶底座24外的儲液室71相通，如此錐閥30就受到儲液室71的壓力產(chǎn)生較大的作用力。在浮桶底座24中設(shè)置錐閥30，錐閥30頂部設(shè)有彈簧31，使錐閥30處在最底端位置，并且受到浮桶底座24的限制。錐閥30的閥芯35的錐閥圓錐面37設(shè)一 0型環(huán)32作為密封，以避免錐閥30與閥座51產(chǎn)生泄漏。在錐閥30頂端圓周設(shè)有0型環(huán)33阻斷錐閥頂端36與錐面37，使兩者之間不會產(chǎn)生泄漏。另浮桶裝置20的頂端27設(shè)有連通管21穿設(shè)到浮桶裝置20內(nèi)部的底端的集液區(qū)76，使浮桶腔室74通過連通管21與外部的儲氣室70相通，自浮桶裝置20到上蓋60底端63，包括浮桶腔室74均成為一儲氣室70，用來儲存預(yù)充的壓縮氣體81 ;自浮桶裝置20到下蓋50的頂端54之間成為一儲液室71，用來儲存不可壓縮的液壓油80 ;如圖4所示浮桶裝置20的外形依需求區(qū)隔出數(shù)個功能的空間，
各個空間的功能說明如后儲氣室70 :儲存預(yù)充的可壓縮氣體的容積。儲液室71 :儲存不可壓縮液壓油的容積，為儲能器通稱的使用容量。氣液分離室72 :上端跟下端為最小斷面積，
中段是最大斷面積，共同組成氣液分離室的空間，當(dāng)有發(fā)生氣體混入液壓油時，氣體與液壓
油一同從氣泡消除室73經(jīng)浮桶底座24上緣往下進入氣液分離室72，因上端斷面積小所以流速快氣泡有被壓縮；進入中段后為擴大斷面積讓流速變慢，氣泡從壓縮中被釋放，使氣泡體積擴大，會增加氣泡互相碰撞而結(jié)合的機會，另氣泡的比重輕，在流速變慢時會往上浮，便與往下流入的氣泡推擠碰撞而結(jié)合成較大氣泡，產(chǎn)生更大的浮力，從浮桶底座24上緣進入氣泡消除室73，液壓油就從浮桶底座24的下緣進入儲液室71，如此氣液便可以分離。氣泡消除室73 :為一個底端最小斷面積而上端為漸大斷面積的空間，逐漸增大的空間提供了氣泡有伸展以及擴大條件，進而破掉還原為氣體；氣泡從氣液分離室72內(nèi)互相碰撞而結(jié)合成較大氣泡，氣泡經(jīng)向上浮移進入氣泡消除室73，因氣泡消除室73提供較大的空間，讓氣泡體積得以伸展以及擴大，進而破掉并回到儲氣室70 ;另一功能是在浮桶裝置20向上移動過程中，其為對稱的圓錐面25可產(chǎn)生對稱的分力，幫助浮桶裝置20導(dǎo)正，使浮桶裝置20在殼體腔室11內(nèi)上下移動時可以減少與腔壁碰觸。浮桶腔室74 :正常時為儲氣室70的一部份，通過連通管21與儲氣室70連通，使浮桶腔室74與儲氣室70之間壓力相等。當(dāng)有發(fā)生系統(tǒng)超壓使用或因預(yù)充氣體泄漏等異常的時候，儲氣室70被嚴重壓縮，以至于氣泡消除室73的空間也被液壓油80充滿，浮桶腔室74成為儲氣室70的最后儲氣空間，并且可容納異常狀態(tài)的液壓油80暫存在浮桶腔室74內(nèi)的底部。集液區(qū)76 :在浮桶腔室74內(nèi)的最底部，呈外圍圓周較高且中心較低的盤形空間。因為此區(qū)是浮桶腔室74內(nèi)最低的位置，當(dāng)有異常進入浮桶腔室74內(nèi)的液壓油80，便會在此集結(jié)，并且在供液過程中的最初，將液壓油80通過連通管21優(yōu)先排出浮桶腔室74外面，再順由浮桶裝置20的浮桶圓錐面26流回儲液室71。 圖5是繪示本發(fā)明浮桶式儲能器儲液過程的示意圖。請參閱圖5所示，當(dāng)進油口52注入高于預(yù)充氣體81壓力的液壓油80時，液壓油80須克服錐閥頂端36以及彈簧31相加的作用力，再推升錐閥30使閥芯35脫離閥座51，流進浮桶底座的底端28，液壓油80的壓力會作用于錐閥30以及浮桶底座的底端面28上，與預(yù)充氣體81的壓力作用于浮桶裝置20上的力量相抗衡。此時，因儲氣室70為最大容積，也就是最低壓的狀態(tài)，因此作用于浮桶裝置20的壓力相對來說也較低，其所需的開啟壓力也是較低，當(dāng)液壓油80達到所需壓力的比例時，就能推動浮球裝置20上升開啟，在浮球裝置20上升開啟后，儲液室71與儲氣室70的面積就會相等，原以較高的壓力推升浮桶裝置20的作用力，便有助在儲液的程序進行。液壓油80就作用于浮桶底座24的面積以及液面75的接觸面積向上壓迫儲氣室70，使儲氣室70容積漸縮，儲氣室70的容積漸縮而壓力隨著遞增，直到兩室的壓力平衡，在這過程中，儲液室71的液面75就隨著擴張而上漲，浮桶裝置20如船舶般地浮在液面75并隨著液壓油80的液面75上升移動，直到二端的壓力平衡時，儲能器就完成儲液的狀態(tài)。當(dāng)液壓系統(tǒng)需要引用儲能器內(nèi)的液壓油80時，由控制閥門接通進油口 52到液壓系統(tǒng)，此時儲液室71的壓力從進油口 52泄掉，使儲氣室70的壓力高于儲液室71，壓力便作用于浮桶裝置20以及液面75的接觸面積上，壓迫儲液室71中的液壓油80從進油口 52流出到系統(tǒng)中，這就是供液的狀態(tài)，同時儲液室71中的液面75也隨之下降，持續(xù)到兩室壓力平衡；或者，當(dāng)浮桶裝置20隨著液面75降到腔體11的底部，錐閥30的閥芯35要插入閥座52，會因為閥芯35與閥座51的通路，隨著閥芯35插入而逐漸縮減斷面積，產(chǎn)生節(jié)流的現(xiàn)象，使得供液的流量也隨之減少，最后就關(guān)閉通路而停止供油。如此就可以達到保護浮桶裝置20的底端面28跟0型環(huán)22以及下蓋50的頂端面54，不會因供液過快而失控，至產(chǎn)生碰撞造成損壞；如上述能確保浮桶式儲能器更迅速的反應(yīng)需求，也不會縮短使用壽命。 圖6是繪示本發(fā)明浮桶式儲能器使用于超壓異常的示意圖。請參閱圖6所示，若是系統(tǒng)有發(fā)生超壓使用或儲氣室70預(yù)充氣體74有發(fā)生泄漏的情事時，即意味所預(yù)設(shè)的儲液容量平衡點會增加，以致在于儲液的過程會持續(xù)擴張，當(dāng)浮桶裝置20上移達到極限時，會頂?shù)缴仙w60的底端面63而無法再上升，液壓油80會從浮桶裝置20外緣與殼體10的殼體腔室11間隙，進入儲氣室70的氣泡消除室73再壓迫儲氣室70的預(yù)充氣體81，中空的浮桶腔室74內(nèi)成為最后的儲氣空間。若此時壓力再增加，液壓油80就經(jīng)由連通管21進入集液區(qū)76以及浮桶腔室74內(nèi)，因為液壓油80的粘度較高，在通過連通管21的時候，受到斷面積的限制，呈較慢速的進油，直到壓力平衡。當(dāng)在供液的過程，因液壓油80存在浮桶腔室74內(nèi)的集液區(qū)76，由于壓縮氣體81作用于液面75上，壓迫液壓油80自集液區(qū)76經(jīng)連通管21排出，排出的初期，因為液壓油80的粘度較高，在通過連通管21的時候，受到斷面積的限制，呈較慢速的排油，直到將液壓油80從集液區(qū)76排盡了 ，才會恢復(fù)正常供液速度，且殘留在浮桶腔室74內(nèi)的油量不會累積。當(dāng)浮桶腔室74內(nèi)的液壓油80從集液區(qū)76排盡時，連通管21內(nèi)由液壓油80要轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)充氣體81時，這個轉(zhuǎn)變過程會產(chǎn)生一些氣體混入液壓油80的現(xiàn)象，并有氣泡混在液壓油80中，所產(chǎn)生的氣泡會在氣液分離室72以及氣泡消除室73得到集結(jié)與消泡。若此現(xiàn)象一直持續(xù)以及惡化超過了氣液分離室72以及氣泡消除室73的處理能力時，會造成儲能器殼體腔室11內(nèi)的液壓油80中充滿氣泡，隨著供液過程排出儲能器，這屬異常使用所產(chǎn)生的狀況，并不會使儲能器完全失效，并且達到保護儲能器不會因超過極限而失去效能。 本案的浮桶裝置20，實施時重量可依需要適當(dāng)輕量化，以取得足夠的浮力應(yīng)付上浮需求。 再請參閱圖7與圖8，本案的浮桶裝置20為避免移動時微幅偏斜，得在浮桶裝置20與殼體10間的間隙處設(shè)置有導(dǎo)正塊90，所述的導(dǎo)正塊90是設(shè)在浮桶裝置20外緣，以耐磨的材料制成。另，所述的實施例的浮桶裝置20不同在前一實施例，特別將浮桶底座的0型環(huán)22位置內(nèi)縮(即直徑減小)，增大氣液分離室72的體積，并減少浮桶裝置20底部體積，如此可獲致輕量化目的。 綜觀本發(fā)明浮桶式儲能器結(jié)構(gòu)，因浮桶裝置與腔體留有間隙，所以不會產(chǎn)生磨損，故能迅速反應(yīng)工作需求，也能延長儲能器使用壽命并降低維護成本。再者，其耗材中的o型環(huán)，為業(yè)界最普遍、最便宜、最易取得、成本最低且為一易于更換的零件，故，更可突顯本案的產(chǎn)業(yè)利用價值。 以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種浮桶式儲能器，其特征在于，包括有一殼體，中空的內(nèi)部具有殼體腔室，殼體一端設(shè)有充氣閥，殼體另一端設(shè)有進油口；一浮桶裝置，組設(shè)在殼體腔室內(nèi)，浮桶裝置頂端設(shè)有中空的浮桶腔室；浮桶腔室底部疊設(shè)有浮桶底座；所述的浮桶底座底部組設(shè)有錐閥，錐閥與浮桶底座間的錐閥頂端空間處組設(shè)有一彈簧，且錐閥不致脫離于浮桶底座；所述的錐閥可相對于進油口開啟或封閉；所述的浮桶裝置與殼體內(nèi)緣之間存有間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的殼體的頂部包括有一上 蓋，上蓋與殼體間憑借0型環(huán)密封并螺鎖組合，充氣閥設(shè)在上蓋處；又所述的殼體底部包括 有一下蓋，下蓋與殼體間憑借0型環(huán)密封并螺鎖組合，進油口設(shè)在下蓋處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的浮桶腔室設(shè)置有一連通 管，連通管可使浮桶腔室和殼體腔室連通；而浮桶腔室內(nèi)的底部設(shè)有集液區(qū)，集液區(qū)呈外圍 圓周較高且中心較低的盤形空間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的殼體腔室中，位于浮桶裝 置上緣處為儲氣室，儲氣室容置有預(yù)充氣體；位于浮桶裝置下緣處為儲液室，儲液室容置有 液壓油，所述的儲氣室與儲液室為連通關(guān)系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的浮桶裝置的頂側(cè)緣形成 有一浮桶圓錐面，浮桶圓錐面與殼體間的殼體腔室處為氣泡消除室，氣泡消除室其下端斷 面積小于上端斷面積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的位于殼體腔室內(nèi)的浮桶 底座旁緣，設(shè)有氣液分離室，其上端與下端為最小斷面積，中段的斷面積都大于上端斷面積 與下端斷面積。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的浮桶底座的底端面設(shè)有0 型環(huán)座，0型環(huán)座內(nèi)組設(shè)有0型環(huán)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的進油口包括有一閥座，閥 座可提供錐閥組設(shè)；所述的錐閥與閥座間設(shè)有0型環(huán)；又錐閥與浮桶底座間設(shè)有0型環(huán)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的浮桶底座適當(dāng)處開設(shè)有 一導(dǎo)壓孔，所述的導(dǎo)壓孔可使錐閥頂端空間和殼體腔室連通。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮桶式儲能器，其特征在于，所述的浮桶裝置與殼體內(nèi)緣之 間的間隙處設(shè)有導(dǎo)正塊，所述的導(dǎo)正塊設(shè)在浮桶裝置外緣，且導(dǎo)正塊以耐磨的材料制成。
全文摘要
本發(fā)明是一種浮桶式儲能器，是在一直立的殼體腔室內(nèi)設(shè)置一浮桶裝置，儲能器包括有殼體、浮桶裝置、下蓋以及上蓋，下蓋設(shè)有閥座以及進油口，上蓋設(shè)有充氣閥。在殼體腔室內(nèi)置入浮桶裝置，使殼體腔室區(qū)隔出一儲氣室，以儲存預(yù)充的高壓氣體；另一為儲液室，儲存不可壓縮的液壓油；且兩室可通過浮桶裝置外縁與殼體內(nèi)緣的間隙相通。若發(fā)生系統(tǒng)供給的液壓油壓力超過上限時，液壓油可通過連通管引導(dǎo)到浮桶腔室內(nèi)的儲氣空間暫存，并且在供液時，優(yōu)先自浮桶腔室內(nèi)排出，且殘留油量不會累積，保護儲能器不會因超過極限而失去效能。另浮桶裝置與殼體留有間隙，所以不會產(chǎn)生磨耗，故能迅速反應(yīng)工作需求，也能延長儲能器使用壽命并降低維護成本。
文檔編號F15B1/24GK101749291SQ20081018661
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者鄭文瑞 申請人:鄭文瑞