АККУМУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F15B1/04 H01H33/34 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к аккумуляторам давления для гидравлических приводов.

Подобные устройства применяются, в частности, в качестве аккумуляторов давления для гидроприводов силовых высоковольтных выключателей, отличающихся большим сроком автономности.

Известна конструкция аккумулятора давления гидромеханического привода силовых высоковольтных выключателей, описанная [1], в которой аккумулятор давления включает в себя гидроаккумулятор, выполненный в виде системы поршень-цилиндр, и аккумулятор энергии, представляющий собой герметично закрытый с торцев крышками сильфон, заполненный сжатым газом.

Недостатком такой конструкции является наличие в цилиндре гидроаккумулятора подвижного уплотнения по большому диаметру, разделяющему области, находящиеся под рабочим (несколько десятков МПа) и атмосферным давлением. Такое уплотнение отличается сложностью в изготовлении и низкой надежностью.

Кроме того, для обеспечения больших расходов рабочей жидкости из гидроаккумулятора, необходимых, например, для обеспечения гидроприводом "длинного" цикла работы выключателя О-0,3с-ВО-20с-ВО, где О - операция отключения; В - операция включения; 0,3с - первая бестоковая пауза; 20с - вторая бестоковая пауза, сильфон аккумулятора энергии должен иметь значительный ход между своими крайними положениями. Выполнение этого требования приводит к снижению жесткости сильфона, вследствие чего увеличивается вероятность потери устойчивости сильфоном.

Наиболее близким аналогом является гидравлический привод для силовых высоковольтных включателей [1] в котором, в отличие от приведенного выше патента, в качестве гидроаккумулятора используется сильфон. Это позволяет избежать использования в конструкции аккумулятора давления подвижных уплотнений, что повышает надежность и исключает утечки рабочей жидкости. Но проблема обеспечения устойчивости сильфонов при больших расходах рабочей жидкости (и, следовательно, больших ходах сильфонов) в данной конструкции не решена.

Решаемой технической задачей является создание аккумулятора давления, состоящего из двух сильфонов, который обеспечивал бы большой расход рабочей жидкости и надежную работу сильфонов.

Поставленная задача решена в аккумуляторе давления, состоящем из газового сильфона, герметично закрытого крышками, одна из которых подвижна, жидкостного сильфона, размещенного на подвижной крышке газового сильфона, которая выполнена в виде стакана, заглубленного в полость газового сильфона, в котором согласно изобретению жидкостной сильфон выполнен секционным, во внутренней полости жидкостного сильфона установлены дополнительно введенные, подвижно соединенные охватывающий и охватываемый направляющие цилиндры, соединение секций жидкостного сильфона осуществлено замковым соединением, образованным концевыми элементами секций и ответным элементом, выполненным в виде кольца, закрепленного на охватывающем цилиндре, газовый сильфон снабжен направляющим цилиндрическим патрубком, размещенным в полости сильфона и телескопически охватывающим цилиндрическую поверхность указанной подвижной крышки, выполненной в виде стакана.

Выполнение жидкостного сильфона составным и фиксация его средней части с помощью кольцевого элемента, введенного между концевыми элементами секций, образующего с ними замок и закрепленного на охватывающем направляющем цилиндре, обеспечивает требуемую жесткость и устойчивость жидкостного сильфона.

Наличие направляющего цилиндрического патрубка в полости газового сильфона обеспечивает положение подвижной крышки газового сильфона в плоскости, перпендикулярной продольной оси аккумулятора давления, и перемещение подвижной крышки строго вдоль данной оси. Это положительно сказывается на обеспечении устойчивости как газового, так и жидкостного сильфонов.

На чертеже 1 изображен продольный разрез предлагаемого аккумулятора давления.

Аккумулятор давления содержит газовый сильфон 1, герметично с помощью сварки закрытый с торцев подвижной крышкой 2 и неподвижной крышкой 3. На подвижной крышке газового сильфона 2 расположен жидкостной сильфон 4, состоящий из двух секций. Снизу жидкостной сильфон герметично закрыт крышкой 5, опирающейся на подвижную крышку газового сильфона 2, а сверху снабжен фланцем 6 для подсоединения к напорной магистрали потребителя. Соединение секций жидкостного сильфона осуществлено посредством замка, образованного концевыми элементами секций и кольцом 7, например, таврового сечения, закрепленным на охватывающем направляющем цилиндре 8. Охватываемый цилиндр 9 расположен на нижней крышке жидкостного сильфона и образует с охватывающим цилиндром 8 телескопическое соединение. На нижней неподвижной крышке 3 газового сильфона размещен направляющий цилиндрический патрубок 10, телескопически охватывающий цилиндрическую поверхность стакана подвижной крышки 2.

Аккумулятор давления работает следующим образом.

При установке в корпусе потребителя жестко фиксируются нижняя крышка газового сильфона 2 и фланец жидкостного сильфона 6. При расходовании рабочей жидкости из гидроаккумулятора верхняя крышка газового сильфона 2 под действием давления сжатого газа поднимается и сжимает жидкостной сильфон 4, поддерживая давление рабочей жидкости в заданном диапазоне. При сжатии-растяжении газового сильфона 1 цилиндрическая поверхность стакана подвижной крышки 2 движется вдоль поверхности охватывающего направляющего цилиндрического патрубка 10, за счет чего обеспечивается перемещение крышки строго вдоль оси. При сжатии-растяжении жидкостного сильфона охватывающий цилиндр 8, удерживающий с помощью кольца таврового сечения 7 концевые элементы секций сильфона, перемещается вдоль поверхности охватываемого цилиндра 9, предотвращая этим потерю устойчивости жидкостным сильфоном.

Таким образом, конструктивное исполнение заявляемого аккумулятора давления позволяет решить задачу создания аккумулятора давления без использования в его конструкции подвижных уплотнений и обеспечивающего значительный расход рабочей жидкости.

Сущность изобретения: аккумулятор давления состоит из газового сильфона, герметично закрытого крышками, одна из которых подвижна, и размещенного на подвижной крышке газового сильфона жидкостного сильфона, который выполнен секционным, причем стыковка секций сильфона осуществлена посредством замкового соединения, образованного концевыми элементами секций и ответным элементом, выполненным в виде кольца, закрепленного на охватывающем направляющем цилиндре, установленном во внутренней полости жидкостного сильфона. Внутри полости газового сильфона установлен направляющий цилиндрический патрубок, охватывающий цилиндрическую поверхность подвижной крышки газового сильфона, выполненной в виде стакана. 1 ил.

Аккумулятор давления, состоящий из газового сильфона, герметично закрытого крышками, одна из которых подвижна, жидкостного сильфона, размещенного на подвижной крышке газового сильфона, которая выполнена в виде стакана, заглубленного в полость газового сильфона, отличающийся тем, что жидкостной сильфон выполнен секционным, во внутренней полости жидкостного сильфона установлены дополнительно введенные подвижно соединенные охватывающий и охватываемый направляющие цилиндры, соединенные секций жидкостного сильфона осуществлено замковым соединением, образованным концевыми элементами секций и ответным элементом, выполненным в виде кольца, закрепленного на охватывающем цилиндре, газовый сильфон снабжен направляющим цилиндрическим патрубком, размещенным в полости сильфона и телескопически охватывающим цилиндрическую поверхность указанной подвижной крышки, выполненной в виде стакана.