[發明專利]一種氣液溶解高能量存儲密度液壓蓄能器

有效

• 申請號: 201911079027.3
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110748510B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 周連佺;劉強;張楚;薄曉楠;瞿煒煒
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: F15B1/24
• 分類號: F15B1/24;F15B1/22;F15B21/04;F15B21/042;F15B21/045;F15B21/06
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一種氣液溶解高能量存儲密度液壓蓄能器，包括活塞、缸筒、溫控裝置，活塞裝在缸筒內將缸筒分為第一腔體和第二腔體，第一腔體用于容納液體和氣體，該氣體可以溶于該液體，第二腔體用于容納液壓油，溫控裝置安裝在缸筒外圍，使缸筒內氣體溫度處于該氣體臨界溫度以上。本發明的一種氣液溶解高能量存儲密度液壓蓄能器，氣體被加壓可以溶解到液體中。氣體承受壓力時，其體積減小量包括兩部分，其一為氣體壓縮減小的體積，其二為氣體溶解到液體溶劑中的體積，且后者遠大于前者。提高了蓄能器的儲能密度，減小了蓄能器的容積，節省了占用空間，減少了蓄能器的成本，尤其對于節約移動液壓設備有限的工作空間具有重要意義。

技術領域

本發明液壓傳動與控制領域，特別是液壓蓄能領域，具體涉及一種氣液溶解高能量存儲密度液壓蓄能器。

背景技術

液壓蓄能器是液壓氣動系統中的一種能量儲蓄裝置。它在適當的時機將系統中的能量轉變為壓縮能或位能儲存起來，當系統需要時，又將壓縮能或位能轉變為液壓或氣壓等能而釋放出來，重新補供給系統。當系統瞬間壓力增大時，它可以吸收這部分的能量，消除壓力脈動，以保證整個系統壓力正常，降低噪音。

蓄能器按加載方式可分為重錘式、彈簧式和氣體加載式，現在使用最多的是氣體加載式。氣體加載式蓄能器又分為氣囊式、氣瓶式和活塞式?；钊叫钅芷饔蜌飧綦x，工作可靠、壽命長，適合用于高壓和大容量儲能。

現在的活塞式蓄能器使用活塞將存儲能量的油液與壓縮氣體隔離，氣體為氮氣，通過充液過程壓縮氣體體積存儲能量，但在一定的壓力變化范圍內，氣體被壓縮減小的體積有限，故使得蓄能器內存儲的有效充液體積較小，是導致現有蓄能器能量存儲密度較低的主要原因。例如，如果要求儲能油液體積30L，壓力變化范圍14-18MPa，經計算需要蓄能器體積為214L，外形體積為281L。如果移動式設備使用活塞式蓄能器儲能，這么大的體積占用移動設備很大的空間，還影響視線，成本也很高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣液溶解高能量存儲密度液壓蓄能器，在滿足一定儲能容積和壓力的條件下，通過提高蓄能器的儲能密度，縮減所配蓄能器的容積，節省占用的工作空間。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案具體如下：

一種氣液溶解高能量存儲密度液壓蓄能器，包括活塞、缸筒、溫控裝置，活塞裝在缸筒內將缸筒分為第一腔體和第二腔體，第一腔體用于容納液體和氣體，該氣體可以溶于該液體，第二腔體用于容納液壓油，第一腔體一端的缸桶壁上具有充氣孔，第二腔體一端的缸桶壁上具有液壓油口，液壓油口用于連接第二腔體與缸筒外部的液壓系統，溫控裝置安裝在缸筒外圍，用于調控缸筒內氣體的溫度，使缸筒內氣體溫度處于該氣體臨界溫度以上。儲能時，缸筒外部的液壓油通過液壓油口進入第二腔體，液壓油對活塞的作用力大于第一腔體內的氣體對活塞的作用力時，活塞壓縮第一腔體中的氣體，使氣體溶于液體；能量釋放時，外部油路壓力降低，第一腔體中的氣體對活塞的作用力大于液壓油對活塞的作用力，活塞壓縮液壓油，第二腔體中的液壓油從液壓油口排出，供給外部液壓系統使用。

進一步的，所述溫控裝置為恒溫裝置，所述恒溫裝置用于使缸筒內氣體溫度保持在設定溫度，該設定溫度高于氣體臨界溫度1～4℃。

進一步的，所述恒溫裝置為熱交換器，當缸筒內氣體溫度高于設定溫度時，向熱交換器通入冷水對缸筒內的氣體進行散熱；當缸筒內氣體溫度低于設定溫度時，向熱交換器通入熱水對缸筒內的氣體進行加熱；當缸筒內氣體溫度等于設定溫度時，關閉熱交換器。

進一步的，所述恒溫裝置包括加熱裝置和冷卻裝置，加熱裝置為熱交換器，冷卻裝置包括翅片式冷卻器和冷卻風扇，當缸筒內氣體溫度高于設定溫度時，開啟冷卻風扇吹翅片式冷卻器對缸筒內的氣體進行散熱；當缸筒內氣體溫度低于設定溫度時，向熱交換器通入熱水對缸筒內的氣體進行加熱；當缸筒內氣體溫度等于設定溫度時，關閉加熱裝置和冷卻裝置。