FI73503C

FI73503C - Hydraulic accumulator.

Info

Publication number: FI73503C
Application number: FI834889A
Authority: FI
Inventors: Heino Kela
Original assignee: Heino Kela
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1987-10-09
Also published as: FI73503B; FI834889L; FI834889A0

Description

7350373503

HYDRAULIAKKU - HYDRAULACKUMULATORHYDRAULIC BATTERY - HYDRAULACKUMULATOR

Keksinnön kohteena on hydrauliakku painehuippu-jen energian varastoimiseksi ja painehuippujen tasaamiseksi hydrauliputkiston kahden osan välillä.The invention relates to a hydraulic accumulator for storing the energy of pressure peaks and for equalizing the pressure peaks between two parts of the hydraulic piping.

Hydrauliputkiston kahden osan, esim. hydrauli-5 pumpun ja -moottorin välisten tulo- ja menoputken välillä vallitsee paine-ero. Paine-ero ilmenee esim. enemmän tai vähemmän terävinä painehuippuina.There is a pressure difference between the inlet and outlet pipe between the two parts of the hydraulic piping, eg the hydraulic-5 pump and motor. The pressure difference manifests itself, for example, as more or less sharp pressure peaks.

Hydrauliputkistossa muodostuvat painehuiput ovat vahingollisia ja epäedullisia. Painehuiput asetta-10 vat ylärajan putkiston lujuusvaatimuksille. Lisäksi painehuiput merkitsevät energian tuhlausta, mikäli paine-huippujen sisältämää energiaa ei voida käyttää hyväksi.Pressure peaks in the hydraulic piping are harmful and disadvantageous. Pressure peaks set the upper limit for the strength requirements of the piping. In addition, pressure peaks mean a waste of energy if the energy contained in the pressure peaks cannot be utilized.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin aiempia laajemmissa painerajoissa toimiva ja 15 aiempia paremmin painehuippujen energiaa varastoiva hydrauliakku. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin hydrauliakku, jossa korkeatkaan, akun kapasiteetin ylittävät painehuiput eivät aiheuta hydrauliputkiston tai -laitteistojen vahingoittumista.The object of the present invention is to provide a hydraulic accumulator which operates in a wider pressure range than before and which better stores the energy of the pressure peaks. It is a further object of the invention to provide a hydraulic accumulator in which even high pressure peaks exceeding the capacity of the accumulator do not cause damage to the hydraulic piping or equipment.

- . 20 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan päävaatimuksen tunnusmerkkiosaan.-. With regard to the features of the invention, reference is made to the characterizing part of the main claim.

Keksinnön ansiosta hydrauliputkistossa vallitsevien paine-erojen ja painehuippujen energia saadaan varastoitua hydrauliakkuun jousienergiana, joka purkau-25 tuu painehuipun mentyä ohitse normaalin tasoisena pai-neena. Edelleen, keksinnön mukaiseen hydrauliakkuun mah-„ \ dollisesti kuuluvan varolaitteen ansiosta, korkeimmat : painehuiput pääsevät purkautumaan akun ohitse aiheutta- matta vaurioita.Thanks to the invention, the energy of the pressure differences and pressure peaks prevailing in the hydraulic piping can be stored in the hydraulic accumulator as spring energy, which is discharged after the pressure peak has passed at a normal level of pressure. Furthermore, thanks to the safety device possibly included in the hydraulic accumulator according to the invention, the highest: pressure peaks can be discharged past the accumulator without causing damage.

30 Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskoh- taisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviomaisesti hydrauliakun sijoitusta hydraulilaitteiston yhteydessä, "'i 2 73503 kuva 2 esittää sivulta katsottuna ja leikattuna kuvan 1 mukaiseen laitteistoon kuuluvaa hydrauliakkua, kuva 3 esittää suurennettuna kuvan 2 mukaisen hydrauliakun varolaitetta.The invention will now be described in detail with reference to exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows the arrangement of a hydraulic accumulator in connection with a hydraulic system, "Fig. 2 shows a side view and a section of a hydraulic accumulator of the apparatus of Fig. 1; safety devices.

5 Kuvassa 1 hydraulipumppu 41 on järjestetty pumppaamaan hydraulipainetta putkistoon 42 ja edelleen hydraulimoottoriin 43. Hydraulimoottorista 43 hydrauli-neste johdetaan takaisin pumppuun 41 putkistoa 44 pitkin, jossa vallitseva paine on alhaisempi kuin paineputkissa 10 42 vallitseva paine. Hydrauliakku 1 on sijoitettu put kiston kahden osan 2, 3 välille, so. esitetyssä sovellutuksessa ylipaineisen osan 2 ja alipaineisen osan 3 välille.In Figure 1, the hydraulic pump 41 is arranged to pump hydraulic pressure to the piping 42 and further to the hydraulic motor 43. Hydraulic fluid from the hydraulic motor 43 is returned to the pump 41 via the pipeline 44 where the pressure in the pressure pipes 10 42 is lower than the pressure. The hydraulic accumulator 1 is placed between the two parts 2, 3 of the piping, i.e. in the application shown between the overpressure part 2 and the underpressure part 3.

Nyt viitataan kuvaan 2. Kuvassa 2 näkyy kek-15 sinnön mukainen hydrauliakku 1, johon kuuluu runko 4 käsittäen kaksipäisen, ontelomaisen sylinteritilan 5, 6. Sylinteritilan edellinen pää 5 on paineyhteydessä putkiston edelliseen osaan 2 ja jälkimmäinen pää 6 putkiston jälkimmäiseen osaan 3. Edelleen hydrauliakkuun kuuluu 20 kaksipäinen mäntä 7, 8, joka on sijoitettu edestakaisin liikkuvasti mainittuun sylinteritilaan 5, 6 siten, että männän edellinen pää 7 on sovitettu painetiiviisti mainittuun sylinteritilan edelliseen päähän ja männän jälkimmäinen pää 8 on sovitettu painetiiviisti sylinteri-25 tilan jälkimmäiseen päähän, männän päät ulospäin alttiina putkiston vastaavissa osissa 2, 3 vallitseville paineille. Mäntä on varustettu runkoon 4 tuetulla ja männän kummankin pään suuntaan vaikuttavalla jousilait-teella 9 putkiston mainituissa eri osissa 2, 3 vallit-30 sevien paine-erojen aiheuttaman energian varastoimiseksi jousilaitteeseen.Referring now to Figure 2, Figure 2 shows a hydraulic accumulator 1 according to the invention, comprising a body 4 comprising a double-ended, hollow cylinder space 5, 6. The former end 5 of the cylinder space is in pressure communication with the previous part 2 and the latter end 6 with the latter part 3. includes 20 double-ended pistons 7, 8 movably reciprocatingly arranged in said cylinder space 5, 6 such that the former end 7 of the piston is pressure-fitted to said previous end of the cylinder space and the latter end 8 of the piston is pressure-fitted to the latter end of the cylinder-25 space, exposed to the pressures prevailing in the respective parts 2, 3 of the piping. The piston is provided with a spring device 9 supported on the body 4 and acting in the direction of both ends of the piston to store in the spring device the energy caused by the pressure differences prevailing in said different parts 2, 3 of the piping.

Hydrauliakun 1 toimiessa, painehuipun esiintyessä esim. putkiston osassa 2, mainittu painehuippu vaikuttaa männän päähän 7 siirtäen mäntää vastakkaiseen 35 suuntaan (kuvassa oikealle), jolloin jousilaite 9 antaa myöden ja painehuipun energia varastoituu jousilaittee- 3 73503 seen jousienergiaksi. Painehuipun mentyä ohitse jousilait-teeseen varastoitu energia siirtää mäntää takaisin pään 7 suuntaan, ja akku luovuttaa energian takaisin putkiston osaan 2. Mikäli painehuippu esiintyy jälkimmäisessä put-5 kiston osassa 3, hydrauliakku toimii samalla tavoin männän siirtyessä nyt aluksi vastakkaiseen suuntaan, so. päätä 7 kohden ja palautuessa myöhemmin painehuipun mentyä ohitse takaisin pään 8 suuntaan.When the hydraulic accumulator 1 operates, when a pressure peak occurs e.g. in the piping part 2, said pressure peak acts on the piston head 7 moving the piston in the opposite direction 35 (right in the figure), whereby the spring device 9 provides and the pressure peak energy is stored in the spring device. Once the pressure peak has passed, the energy stored in the spring device transfers the piston back to the head 7, and the battery transfers the energy back to the piping part 2. If the pressure peak occurs in the latter part of the piping 5, the hydraulic accumulator works in the same way. towards the head 7 and returning later after the pressure peak has passed past back in the direction of the head 8.

Kuvassa 2 esitetyssä sovellutuksessa jousilait-10 teeseen 9 kuuluu ainakin yksi jousi 10 (kuvassa kolme paria lautasjousia), joka on sijoitettu männän 7, 8 ympärille ja tuettu mäntään jousen kummastakin päästä 11, 12 mäntään nähden kiinteiden ja etäisyyden päähän toisistaan sijoitettujen tukiolakkeiden 13, 14 väliin. Edel-15 leen sylinteritilaan 5, 6, so. jousilaitteen kohdalle sylinteritilaan muodostettuun laajennukseen, on muodostettu vasteet 15, 16 kummallekin puolelle jousta sylinterin liikesuunnassa. Edelleen jousi on sovitettu tukeutumaan mainittuihin vasteisiin 15, 16 ja virittymään 20 männän siirtäessä jousta vastaavaan suuntaan putkiston vastaavien osien 2, 3 paine-eron ansiosta. Täten putkistossa 2 vallitseva ylipaine vaikuttaa männän päähän 7 siirtäen mäntää pään 6 suuntaan, jolloin tukiolake 13 painuu jousta 10 vasten jousen tukeutuessa vastetta 25 16 vasten ja virittyessä tällöin.In the embodiment shown in Figure 2, the spring device 10 comprises at least one spring 10 (three pairs of disc springs in the figure) arranged around the piston 7, 8 and supported on the piston by fixed and spaced support shoulders 13, 14 at each end 11, 12 of the spring. between. Edel-15 to the cylinder space 5, 6, i. at the spring device in the extension formed in the cylinder space, abutments 15, 16 are formed on each side of the spring in the direction of movement of the cylinder. Furthermore, the spring is adapted to rest on said stops 15, 16 and to tune 20 as the piston moves in the direction corresponding to the spring due to the pressure difference of the respective parts 2, 3 of the piping. Thus, the overpressure in the piping 2 acts on the piston head 7, moving the piston in the direction of the head 6, whereby the support shoulder 13 presses against the spring 10 as the spring rests against the stop 25 16 and is then tuned.

Kuvassa 2 jousilaite 10 muodostuu kolme paria vastakkain järjestetystä lautasjousista 17, 18; 17^,18^; 1^2' ^®2‘ Kuvassa 3 näkyy mäntään 7, 8 järjestetty varo-laite ylisuurien painehuippujen päästämiseksi putkiston osas-30 ta 2 putkiston osaan 3 ja päinvastoin. Männän 7, 8 lävitse on muodostettu kaksipäinen sylinterimäinen venttiilitila 19, 20, jonka päät ovat paineyhteydessä putkiston vastaaviin osiin 2, 3. Venttiilitila muodostaa paineyhteyden männän päiden ja siten putkistojen 2, 3 välillä. Venttiilitilaan 35 19, 20 on sovitettu ja sijoitettu edestakaisin liikkuvas ti kaksipäinen venttiilikara, jonka päät 21, 22 ovat 4 73503 paineyhteydessä putkiston vastaavien osien kanssa. Vent-tiilitilaan päiden 19, 20 välille on muodostettu laajennus 23, johon on sijoitettu venttiilikaraan kuuluva ja tämän mukana edestakaisin liikkuva kaksipäinen sulku-5 elin 26, 27. Sulkuelimen päät 26, 27 on sovitettu paine-tiiviisti laajennuksen vastakkaisia istukkapäitä 28, 29 vasten. Runko 4 on varustettu venttiilikaran kummankin pään ulkopuolelle sijoitetuilla vasteilla 30, 31. Vent-tiilikara on järjestetty siirtymään männän päihin 7 10 tai vast. 8 kohdistuvan paineen ansiosta vastakkaiseen suuntaan venttiilitilan päiden välisen paineyhteyden sulkemiseksi sulkuelimen 26, 27 liikkuessa venttiili-karan mukana ja painuessa venttiilitilan laajennuksen 23 vastakkaista istukkapäätä 29 ja vast. 28 vasten 15 painetiiviisti sekä, jousielimen 9 virityttyä tietyn matkaa (a), venttiilitilan päiden välisen paineyhteyden .avaamiseksi karan pään sattuessa karan liikesuunnan puoleiseen ulkopuoleiseen vasteeseen 30 tai vast. 31 ja männän 7, 8 siirtyessä edelleen mainitun vasteen 20 suuntaan yli matkan (a). Täten akun normaalin toiminnan aikana ja paineiskun sattuessa venttiilikara 21, 22 siirtyy sylinterin 7, 8 siirtosuunnan mukaan hydrau-lipaineen ansiosta sulkuelimen 26, 27 sulkiessa venttiilitilan ja siten paineyhteyden sylinterin päiden välillä. Mikä-25 li paineisku on erittäin suuri, sylinteri siirtyy lähelle ääriasentoaan matkan a, jolloin venttiilikaran liikesuunnan puoleinen pää 22 sattuu vasteeseen 31 estäen venttiilikaran siirtymisen edelleen. Tällöin, paineiskun siirtäessä sylinteriä 7, 8 edelleen ja nyt vasteen 30 estäessä venttiilikaran siirtymisen sylinterin mukana, sulkuelimen pään 27 ja istukkapään 29 muodostama sulku aukeaa ja sylinterin päiden välille muodostuu paineyh-teys, mikä päästää paineen purkautumaan putkiston osasta 2 putkiston osaan 3. Täten venttiilikara muodostaa 35 eräänlaisen varolaitteen päästäen ylisuuret paineiskut sylinterin 7, 8 lävitse tasoittumaan putkiston osien 5 73503 kesken.In Figure 2, the spring device 10 consists of three pairs of opposed disc springs 17, 18; 17 ^, 18 ^; 1 ^ 2 '^ ®2' Figure 3 shows a safety device arranged in the piston 7, 8 for passing excessive pressure peaks from the piping part 2 to the piping part 3 and vice versa. A double-ended cylindrical valve space 19, 20 is formed through the piston 7, 8, the ends of which are in pressure communication with the respective parts 2, 3 of the piping. The valve space establishes a pressure connection between the ends of the piston and thus the piping 2, 3. A reciprocating double-ended valve stem is arranged and located in the valve space 35 19, 20, the ends 21, 22 of which are in pressure communication with corresponding parts of the piping. An extension 23 is formed in the valve-chamber space between the ends 19, 20, in which a double-ended closure member 26, 27 belonging to the valve stem and moving back and forth with it is arranged. The body 4 is provided with stops 30, 31 located outside each end of the valve stem. The valve stem stem is arranged to move to the piston ends 7 10 or equivalent. 8 in the opposite direction to close the pressure connection between the ends of the valve space as the closing member 26, 27 moves with the valve stem and presses against the opposite seat end 29 and resp. 28 and, after the spring member 9 has been tuned for a certain distance (a), to open the pressure connection between the ends of the valve space in the event of the end of the stem to an external stop 30 or 31 and the piston 7, 8 further moving in the direction of said stop 20 over the distance (a). Thus, during normal operation of the battery and in the event of a pressure shock, the valve stem 21, 22 moves according to the direction of travel of the cylinder 7, 8 due to hydraulic pressure as the closing member 26, 27 closes the valve space and thus the pressure connection between the cylinder ends. Whatever the pressure stroke is very large, the cylinder moves close to its extreme position by a distance, whereby the end 22 of the valve stem on the direction of movement occurs in the stop 31, preventing the valve stem from moving further. In this case, as the pressure shock moves the cylinder 7, 8 further and now the stop 30 prevents the valve stem from moving with the cylinder, the closure formed by the closing head 27 and the seat end 29 opens and a pressure connection is established between the cylinder ends. forms 35 a kind of safety device allowing the oversized pressure shocks through the cylinder 7, 8 to equalize between the piping parts 5 73503.

Suoritusesimerkit on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksintöä, ja keksinnön sovellutukset voivat vaihdella oheisten patenttivaatimuksien puitteissa. 5 Tällöin paineisku voidaan toteuttaa esim. ilman kuvan 3 mukaista tai muuta varolaitetta. Edelleen jousilaite 9 voi muodostua myös muunlaisista kuin esitetyistä lau-tasjousista, esim. tavanomaisista kierrejousista.The embodiments are intended to illustrate the invention only, and embodiments of the invention may vary within the scope of the appended claims. 5 In this case, the pressure shock can be carried out, for example, without the safety device shown in Fig. 3 or another safety device. Furthermore, the spring device 9 can also consist of disc springs other than those shown, e.g. conventional coil springs.

1010

Claims

6 73503

A hydraulic accumulator (1) for storing the energy of the pressure peaks and equalizing the pressure peaks between the two parts (2, 3) of the hydraulic piping, to which the accumulator (1) belongs; a body (4) in which a double-ended cylinder space (5, 6) is formed with the previous end (5) in pressure communication with the previous part (2) of the piping and the latter end with the latter part (3) of the piping; and a double-ended piston (7, 8) arranged and positioned in a pressure-tight and reciprocating manner in said cylinder space 10 the previous end (7) to the prevailing pressure, characterized in that the piston is provided with a spring device (9) supported on the body (4) and acting in the direction of both ends of the piston to store in the spring device the energy caused by the pressure differences in said different parts of the piping.

Hydraulic accumulator according to claim 1, characterized in that the spring device (9) comprises a spring (10) arranged around the piston (7, 8) and supported on the piston at both ends (11, 12) fixed and spaced apart from the piston. 25 and that abutments (15, 16) are formed on each side of the cylinder (5, 6) in the cylinder space (5, 6) of the body (4), against which the spring is adapted to tune as the piston moves in the direction corresponding to the spring. , 3) due to the pressure difference 30.

Hydraulic accumulator according to Claim 1 or 2, characterized in that the spring device (9) comprises at least one pair of disc springs (17, 18) arranged opposite one another.

Hydraulic accumulator 7 73503 according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a double-ended cylindrical valve space (19, 20) is formed through the piston (7, 8), the ends of which are in pressure communication with the respective parts (2, 3) of the piping. a reciprocating double-ended valve stem (21, 22), the ends of which are in pressure communication with the corresponding parts of the piping, is arranged and reciprocally arranged in the valve space, that the valve space comprises an extension (23) with a seat head (24, 25) in which a valve stem a reciprocating double-ended closing member (26, 27), the ends of which are pressure-fitted against opposite seat ends (28, 29) of the extension, and that the body (4) is provided with stops (30, 31) located outside each end of the valve stem, the valve stem 15 being arranged to move in the opposite direction due to the pressure on the piston ends in order to close the pressure connection between the ends of the valve compartment; moving with the valve stem and pressing against the opposite seat end of the valve space extension, and the spring-20 member (9) tuning a certain distance (a) to open the pressure connection between the valve space ends in the event of a stem head stop (30, 31) and piston (7, 8) in the direction of the response over the distance (a). 25 β 73503