一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置的制作方法

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1.本实用新型属于流体液压蓄能器辅助检测领域，涉及一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置。

背景技术：

2.皮囊式蓄能器作为一个现代流体液压技术中不可缺少的元件，它在液压系统中可以发挥储存液压能量、吸收压力冲击、保持恒定压力、通过压缩预充氮气的皮囊缓冲压力脉动和进行流量波动补偿等作用，广泛应用于需要提供安全性和可靠性的每一个液压系统。
3.皮囊式蓄能器属于液气隔离式蓄能器，皮囊内置于封闭钢制压力容器内，其利用皮囊内气体的压缩性来吸收或释放压力能。皮囊式蓄能器包括壳体、皮囊、充气阀、进油阀(菌形阀)以及用于安装进油阀的油阀体，所述充气阀和油阀体固定连接在壳体上，皮囊的开口端连接在充气阀上，所述进油阀安装在油阀体内，进油阀在进油阀弹簧的作用下保持常开状态，用以调节通过壳体内的油液流量。当气囊完全被扩大时，进油阀向下移动收盘进囗，此时呈完全泄压状态。但是皮囊因受其材料时效、压力疲劳、温度变化和油液清洁度等因素影响，皮囊破损是必然事件，且存在个体使用寿命差异较大现象；皮囊破损即会带来液压系统蓄能器功能失效，其破损与否的工作状况存在不可视见性、不可预见性且不易诊断的问题，特别是在设有多个蓄能器的液压系统中这种表现比较突出。目前大多数用户通过点检员采取现场手摸耳听的方式对皮囊式蓄能器皮囊的工作状态进行判别，这不仅增大了人和正在工作的设备发生接触的风险，而且人为判定缺乏高效性、可靠性和安全性，尤其是在不具备点检条件的长期无人值守的应用场所。
4.因此，本发明提出一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，既可做到就地显示，又可实现信号远传，是保证整个液压系统正常工作的迫切需要，也是液压技术应用向节能降耗、智能化状态检测发展的支撑点。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，用于皮囊式蓄能器的皮囊破损检测，对皮囊式蓄能器皮囊的工作状态进行准确高效的判断，降低操作人员正在工作的设备发生接触的风险。
6.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，该皮囊破损检测装置固定连接在皮囊式蓄能器上，包括导向片、阀组件以及检测元件，所述导向片固定连接在皮囊式蓄能器的进油阀上以跟随进油阀移动，所述导向片上设有曲线滑轨；
8.所述阀组件包括阀套、阀芯以及弹性元件，所述阀套贯穿并固定密封连接在皮囊式蓄能器的油阀体上，所述阀芯内套于阀套并与阀套滑动密封相连，所述弹性元件内套于阀套内，且所述弹性元件的一端连接在阀套上，另一端连接在阀芯上以赋予阀芯轴向力并限制阀芯的轴向行程；
9.所述阀芯的一端与曲线滑轨在垂直于阀芯的方向上滑动连接，且所述阀芯在曲线滑轨上的滑动行程小于进油阀的移动行程，以使得所述阀芯具有与曲线滑轨滑动连接的接轨状态和脱离曲线滑轨的脱轨状态，所述阀芯的另一端连接用于检测阀芯位移和/或受力的检测元件。
10.本实用新型通过检测元件、阀组件以及导向片检测进油阀的位移变化，利用无破损的皮囊膨胀会推动进油阀位移，从而带动导向片使其向下位移，阀芯由接轨状态变化为脱轨状态，检测元件因阀芯发生轴向运动而检测变化信号，由此可以判定皮囊完好；而破损的皮囊因无法膨胀而不能接触、推动进油阀使其位移，进而导向片也不产生位移，阀芯始终保持与曲线滑轨相接的接轨状态，无状态变化，所以检测元件因阀芯无法进行轴向运动而检测不到变化信号，由此可以判定皮囊破损。
11.进一步，在所述阀芯靠近曲线滑轨的一侧设有与阀套滑动连接的滚珠以增加阀芯与曲线滑轨的连接灵活性，且所述阀套靠近曲线滑轨的一侧的开口小于滚珠的外径以限制滚珠的位置。
12.进一步，所述曲线滑轨靠近进油阀的一端设为弧形段以便阀芯的状态切换。
13.进一步，所述阀套包括阀套本体和压套，所述阀套本体贯穿并固定密封连接在皮囊式蓄能器的油阀体上，所述压套内套于阀套本体，且所述压套的远离曲线滑轨的一端压接在阀套本体远离曲线滑轨的一端，所述压套的长度小于阀套本体的长度，所述阀芯贯穿压套并与压套滑动密封相连，所述弹性元件通过压套连接在阀套上。
14.进一步，所述阀套还包括定位套，所述定位套固定连接在所述压套的靠近曲线滑轨的一端，且定位套的外径小于压套的外径；
15.所述阀芯靠近曲线滑轨的一端上套设有导向环，所述导向环的外径大于定位套以限制阀芯的行程。
16.进一步，所述弹性元件包括止位弹簧和复位弹簧，所述止位弹簧套设在阀芯上，一端连接定位套，另一端连接导向环，所述复位弹簧套设在定位套上，一端连接压套，另一端连接导向环。
17.进一步，所述阀套上设有泄油口，所述泄油口位于阀套上靠近皮囊式蓄能器的油阀体内腔的一侧。
18.进一步，所述阀套通过布置在阀套远离曲线滑轨一侧的固定螺钉压紧在油阀体上，且所述固定螺钉为中空结构以安装检测元件。
19.进一步，所述阀套与油阀体之间设有密封圈。
20.进一步，所述检测元件包括位移传感器和/或压电传感器，且所述检测元件连接外部检测系统，以检测阀芯的位移和/或受力状态并传输至外部检测系统。
21.本实用新型的有益效果在于：
22.本实用新型提供的一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置通过检测元件、阀组件以及导向片检测进油阀的位移变化，利用无破损的皮囊膨胀会推动进油阀位移，从而带动导向片使其向下位移，阀芯由接轨状态变化为脱轨状态，检测元件因阀芯发生轴向运动而检测变化信号，由此可以判定皮囊完好；而破损的皮囊因无法膨胀而不能接触、推动进油阀使其位移，进而导向片也不产生位移，阀芯始终保持与曲线滑轨相接的接轨状态，无状态变化，所以检测元件因阀芯无法进行轴向运动而检测不到变化信号，由此可以判定皮囊破损；
通过该皮囊破损检测装置既可做到就地显示，又可实现信号远传，是保证整个液压系统正常工作的现实需要，为皮囊式蓄能器纳入系统状态监测提供了有价值的手段，并且降低了人和正在工作的设备发生接触的风险，尤其是为不具备点检条件的长期无人值守的皮囊式蓄能器提供了高效可靠的检测手段。
23.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
24.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
25.图1为实施例中皮囊式蓄能器正常工作状态下皮囊破损检测装置的结构示意图；
26.图2为图1的局部结构示意图；
27.图3为图2中a的放大结构示意图；
28.图4为实施例中皮囊式蓄能器完全泄压状态下皮囊破损检测装置的结构示意图；
29.图5为图4中b的放大结构示意图；
30.图6为实施例中皮囊式蓄能器皮囊破损状态下皮囊破损检测装置的结构示意图。
31.附图标记：皮囊11、油阀体12、进油阀13、阻尼套筒14、螺母15、进油阀弹簧16、充气阀17、壳体18、曲线滑轨21、阀套本体22、滚珠23、导向环24、阀芯25、压套26、固定螺钉27、检测元件28、止位弹簧41、定位套42、密封圈43、复位弹簧44、泄油口45、卡圈46、导向片51、弧形段511、破碎皮囊61。
具体实施方式
32.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
34.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于
本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
35.请参阅图1～图6，为一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，所述皮囊式蓄能器包括壳体18、皮囊11、充气阀17、进油阀13(菌形阀)以及用于安装进油阀13的油阀体12，所述充气阀17和油阀体12固定连接在壳体18上，皮囊11的开口端连接在充气阀17上，所述进油阀13安装在油阀体12内，进油阀13包括自上而下套设在进油阀本体上的进油阀弹簧 16、阻尼套筒14以及螺母15，进油阀13在进油阀弹簧16的作用下保持常开状态，用以调节通过壳体18内的油液流量。当气囊完全被扩大时，进油阀13向下移动收盘进囗，此时呈完全泄压状态。重点参阅图6，当皮囊11破损后，破碎皮囊61再进行完全泄压这一动作时，皮囊11因无法膨胀而不能接触、推动进油阀13使其运动。该皮囊破损检测装置固定连接在皮囊式蓄能器上，包括导向片51、阀组件以及检测元件28，所述导向片51固定连接在皮囊式蓄能器的进油阀13上以跟随进油阀13移动，具体的，所述导向片51的一侧固定连接在阻尼套筒14与螺母15之间，以跟随进油阀13在油阀体内远离壳体18的一侧上下移动。所述导向片51的另一端上设有曲线滑轨21，该曲线滑轨21与所述进油阀13的轴线平行；所述阀组件包括阀套、阀芯25以及弹性元件，所述阀套贯穿并固定密封连接在皮囊式蓄能器的油阀体12上，所述阀芯25内套于阀套并与阀套滑动密封相连，所述弹性元件内套于阀套内，且所述弹性元件的一端连接在阀套上，另一端连接在阀芯25上以赋予阀芯25轴向力并限制阀芯25的轴向行程；所述阀芯25的一端与曲线滑轨21在垂直于阀芯25的方向上滑动连接，且所述阀芯25在曲线滑轨21上的滑动行程小于进油阀13的移动行程，以使得所述阀芯25 具有与曲线滑轨21滑动连接的接轨状态和脱离曲线滑轨21的脱轨状态，所述阀芯25的另一端连接用于检测阀芯25位移和/或受力的检测元件28。
36.本实施例通过检测元件28、阀组件以及导向片51检测进油阀13的位移变化，利用无破损的皮囊11膨胀会推动进油阀13位移，从而带动导向片51使其向下位移，阀芯25由接轨状态变化为脱轨状态，检测元件28因阀芯25发生轴向运动而检测变化信号，由此可以判定皮囊11完好；而破损的皮囊11因无法膨胀而不能接触、推动进油阀13使其位移，进而导向片51也不产生位移，阀芯25始终保持与曲线滑轨21相接的接轨状态，无状态变化，所以检测元件28因阀芯25无法进行轴向运动而检测不到变化信号，由此可以判定皮囊11破损。
37.本实施中，在所述阀芯25靠近曲线滑轨21的一侧设有与阀套滑动连接的滚珠23以增加阀芯25与曲线滑轨21的连接灵活性，且所述阀套靠近曲线滑轨21的一侧的开口小于滚珠 23的外径以限制滚珠23的位置；将所述曲线滑轨21靠近进油阀13的一端设为弧形段511 以便阀芯25的状态切换。
38.具体的，所述阀套包括阀套本体22、定位套42以及压套26，所述阀套本体22贯穿并固定密封连接在皮囊式蓄能器的油阀体12上，所述压套26内套于阀套本体22，且所述压套26 的远离曲线滑轨21的一端压接在阀套本体22远离曲线滑轨21的一端，所述压套26的长度小于阀套本体22的长度，所述阀芯25贯穿压套26并与压套26滑动密封相连，所述弹性元件通过压套26连接在阀套上，所述定位套42固定连接在所述压套26的靠近曲线滑轨21的一端，且定位套42的外径小于压套26的外径；所述阀芯25靠近曲线滑轨21的一端上套设有导向环24，所述导向环24的外径大于定位套42以限制阀芯25的行程。
39.所述弹性元件包括止位弹簧41和复位弹簧44，所述止位弹簧41套设在阀芯25上，一端连接定位套42，另一端连接导向环24，所述复位弹簧44套设在定位套42上，一端连接压
套26，另一端连接导向环24；所述阀套上设有泄油口45，所述泄油口45位于阀套上靠近皮囊式蓄能器的油阀体12内腔的一侧，以保证阀芯25运动时的油压平衡。
40.本实施例中，所述阀套通过布置在阀套远离曲线滑轨21一侧的固定螺钉27压紧在油阀体12上，且所述固定螺钉27为中空结构以安装检测元件28，所述阀套与油阀体12之间、阀套与压套26之间以及压套26与阀芯25之间均设有密封圈43，以保证液压油不会泄漏。
41.在另一个实施例中，所述阀套通过布置在阀套远离曲线滑轨21一侧的压盖压紧在油阀体 12上。
42.进一步，所述检测元件28包括位移传感器和/或压电传感器，且所述检测元件28连接外部检测系统，以检测阀芯25的位移和/或受力状态并传输至外部检测系统。
43.本实施例中提供的一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置的检测原理如下：
44.当皮囊式蓄能器正常工作时，进油阀13在进油阀弹簧16的作用下处于打开状态，充气皮囊11自如地膨胀、压缩来排出、吸收油液。阀芯25在复位弹簧44的作用下，推动滚珠 23使其紧靠在阀套靠近曲线滑轨21一端的开口并紧贴曲线滑轨21，曲线滑轨21阻止了滚珠 23的进一步运动，并将复位弹簧44的弹力反馈至阀芯25。
45.当皮囊式蓄能器进行完全泄压动作时，皮囊11完全膨胀并接触、推动进油阀13使其向下运动，导向片51(导向片51上的曲线滑轨21)也随之向下运动。阀芯25在曲线滑轨21 上的滑动行程小于进油阀13的向下移动行程使得曲线滑轨21与滚珠23脱开。在复位弹簧 44的作用下，阀芯25进一步地推动滚珠23向阀套的边端开孔侧运动并使其贴紧阀套的开口，但是由于所述阀套靠近曲线滑轨21的一侧的开口小于滚珠23的外径，限制了滚珠23的位置，所以滚珠23不会脱落。此时，由阀芯25的运动所带来的位置或力的变化被外装在固定螺钉 27(或压盖)上的检测元件28所检测，并将检测信号现场显示或远传。
46.当皮囊式蓄能器再次充压时，高压油液推动进油阀13向上运动并压缩充气皮囊11，同时也带动导向片51向上运动，曲线滑轨21再次接触滚珠23，挤压滚珠23使其推动阀芯25 克服复位弹簧44的弹簧力进行轴向水平运动，而止位弹簧41、定位套42和压套26可限制阀芯25在此种情况下的最大位移量。导向环24和泄油口45也帮助阀芯25无论是在完全泄压还是充压时都能进行稳定的水平运动。
47.但是当皮囊11破损后再进行泄压这一动作时，破碎皮囊61因无法膨胀而不能接触、推动进油阀13使其运动，检测元件28也因为阀芯25无法进行轴向水平运动而检测不到变化信号，即可判定充气皮囊11已破损。
48.本实施例提供的一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，能够对皮囊式蓄能器中皮囊11 的工作状态进行准确高效的判断，降低操作人员正在工作的设备发生接触的风险，对皮囊11 的工作状态即可做到就地显示，又可实现信号远传，是保证整个液压系统正常工作的现实需要，为皮囊式蓄能器纳入系统状态监测提供了有价值的手段，并且降低了人和正在工作的设备发生接触的风险，尤其是为不具备点检条件的长期无人值守的皮囊式蓄能器提供了高效可靠的检测手段。
49.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，该皮囊破损检测装置固定连接在皮囊式蓄能器上，其特征在于：包括导向片(51)、阀组件以及检测元件(28)，所述导向片(51)固定连接在皮囊式蓄能器的进油阀(13)上以跟随进油阀(13)移动，所述导向片(51)上设有曲线滑轨(21)；所述阀组件包括阀套、阀芯(25)以及弹性元件，所述阀套贯穿并固定密封连接在皮囊式蓄能器的油阀体(12)上，所述阀芯(25)内套于阀套并与阀套滑动密封相连，所述弹性元件内套于阀套内，且所述弹性元件的一端连接在阀套上，另一端连接在阀芯(25)上以赋予阀芯(25)轴向力并限制阀芯(25)的轴向行程；所述阀芯(25)的一端与曲线滑轨(21)在垂直于阀芯(25)的方向上滑动连接，且所述阀芯(25)在曲线滑轨(21)上的滑动行程小于进油阀(13)的移动行程，以使得所述阀芯(25)具有与曲线滑轨(21)滑动连接的接轨状态和脱离曲线滑轨(21)的脱轨状态，所述阀芯(25)的另一端连接用于检测阀芯(25)位移和/或受力的检测元件(28)。2.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：在所述阀芯(25)靠近曲线滑轨(21)的一侧设有与阀套滑动连接的滚珠(23)，且所述阀套靠近曲线滑轨(21)的一侧的开口小于滚珠(23)的外径以限制滚珠(23)的位置。3.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述曲线滑轨(21)靠近进油阀(13)的一端设为弧形段(511)以便阀芯(25)的状态切换。4.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述阀套包括阀套本体(22)和压套(26)，所述阀套本体(22)贯穿并固定密封连接在皮囊(11)式蓄能器的油阀体(12)上，所述压套(26)内套于阀套本体(22)，且所述压套(26)的远离曲线滑轨(21)的一端压接在阀套本体(22)远离曲线滑轨(21)的一端，所述压套(26)的长度小于阀套本体(22)的长度，所述阀芯(25)贯穿压套(26)并与压套(26)滑动密封相连，所述弹性元件通过压套(26)连接在阀套上。5.根据权利要求4所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述阀套还包括定位套(42)，所述定位套(42)固定连接在所述压套(26)的靠近曲线滑轨(21)的一端，且定位套(42)的外径小于压套(26)的外径；所述阀芯(25)靠近曲线滑轨(21)的一端上套设有导向环(24)，所述导向环(24)的外径大于定位套(42)以限制阀芯(25)的行程。6.根据权利要求5所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述弹性元件包括止位弹簧(41)和复位弹簧(44)，所述止位弹簧(41)套设在阀芯(25)上，一端连接定位套(42)，另一端连接导向环(24)，所述复位弹簧(44)套设在定位套(42)上，一端连接压套(26)，另一端连接导向环(24)。7.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述阀套上设有泄油口(45)，所述泄油口(45)位于阀套上靠近皮囊(11)式蓄能器的油阀体(12)内腔的一侧。8.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述阀套通过布置在阀套远离曲线滑轨(21)一侧的固定螺钉(27)压紧在油阀体(12)上，且所述固定螺钉(27)为中空结构以安装检测元件(28)。9.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述阀套与
油阀体(12)之间设有密封圈(43)。10.根据权利要求1所述的皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，其特征在于：所述检测元件(28)包括位移传感器和/或压电传感器，且所述检测元件(28)连接外部检测系统，以检测阀芯(25)的位移和/或受力状态并传输至外部检测系统。

技术总结

本实用新型属于流体液压蓄能器辅助检测领域，涉及一种皮囊式蓄能器用皮囊破损检测装置，包括导向片、阀组件以及检测元件，导向片固定连接在皮囊式蓄能器的进油阀上，导向片上设有曲线滑轨；阀组件包括阀套、阀芯以及弹性元件，阀套贯穿并固定密封连接在皮囊式蓄能器的油阀体上，阀芯内套于阀套并与阀套滑动密封相连，弹性元件内套于阀套内，其一端连接在阀套上，另一端连接在阀芯上；阀芯的一端与曲线滑轨在垂直于阀芯的方向上滑动连接，且阀芯在曲线滑轨上的滑动行程小于进油阀的移动行程，以使得阀芯具有与曲线滑轨滑动连接的接轨状态和脱离曲线滑轨的脱轨状态，阀芯的另一端连接用于检测阀芯位移和/或受力的检测元件。用于检测阀芯位移和/或受力的检测元件。用于检测阀芯位移和/或受力的检测元件。