[发明专利]一种气液压式张力补偿装置及实施方法

权利要求书

1.一种气液压式张力补偿装置，包括由储能筒(1)、液压缸筒(2)、左右端盖焊接而成的缸筒合件，其特征在于，所述储能筒(1)的垂直截面为椭圆形，所述液压缸筒(2)插入焊接在储能筒(1)的底部位置，使液压缸筒(2)的中心轴和储能筒(1)上部圆柱筒中心轴在工作状态位置时形成一定的偏心距e，所述补偿装置内充有高压气体与液压油两种介质；在所述液压缸筒(2)内部设置有活塞(4)、活塞杆(13)、中间座(5)与右端盖(11)，并通过活塞(4)与中间座(5)将所述液压缸筒(2)自左至右依次分隔为大气层区、工作区与密封保护区，在所述液压缸筒(2)的内部及外周充有液压油，并在工作区与密封保护区分别作为工作介质与密封介质，在所述储能筒(1)的上部形成储能区、并在其内部充有高压气体作为储能介质。

2.根据权利要求1所述的一种气液压式张力补偿装置，其特征在于，所述活塞(4)上设有车胎型密封圈(3)，在液压缸筒(2)的右端盖(11)与活塞杆(13)之间设有工字型密封圈(10)，所述储能区、工作区与密封保护区通过小孔a相连通，且所述车胎型密封圈(3)与工作区相连通、所述工字型密封圈(10)与密封保护区相连通。

3.根据权利要求2所述的一种气液压式张力补偿装置，其特征在于，所述工字型密封圈(10)内套有带小孔的支撑压紧环(9)，工字型密封圈(10)通过压紧螺母(7)进行固定并压紧，通过右端盖(11)上的小孔a向工字型密封圈(10)内进入高压液压油。

4.根据权利要求2所述的一种气液压式张力补偿装置，其特征在于，在所述活塞(4)的右侧设置有与所述车胎型密封圈(3)相连通的小孔b，通过小孔b向车胎型密封圈(3)内进入高压液压油。

5.根据权利要求1所述的一种气液压式张力补偿装置，其特征在于，在所述储能筒(1)的左端盖(12)上设置有向储能筒(1)内部充高压气体或液压油的阀门(16)。

6.根据权利要求1所述的一种气液压式张力补偿装置，其特征在于，所述大气层区通过弯管与大气层相连通，所述弯管端部安装有一个制动螺塞(15)，在所述活塞(4)的左侧上设有车胎型的制动密封圈(14)，所述制动密封圈(14)上设置有与大气层区相连通的贯穿小孔c。

7.根据权利要求1所述的一种气液压式张力补偿装置，其特征在于，所述中间座(5)与所述活塞杆(13)之间设有聚四氟乙烯的导向套(6)，在中间座(5)与右端盖(11)之间设有一定长度的功能套(8)，以形成密封保护区。

8.一种气液压式张力补偿装置的实施方法，其特征在于，所述补偿装置在设计时，通过负载模拟泄漏试验方法先确定补偿装置中密封保护区的最小长度，即功能套的最小长度；

补偿装置组装后，在出厂使用前，先充1MPA的氮气，然后根据计算利用定量泵充定量的液压油，最后要根据所补偿线段张力充一定压力的氮气。上述最后环节充气时，把补偿装置安装在带有拉力传感器及拉力显示器的专用试验台架上，根据充气时环境温度，手摇专用台架手轮拉动补偿装置活塞杆接头端使活塞处于对应该温度的位置，开始充气，拉力显示器拉力显示达到所需张力，充气完成。

9.根据权利要求8所述的一种气液压式张力补偿装置的实施方法，其特征在于，所述功能套的长度最小值L的设计，通过负载模拟泄漏试验方法而得；具体方法如下：

(1)试验准备

a)将未充气的补偿装置本体安装在工装上，通过将挡销插入到滑块的不同位置的插孔内调整活塞杆带动活塞位于液压缸筒的不同位置处，并使钢丝绳拉直，所述滑块上插孔等间隔分布，且间隔距离在25mm，对插孔从右到左依次进行编号1,2,3,4...；

b)准备配重块，所述配置块的重量根据补偿装置不同规格通过计算风力F值而定，补偿装置安装在接触网上工作时，考虑由风力脉动引起风振影响，所述F值根据补偿装置规格结合风荷载W_k决定：

F＝W_k*D(*H1+L1)

其中，H1-装置本体长度，L1-活塞杆伸出量，D-补偿装置安装状态时本体上下圆柱母线距离；风荷载W_k算法参考GB-50009-2001；

c)氦气检测机泄漏率的设定：在氦气检测机上设定最大泄漏率，产品检测时泄漏率超过该值就认为不合格而报警；

(2)试验方法

第一步：将补偿装置本体安装在工装上，将活塞杆全部拉出再退回，挡销插入到滑块最右侧的1号插孔内，使活塞处于最右端退回5mm的位置处，然后按以下顺序进行：

一)在补偿装置左端弯管头部通气口拧入M16螺塞，然后充氦气；充气前抽真空，然后充气，充气压力达0.5-1MPA，卸下螺塞，继续充气达到所需额定压力；

二)把充好气的补偿装置连同工装一起放入氦气检测设备箱内；

三)把提前计算准备好的配重块压在补偿装置上面；

四)氦气检测设备箱内抽真空，并检测泄漏率，如果报警进行第二步；

第二步：取下配重块，把补偿装置和工装一起从氦气检测机箱里拿出来，放回原位置后，把接在氮气罐上的充气嘴连接到补偿装置弯管头上，通过补偿装置弯管头充入氮气，加压使活塞克服氦气阻力，挡销松动时拔下插入左侧相邻的2号插孔内，充气减压使活塞慢慢移动，挡销起作用后关闭充气阀门卸下充气嘴，然后重复以上二)、三)、四)内容；

第三步：同样按上述操作进行3号孔，4号孔...，直至不报警，记录下不报警的孔顺序号，然后可以确定功能套最小L值。