可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置及其制造工藝制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置及其制造工藝，所述安全防護裝置設在機座上且位于飛輪外殼外周，安全防護裝置包括防護殼和耗能管組件，防護殼形成為沿軸的周向延伸的環形，防護殼內限定有容納腔，耗能管組件設在容納腔內且沿軸的軸向延伸。根據本發明專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，通過在軸周圍設置沿軸周向延伸的防護殼，并在防護殼內設置耗能管組件，能夠改變極端條件下飛輪儲能機組破損碎片的運動軌跡，增加安全保護裝置對碎片的阻力，降低碎片的運動速度，進而降低碎片的破壞性，防止飛輪儲能機組破壞后對周圍工作人員造成較大程度的傷害，保護工作人員的生命安全，防止安全事故的產生。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及飛輪儲能安全防護
，更具體地，涉及一種可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置及其制造工藝。
技術介紹
飛輪儲能機組的安全防護有多種技術手段，首先是采用正確的結構力學計算分析方法，準確計算得到飛輪電機軸系旋轉部件的應力應變-載荷特性數據，其次是要采用合適的結構強度狀態判別準則，再次是要使用性能穩定的合格材料，飛輪儲能技術在安全防護方面，通用的技術手段是安置于地坑內，或者采用鋼筋水泥墻體防護，將飛輪儲能機組與環境隔離，也可以采用厚實的鋼制圓環包圍在飛輪殼體外圍。相關技術中的飛輪儲能機組安全防護裝置結構比較笨重，移運難度較大，不適合如鉆井平臺、緊急發電車等移動用途的飛輪儲能機組。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本專利技術提出一種可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，該可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置結構簡單，移動安裝方便，能夠防止極端條件下飛輪碎片對工作人員的傷害。本專利技術還提出該可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的制造工藝。根據本專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，所述可移動式飛輪儲能機組包括軸、設置在所述軸上的電機轉子和飛輪，所述電機轉子設有電機定子和電機外殼；所述飛輪外側分別設有飛輪外殼，所述可移動式飛輪儲能機組設在機座上，所述安全防護裝置設在所述機座上且位于所述飛輪外殼外周，所述安全防護裝置包括防護殼和耗能管組件，所述防護殼形成為設置在所述飛輪外殼外側的環形，所述防護殼內限定有容納腔，所述耗能管組件設在所述容納腔內且所述耗能管組件的中心軸沿豎直方向布置。根據本專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，通過在飛輪外殼外側設置防護殼，并在防護殼內設置耗能管組件，能夠改變極端條件下飛輪儲能機組破損碎片的運動軌跡，耗能管組件能夠增加防護殼對碎片的阻礙作用，增加安全保護裝置對碎片阻力，降低碎片的運動速度，進而降低碎片的破壞性，防止飛輪儲能機組破壞后對周圍工作人員造成較大程度的傷害，保護工作人員的生命安全，防止安全事故的產生。根據本專利技術的一個實施例，所述防護殼包括：下底板、防護內環、防護外環和上蓋板，所述下底板設在所述機座上且設置在所述飛輪外殼的外側，所述防護內環與所述下底板的內圈相連，所述防護外環與所述下底板的外圈相連，所述防護外環、所述防護內環和所述下底板配合限定出上端敞開的容納腔，所述上蓋板設在所述防護內環和所述防護外環上端以封閉所述容納腔。根據本專利技術的一個實施例，所述耗能管組件包括多個主耗能管，多個所述主耗能管沿所述防護殼的周向依次設在所述容納腔內。根據本專利技術的一個實施例，所述主耗能管的外徑等于所述防護外環與所述防護內環的差值。根據本專利技術的一個實施例，所述主耗能管內填充有多個沿其軸向延伸的橡膠柱。根據本專利技術的一個實施例，所述耗能管組件還包括：內耗能管和外耗能管，所述內耗能管填充在相鄰兩個所述主耗能管與所述防護內環之間的間隙內，所述外耗能管填充在相鄰兩個所述主耗能管與所述防護外環之間的間隙內。根據本專利技術的一個實施例，所述主耗能管的管壁厚度為5-10mm，所述內耗能管和所述外耗能管的管壁厚度為4-6mm。根據本專利技術的一個實施例，所述主耗能管、所述內耗能管和所述外耗能管的高度與所述防護內環和所述防護外環高度相等。根據本專利技術的一個實施例，所述主耗能管、所述內耗能管和所述外耗能管分別為鋼管。根據本專利技術的一個實施例，所述防護殼的上端和下端在軸向上分別超出所述飛輪外殼的上端和下端，且超出高度為所述飛輪外殼的軸向高度的15％-25％。根據本專利技術第二方面實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的制造工藝，包括以下步驟：S1、利用鋼板切割為圓環板，制作成上蓋板和下底板，采用鋼板卷焊獲得防護內環和防護外環，將所述防護內環的下端與所述下底板的內圈焊接相連以形成第一焊縫，將所述防護外環的下端與所述下底板的外圈焊接相連以形成第二焊縫；S2、截取多根長度相同主耗能管和橡膠柱，依次相靠插入所述防護內環和所述防護外環之間的空間，再將所述橡膠柱插入所述主耗能管內；S3、截取多根長度相同的內耗能管，插入所述主耗能管與所述防護內環之間的空間；S4、截取多根長度相同的外耗能管，插入所述主耗能管與所述防護外環之間的空間；S5、將所述防護內環的上端與所述上蓋板的內圈焊接相連以形成第三焊縫，將所述防護外環的上端與所述上蓋板的外圈焊接相連以形成第四焊縫；S6、在所述上蓋板上均勻焊接若干個吊裝耳，完成可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的組裝。本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是根據本專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的結構示意圖；圖2是根據本專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的俯視剖面圖；圖3是根據本專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的局部剖視圖；圖4是根據本專利技術實施例的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置的焊接工藝示意圖。附圖標記：安全防護裝置100；飛輪儲能機組10；軸11；電機轉子12；飛輪13；電機外殼14；飛輪外殼15；電機定子16；機座17；防護殼20；上蓋板21；防護內環22；護外環23；容納腔24；下底板25；耗能管組件26；主耗能管261；內耗能管262；外耗能管263；橡膠柱264；第一焊縫31；第二焊縫32；第三焊縫33；第四焊縫34。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。飛輪儲能技術是一種可快速充放電的長壽命儲能新技術，它利用電機實現電動儲能、發電釋能，特別適用于需要快速充放電的獨立動力系統調峰、風力發電穩定性調節等領域。飛輪儲存的能量與轉速平方成正比，為提高功率密度和能量密度，飛輪電機軸系需要高速旋轉，其轉速高于普通電機的轉速(1500-3000r/min)。飛輪電機軸系旋轉部件的設計要經過詳細的結構應力、應變計算分析，確保結構應力水平遠低于材料的許用強度，防止在頻繁的升、降速條件下可能發生的材料強度破壞的故障。飛輪電機轉子強度設計保障安全的條件下，還需要考慮極小概率發生的飛輪電機軸系強度破壞的防護技術措施。若電機轉子發生強度破壞后，有厚實的電機定子及繞組在周圍遮擋，最外層還有電機殼體防護，因此其危害性可以基本排除；若高速飛輪發生強度破壞后，將先與飛輪殼體摩擦碰撞，消耗飛輪破壞碎片的動能，其危害性已經大大減少。飛輪儲能機組的安全防護有多種技術手段，首先是采用正確的結構力學計算分析方法，準確計算得到飛輪電機軸系旋轉部件的應力應變-載荷特性數據，其次是要采用合適的結構強度狀態判別準則，再次是要使用性能穩定的合格材料。準確的強度設計和制造中的質量嚴格管控可以將飛輪電機軸系旋轉部件的強度破損概率降低到極低的水平，從而在理論上認為在壽命期內不會發生強度破損故障。但是對于示范應用的新型飛輪儲能機組，十分有必要采取冗余的安全防護技術措施，杜絕飛輪破損后對其他設施或人員造成危害。飛輪儲能技術在安全本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述可移動式飛輪儲能機組包括軸、設在所述軸上的電機轉子和飛輪，所述電機轉子和所述飛輪外側分別設有電機定子、電機外殼和飛輪外殼，所述可移動式飛輪儲能機組設在機座上，所述安全防護裝置設在所述機座上且位于所述飛輪外殼外周，所述安全防護裝置包括：防護殼，所述防護殼形成為設置在所述飛輪外殼外側的環形，所述防護殼內限定有容納腔；耗能管組件，所述耗能管組件設在所述容納腔內。

【技術特征摘要】
1.一種可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述可移動式飛輪儲能機組包括軸、設在所述軸上的電機轉子和飛輪，所述電機轉子和所述飛輪外側分別設有電機定子、電機外殼和飛輪外殼，所述可移動式飛輪儲能機組設在機座上，所述安全防護裝置設在所述機座上且位于所述飛輪外殼外周，所述安全防護裝置包括：防護殼，所述防護殼形成為設置在所述飛輪外殼外側的環形，所述防護殼內限定有容納腔；耗能管組件，所述耗能管組件設在所述容納腔內。2.根據權利要求1所述的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述防護殼包括：下底板，所述下底板設在所述機座上且形成為沿所述軸的周向延伸的環形；防護內環，所述防護內環與所述下底板的內圈相連；防護外環，所述防護外環與所述下底板的外圈相連，所述防護外環、所述防護內環和所述下底板配合限定出上端敞開的容納腔；上蓋板，所述上蓋板設在所述防護內環和所述防護外環上端以封閉所述容納腔。3.根據權利要求2所述的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述耗能管組件包括多個主耗能管，多個所述主耗能管沿所述防護殼的周向依次設在所述容納腔內。4.根據權利要求3所述的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述主耗能管的外徑等于所述防護外環與所述防護內環的差值。5.根據權利要求3所述的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述主耗能管內填充有多個沿其軸向延伸的橡膠柱。6.根據權利要求3所述的可移動式飛輪儲能機組安全防護裝置，其特征在于，所述耗能管組件還包括：內耗能管，所述內耗能管填充在相鄰兩個所述主耗能管與所述防護內環之間的間隙內；外耗能管，所述外耗能管填充在相鄰兩個所述主耗能管與所述防護外環之...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴興建，杜廣義，李振智，魏風勇，張古森，牛躍進，郭巧合，趙備庫，
申請(專利權)人：清華大學，中石化中原石油工程有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11