CN104775991A - 一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种发电装置,一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,作业平台的三条边上都有平台铰链与螺纹弹簧双向避震器上端头相连接,作业平台上固定安装有机电转换机组和蓄能储存柜以及冷却用泵,冷却用泵的泵吸管上段与过滤吸管下段之间还串联有螺纹单向阀,作为改进:螺纹弹簧双向避震器包括螺纹弹簧杆、螺纹弹簧内筒、螺纹导向外筒、螺纹第一弹簧座以及第一双向弹簧和第二双向弹簧,螺纹单向阀包括:外螺接阀体、上导流体、成对半开筒、移动阀芯、下导流体以及上下对称布置的锥孔压盖,第一双向弹簧和第二双向弹簧都是整体采用高强度耐腐蚀的钨锰合金钢材料,螺纹弹簧内筒和螺纹导向外筒以及螺纹弹簧杆都是整体采用氧化锆陶瓷。

Description

一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种发电辅助装置,属于海洋能源开发技术应用领域,尤其涉及 借助于海面作业平台的一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统。
背景技术
[0002] 海洋蕴藏着巨大的可再生能源,同时海洋风能比陆地更加丰富且质量更好,开发 海洋能源已经成为世界各国的战略性选择。我国沿海城市工业发达,人口稠密,电力资源紧 缺,岛屿军民用电问题更为突出。而我国的海岸线漫长,海洋资源丰富,加大海洋风能的开 发力度,可有效缓解沿海城市及岛屿电力资源的难题。
[0003] 海洋风能发电离不开海洋平台,海洋平台是为在海上进行发电、钻井、采油、集运、 观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。按其结构特性和工作状态可分为固 定式、活动式和半固定式三大类。固定式平台的下部由粧、扩大基脚或其他构造直接支承并 固着于海底,按支承情况分为粧基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底,能 从一井位移至另一井位,接支承情况可分为着底式和浮动式两类,近年来正在研宄新颖的 半固定式海洋平台,它既能固定在深水中,又具有可移性,张力腿式平台即属此类。
[0004] 海洋平台由上部结构,即平台甲板和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台 甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净 化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。
[0005] 当今世界各国的海洋平台都存在一个最严重技术瓶颈就是:抗海浪冲击避震能力 差。由于抗海浪冲击避震能力差直接导致维修成本高,使用寿命短。因此,必须对现有技术 的海洋平台结构进行改进,采用高效避震措施,以满足海洋开采的需要。
[0006] 众所周知,海上风力发电平台系统每次维修的费用都是惊人的,海水自身含有各 种腐蚀性混合物,海上风力发电平台在使用过程中,机械能转换为电能长期运行必然发热, 任何一次机械维修或更换以及管道堵塞后的清堵花费较高,且长时间影响风力发电生产。
[0007] 海上风力发电平台系统中的冷却泵必须配备单向阀,才能解决每次泵启动的引水 问题。目前使用的单向阀,像:钢球式,阀门式和重力式,存在的主要缺点是:内部由于设置 有弹簧致使产生较大的阻力损失。特别是在激流管路中使用,阻尼弹簧一旦不能承受激流 冲击发生偏压或失灵,就有可能导致不可预见的事故发生。因此与之配套管路上单向阀的 灵敏度和使用寿命一直来成为海上风力发电平台系统中的瓶颈技术。
发明内容
[0008] 本发明提供一种采用钨锰合金螺纹弹簧双向避震器结构,结合螺纹单向阀的海风 发电系统,来解决岛礁风能发电设备的技术瓶颈,具体如下: 一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,作业平台的三条边上都有平台铰链 与螺纹弹簧双向避震器上端头相连接,螺纹弹簧双向避震器下端头与固定支脚相连接,所 述的作业平台上固定安装有机电转换机组和蓄能储存柜以及冷却用泵,蓄能储存柜与机电 转换机组之间有连接导线,冷却用泵排出口与机电转换机组间有冷却导管,所述的机电转 换机组顶盖上有风轮转轴伸出,风轮转轴固定支撑着风叶转轮,所述的冷却用泵的泵吸管 上段与过滤吸管下段之间还串联有螺纹单向阀,作为改进: 所述的螺纹弹簧双向避震器包括螺纹弹簧杆、螺纹弹簧内筒、螺纹导向外筒、螺纹第 一弹簧座以及第一双向弹簧和第二双向弹簧,所述的螺纹弹簧杆光轴一端固定有双向弹簧 座,双向弹簧座外圆与所述的螺纹弹簧内筒内孔之间为可轴向滑动配合;所述的螺纹弹簧 杆另一端有弹簧杆外螺纹,弹簧杆外螺纹外径尺寸小于或等于所述的螺纹弹簧杆外径尺 寸;所述的螺纹弹簧内筒光孔一端固定有第二弹簧座,第二弹簧座内孔与所述的螺纹弹簧 杆外圆之间为可轴向滑动配合; 所述的螺纹弹簧内筒另一端有内筒外螺纹,内筒外螺纹与所述的螺纹第一弹簧座上的 内螺纹连接固定,螺纹第一弹簧座外端有避震器下端头,避震器下端头与所述的固定支脚 相连接;所述的螺纹导向外筒开孔端的内孔圆筒壁与所述的螺纹弹簧内筒外圆之间为滑动 配合,所述的螺纹导向外筒盲孔端有外筒螺孔,外筒螺孔外端有避震器上端头,避震器上端 头与所述的平台铰链相连接;所述的外筒螺孔与所述的弹簧杆外螺纹紧固连接;所述的双 向弹簧座与所述的螺纹第一弹簧座之间固定有所述的第一双向弹簧,所述的双向弹簧座与 所述的第二弹簧座之间固定有所述的第二双向弹簧; 所述的螺纹单向阀包括:外螺接阀体、上导流体、成对半开筒、移动阀芯、下导流体以及 上下对称布置的锥孔压盖,所述的外螺接阀体外圆的上下两端有阀体外螺纹,所述的外螺 接阀体的内圆通孔上下分别有上台阶孔和下台阶孔,所述的上台阶孔上端以及所述的下台 阶孔下端分别都有紧固内螺孔;所述的上导流体平面端固定连接着上圆柱体,上圆柱体与 流道圆杆之间有圆锥面过渡连接,流道圆杆与圆柱阀杆之间有圆锥面过渡连接,所述的上 圆柱体外圆尺寸与所述的圆柱阀杆外圆尺寸相同;所述的上导流体外圆弧面上有定位上三 筋板,定位上三筋板外缘与所述的上台阶孔之间为滑动配合,位于上方的锥孔压盖的压盖 外螺纹与所述的上台阶孔上端的紧固内螺孔相结合,位于上方的锥孔压盖的压盖内端面将 所述的定位上三筋板固定在所述的上台阶孔上;所述的下导流体平面端有下导流光孔内圆 与圆柱阀杆外圆之间为滑动配合,所述的下导流光孔底端与所述的圆柱阀杆下端面之间有 装配间隙;所述的下导流体外圆弧面上有定位下三筋板,定位下三筋板外缘与所述的下台 阶孔之间为滑动配合,位于下方所述的锥孔压盖的压盖外螺纹与所述的下台阶孔下端的紧 固内螺孔相结合,位于下方的锥孔压盖的压盖内端面将所述的定位下三筋板固定在所述的 下台阶孔上;所述的移动阀芯的上圆锥筒与上圆锥体之间有三叶上连筋相连接,所述的移 动阀芯的下圆锥筒与下圆锥体之间有三叶下连筋相连接,所述的上圆锥筒外圆与所述的下 圆锥筒外圆相等,所述的上圆锥筒外圆与所述的下圆锥筒外圆均与所述的内圆通孔之间为 滑动配合;所述的上圆锥体上的阀芯上内圆与所述的上圆柱体外圆之间为滑动配合,所述 的移动阀芯上的阀芯中内圆与所述的下圆锥体上的阀芯下内圆尺寸相同,且所述的阀芯中 内圆与所述的阀芯下内圆均与所述的圆柱阀杆外圆之间为滑动配合; 所述的上圆锥筒上的上空腔密封面与所述的下圆锥筒上的下空腔密封面之间密闭配 合固定着成对半开筒,成对半开筒外圆小于等于所述的上圆锥筒外圆以及所述的下圆锥筒 外圆,所述的成对半开筒的对开面上有半开筒连接孔;所述的定位上三筋板和所述的定位 下三筋板的每片筋板厚度为6至7毫米。
[0009] 所述的第一双向弹簧和所述的第二双向弹簧都是整体采用高强度耐腐蚀的钨锰 合金钢材料,所述的螺纹弹簧内筒和所述的螺纹导向外筒以及所述的螺纹弹簧杆都是整体 采用氧化锆陶瓷; 所述的上导流体和所述的下导流体都采用氧化锆陶瓷,所述的移动阀芯整体采用高强 度的复合6尼龙材料,所述的内螺接阀体采用复合玻璃钢。
[0010] 作为进一步改进:所述的氧化锆陶瓷以zr(^ (二氧化锆)复合材料为基料,配 以矿化剂Mg0(氧化镁)、BaCO;(碳酸钡)及结合粘土组成,并且其各组分的重量百分比 含量为Zr02 :93 ~95%、MgO: 1. 5 ~1. 7%、BaCCX: 1. 7 ~1. 9%、结合粘土 : 2. 5 ~2. 7% ; 所述的复合6尼龙材料为以尼龙6树脂为主要成分,由下列重量百分比的组分所构成: 尼龙6树脂:81~82%、玻璃纤维:6. 1~6. 3%、抗老化剂:0. 8~0. 9%、耐磨剂:1. 3~1. 5%、 固化剂:3. 3~3. 5%、增韧剂:2. 2~2. 4%,余量为阻燃剂或抗静电剂; 所述的钨锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成:W(钨):12. 6~12. 8%、Mn(锰): 6. 2 ~6. 4%、CR(铬):2. 6 ~2. 8%、Mo(钼):1. 2 ~1. 4%、Ni(镍):2. 2 ~2. 4%、Nb(铌): 1. 1~1.3%、C(碳):1.0~1.2%,余量为Fe(铁)及不可避免的杂质;所述杂质的重量百 分比含量为:Sn(锡)少于0.06%、Si(硅)少于0.23%、S(硫)少于0. 012%、P(磷)少于 0. 013%。
[0011] 作为进一步改进:所述的螺纹弹簧杆直径为102至108毫米,所述的弹簧杆外螺纹 为M100X3 或M105X4。
[0012] 作为进一步改进:所述的螺纹弹簧内筒内径为306至308毫米,所述的螺纹弹簧内 筒外径为332至334毫米,筒外螺纹外径为386至388毫米。
[0013] 作为进一步改进:所述的避震器上端头与避震器下端头之间的距离为3540至 3560晕米。
[0014] 本发明的有益效果 一、作业平台的三条边上都有平台铰链与螺纹弹簧双向避震器一端相连接,螺纹弹簧 双向避震器另一端与固定支脚相连接,且所述的螺纹弹簧双向避震器与所述的作业平台平 面之间呈现45度夹角布置,确保作业平台平稳固定。
[0015] 二、螺纹弹簧双向避震器采用螺纹连接结构形成双弹簧组合避震,每只螺纹弹簧 双向避震器都能同时承受拉力或压力,确保作业平台能抵御来自任何任何方位的海浪冲 击。
[0016] 三、移动阀芯的上空腔密封面和下空腔密封面之间,密闭配合固定有成对半开筒 形成了密闭的环状空腔,采使得移动阀芯整体比重略重于海水比重,能随着介质流动方向 而移动,工作全程无需额外消耗任何能耗就能实现单向阀功能;上导流体上的圆柱阀杆外 圆与下导流体平面端的下导流光孔内圆之间为滑动配合,且下导流光孔底端与圆柱阀杆下 端面之间有装配间隙,结合两只锥孔压盖的压盖外螺纹分别与上台阶孔上端的紧固内螺孔 以及下台阶孔下端的紧固内螺孔螺旋紧固定位,降低了加工精度要求,便于装配; 四、本发明的关键零部件分部采用高强度耐腐蚀的钨锰合金钢和氧化锆陶瓷以及复合 6尼龙,有效提高使用寿命,减少维修费用。
附图说明
[0017] 图1为本发明的整体侧面示意图。
[0018] 图2为图1俯视图。
[0019] 图3为图1或图2中的螺纹弹簧双向避震器45放大剖面示意图。
[0020] 图4是图1中的螺纹单向阀90过轴心线的剖面图正向流通状态。
[0021] 图5是图4中的螺纹单向阀90过轴心线处于反向截止状态。
[0022] 图6是图4或图5中的移动阀芯70立体剖面图。
[0023] 图7是图4或图5中的移动阀芯70剖面图。
[0024] 图8是图4中的A~A剖视图。
[0025] 图9是图4中的B~B剖视图。
[0026] 图10是图4中的C~C剖视图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明: 图1、图2和图3中:一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,作业平台10的三 条边上都有平台铰链44与螺纹弹簧双向避震器45上端头相连接,螺纹弹簧双向避震器45 下端头与固定支脚46相连接,所述的作业平台10上固定安装有机电转换机组41和蓄能储 存柜48以及冷却用泵38,蓄能储存柜48与机电转换机组41之间有连接导线49,冷却用泵 38排出口与机电转换机组41间有冷却导管47,所述的机电转换机组41顶盖上有风轮转轴 42伸出,风轮转轴42固定支撑着风叶转轮43,所述的冷却用泵38的泵吸管上段94与过滤 吸管下段52之间还串联有螺纹单向阀90,作为改进: 所述的螺纹弹簧双向避震器45包括螺纹弹簧杆55、螺纹弹簧内筒16、螺纹导向外筒 27、螺纹第一弹簧座17以及第一双向弹簧56和第二双向弹簧64,所述的螺纹弹簧杆55光 轴一端固定有双向弹簧座24,双向弹簧座24外圆与所述的螺纹弹簧内筒16内孔之间为可 轴向滑动配合;所述的螺纹弹簧杆55另一端有弹簧杆外螺纹25,弹簧杆外螺纹25外径尺 寸小于或等于所述的螺纹弹簧杆55外径尺寸;所述的螺纹弹簧内筒16光孔一端固定有第 二弹簧座20,第二弹簧座20内孔与所述的螺纹弹簧杆55外圆之间为可轴向滑动配合; 所述的螺纹弹簧内筒16另一端有内筒外螺纹91,内筒外螺纹91与所述的螺纹第一弹 簧座17上的内螺纹连接固定,螺纹第一弹簧座17外端有避震器下端头82,避震器下端头 82与所述的固定支脚46相连接;所述的螺纹导向外筒27开孔端的内孔圆筒壁与所述的螺 纹弹簧内筒16外圆之间为滑动配合,所述的螺纹导向外筒27盲孔端有外筒螺孔15,外筒 螺孔15外端有避震器上端头23,避震器上端头23与所述的平台铰链44相连接;所述的外 筒螺孔15与所述的弹簧杆外螺纹25紧固连接;所述的双向弹簧座24与所述的螺纹第一弹 簧座17之间固定有所述的第一双向弹簧56,所述的双向弹簧座24与所述的第二弹簧座20 之间固定有所述的第二双向弹簧64 ; 图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10中,所述的螺纹单向阀90包括:外螺接阀体50、 上导流体30、成对半开筒60、移动阀芯70、下导流体80以及上下对称布置的锥孔压盖40, 所述的外螺接阀体50外圆的上下两端有阀体外螺纹92,所述的外螺接阀体50的内圆通孔 57上下分别有上台阶孔53和下台阶孔58,所述的上台阶孔53上端以及所述的下台阶孔 58下端分别都有紧固内螺孔54 ;所述的上导流体30平面端固定连接着上圆柱体32,上圆 柱体32与流道圆杆34之间有圆锥面过渡连接,流道圆杆34与圆柱阀杆31之间有圆锥面 过渡连接,所述的上圆柱体32外圆尺寸与所述的圆柱阀杆31外圆尺寸相同;所述的上导流 体30外圆弧面上有定位上三筋板35,定位上三筋板35外缘与所述的上台阶孔53之间为 滑动配合,位于上方的锥孔压盖40的压盖外螺纹93与所述的上台阶孔53上端的紧固内螺 孔54相结合,位于上方的锥孔压盖40的压盖内端面97将所述的定位上三筋板35固定在 所述的上台阶孔53上;所述的下导流体80平面端有下导流光孔89内圆与圆柱阀杆31外 圆之间为滑动配合,所述的下导流光孔89底端与所述的圆柱阀杆31下端面之间有装配间 隙39 ;所述的下导流体80外圆弧面上有定位下三筋板85,定位下三筋板85外缘与所述的 下台阶孔58之间为滑动配合,位于下方所述的锥孔压盖40的压盖外螺纹93与所述的下台 阶孔58下端的紧固内螺孔54相结合,位于下方的锥孔压盖40的压盖内端面97将所述的 定位下三筋板85固定在所述的下台阶孔58上;所述的移动阀芯70的上圆锥筒73与上圆 锥体72之间有三叶上连筋71相连接,所述的移动阀芯70的下圆锥筒79与下圆锥体78之 间有三叶下连筋77相连接,所述的上圆锥筒73外圆与所述的下圆锥筒79外圆相等,所述 的上圆锥筒73外圆与所述的下圆锥筒79外圆均与所述的内圆通孔57之间为滑动配合;所 述的上圆锥体72上的阀芯上内圆74与所述的上圆柱体32外圆之间为滑动配合,所述的移 动阀芯70上的阀芯中内圆75与所述的下圆锥体78上的阀芯下内圆76尺寸相同,且所述 的阀芯中内圆75与所述的阀芯下内圆76均与所述的圆柱阀杆31外圆之间为滑动配合; 所述的上圆锥筒73上的上空腔密封面63与所述的下圆锥筒79上的下空腔密封面69 之间密闭配合固定着成对半开筒60,成对半开筒60外圆小于等于所述的上圆锥筒73外圆 以及所述的下圆锥筒79外圆,所述的成对半开筒60的对开面上有半开筒连接孔65 ;所述 的定位上三筋板35和所述的定位下三筋板85的每片筋板厚度为6至7毫米。
[0028] 所述的第一双向弹簧56和所述的第二双向弹簧64都是整体采用高强度耐腐蚀的 钨锰合金钢材料,所述的螺纹弹簧内筒16和所述的螺纹导向外筒27以及所述的螺纹弹簧 杆55都是整体采用氧化锆陶瓷。
[0029] 所述的上导流体30和所述的下导流体80都采用氧化锆陶瓷,所述的移动阀芯70 整体采用高强度的复合6尼龙材料,所述的内螺接阀体50采用复合玻璃钢。
[0030] 实施例中。
[0031] 所述的氧化锆陶瓷以Zr02 (二氧化锆)复合材料为基料,配以矿化剂Mgo(氧化 镁)、BaGG;(碳酸钡)及结合粘土组成,并且其各组分的重量百分比含量为Zr02 :94%、 MgO: 1. 6%、BaCOi: 1.8%、结合粘土 : 2. 6%。
[0032] 所述的复合6尼龙材料为以尼龙6树脂为主要成分,由下列重量百分比的组分所 构成:尼龙6树脂:81. 5%、玻璃纤维:6. 2%、抗老化剂:0. 85%、耐磨剂:1. 4%、固化剂:3. 4%、 增韧剂:2. 3%,余量为阻燃剂或抗静电剂; 所述的钨锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成:W(钨):12. 7%、Mn(锰):6. 3%、 0?(铬):2.7%、]«〇(钼):1.3%、附(镍):2.3%、恥(铌):1.2%、(:(碳) :1.1%,余量为卩6(铁) 及不可避免的杂质;所述杂质的重量百分比含量为:Sn(锡)为0. 05%、Si(硅)为0. 19%、 S(硫)为0. 011%、P(磷)为0.012%;所述的高强度耐腐蚀的钨锰合金钢材料主要性能参数 为:拉伸弹性模量E值为188000MPa,剪切弹性模量G值为78800MPa。
[0033] 所述的复合玻璃钢按原料按重量份包括:改性UPR树脂38份,玻璃纤维21份,聚 丙烯腈基碳纤维2份,铁纤维2份,水镁石8份,高岭土 23份,硅烷偶联剂2. 4份,邻苯二甲 酸二异壬酯10份,亚磷酸酯1. 5份,润滑剂1. 15份,紫外光吸收剂苯并三唑0. 5份,抗氧剂 224所述的移动阀芯70整体采用.45份,所述改性UPR树脂为用碱式硫酸镁晶须填充改性 的UPR树脂。该复合玻璃钢具有高强度且耐腐蚀。
[0034] 所述的螺纹弹簧杆55直径为108毫米,所述的弹簧杆外螺纹25为M105X4,所述 的螺纹弹簧内筒16内径为37毫米,所述的螺纹弹簧内筒16外径为333,筒外螺纹91外径 为387毫米,所述的避震器上端头23与避震器下端头82之间的距离为3550毫米。
[0035] 本发明的关键零部件螺纹单向阀90组装过程如下: 1.移动阀芯70与成对半开筒60组装,见图6、图7。
[0036] 方法一:将成对半开筒60的两对半分别都放置到移动阀芯70的上空腔密封面63 和下空腔密封面69之间,使得成对半开筒60的两端与上空腔密封面63和下空腔密封面69 之间密闭配合固定,且通过成对半开筒60自身的半开筒连接孔65用螺栓螺母组件密闭配 合固定,在移动阀芯70的上圆锥筒73和下圆锥筒79与成对半开筒60形成了密闭的环状 空腔66。
[0037]方法二:将成对半开筒60的两对半分别都放置到移动阀芯70的上空腔密封面63 和下空腔密封面69之间,使得成对半开筒60的两端与上空腔密封面63和下空腔密封面69 之间密闭配合固定,且通过成对半开筒60自身的半开筒连接孔65用高频焊接密闭配合固 定,在移动阀芯70的上圆锥筒73和下圆锥筒79与成对半开筒60形成了密闭的环状空腔 66〇
[0038] 2.螺纹单向阀90整体组装,见图4、图5、图8、图9和图10。
[0039] 第一步:将上导流体30的定位上三筋板35放置在外螺接阀体50的上台阶孔53 内,用一个锥孔压盖40的压盖外螺纹93与上台阶孔53侧的紧固内螺孔54螺旋配合固定 住上导流体30的定位上三筋板35。
[0040] 第二步:将移动阀芯70套入上导流体30的圆柱阀杆31,使得上圆锥筒73外圆以 及下圆锥筒79外圆与外螺接阀体50的内圆通孔57之间为滑动配合;移动阀芯70上的阀 芯上内圆74和阀芯中内圆75以及阀芯下内圆76均与圆柱阀杆31外圆之间为滑动配合。
[0041] 第三步:将下导流体80的定位下三筋板85放置在外螺接阀体50的下台阶孔58 内,用另一个锥孔压盖40的压盖外螺纹93与下台阶孔58侧的紧固内螺孔54螺旋配合固 定住下导流体80的定位下三筋板85,下导流体80的下导流光孔89内圆与圆柱阀杆31外 圆之间滑动配合,下导流光孔89底端与圆柱阀杆31下端面之间有2毫米的装配间隙39。
[0042] 第四步:管路连接,将外螺接阀体50上端的阀体外螺纹92与泵吸管上段94下端 内螺纹连接,将外螺接阀体50下端的阀体外螺纹92与过滤吸管下段52上端内外螺纹连 接,组装完毕。
[0043] 使用过程,螺纹单向阀90整体垂直放置,带有环状空腔66的移动阀芯70整体比 重为每1毫米立方的重量为1. 05克,螺纹单向阀90静态时处于截止关闭状态。
[0044] 图4中,来自过滤吸管下段52的冷却海水自下而上流动时,推动移动阀芯70上 移,冷却海水经过位于本发明下端的锥孔压盖40的圆锥柱孔96与下导流体80之间流经定 位下三筋板85所处流道,进入到移动阀芯70的下圆锥筒79与下圆锥体78之间有三叶下 连筋77所处流道,再流经流道圆杆34外圆与阀芯中内圆75之间的通道,进入到三叶上连 筋71所处流道,再流经定位上三筋板35所处流道后,从位于本发明上端的锥孔压盖40的 圆锥柱孔96与上导流体30之间流出进入到泵吸管上段94。
[0045] 图5中,来自机电转换冷却系统外的泵吸管上段94中的冷却海水因意外情况自上 而下逆流时,推动移动阀芯70下移,移动阀芯70上的阀芯中内圆75与圆柱阀杆31外圆之 间为精密滑动配合,定位下三筋板85与定位上三筋板35之间的流道被截止关闭。自上而 下的冷却海水从位于本发明上端的锥孔压盖40的圆锥柱孔96与上导流体30之间,进入定 位上三筋板35所处流道,再进入到三叶上连筋71所处流道后被止住,有效阻止逆流避免了 意外事故发生,且工作全程无需额外消耗任何能耗就能实现单向阀功效。
[0046] 本发明的关键零部件螺纹弹簧双向避震器45组装过程如下: (一)、所述的螺纹弹簧杆55光轴一端与双向弹簧座24内孔之间过盈配合固定成一体, 所述的螺纹弹簧内筒16光孔一端与第二弹簧座20外圆之间过盈配合固定成一体。
[0047](二)、先将第二双向弹簧64从螺纹弹簧杆55螺纹一端套入,并使第二双向弹簧64 一端抵住双向弹簧座24 -侧面,再将螺纹弹簧杆55上的弹簧杆外螺纹25 -端穿越第二弹 簧座20内孔,使得弹簧杆外螺纹25与螺纹导向外筒27上的外筒螺孔15相配合紧固,实现 第二双向弹簧64另一端抵住第二弹簧座20。
[0048](三)、先将第一双向弹簧56放入螺纹弹簧内筒16之中,再将内筒外螺纹91与所 述的螺纹第一弹簧座17上的内螺纹连接固定,使第一双向弹簧56-端抵住双向弹簧座24 另一侧面,螺纹第一弹簧座17抵住第一双向弹簧56另一端,安装完毕。
[0049](四)、将三个螺纹弹簧双向避震器45上的避震器上端头23依次与作业平台10的 三条边上都有平台铰链44相连接,将螺纹弹簧双向避震器45上的避震器下端头82与固定 支脚46相连接。
[0050] 蓄能储存柜48与机电转换机组41之间都有连接导线49,当海风吹动风叶转轮43 旋转,继而带动风轮转轴42旋转,在机电转换机组41内部将机械能转换为电能,通过连接 导线49将电能储存在蓄能储存柜48之中或是直接提供给岛礁上的人们使用。
[0051] 在海浪冲击下,当螺纹弹簧双向避震器45承受着拉力负荷之时,螺纹弹簧双向避 震器45中的第一双向弹簧56受压缩,而第二双向弹簧64被拉伸; 在海浪冲击下,当螺纹弹簧双向避震器45承受着压力负荷之时,则螺纹弹簧双向避震 器45中的第一双向弹簧56被拉伸,而第二双向弹簧64受压缩。
[0052] 无论受到压力还是受到拉力冲击,螺纹弹簧双向避震器45都能够起到避震的作 用。
[0053] 本发明具备以下突出的实质性特点和显著的进步: 一、作业平台10的三条边上都有平台铰链44与螺纹弹簧双向避震器45 -端相连接, 螺纹弹簧双向避震器45另一端与固定支脚46相连接,且所述的螺纹弹簧双向避震器45与 所述的作业平台10平面之间呈现45度夹角布置,确保作业平台10平稳固定。
[0054] 二、螺纹弹簧双向避震器45采用螺纹连接结构形成双弹簧组合避震,每只螺纹弹 簧双向避震器45都能同时承受拉力或压力,确保作业平台10能抵御来自任何任何方位的 海浪冲击。
[0055] 三、移动阀芯70的上空腔密封面63和下空腔密封面69之间,密闭配合固定有成 对半开筒60,形成了密闭的环状空腔66,采使得移动阀芯整体比重略重于海水比重,能随 着介质流动方向而移动,工作全程无需额外消耗任何能耗就能实现单向阀功能;上导流体 30上的圆柱阀杆31外圆与下导流体80平面端的下导流光孔89内圆之间为滑动配合,且 下导流光孔89底端与圆柱阀杆31下端面之间有装配间隙39,结合两只锥孔压盖40的压 盖外螺纹93分别与上台阶孔53上端的紧固内螺孔54以及下台阶孔58下端的紧固内螺孔 54螺旋紧固定位,降低了加工精度要求,便于装配; 四、采用高强度耐腐蚀的钨锰合金钢所制成的第一双向弹簧56和所述的第二双向弹 簧64与316常规不锈钢所制成的第一双向弹簧56和所述的第二双向弹簧64对比,其使用 寿命更加延长。
[0056] 复合6尼龙材料的移动阀芯70使用寿命比常规不锈钢材质要长。
[0057] 氧化锆陶瓷材料的上导流体30和所述的下导流体80外表面的表面粗糙度受损程 度远小于常规不锈钢材质的表面粗糙度受损程度。
[0058] 五、机电转换机组41中配备了机电转换机组冷却系统,特别是冷却用泵38前置有 螺纹单向阀90,不但可确保机电转换机组41长期运行不会发热,而且冷却用泵38可以无需 添加引水就可遥控启动,实现了自动操控。
[0059] 应用螺纹单向阀90能确保每年系统设备大检修之前能正常运行,彻底消除了因 单向阀故障引发冷却事故,减少了岛礁环境恶劣修理困难的昂贵维修费用。
[0060] (表1)氧化锆陶瓷的上导流体30和所述的下导流体80与常规316不锈钢的上 导流体30和所述的下导流体80的耐腐蚀磨损实验数据对比
Figure CN104775991AD00121
由表1的对照数据可以得出:氧化锆陶瓷材质的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规316 不锈钢。
[0061] (表2)为第一双向弹簧56和所述的第二双向弹簧64为鹤猛合金钢材料,与第一 双向弹簧56和所述的第二双向弹簧64为常规弹簧钢材质的表面腐蚀受损程度实验数据对 比
Figure CN104775991AD00131
由表2的对照数据可以得出:钨锰合金钢的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规弹簧钢。
[0062](表3)为复合6尼龙材料的移动阀芯70与常规不锈钢材料的移动阀芯70的耐 腐蚀磨损实验数据对比
Figure CN104775991AD00132
由表3的对照数据可以得出:复合6尼龙的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规不锈钢。[0063]本发明能确保每年系统设备大检修之前能正常运行,较好地消除了因单向阀故障 影响海上风力发电平台机电转换机组冷却系统停止故障的隐患。

Claims (5)

1. 一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,作业平台(10)的三条边上都有平 台铰链(44)与螺纹弹簧双向避震器(45)上端头相连接,螺纹弹簧双向避震器(45)下端头 与固定支脚(46)相连接,所述的作业平台(10)上固定安装有机电转换机组(41)和蓄能 储存柜(48)以及冷却用泵(38),蓄能储存柜(48)与机电转换机组(41)之间有连接导线 (49),冷却用泵(38)排出口与机电转换机组(41)间有冷却导管(47),所述的机电转换机组 (41)顶盖上有风轮转轴(42)伸出,风轮转轴(42)固定支撑着风叶转轮(43),所述的冷却 用泵(38)的泵吸管上段(94)与过滤吸管下段(52)之间还串联有螺纹单向阀(90),其特征 是: 所述的螺纹弹簧双向避震器(45)包括螺纹弹簧杆(55)、螺纹弹簧内筒(16)、螺纹导 向外筒(27)、螺纹第一弹簧座(17)以及第一双向弹簧(56)和第二双向弹簧(64);所述的 螺纹弹簧杆(55)光轴一端固定有双向弹簧座(24),双向弹簧座(24)外圆与所述的螺纹弹 簧内筒(16)内孔之间为可轴向滑动配合;所述的螺纹弹簧杆(55)另一端有弹簧杆外螺纹 (25),弹簧杆外螺纹(25)外径尺寸小于或等于所述的螺纹弹簧杆(55)外径尺寸;所述的 螺纹弹簧内筒(16)光孔一端固定有第二弹簧座(20),第二弹簧座(20)内孔与所述的螺纹 弹簧杆(55)外圆之间为可轴向滑动配合;所述的螺纹弹簧内筒(16)另一端有内筒外螺纹 (91),内筒外螺纹(91)与所述的螺纹第一弹簧座(17)上的内螺纹连接固定,螺纹第一弹簧 座(17)外端有避震器下端头(82),避震器下端头(82)与所述的固定支脚(46)相连接;所 述的螺纹导向外筒(27)开孔端的内孔圆筒壁与所述的螺纹弹簧内筒(16)外圆之间为滑动 配合,所述的螺纹导向外筒(27)盲孔端有外筒螺孔(15),外筒螺孔(15)外端有避震器上端 头(23),避震器上端头(23)与所述的平台铰链(44)相连接;所述的外筒螺孔(15)与所述 的弹簧杆外螺纹(25)紧固连接;所述的双向弹簧座(24)与所述的螺纹第一弹簧座(17)之 间固定有所述的第一双向弹簧(56),所述的双向弹簧座(24)与所述的第二弹簧座(20)之 间固定有所述的第二双向弹簧(64); 所述的螺纹单向阀(90)包括:外螺接阀体(50)、上导流体(30)、成对半开筒(60)、移 动阀芯(70)、下导流体(80)以及上下对称布置的锥孔压盖(40),所述的外螺接阀体(50) 外圆的上下两端有阀体外螺纹(92),所述的外螺接阀体(50)的内圆通孔(57)上下分别有 上台阶孔(53)和下台阶孔(58),所述的上台阶孔(53)上端以及所述的下台阶孔(58)下端 分别都有紧固内螺孔(54);所述的上导流体(30)平面端固定连接着上圆柱体(32),上圆柱 体(32)与流道圆杆(34)之间有圆锥面过渡连接,流道圆杆(34)与圆柱阀杆(31)之间有 圆锥面过渡连接,所述的上圆柱体(32)外圆尺寸与所述的圆柱阀杆(31)外圆尺寸相同;所 述的上导流体(30)外圆弧面上有定位上三筋板(35),定位上三筋板(35)外缘与所述的上 台阶孔(53)之间为滑动配合, 位于上方的锥孔压盖(40)的压盖外螺纹(93)与所述的上台阶孔(53)上端的紧固 内螺孔(54)相结合,位于上方的锥孔压盖(40)的压盖内端面(97)将所述的定位上三筋 板(35)固定在所述的上台阶孔(53)上;所述的下导流体(80)平面端有下导流光孔(89) 内圆与圆柱阀杆(31)外圆之间为滑动配合,所述的下导流光孔(89)底端与所述的圆柱阀 杆(31)下端面之间有装配间隙(39);所述的下导流体(80)外圆弧面上有定位下三筋板 (85),定位下三筋板(85)外缘与所述的下台阶孔(58)之间为滑动配合,位于下方所述的锥 孔压盖(40)的压盖外螺纹(93)与所述的下台阶孔(58)下端的紧固内螺孔(54)相结合, 位于下方的锥孔压盖(40)的压盖内端面(97)将所述的定位下三筋板(85)固定在所述的 下台阶孔(58)上; 所述的移动阀芯(70)的上圆锥筒(73)与上圆锥体(72)之间有三叶上连筋(71)相连 接,所述的移动阀芯(70 (的下圆锥筒(79)与下圆锥体(78)之间有三叶下连筋(77)相连 接,所述的上圆锥筒(73)外圆与所述的下圆锥筒(79)外圆相等,所述的上圆锥筒(73)外 圆与所述的下圆锥筒(79)外圆均与所述的内圆通孔(57)之间为滑动配合;所述的上圆锥 体(72)上的阀芯上内圆(74)与所述的上圆柱体(32)外圆之间为滑动配合,所述的移动阀 芯(70)上的阀芯中内圆(75)与所述的下圆锥体(78)上的阀芯下内圆(76)尺寸相同,且 所述的阀芯中内圆(75)与所述的阀芯下内圆(76)均与所述的圆柱阀杆(31)外圆之间为 滑动配合;所述的上圆锥筒(73)上的上空腔密封面(63)与所述的下圆锥筒(79)上的下空 腔密封面(69)之间密闭配合固定着成对半开筒(60),成对半开筒(60)外圆小于等于所述 的上圆锥筒(73)外圆以及所述的下圆锥筒(79)外圆,所述的成对半开筒(60)的对开面上 有半开筒连接孔(65);所述的定位上三筋板(35)和所述的定位下三筋板(85)的每片筋板 厚度为6至7毫米; 所述的第一双向弹簧(56)和所述的第二双向弹簧(64)都是整体采用高强度耐腐蚀的 钨锰合金钢材料,所述的螺纹弹簧内筒(16)和所述的螺纹导向外筒(27)以及所述的螺纹 弹簧杆(55)都是整体采用氧化锆陶瓷; 所述的上导流体(30)和所述的下导流体(80)都采用氧化锆陶瓷,所述的移动阀芯 (70)整体采用高强度的复合6尼龙材料,所述的内螺接阀体(50)采用复合玻璃钢。
2. 根据权利要求1所述的一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,其特征是: 所述的氧化锆陶瓷以&02 (二氧化锆)复合材料为基料,配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaGCh(碳酸钡)及结合粘土组成,并且其各组分的重量百分比含量为ZrC^ :93~95%、 MgO: 1. 5 ~1. 7%、BaCO; : 1. 7 ~1. 9%、结合粘土 : 2. 5 ~2. 7% ; 所述的复合6尼龙材料为以尼龙6树脂为主要成分,由下列重量百分比的组分所构成: 尼龙6树脂:81~82%、玻璃纤维:6. 1~6. 3%、抗老化剂:0. 8~0. 9%、耐磨剂:1. 3~1. 5%、 固化剂:3. 3~3. 5%、增韧剂:2. 2~2. 4%,余量为阻燃剂或抗静电剂; 所述的钨锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成:W(钨):12. 6~12. 8%、Mn(锰): 6. 2 ~6. 4%、CR(铬):2. 6 ~2. 8%、Mo(钼):1. 2 ~1. 4%、Ni(镍):2. 2 ~2. 4%、Nb(铌): 1. 1~1.3%、C(碳):1.0~1.2%,余量为Fe(铁)及不可避免的杂质;所述杂质的重量百 分比含量为:Sn(锡)少于0.06%、Si(硅)少于0.23%、S(硫)少于0. 012%、P(磷)少于 0. 013%。
3. 根据权利要求1所述的一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,其特征是: 所述的螺纹弹簧杆(55)直径为102至108毫米,所述的弹簧杆外螺纹(25)为M100X3或 M105X4。
4. 根据权利要求1所述的一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,其特征是: 所述的螺纹弹簧内筒(16)内径为306至308毫米,所述的螺纹弹簧内筒(16)外径为332 至334毫米,筒外螺纹(91)外径为386至388毫米。
5. 根据权利要求1所述的一种外螺纹阀钨锰合金弹簧岛礁海风发电系统,其特征是: 所述的避震器上端头(23)与避震器下端头(82)之间的距离为3540至3560毫米。
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