CN104832379A - 一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台 - Google Patents

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CN104832379A CN201510145390.6A CN201510145390A CN104832379A CN 104832379 A CN104832379 A CN 104832379A CN 201510145390 A CN201510145390 A CN 201510145390A CN 104832379 A CN104832379 A CN 104832379A
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Abstract

本发明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内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,作业平台的三条边上都有平台铰链与焊接弹簧双向缓冲器上孔端头相连接,作业平台上固定安装有机械能转换电能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内螺纹单向阀,作为改进:上半阀芯和下半阀芯之间的下筒外螺纹与上筒内螺纹密闭相配合,密封上端面与密封下端面之间密闭固定着空腔圆筒两端面,形成了密闭的环状空腔,采用空腔结构使得上半阀芯和下半阀芯所组合阀芯体的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。

Description

一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台
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内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台。
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:抗海浪冲击缓冲能力 差。由于抗海浪冲击缓冲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,采用高效缓冲措施,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铬锰合金焊接弹簧双向缓冲器结构,结合内螺纹单向阀的风 能发电平台,来解决岛礁风能发电设备的技术瓶颈,具体如下: 一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,包括:作业平台的三条边上都有平台 铰链与焊接弹簧双向缓冲器上孔端头相连接,焊接弹簧双向缓冲器下孔端头与固定支脚相 连接,所述的作业平台上固定安装有机械能转换电能机组和蓄能储存柜以及冷却用泵,蓄 能储存柜与机械能转换电能机组之间有连接导线,冷却用泵排出口与机械能转换电能机组 间有冷却导管,所述的机械能转换电能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内螺纹单向阀,作 为改进: 所述的焊接弹簧双向缓冲器包括焊接弹簧杆、焊接弹簧内筒、焊接导向外筒、焊接第 一弹簧座以及第一双向弹簧和第二双向弹簧,所述的焊接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焊接弹簧内筒内孔之间为可轴向滑动配合;所述的焊接弹簧 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焊接弹簧杆外径尺 寸; 所述的焊接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焊接弹簧 杆外圆之间为可轴向滑动配合;所述的焊接弹簧内筒另一端有内筒焊接坡口,内筒焊接坡 口与所述的焊接第一弹簧座连接固定处有焊接环缝,所述的焊接第一弹簧座外端有缓冲器 下孔端头,缓冲器下孔端头与所述的固定支脚相连接; 所述的焊接导向外筒开孔端的内孔圆筒壁与所述的焊接弹簧内筒外圆之间为滑动配 合,所述的焊接导向外筒盲孔端有外筒螺孔,外筒螺孔外端与缓冲器上孔端头之间有连接 焊缝,所述的缓冲器上孔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焊接第 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; 所述的内螺纹单向阀包括:内螺接头阀体、上导流体、下导流体以及上半阀芯和下半阀 芯,所述的内螺接头阀体外圆的上下两端有阀体内螺纹,所述的内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四筋板,定位上四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内螺纹与所述的上台阶孔上端的紧固内螺孔相 结合,锥孔压盖的压盖内端面将所述的定位上四筋板与所述的内螺接阀体固定住;所述的 下导流体平面端有下导流光孔内圆与所述的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四筋板,定位下四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内螺纹与所述的下台阶孔下端的紧固内螺 孔相结合将所述的定位下四筋板与所述的内螺接阀体固定住; 所述的上半阀芯的上圆锥筒与上圆锥体之间有三叶上连筋相连接,所述的上圆锥筒外 缘连接有密封上端面,所述的上圆锥筒内缘连接有上筒内螺纹,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;所述的下半阀芯的下圆锥筒与下圆锥体之 间有三叶下连筋相连接,所述的下圆锥筒外缘连接有密封下端面,所述的下圆锥筒内缘连 接有下筒外螺纹与所述的上筒内螺纹密闭相配合; 所述的下圆锥体上有阀芯下内圆,所述的下筒外螺纹处有阀芯中内圆,阀芯中内圆与 所述的阀芯下内圆尺寸相同,且所述的阀芯中内圆和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; 所述的密封上端面与所述的密封下端面之间密闭固定着空腔圆筒两端面,空腔圆筒与 所述的内圆通孔之间为间隙配合;所述的上圆锥筒外圆与所述的下圆锥筒外圆相等且均与 所述的内圆通孔之间为滑动配合;所述的定位上四筋板以及所述的定位下四筋板的每片筋 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铬锰 合金钢材料,所述的焊接弹簧内筒和所述的焊接导向外筒以及所述的焊接弹簧杆都是整体 采用氧化铈陶瓷; 所述的上导流体和所述的下导流体80都采用氧化铈陶瓷,所述的上半阀芯和下半阀 芯都是整体采用高强度耐腐蚀的复合66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:所述的氧化铈陶瓷以Ce〇2 (二氧化铈)为基料,配以矿化 剂Mg0(氧化镁)、BaOD3 (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 Ce02 :87. 2 ~87. 8%、MgO: 4. 4 ~4. 6%、BaCCh:屯 5 ~4. 7%、结合粘土 :3. 3 ~3. 5% ; 所述的复合66尼龙材料为以尼龙66树脂为主要成分,由下列重量百分比的组分所构 成:尼龙66树脂:83~84%、玻璃纤维:6. 3~6. 5%、抗老化剂:0. 5~0. 7%、耐磨剂:1. 0~ 1. 2%、固化剂:3. 6~3. 8%、增韧剂:2. 5~2. 7%,余量为阻燃剂或抗静电剂; 所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成:Cr(铬):12. 3~12. 5%、Mn(锰): 6. 3 ~6. 5%、W(钨):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)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铬锰合金钢材料主要性能参数为:拉伸弹性模量E值为189000MPa,剪 切弹性模量G值为78900MPa。
[0011] 作为进一步改进:所述的焊接弹簧杆直径为102至108毫米,所述的弹簧杆外螺纹 25 为M100X3 或M105X4。
[0012] 作为进一步改进:所述的焊接弹簧内筒内径为306至308毫米,所述的焊接弹簧内 筒外径为332至334毫米,弹簧缸焊接91外径为386至388毫米。
[0013] 作为进一步改进:所述的缓冲器上孔端头与缓冲器下孔端头之间的距离为3540 至3560晕米。
[0014] 作为进一步改进:所述的焊接弹簧双向缓冲器与所述的作业平台平面之间呈现 45度夹角布置。
[0015] 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焊接弹簧双向缓冲器一端相连接,焊接弹簧 双向缓冲器另一端与固定支脚46相连接,且所述的焊接弹簧双向缓冲器45与所述的作业 平台平面之间呈现度夹角布置,确保作业平台平稳固定。
[0016] 二、焊接弹簧双向缓冲器采用焊接连接结构形成双弹簧组合缓冲,每只焊接弹簧 双向缓冲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。
[0017] 三、上半阀芯和下半阀芯之间的下筒外螺纹与上筒内螺纹密闭相配合,密封上端 面与密封下端面之间密闭固定着空腔圆筒两端面,形成了密闭的环状空腔,采用空腔结构 使得上半阀芯和下半阀芯所组合阀芯体的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。
[0018] 四、本发明的关键零部件分部采用高强度耐腐蚀的铬锰合金钢和氧化铈陶瓷以及 复合66尼龙,有效提高使用寿命,减少维修费用。
附图说明
[0019] 图1为本发明的整体侧面示意图。
[0020] 图2为图1俯视图。
[0021] 图3为图1或图2中的焊接弹簧双向缓冲器45放大剖面示意图。
[0022] 图4是图1中的内螺纹单向阀90过轴心线的剖面图正向流通状态。
[0023] 图5是图4中的内螺纹单向阀90过轴心线处于反向截止状态。
[0024] 图6是图4或图5中的上半阀芯60和下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体的立 体剖面图。
[0025] 图7是图4或图5中的上半阀芯60和下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体的剖 面图。
[0026] 图8是图4中的A~A剖视图。
[0027] 图9是图4中的B~B剖视图。
[0028] 图10是图4中的C~C剖视图。
[0029] 图11是图4或图5中的位于上方的锥孔压盖40的压盖内螺纹93与上台阶孔53 上端的紧固内螺孔54相结合所处部位的局部放大图。
[0030] 图12是图4中的上导流体30、上半阀芯60和下半阀芯70以及下导流体80所处 部位的局部放大图。
[0031] 图13是图5中的上导流体30、上半阀芯60和下半阀芯70以及下导流体80所处 部位的局部放大图。
[0032] 图14是图4或图5中的位于下方的锥孔压盖40的压盖内螺纹93与下台阶孔58 上端的紧固内螺孔54相结合所处部位的局部放大图。
具体实施方式
[0033] 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:一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,包括:作业平台 10的三条边上都有平台铰链44与焊接弹簧双向缓冲器45上孔端头相连接,焊接弹簧双向 缓冲器45下孔端头与固定支脚46相连接,所述的作业平台10上固定安装有机械能转换电 能机组41和蓄能储存柜48以及冷却用泵38,蓄能储存柜48与机械能转换电能机组41之 间有连接导线49,冷却用泵38排出口与机械能转换电能机组41间有冷却导管47,所述的 机械能转换电能机组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77之间还串联有内螺纹单向阀90,作 为改进: 所述的焊接弹簧双向缓冲器45包括焊接弹簧杆55、焊接弹簧内筒16、焊接导向外筒 27、焊接第一弹簧座91以及第一双向弹簧56和第二双向弹簧76,所述的焊接弹簧杆55光 轴一端固定有双向弹簧座24,双向弹簧座24外圆与所述的焊接弹簧内筒16内孔之间为可 轴向滑动配合;所述的焊接弹簧杆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焊接弹簧杆55外径尺寸;所述的焊接弹簧内筒16光孔一端固定有第 二弹簧座20,第二弹簧座20内孔与所述的焊接弹簧杆55外圆之间为可轴向滑动配合;所 述的焊接弹簧内筒16另一端有内筒焊接坡口 17,内筒焊接坡口 17与所述的焊接第一弹簧 座91连接固定处有焊接环缝99,所述的焊接第一弹簧座91外端有缓冲器下孔端头82,缓 冲器下孔端头82与所述的固定支脚46相连接;所述的焊接导向外筒27开孔端的内孔圆 筒壁与所述的焊接弹簧内筒16外圆之间为滑动配合,所述的焊接导向外筒27盲孔端有外 筒螺孔15,外筒螺孔15外端与缓冲器上孔端头23之间有连接焊缝88,所述的缓冲器上孔 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与所述的焊接第一弹簧座91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76 ; 所述的第一双向弹簧56和所述的第二双向弹簧76都是整体采用高强度耐腐蚀的铬锰 合金钢材料,所述的焊接弹簧内筒16和所述的焊接导向外筒27以及所述的焊接弹簧杆55 都是整体采用氧化铈陶瓷; 图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14中,所述的内螺纹单向 阀90包括:内螺接头阀体50、上导流体30、下导流体80以及上半阀芯60和下半阀芯70, 所述的内螺接头阀体50外圆的上下两端有阀体内螺纹92,所述的内螺接阀体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四筋板35,定位上四筋板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的压盖内螺纹93与所述的上台阶孔53上端的紧固内螺 孔54相结合,锥孔压盖40的压盖内端面97将所述的定位上四筋板35与所述的内螺接阀 体50固定住;所述的下导流体80平面端有下导流光孔89内圆与所述的圆柱阀杆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四筋板85,定位下四筋板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的压盖内螺纹93与所述的下台阶 孔58下端的紧固内螺孔54相结合将所述的定位下四筋板85与所述的内螺接阀体50固定 住;所述的上半阀芯60的上圆锥筒69与上圆锥体68之间有三叶上连筋61相连接,所述的 上圆锥筒69外缘连接有密封上端面62,所述的上圆锥筒69内缘连接有上筒内螺纹63,所 述的上圆锥体68上的阀芯上内圆64与所述的上圆柱体32外圆之间为滑动配合;所述的下 半阀芯70的下圆锥筒79与下圆锥体78之间有三叶下连筋71相连接,所述的下圆锥筒79 外缘连接有密封下端面72,所述的下圆锥筒79内缘连接有下筒外螺纹73与所述的上筒内 螺纹63密闭相配合;所述的下圆锥体78上有阀芯下内圆74,所述的下筒外螺纹73处有阀 芯中内圆75,阀芯中内圆75与所述的阀芯下内圆74尺寸相同,且所述的阀芯中内圆75和 所述的阀芯下内圆74均与所述的圆柱阀杆31外圆之间为滑动配合;所述的密封上端面62 与所述的密封下端面72之间密闭固定着空腔圆筒65两端面,空腔圆筒65与所述的内圆通 孔57之间为间隙配合;所述的上圆锥筒69外圆与所述的下圆锥筒79外圆相等且均与所述 的内圆通孔57之间为滑动配合;所述的定位上四筋板35以及所述的定位下四筋板85的每 片筋板厚度为6至7毫米。
[0034] 所述的上导流体30和所述的下导流体80都采用氧化铈陶瓷,所述的上半阀芯60 和下半阀芯70都是整体采用高强度耐腐蚀的复合66尼龙材料,所述的内螺接阀体50采 用复合玻璃钢; 实施例中。
[0035] 所述的氧化铈陶瓷以Ce02 (二氧化铈)为基料,配以矿化剂Mg0(氧化镁)、 BaCCK(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Ce〇2 :87.5%、 MgO: 4. 5%、BaCCh:4. 6%、结合粘土 :3. 4% ; 所述的复合66尼龙材料为以尼龙66树脂为主要成分,由下列重量百分比的组分所构 成:尼龙66树脂:83. 5%、玻璃纤维:6. 4%、抗老化剂:0. 6%、耐磨剂:1. 1%、固化剂:3. 7%、增 韧剂:2. 6%,余量为阻燃剂或抗静电剂; 所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成:Cr(铬):12. 4%、Mn(锰):6. 4%、W(钨):2. 7%、Mo(钼):1. 3%、Ni(镍):2. 3%、Nb(铌):1. 2%、C(碳):1. 1%,余量为Fe(铁) 及不可避免的杂质;所述的高强度耐腐蚀的铬锰合金钢材料主要性能参数为:拉伸弹性模 量E值为189000MPa,剪切弹性模量G值为78900MPa。
[0036] 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 22460. 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。
[0037] 所述的焊接弹簧杆55直径为108毫米,所述的弹簧杆外螺纹25为M105X4,所述 的焊接弹簧内筒16内径为37毫米,所述的焊接弹簧内筒16外径为333,弹簧缸焊接91外 径为387毫米,所述的缓冲器上孔端头23与缓冲器下孔端头82之间的距离为3550毫米。
[0038] 本发明的关键零部件内螺纹单向阀90组装过程如下: 1.下半阀芯70与上半阀芯60组装,见图6、图7。
[0039] 上筒内螺纹63和下筒外螺纹73上均涂上环氧树脂密封胶,密封上端面62和密封 下端面72以及空腔圆筒65两端面上均涂上环氧树脂密封胶。
[0040] 将上半阀芯60上的上筒内螺纹63与下半阀芯70上的下筒外螺纹73旋转配合, 使得上半阀芯60上的密封上端面62与下半阀芯70上的密封下端面72将空腔圆筒65两 端面密闭固定,形成了密闭的环状空腔66。
[0041] 2.内螺纹单向阀90整体组装,见图4、图5、图8、图9和图10。
[0042] 第一步:将上导流体30的定位上四板35放置在内螺接阀体50的上台阶孔53内, 用一个锥孔压盖40的压盖内螺纹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的定位上四板35。
[0043] 第二步:将已经组装成一体的下半阀芯70与上半阀芯60中的阀芯上内圆64和阀 芯中内圆75以及阀芯下内圆74依次滑动配合套入圆柱阀杆31。
[0044] 第三步:将下导流体80的定位下四板85放置在内螺接阀体50的下台阶孔58内, 用另一个锥孔压盖40的压盖内螺纹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的定位下四板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1. 5毫米的装配间隙39。
[0045] 第四步:管路连接,将内螺接阀体50上端的阀体内螺纹92与泵吸管上段94下端 外螺纹连接,将内螺接阀体50下端的阀体内螺纹92与过滤吸管下段77上端外螺纹连接, 组装完毕。
[0046] 使用过程中,内螺纹单向阀90整体垂直放置,带有环状空腔66的上半阀芯60和 下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体整体比重为每1毫米立方的重量为1. 05克,内螺纹单 向阀90静态时处于截止关闭状态。
[0047] 图4中,来自过滤吸管下段77的冷却海水自下而上流动时,推动上半阀芯60和下 半阀芯70以及空腔圆筒65组合体上移,冷却海水经过位于内螺纹单向阀90下端的锥孔压 盖40的圆锥柱孔96与下导流体80之间流经定位下四板85所处流道,进入到上半阀芯60 和下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体的下圆锥筒79与下圆锥体78之间有三叶下连筋71 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61所 处流道,再流经定位上四板35所处流道后,从位于内螺纹单向阀90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。
[0048] 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,推动上半阀芯60和下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体下移,上半阀芯60 和下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体上的阀芯中内圆75与圆柱阀杆31外圆精密滑动配 合,定位下四板85与定位上四板35之间的流道被截止关闭。自上而下的冷却海水从位于 内螺纹单向阀90上端的锥孔压盖40的圆锥柱孔96与上导流体30之间,进入定位上四板 35所处流道,再进入到三叶上连筋61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。
[0049] 内螺纹单向阀90整体部件中无弹簧等任何阻碍零件的,采用带有环状空腔66的 上半阀芯60和下半阀芯70以及空腔圆筒65组合体整体静态时处于截止关闭状态技术,由 机电转换冷却系统管路中的冷却海水自身流动方向来切换畅通或截止状态,整个工作全程 无需额外消耗任何能耗就能实现单向阀功效。
[0050] 本发明的关键零部件焊接弹簧双向缓冲器45组装过程如下: (一)、所述的焊接弹簧杆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, 所述的焊接弹簧内筒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。
[0051](二)、先将第二双向弹簧76从焊接弹簧杆55螺纹一端套入,并使第二双向弹簧76 一端抵住双向弹簧座24 -侧面,再将焊接弹簧杆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与焊接导向外筒27上的外筒螺孔15相配合紧固,实现 第二双向弹簧76另一端抵住第二弹簧座20。
[0052](三)、先将第一双向弹簧56放入焊接弹簧内筒16之中,并使第一双向弹簧56 - 端抵住双向弹簧座24另一侧面,再用专用夹具将焊接第一弹簧座91抵住第一双向弹簧56 另一端,并使得焊接第一弹簧座91与内筒焊接坡口 17持平,采用焊接工艺在焊接第一弹簧 座91外缘与所述的内筒焊接坡口 17上之间焊接形成焊接环缝99,安装完毕。
[0053] (四)、将三个焊接弹簧双向缓冲器45上的缓冲器上孔端头23依次与作业平台10 的三条边上都有平台铰链44相连接,将焊接弹簧双向缓冲器45上的缓冲器下孔端头82与 固定支脚46相连接。
[0054] 蓄能储存柜48与机械能转换电能机组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,在机械能转换电能机组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。
[0055] 在海浪冲击下,当焊接弹簧双向缓冲器45承受着拉力负荷之时,焊接弹簧双向缓 冲器45中的第一双向弹簧56受压缩,而第二双向弹簧76被拉伸; 在海浪冲击下,当焊接弹簧双向缓冲器45承受着压力负荷之时,则第一双向弹簧56被 拉伸,而第二双向弹簧76受压缩。
[0056] 无论受到压力还是受到拉力冲击,焊接弹簧双向缓冲器45都能够起到缓冲的作 用。
[0057] 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与焊接弹簧双向缓冲器45 -端相连接, 焊接弹簧双向缓冲器45另一端与固定支脚46相连接,且所述的焊接弹簧双向缓冲器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。
[0058] 二、焊接弹簧双向缓冲器45采用焊接连接结构形成双弹簧组合缓冲,每只焊接弹 簧双向缓冲器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。
[0059] 三、内螺纹单向阀90整体部件中无弹簧等任何阻碍零件的,采用带有环状空腔66 的上半阀芯60和下半阀芯70组合体整体静态时处于截止关闭状态技术,由机电转换机组 冷却系统中的冷却海水自身流动方向来切换畅通或截止状态,整个工作全程无需额外消耗 任何能耗就能实现单向阀功效。
[0060] 四、采用高强度耐腐蚀的铬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76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76对比,其 使用寿命更加延长。
[0061] 复合66尼龙材料的上半阀芯60和下半阀芯70所组合阀芯的使用寿命比常规不 锈钢材质要长。
[0062] 氧化铈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。
[0063] 五、机械能转换电能机组41中配备了机电转换机组冷却系统,特别是冷却用泵38 前置有内螺纹单向阀90,不但可确保机械能转换电能机组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。
[0064] 应用内螺纹单向阀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。
[0065] (表1)氧化铈陶瓷的上导流体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 CN104832379AD00131
由表1的对照数据可以得出:氧化铈陶瓷材质的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规316 不锈钢。
[0066] (表2)为第一双向弹簧56和所述的第二双向弹簧76为络猛合金钢材料,与第一 双向弹簧56和所述的第二双向弹簧76为常规弹簧钢材质的表面腐蚀受损程度实验数据对 比
Figure CN104832379AD00132
由表2的对照数据可以得出:铬锰合金钢的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规弹簧钢。
[0067] (表3)为复合66尼龙材料的上半阀芯60和下半阀芯70所组合阀芯与常规不锈 钢材料的上半阀芯60和下半阀芯70所组合阀芯的耐腐蚀磨损实验数据对比
Figure CN104832379AD00141
由表3的对照数据可以得出:复合66尼龙的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规不锈钢。 [0068] 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 (6)

1. 一种内螺纹阀岛礁钨合金焊接弹簧风能发电平台,作业平台(10)的三条边上都 有平台铰链(44)与焊接弹簧双向缓冲器(45)上孔端头相连接,焊接弹簧双向缓冲器(45) 下孔端头与固定支脚(46)相连接,所述的作业平台(10)上固定安装有机械能转换电能机 组(41)和蓄能储存柜(48)以及冷却用泵(38),蓄能储存柜(48)与机械能转换电能机组 (41)之间有连接导线(49),冷却用泵(38)排出口与机械能转换电能机组(41)间有冷却导 管(47),所述的机械能转换电能机组(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(77)之 间还串联有内螺纹单向阀(90),其特征是: 所述的焊接弹簧双向缓冲器(45)包括焊接弹簧杆(55)、焊接弹簧内筒(16)、焊接导 向外筒(27)、焊接第一弹簧座(91)以及第一双向弹簧(56)和第二双向弹簧(76),所述的 焊接弹簧杆(55)光轴一端固定有双向弹簧座(24),双向弹簧座(24)外圆与所述的焊接弹 簧内筒(16)内孔之间为可轴向滑动配合;所述的焊接弹簧杆(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焊接弹簧杆(55)外径尺寸;所述的 焊接弹簧内筒(16)光孔一端固定有第二弹簧座(20),第二弹簧座(20)内孔与所述的焊接 弹簧杆(55)外圆之间为可轴向滑动配合;所述的焊接弹簧内筒(16)另一端有内筒焊接坡 口(17),内筒焊接坡口(17)与所述的焊接第一弹簧座(91)连接固定处有焊接环缝(99), 所述的焊接第一弹簧座(91)外端有缓冲器下孔端头(82),缓冲器下孔端头(82)与所述的 固定支脚(46)相连接;所述的焊接导向外筒(27)开孔端的内孔圆筒壁与所述的焊接弹簧 内筒(16)外圆之间为滑动配合,所述的焊接导向外筒(27)盲孔端有外筒螺孔(15),外筒 螺孔(15)外端与缓冲器上孔端头(23)之间有连接焊缝(88),所述的缓冲器上孔端头(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)与所述的焊接第一弹簧座(91)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(76); 所述的内螺纹单向阀(90)包括:内螺接头阀体(50)、上导流体(30)、下导流体(80)以 及上半阀芯(60)和下半阀芯(70),所述的内螺接头阀体(50)外圆的上下两端有阀体内螺 纹(92),所述的内螺接阀体(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 面上有定位上四筋板(35),定位上四筋板(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)的压盖内螺纹(93)与所述的上台阶孔(53)上端的紧固内螺 孔(54)相结合,锥孔压盖(40)的压盖内端面(97)将所述的定位上四筋板(35)与所述的 内螺接阀体(50)固定住;所述的下导流体(80)平面端有下导流光孔(89)内圆与所述的圆 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四筋板(85),定位下 四筋板(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) 的压盖内螺纹(93)与所述的下台阶孔(58)下端的紧固内螺孔(54)相结合将所述的定位 下四筋板(85)与所述的内螺接阀体(50)固定住;所述的上半阀芯(60)的上圆锥筒(69) 与上圆锥体(68)之间有三叶上连筋(61)相连接,所述的上圆锥筒(69)外缘连接有密封上 端面(62),所述的上圆锥筒(69)内缘连接有上筒内螺纹(63),所述的上圆锥体(68)上的 阀芯上内圆(64)与所述的上圆柱体(32)外圆之间为滑动配合;所述的下半阀芯(70)的下 圆锥筒(79)与下圆锥体(78)之间有三叶下连筋(71)相连接,所述的下圆锥筒(79)外缘 连接有密封下端面(72),所述的下圆锥筒(79)内缘连接有下筒外螺纹(73)与所述的上筒 内螺纹(63)密闭相配合;所述的下圆锥体(78)上有阀芯下内圆(74),所述的下筒外螺纹 (73)处有阀芯中内圆(75),阀芯中内圆(75)与所述的阀芯下内圆(74)尺寸相同,且所述 的阀芯中内圆(75)和所述的阀芯下内圆(74)均与所述的圆柱阀杆(31)外圆之间为滑动 配合;所述的密封上端面(62)与所述的密封下端面(72)之间密闭固定着空腔圆筒(65)两 端面,空腔圆筒(65)与所述的内圆通孔(57)之间为间隙配合;所述的上圆锥筒(69)外圆 与所述的下圆锥筒(79)外圆相等且均与所述的内圆通孔(57)之间为滑动配合;所述的定 位上四筋板(35)以及所述的定位下四筋板(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(76)都是整体采用高强度耐腐蚀的 铬锰合金钢材料,所述的焊接弹簧内筒(16)和所述的焊接导向外筒(27)以及所述的焊接 弹簧杆(55)都是整体采用氧化铈陶瓷;所述的上导流体(30)和所述的下导流体(80)都采 用氧化铈陶瓷,所述的上半阀芯(60)和下半阀芯(70)都是整体采用高强度耐腐蚀的复合 66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所述的一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,其特征是: 所述的氧化铈陶瓷以CeO2 (二氧化铈)为基料,配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCCl·,(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CeO 2 :87. 2~87. 8%、MgO : 4. 4 ~4. 6%、BaCCh :4. 5 ~4. 7%、结合粘土 : 3. 3 ~3. 5% ; 所述的复合66尼龙材料为以尼龙66树脂为主要成分,由下列重量百分比的组分所构 成:尼龙66树脂:83~84%、玻璃纤维:6. 3~6. 5%、抗老化剂:0. 5~0. 7%、耐磨剂:1. 0~ 1. 2%、固化剂:3. 6~3. 8%、增韧剂:2. 5~2. 7%,余量为阻燃剂或抗静电剂; 所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成:Cr(铬):12. 3~12. 5%、Mn(锰): 6. 3 ~6. 5%、W (钨):2. 6 ~2. 8%、Mo (钼):1. 2 ~1. 4%、Ni (镍):2. 2 ~2. 4%、Nb (铌): I. 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0.22%、S (硫)少于0.012%、P (磷)少于 0.014%〇
3. 根据权利要求1所述的一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,其特征是: 所述的焊接弹簧杆(55)直径为102至108毫米,所述的弹簧杆外螺纹(25)为M100X 3或 M105X4。
4. 根据权利要求1所述的一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,其特征是: 所述的焊接弹簧内筒(16)内径为306至308毫米,所述的焊接弹簧内筒(16)外径为332 至334毫米,弹簧缸焊接(91)外径为386至388毫米。
5. 根据权利要求1所述的一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,其特征是: 所述的缓冲器上孔端头(23)与缓冲器下孔端头(82)之间的距离为3540至3560毫米。
6.根据权利要求1所述的一种内螺纹阀铬锰合金焊接弹簧风能发电平台,其特征是: 所述的焊接弹簧双向缓冲器(45)与所述的作业平台(10)平面之间呈现45度夹角布置。
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