CN116480641A - 一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，本发明提出的活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器能够解决现有的液压活塞式储能器的空气压缩能在释能时压力衰减太快，使其实际能量收储率较低的问题；在释放能量时，第一换向阀和第二换向阀异步换向，使第二内腔在惰性气体气压降到设定压力时处于泄压状态，则惰性气体的压力全部直接作用在活塞杆上，仅用于推动活塞杆向下移动，活塞杆挤压储油室内的油液而排出，流经第二换向阀后驱动液压马达以发电回馈电网，相当于提升了活塞杆承受惰性气体的压强，能够延缓惰性气体的空气压缩能在释能时的衰减速度，进而提升了惰性气体的输出压力，从而提升实际能量收储率。

Description

一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别涉及一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器。

背景技术

发展新能源技术是实现人类可持续发展的重大战略，各类储能装置已成为新能源战略必须解决的重要课题。目前，较成熟的新能源储能技术主要有两类：一类是水力储能技术；一类是蓄电池储能技术。

对于水力储能技术而言，其工程建设成本巨大，且储存能量密度相对较低，能量转换的效率也不高，电力使用时往往需要远距离传输；还可能对水库选址地区的环境造成不可逆的影响。故不适合现有发电场和海洋新能源发电场和分布式储能用户应用。

对于蓄电池储能技术而言，现有技术中化学蓄电池的储能寿命短，主机全周期成本高，还存在响应频率低和发热易爆等缺点。而且蓄电池使用的稀有金属储量有限，使用期后的拆解费用和环保处理费用不菲。

相对而言，现有的液压储能技术和生产工艺成熟，产能丰裕，便于大规模生产和组合。现有的液压储能技术的不足之处在于现有的液压活塞式储能器的空气压缩能在释能时压力衰减太快，使其实际能量收储率较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，旨在解决现有的液压活塞式储能器的空气压缩能在释能时压力衰减太快，使其实际能量收储率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，包括储气缸筒、活塞、活塞杆和储油筒；活塞设置于活塞杆的一端；所述活塞滑动配合嵌设于所述储气缸筒的内部；所述储气缸筒和所述储油筒共中轴线；所述储气缸筒和所述储油筒之间开设有中通孔；所述活塞杆滑动配合穿设于所述中通孔，以与所述储气缸筒形成动密封，并与所述储油筒形成动密封；所述活塞将所述储气缸筒的内部空间分隔为第一内腔和第二内腔；所述第二内腔相比所述第一内腔更靠近所述储油筒；所述活塞杆与所述储油筒组合形成储油室；

所述第一内腔填充有惰性气体；所述第二内腔通过第一换向阀分别连通于油箱和液压泵的出口端；所述储油室通过第二换向阀分别连通于液压泵的出口端和液压马达进口端。

优选的，所述储气缸筒和所述储油筒为一体式结构。

优选的，还包括气缸盖；所述气缸盖可拆卸连接于所述储气缸筒的背离所述储油筒的一侧。

优选的，所述气缸盖设置有充气阀。

优选的，还包括活塞杆底盖和储油筒底盖；所述储油筒底盖可拆卸连接于所述储油筒的背离所述储气缸筒的一侧；所述储油筒底盖的内底部呈漏斗状；所述活塞杆底盖设置于所述活塞杆的伸入所述储油室的一端；所述活塞杆底盖的靠近所述储油筒底盖的一端呈能与所述储油筒底盖的内底部配合嵌入的圆台状。

优选的，所述储气缸筒的侧壁开设有与所述第二内腔连通的第一进出孔；第一进出孔通过管道连通于第一换向阀。

优选的，所述储油筒底盖开设有与所述储油室连通的第二进出孔；第二进出孔通过管道连通于第二换向阀。

优选的，所述活塞与所述活塞杆为一体式结构。

优选的，所述活塞可拆卸连接于所述活塞杆的一端。

优选的，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为电磁阀。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

本发明提出的活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器能够解决现有的液压活塞式储能器的空气压缩能在释能时压力衰减太快，使其实际能量收储率较低的问题；具体的，在释放能量时，将第一换向阀和第二换向阀同步换向，使第二内腔处于泄压状态，则惰性气体的压力全部直接作用在活塞杆上，仅用于推动活塞杆向下移动，活塞杆挤压储油室内的油液而排出，流经第二换向阀后驱动液压马达以发电回馈电网，相当于提升了活塞杆承受惰性气体的压强，能够延缓惰性气体的空气压缩能在释能时的衰减速度，进而提升了惰性气体的输出压力，从而提升实际能量收储率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提出的活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1、气缸盖；2、储气缸筒；3、活塞；4、活塞杆；5、储油筒；6、活塞杆底盖；7、储油筒底盖；8、充气阀。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器。

请参考附图1，在本发明提出的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器的一实施例中，本活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器包括储气缸筒2、活塞3、活塞杆4和储油筒5；活塞3设置于活塞杆4的一端；活塞3滑动配合嵌设于储气缸筒2的内部；储气缸筒2和储油筒5共中轴线；储气缸筒2和储油筒5之间开设有中通孔；活塞杆4滑动配合穿设于中通孔，以与储气缸筒2形成动密封，并与储油筒5形成动密封；活塞3将储气缸筒2的内部空间分隔为第一内腔和第二内腔；第二内腔相比第一内腔更靠近储油筒5；活塞杆4与储油筒5组合形成储油室。

第一内腔填充有惰性气体；本实施例中，惰性气体为氮气；第二内腔通过第一换向阀分别连通于油箱和液压泵的出口端；储油室通过第二换向阀分别连通于液压泵的出口端和液压马达进口端；液压泵通过电动机驱动；液压马达用于驱动发电机；液压马达的出口端和液压泵的进口端均连通油箱。

工作原理：初始状态时，第一内腔内充满了设定压力的惰性气体，当需要进行储能时，外界的多余电能驱动电动机工作，进而带动液压泵工作；此时，第一换向阀控制第二内腔和液压泵的出口端连通，且第二换向阀控制储油室与液压泵的出口端连通；即液压泵泵出的油液能够分别进入第二内腔和储油室；即第二内腔和储油室共同参与能量的收储，共同推动活塞3向上移动，以压缩惰性气体，进而增加储能功率。

当需要释放能量时，第一换向阀和第二换向阀均换向，此时第二内腔连通油箱以进行泄压，则惰性气体的压力全部直接作用在活塞杆4上，全部用于推动活塞杆4向下移动(即仅用于挤压储油室内的油液而排出，以驱动液压马达实现发电以向外界电网补电能)，相当于提升了活塞杆4承受惰性气体的压强，能够延缓惰性气体的空气压缩能在释能时的衰减速度，进而提升了惰性气体的输出压力，从而提升实际能量收储率；排油完全结束后，第一换向阀和第二换向阀均再次换向，即恢复初始状态，从而为下一个储能-释能过程做好准备。

本发明提出的活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器能够解决现有的液压活塞式储能器的空气压缩能在释能时压力衰减太快，使其实际能量收储率较低的问题；具体的，在释放能量时，将第一换向阀和第二换向阀同步换向，使第二内腔处于泄压状态，则惰性气体的压力全部直接作用在活塞杆4上，仅用于推动活塞杆4向下移动，活塞杆4挤压储油室内的油液而排出，流经第二换向阀后驱动液压马达以发电回馈电网，相当于提升了活塞杆4承受惰性气体的压强，能够延缓惰性气体的空气压缩能在释能时的衰减速度，进而提升了惰性气体的输出压力，从而提升实际能量收储率。

此外，上述储气缸筒2和储油筒5为一体式结构(也可以采用分体连接式机构)。本活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器还包括气缸盖1；气缸盖1可拆卸连接于储气缸筒2的背离储油筒5的一侧。气缸盖1设置有充气阀8。以用于充入惰性气体。

同时，本活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器还包括活塞杆底盖6和储油筒底盖7；储油筒底盖7可拆卸连接于储油筒5的背离储气缸筒2的一侧；储油筒底盖7的内底部呈漏斗状；活塞杆底盖6设置于活塞杆4的伸入储油室的一端；活塞杆底盖6的靠近储油筒底盖7的一端呈能与储油筒底盖7的内底部配合嵌入的圆台状。

通过将储油筒底盖7的内底部设置有漏斗状，并将活塞杆底盖6的靠近储油筒底盖7的一端设置为能与储油筒底盖7的内底部配合嵌入的圆台状，能够减小了对应的截面积，提高储油筒5的出油口(即后续的第二进出孔)的压力，从而提升储能输出功率。

此外，储气缸筒2的侧壁开设有与第二内腔连通的第一进出孔；第一进出孔通过管道连通于第一换向阀。储油筒底盖7开设有与储油室连通的第二进出孔；第二进出孔通过管道连通于第二换向阀。

具体的，活塞3与活塞杆4为一体式结构(也可以采用分体连接式机构，例如活塞3可拆卸连接于活塞杆4的一端)。

同时，第一换向阀和第二换向阀均为电磁阀。中通孔为圆形通孔；活塞3于储气缸筒2内的滑动方向与活塞杆4的中轴线一致。

通过上述技术方案，进一步完善了本活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器的结构和功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，包括储气缸筒、活塞、活塞杆和储油筒；活塞设置于活塞杆的一端；所述活塞滑动配合嵌设于所述储气缸筒的内部；所述储气缸筒和所述储油筒共中轴线；所述储气缸筒和所述储油筒之间开设有中通孔；所述活塞杆滑动配合穿设于所述中通孔，以与所述储气缸筒形成动密封，并与所述储油筒形成动密封；所述活塞将所述储气缸筒的内部空间分隔为第一内腔和第二内腔；所述第二内腔相比所述第一内腔更靠近所述储油筒；所述活塞杆与所述储油筒组合形成储油室；

所述第一内腔填充有惰性气体；所述第二内腔通过第一换向阀分别连通于油箱和液压泵的出口端；所述储油室通过第二换向阀分别连通于液压泵的出口端和液压马达进口端。

2.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述储气缸筒和所述储油筒为一体式结构。

3.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，还包括气缸盖；所述气缸盖可拆卸连接于所述储气缸筒的背离所述储油筒的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述气缸盖设置有充气阀。

5.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，还包括活塞杆底盖和储油筒底盖；所述储油筒底盖可拆卸连接于所述储油筒的背离所述储气缸筒的一侧；所述储油筒底盖的内底部呈漏斗状；所述活塞杆底盖设置于所述活塞杆的伸入所述储油室的一端；所述活塞杆底盖的靠近所述储油筒底盖的一端呈能与所述储油筒底盖的内底部配合嵌入的圆台状。

6.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述储气缸筒的侧壁开设有与所述第二内腔连通的第一进出孔；第一进出孔通过管道连通于第一换向阀。

7.根据权利要求5所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述储油筒底盖开设有与所述储油室连通的第二进出孔；第二进出孔通过管道连通于第二换向阀。

8.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述活塞与所述活塞杆为一体式结构。

9.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述活塞可拆卸连接于所述活塞杆的一端。

10.根据权利要求1所述的一种活塞杆排油活塞增压的活塞油缸式储能器，其特征在于，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为电磁阀。