CN209659071U - 一种气体悬浮飞轮电池控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体悬浮飞轮电池控制装置，包括：底座，所述底座上固定连接有下轴承座，所述下轴承座上固定连接下箔片空气轴承，所述下箔片空气轴承上固定连接有轴向气体轴承，所述轴向气体轴承上端活动连接有飞轮，所述飞轮在悬浮力的作用下保持悬浮；所述轴向气体轴承包括均压室。该装置运用轴向气体轴承及箔片空气轴承代替常规的磁悬浮轴承，并且轴向气体轴承可调节转动飞轮的轴向位置，这种方式和常规的磁悬浮轴承比较，具有摩擦损耗小，效率高，能量损耗低，节能好的优点。

Description

一种气体悬浮飞轮电池控制装置

技术领域

本实用新型涉及气体轴承技术领域，尤其涉及一种气体悬浮飞轮电池控制装置。

背景技术

飞轮电池技术由于在以下优点具有重大突破，给飞轮电池技术带来了发展空间。该优点是：(1)高强度碳素纤维复合材料的出现，(2)飞轮电池的轴承技术，(3)电子技术的发展。在飞轮电池轴承方面，目前普遍研究的方向是磁悬浮轴承，来降低轴承的摩擦损耗，提高效率，但是这种磁悬浮轴承，制造难度大，成本高、在使用过程中还伴有磁悬浮轴承的发热问题。

实用新型内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种气体悬浮飞轮电池控制装置，具体结构包括：底座，所述底座上固定连接有下轴承座，所述下轴承座上固定连接下箔片空气轴承，所述下箔片空气轴承上固定连接有轴向气体轴承，所述轴向气体轴承上端活动连接有飞轮，所述飞轮在悬浮力的作用下保持悬浮。所述轴向气体轴承包括均压室，所述均压室的上端设置有喷射机构，所述飞轮的上端固定连接有电机和上箔片空气轴承，

所述均压室的一端连接有高压气体管道和用于检测飞轮的悬浮位置信息的轴向位置传感器，所述高压气体管道与高压气源相连通，所述高压气源与气体回收装置相连通，所述高压气体管道上设置有切断阀和压力调节阀；所述轴向位置传感器将检测到的位置信息传送至控制单元，所述控制单元调控压力调节阀的工作状态。

所述喷射机构至少包括气浮孔和喷嘴，所述气浮孔设置在均压室的上表面，所述喷嘴固定连接在气浮孔的上端。

该装置还包括壳体，所述壳体包裹在底座、轴向气体轴承和飞轮的外部。

所述飞轮的顶端设置有上盖，所述上盖包围在电机和上箔片空气轴承的外部，所述上盖的底端与壳体相连接，所述上盖的顶端固定连接有端盖。

所述电机上连接有连接电缆。

所述下箔片空气轴承与轴向气体轴承之间设置有密封垫。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，该装置运用轴向气体轴承及箔片空气轴承代替常规的磁悬浮轴承，并且轴向气体轴承可调节转动飞轮的轴向位置，这种方式和常规的磁悬浮轴承比较，具有摩擦损耗小，效率高，能量损耗低，节能好的优点，且制造难度及成本远远低于磁悬浮轴承，具有较好的市场应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型气体悬浮飞轮电池控制装置的结构示意图

图2为本实用新型气体悬浮飞轮电池控制装置的局部放大图

图中：1、下箔片空气轴承；2、下轴承座；3、壳体；4、轴向气体轴承；41、均压室；42、喷射机构，43、气浮孔44、喷嘴，5、气浮孔及喷嘴；6、轴向位置传感器；7、飞轮；8、上盖；9、电机；10、上箔片空气轴承；11、端盖；12、连接电缆；13、气体回收装置；14、高压气源；15、压力调节阀；16、高压气体管道；17、切断阀；18、密封垫；19、底座，61、控制单元。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1和图2所示的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，该装置属于飞轮电池技术领域，该装置的原理是：在外电源的驱动下，电机9带动飞轮7高速旋转，即用电给飞轮电池充电；放电时，电机9则以发电机状态运转，在飞轮7的带动下对外输出电能，完成机械能到电能的转换。飞轮7运行前，打开切断阀17，调节压力调节阀15，使飞轮7悬浮，在外电源的驱动下，电机9带动飞轮7高速旋转，根据轴向位置传感器6检测到的飞轮7的位置信号，将检测到的位置信号传送至控制单元61，控制单元61根据飞轮7的悬浮位置，不断调节压力调节阀15，使旋转的飞轮7保持稳定悬浮。

进一步的，喷射机构42至少包括气浮孔43和喷嘴44，所述气浮孔43设置在均压室41的上表面。所述喷嘴44固定连接在气浮孔43的上端。当高压气体通过高压气体管道16进入轴向气体轴承4，首先高压气体在均压室41进行平衡，然后高压气体通过气浮孔43和喷嘴44喷射出去，让飞轮7悬浮运动。旋转的飞轮7随着转速的不同，飞轮7悬浮位置也会改变，这个位置的改变通过轴向位置传感器6来检测，检测的信号传送给控制单元61，控制单元61控制压力调节阀15、不断调整压力，保证飞轮7在固定高度悬浮。

进一步的，在下箔片空气轴承1与轴向气体轴承4之间设置有密封垫18，保证装置的密封性。壳体3包裹在底座19、轴向气体轴承4和飞轮7的外部。

进一步的，在飞轮7的顶端设置有上盖8，上盖8包围在电机9和上箔片空气轴承10的外部，上盖8的底端与壳体3相连接，上盖8的顶端固定连接有端盖11。

进一步的，上箔片空气轴承10和下箔片空气轴承1随着飞轮7转轴的旋转，与转轴接触的空气被挤入箔片和转轴之间的空隙中，当飞轮转轴达到一定转速后，转轴和箔片之间会产生气体动压力，在转轴和箔片之间形成气膜，可以让飞轮实现高速旋转。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气体悬浮飞轮电池控制装置，其特征在于包括：底座(19)，所述底座(19)上固定连接有下轴承座(2)，所述下轴承座(2)上固定连接下箔片空气轴承(1)，所述下箔片空气轴承(1)上固定连接有轴向气体轴承(4)，所述轴向气体轴承(4)上端活动连接有飞轮(7)，所述飞轮(7)在悬浮力的作用下保持悬浮；所述轴向气体轴承(4)包括均压室(41)，所述均压室(41)的上端设置有喷射机构(42)，所述飞轮(7)的上端固定连接有电机(9)和上箔片空气轴承(10)，

所述均压室(41)的一端连接有高压气体管道(16)和用于检测飞轮(7)的悬浮位置信息的轴向位置传感器(6)，所述高压气体管道(16)与高压气源(14)相连通，所述高压气源(14)与气体回收装置(13)相连通，所述高压气体管道(16)上设置有切断阀(17)和压力调节阀(15)；所述轴向位置传感器(6)将检测到的位置信息传送至控制单元(61)，所述控制单元(61)调控压力调节阀(15)的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，其特征还在于：所述喷射机构(42)至少包括气浮孔(43)和喷嘴(44)，所述气浮孔(43)设置在均压室(41)的上表面，所述喷嘴(44)固定连接在气浮孔(43)的上端。

3.根据权利要求1所述的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，其特征还在于：该装置还包括壳体(3)，所述壳体(3)包裹在底座(19)、轴向气体轴承(4)和飞轮(7)的外部。

4.根据权利要求3所述的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，其特征还在于：所述飞轮(7)的顶端设置有上盖(8)，所述上盖(8)包围在电机(9)和上箔片空气轴承(10)的外部，所述上盖(8)的底端与壳体(3)相连接，所述上盖(8)的顶端固定连接有端盖(11)。

5.根据权利要求4所述的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，其特征还在于：所述电机(9)上连接有连接电缆(12)。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种气体悬浮飞轮电池控制装置，其特征还在于：所述下箔片空气轴承(1)与轴向气体轴承(4)之间设置有密封垫(18)。