CN216382366U - 一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，设置在飞轮储能系统的轴承支座内，并位于机械轴承下方，包括压板、安装座、阻尼器和弹簧组件；安装座围绕其中心设置有多条顶部开口的环形槽，安装座上端面的边缘设有竖直的导杆；压板的边缘设有与导杆配合的导孔，压板的上端面中心设有沉槽，沉槽的直径大于机械轴承的内径、且小于机械轴承的外径，压板的下端面设有与所述环形槽凸凹配合的环形凸起，环形凸起伸入对应环形槽的长度小于环形槽的深度，在环形槽内设置阻尼器或弹簧组件，并且至少一个环形槽设置弹簧组件、至少一个环形槽设置阻尼器。本实用新型结构简单，紧凑好，可以减少飞轮在下落过程中产生瞬间冲击力，同时也快速吸收飞轮下落的能量。
Description
技术领域
本实用新型属于飞轮储能系统领域，具体涉及一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置。
背景技术
飞轮转子是飞轮储能系统的主要储能部件。在飞轮系统需要储能时，飞轮转子提高转速，将电能转化为机械能。反之飞轮系统需要释能时，飞轮转子降低转速，将机械能转化为电能。
飞轮转子和机械轴承支撑系统是飞轮储能系统的重要部件。飞轮储能系统在运行中，飞轮的大部分重力不直接作用到机械轴承上，而是通过卸载磁轴承产生的吸力来抵消大部分重力。若卸载磁轴承在飞轮运行过程中出现故障或因其他原因导致其失效，飞轮轴向落到机械轴承上，瞬间产生很大的冲击力，过冲击力一方面会直接造成轴承和转子的损伤，另一方面会造成轴承中的摩擦力成倍的上升，发热非常严重，轴承的寿命会大打折扣。严重情况下，还会出现转子与轴承之间卡死，烧焊的现象，对飞轮系统造成不可逆的损害。
现有的飞轮储能系统中，飞轮要么没有在轴向添加减振缓冲装置，要么只能简单在轴向添加橡胶来进行减振，但橡胶不能够同时调节装置的刚度和阻尼，影响减振缓冲作用的发挥。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，可以减少飞轮转子在下落过程中产生瞬间冲击力，同时也快速吸收飞轮转子下落的能量，同时可以根据需要定制最优的阻尼值和刚度值。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，设置在飞轮储能系统的轴承支座内，并位于机械轴承的下方，包括压板、安装座、阻尼器和弹簧组件，所述安装座围绕其中心设置有多条顶部开口的环形槽，安装座上端面的边缘设有竖直设置的导杆；所述压板的边缘设有与导杆配合的导孔，压板的上端面中心设有沉槽，沉槽的直径大于机械轴承的内径、且小于机械轴承的外径，压板的下端面设有与所述环形槽凸凹配合的环形凸起，环形凸起伸入对应环形槽的长度小于环形槽的深度，在环形槽内设置阻尼器或弹簧组件，并且至少一个环形槽设置弹簧组件、至少一个环形槽设置阻尼器。
所述环形槽设置为三个，中间的环形槽内安装弹簧组件，两侧的环形槽内安装阻尼器。
所述的弹簧组件为多个轴向叠加的波形弹簧。
所述阻尼器为环形金属橡胶阻尼块。
所述导杆沿安装座的周向间隔设置为多个。
所述的安装座和压板均为环形结构。
本实用新型的原理是：本实用新型在正常状态下，除了压板的环形凸起压在阻尼器或弹簧组件上以外，压板下端面和安装座之间保留有一定的间隙，如果飞轮储能系统的磁轴承出现故障，飞轮下落，首先撞击压板中心的沉槽，压板受到冲击后下移，挤压阻尼器和弹簧组件，缓冲飞轮的冲击力，并由阻尼器吸收撞击的能量，以减少机械轴承受到的冲击。
本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，紧凑好，可以减少飞轮在下落过程中产生瞬间冲击力，同时也快速吸收飞轮下落的能量；其中的弹簧组件主要保证减振缓冲装置的刚度值，并且可以通过调整叠压数目来调节刚度值，阻尼器主要保证减振缓冲装置的阻尼值，并且可通过材料的选择或制造工艺来调整阻尼值；所述的导杆与导孔的配合可以确保压板的移动为竖直方向，并限制压板的水平位移。
附图说明
图1为本实用新型在轴承支座内安装的三维视图；
图2为本实用新型在轴承支座内安装后的主视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本实用新型在轴承支座内安装后的俯视图；
图中标记：1、飞轮轴头，2、机械轴承，3、轴承支座，4、压板，5、径向柔性支撑组件，6、环形凸起，7、导孔，8、导杆，9、安装座，10、环形槽，11、阻尼器，12、弹簧组件，13、沉槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。
参照附图1-4所示，一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，该装置设置在轴承支座3内，并位于轴承支座3内的机械轴承2的下方，机械轴承2的外圈和轴承支座3的内壁之间还设有径向柔性支撑组件5，飞轮的飞轮轴头1与机械轴承2的内圈配合且同心，轴向上，飞轮轴头1与机械轴承2之间存在一定的间隙。
如图3所示，该减振缓冲装置包括压板4、安装座9、阻尼器11和弹簧组件12。
所述的安装座9安装在轴承支座3的下部，安装座9整体呈圆环形，并和所述机械轴承2以及飞轮轴头1同心，围绕安装座9的中心，在安装座9的上端面开设环形安装槽，在环形安装槽内由间隔设置的两条圆形隔板将环形安装槽分隔成三个同心的环形槽10，所述圆形隔板的顶部低于安装座9的上端面，三个环形槽10内放置阻尼器11或弹簧组件12，具体为：居中的环形槽10内放置轴向叠加的波形弹簧，组成所述的弹簧组件12，波形弹簧叠加后的高度低于环形槽10的深度，两侧的环形槽10均放置环形的阻尼器11，阻尼器11可选择环形金属橡胶阻尼块，同样的，阻尼器11的高度小于所在环形槽10的深度；位于安装座9上端面的边缘还沿其周向间隔设置多个导杆8。
进一步的，所述安装座9的内径小于机械轴承的内径。
弹簧组件12主要用于保证减振缓冲装置具有一定的刚度，进而确保缓冲功能的发挥，因此作为其他选择，所述的弹簧组件12也可以选择其他轴向叠加的弹簧，并通过弹簧的选择或者叠加数量的选择来调整减振缓冲装置的刚度值。
阻尼器11主要用于保证减振缓冲装置具有一定的阻尼，实际使用时，也可以采用橡胶、聚氨酯、O形橡胶环等阻尼材料替换。
继续参考图3，所述的压板4整体呈圆环形，其内径与安装座9内径相等，压板4与安装座9同心设置。压板4的边缘沿其周向设有与所述导杆8滑动配合的导孔7，压板4的下表面设有与所述环形槽10凸凹配合的环形凸起6，在飞轮储能系统正常运行的过程中，压板4的环形凸起6压在所述阻尼器11和弹簧组件12上，并且压板4下表面的其余部位与安装座9之间保留有一定的缓冲间隙；压板4的上表面在其中心位置还设有沉槽13，沉槽13的直径大于机械轴承2的内径、且小于机械轴承2的外径。
飞轮储能系统的磁轴承出现故障后，飞轮下落，首先撞击压板4中心的沉槽13，压板4受到冲击后下移，挤压阻尼器11和弹簧组件12，缓冲飞轮的冲击力，并由阻尼器11吸收撞击的能量，以减少机械轴承2受到的冲击。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，设置在飞轮储能系统的轴承支座内，并位于机械轴承的下方，其特征在于：包括压板、安装座、阻尼器和弹簧组件，所述安装座围绕其中心设置有多条顶部开口的环形槽，安装座上端面的边缘设有竖直的导杆；所述压板的边缘设有与导杆配合的导孔，压板的上端面中心设有沉槽，沉槽的直径大于机械轴承的内径、且小于机械轴承的外径，压板的下端面设有与所述环形槽凸凹配合的环形凸起，环形凸起伸入对应环形槽的长度小于环形槽的深度，在环形槽内设置阻尼器或弹簧组件，并且至少一个环形槽设置弹簧组件、至少一个环形槽设置阻尼器。
2.根据权利要求1所述的用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，其特征在于：所述环形槽设置为三个，中间的环形槽内安装弹簧组件，两侧的环形槽内安装阻尼器。
3.根据权利要求1或2所述的用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，其特征在于：所述的弹簧组件为多个轴向叠加的波形弹簧。
4.根据权利要求1或2所述的用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，其特征在于：所述阻尼器为环形金属橡胶阻尼块。
5.根据权利要求1所述的用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，其特征在于：所述导杆沿安装座的周向间隔设置为多个。
6.根据权利要求1所述的用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置，其特征在于：所述的安装座和压板均为环形结构。
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| CN202123083402.7U CN216382366U (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 一种用于飞轮储能系统的轴向减振缓冲装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115250033A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-10-28 | 沈阳微控主动磁悬浮技术产业研究院有限公司 | 飞轮储能总成 |
| CN115325090A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 石家庄铁道大学 | 一种用于中小型飞轮储能系统的减振缓冲装置 |
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2021
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