RU109250U1 - Маховичный накопитель энергии - Google Patents

Маховичный накопитель энергии Download PDF

Info

Publication number
RU109250U1
RU109250U1 RU2011118975/11U RU2011118975U RU109250U1 RU 109250 U1 RU109250 U1 RU 109250U1 RU 2011118975/11 U RU2011118975/11 U RU 2011118975/11U RU 2011118975 U RU2011118975 U RU 2011118975U RU 109250 U1 RU109250 U1 RU 109250U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flywheel
housing
rim
end surface
shaft
Prior art date
Application number
RU2011118975/11U
Other languages
English (en)
Inventor
Нурбей Владимирович Гулиа
Original Assignee
Зотов Алексей Вячеславович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зотов Алексей Вячеславович filed Critical Зотов Алексей Вячеславович
Priority to RU2011118975/11U priority Critical patent/RU109250U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU109250U1 publication Critical patent/RU109250U1/ru

Links

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

1. Маховичный накопитель энергии, включающий маховик в корпусе с вертикальной осью вращения, состоящий из обода и ступицы, а также конического диска, соединяющего обод и ступицу, отличающийся тем, что накопитель включает магнитную подвеску, крепящуюся к корпусу и воспринимающую силу тяжести маховика, вал маховика закреплен в центрующих подшипниках магнитной подвески с обеспечением его люфта относительно корпуса, причем этот люфт выбран со стороны одного торца подвески так, что осевой ход вала в направлении вершины конуса конического диска невозможен, а его ход в противоположном направлении возможен в пределах люфта, а корпус содержит упор-кольцо, закрепленное на его торцевой поверхности с заходом внутрь корпуса со стороны вершины конуса конического диска и контактирующее с соответствующей торцевой поверхностью обода маховика при превышении им допустимой частоты вращения и распрямлении конического диска. ! 2. Маховичный накопитель по п.1, отличающийся тем, что контакт упора-кольца с торцевой поверхностью обода маховика в его первой фазе осуществляется до выборки перемещающимся вниз валом люфта при малой силе нажатия за счет выборки люфта в магнитной подвеске, а во второй фазе - с большой силой нажатия за счет силы упругости упруго деформированного конического диска при зафиксированном в центрирующем подшипнике валу от его осевого перемещения. ! 3. Маховичный накопитель по п.1, отличающийся тем, что упор-кольцо на корпусе, контактирующее с торцевой поверхностью маховика при превышении им частоты вращения выполнено как в виде датчиков электрического контакта, так и в виде тормозного элемента. ! 4. Маховичны

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в энергетике.
Уровень техники
Известна конструкция маховичного накопителя энергии с маховиком в виде конической оболочки с ободом, установленной в защитном кожухе и муфтой сцепления, соединяющей вал маховика с валом трансмиссии, причем муфта сцепления выполнена с электрической сервосистемой ее включения и выключения (управления муфтой), а на внутренней стороне кожуха установлен электрический контакт, включающий сервосистему управления муфтой сцепления при достижении маховиком опасных частот вращения и распрямлении конической оболочки, расцепляющей муфту сцепления (см. авт. Свид. СССР №1052757, F16F 15/30, 26.02.82, авторы: Н.В. Гулиа и А.Г.Серх). Данная конструкция принята за прототип.
Прототип обладает следующими недостатками.
1. В материалах описания к авторскому свидетельству и формуле нет указаний на то, к какой из торцевых поверхностей обода маховика (а их две) устанавливать электрический контакт. При этом устройство-прототип работоспособно только при установке электроконтакта с конкретного торца маховика.
2. Судя по описанию изобретения и чертежу, торцевая поверхность обода маховика не может соприкоснуться с фрикционной накладкой, так как этому помешают болты, закрепленные на кожухе. Даже если эти болты свободно посажены на кожухе, их концы должны полностью износиться, чтобы фрикционная накладка могла соприкоснуться с торцом обода маховика.
3. В устройстве-прототипе не предусмотрена магнитная опора (подвеска) маховика, разгружающая подшипники от силы тяжести маховика. Между тем, такие магнитные подвески используются в большинстве современных маховичных накопителей энергии, где маховик вращается в горизонтальной плоскости.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является обеспечение надежной защиты маховиков, вращающихся в горизонтальной плоскости (с вертикальной осью вращения), и магнитной подвеской маховика, наиболее распространенных в маховичных накопителях, используемых в энергетике, от возможного разрыва при превышении им безопасных частот вращения.
Указанная задача решается тем, что маховичный накопитель, включающий маховик в корпусе с вертикальной осью вращения, состоящий из обода и ступицы, а так же конического диска, соединяющего обод и ступицу, характеризуется тем, что накопитель включает магнитную подвеску, крепящуюся к корпусу и воспринимающую силу тяжести маховика, вал маховика закреплен в центрующих подшипниках магнитной подвески с обеспечением его люфта относительно корпуса, причем этот люфт выбран со стороны одного торца подвески так, что осевой ход вала в направлении вершины конуса конического диска невозможен, а его ход в противоположном направлении возможен в пределах люфта, а корпус содержит упор-кольцо, закрепленное на его торцевой поверхности с заходом внутрь корпуса со стороны вершины конуса конического диска и контактирующее с соответствующей торцевой поверхностью обода маховика при превышении им допустимой частоты вращения и распрямлении конического диска.
Другое отличие устройства состоит в том, что контакт кпора-кольца с торцевой поверхностью обода маховика в его первой фазе осуществляется до выборки перемещающимся вниз валом люфта при малой силе нажатия за счет за счет выборки люфта в магнитной подвеске, а во второй фазе - с большой силой нажатия за счет силы упругости упруго деформированного конического диска при зафиксированном в центрирующем подшипнике валу от его осевого перемещения.
Следующее отличие предлагаемого устройства состоит в том, что упор-кольцо на корпусе, контактирующее с торцевой поверхностью маховика при превышении им частоты вращения, выполнено как в виде датчиков электрического контакта, так и в виде тормозных элементов.
Еще одно отличие предлагаемого устройства заключается в том, что при контакте упор-кольца с торцевой поверхностью маховика в первой фазе выполняется электрический сигнал о превышении частоты вращения маховика, а во второй фазе - при сохранении электрического сигнала выполняется резкое механическое торможение маховика.
В результате осуществления вышеуказанных отличий достигается технический результат полезной модели, заключающийся в безопасности эксплуатации накопителя энергии.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - конструктивная схема маховичного накопителя энергии.
Осуществление полезной модели
Устройство представлено на чертеже (фиг.1), где изображена его конструктивная схема. Маховик накопителя, состоящий из обода 1, ступицы 2 и соединяющего их конического диска 3, помещены в корпусе 4, в котором вал 5 маховика, закрепленный в осевом направлении в подшипниках 6 и 7 вывешен относительно корпуса 4 на магнитной подвеске, включающей неподвижные магниты 8 и 9, закрепленные на корпусе 4, и подвижные магниты 10, закрепленные на валу 5. При этом подвижные магниты 10 (на фиг.1 изображена схема с одним подвижным магнитом и корпусом из немагнитного материала) притягиваются к верхнему неподвижному магниту 8 и отталкиваются от нижнего неподвижного магнита 9, что видно из обозначения полюсов магнитов на чертеже (фиг.1). Подшипники 6 и 7, закрепленные в осевом направлении на валу 5, выполнены с возможностью свободного осевого перемещения в корпусе 4 в определенных пределах, ограниченных размером люфта 11 как минимум в верхней части корпуса 4 упорами 12. На корпусе 4 в зоне, примыкающей к торцу обода 1, находится упор-кольцо 14, например, из изолятора, внутри которого находится электропроводник 13, изолированный от корпуса 4 (верхнее положение вала 5 и связанных с ним деталей представлено на фиг.1 сплошной толстой линией, а нижнее - тонкой штриховой). Люфт 11 выбран такого размера, что на нем сохраняется практически постоянная сила взаимодействия магнитов 8, 9 и 10, уравновешивающая силу тяжести маховика. Такое положение возможно, что экспериментально установлено автором данной заявки (см. статью Н.В. Гулиа «Новая магнитная опора большой грузоподъемности», ж-л «Вестник машиностроения» №3, 2004 г.С.77-79). Маховик накопителя получает вращение от внешнего источника энергии, например, электромашины (на чертеже не показана) через вал 5 и через этот же вал 5 выделяет накопленную при вращении энергию, например, на вращение ротора той же электромашины для выработки электроэнергии.
Работа устройства происходит следующим образом. При вращении маховика с дозволенной по условиям безопасности частотой вращения конический диск 3 частично распрямляется под действием упруго-растягивающегося обода 1. Маховик, его вал 5 и подшипники 6 и 7 находятся при этом в верхнем положении, изображенном на фиг.1 толстыми линиями, что достигается выполнением маховика массой, несколько меньшей чем та, на которую рассчитана магнитная подвеска. Подшипник 7 при этом упирается своим внешним кольцом в верхний упор 12, зазор внешнего неподвижного магнита 8 с подвижным 10 минимален, но обод 1 не достигает контакта с упором-кольцом 14 и электропроводником 13. При увеличении частоты вращения маховика до максимально безопасной (назначенной расчетно-экспериментальным методом) конический диск 3 распрямляется настолько, что обод 1 начинает касаться упора-кольца 14 с электропроводником 13. Начинается незначительное торможение маховика под действием сил взаимодействия магнитов 8, 9 и 10 в подвеске, незначительно превышающих силу тяжести маховика. Кроме торможения маховика трением его обода 1 об упор-кольцо 14, изготовленное из изолятора с тормозящими свойствами (текстолита, ретинакса и пр.), электропроводник 13, касаясь обода 1 металлического маховика создает замыкание соответствующей электроцепи (на чертеже не показана). Это замыкание приводит в действие либо сигнал на прекращение разгона маховика, либо отключение двигателя от связи с валом 5, либо выключение этого двигателя. Однако, если этого не происходит вследствие неисправностей электроцепи или по другим причинам, конический диск 3, продолжая распрямляться, выбирает люфт 11, вал 5 с маховиком опускается вниз до упора внешним кольцом подшипника 7 в нижний упор 12. После этого дальнейшее увеличение частоты вращения маховика и распрямление конического диска 3 вызывает большие силы прижатия обода 1 к упору-кольцу 14 и интенсивное торможение маховика, гарантированно тормозящего его до безопасных частот вращения. Эффект распрямления конического диска 3 при вращении маховика с ободом 1 и ступицей 2 был рассчитан теоретически и проверен экспериментально при вращении цельнокатаного колеса железнодорожного вагона, из которого, кстати, и планируется изготовление маховика опытного образца маховичного накопителя энергии.
Таким образом, технический результат, поставленный созданием заявителем полезной модели, достигается.

Claims (4)

1. Маховичный накопитель энергии, включающий маховик в корпусе с вертикальной осью вращения, состоящий из обода и ступицы, а также конического диска, соединяющего обод и ступицу, отличающийся тем, что накопитель включает магнитную подвеску, крепящуюся к корпусу и воспринимающую силу тяжести маховика, вал маховика закреплен в центрующих подшипниках магнитной подвески с обеспечением его люфта относительно корпуса, причем этот люфт выбран со стороны одного торца подвески так, что осевой ход вала в направлении вершины конуса конического диска невозможен, а его ход в противоположном направлении возможен в пределах люфта, а корпус содержит упор-кольцо, закрепленное на его торцевой поверхности с заходом внутрь корпуса со стороны вершины конуса конического диска и контактирующее с соответствующей торцевой поверхностью обода маховика при превышении им допустимой частоты вращения и распрямлении конического диска.
2. Маховичный накопитель по п.1, отличающийся тем, что контакт упора-кольца с торцевой поверхностью обода маховика в его первой фазе осуществляется до выборки перемещающимся вниз валом люфта при малой силе нажатия за счет выборки люфта в магнитной подвеске, а во второй фазе - с большой силой нажатия за счет силы упругости упруго деформированного конического диска при зафиксированном в центрирующем подшипнике валу от его осевого перемещения.
3. Маховичный накопитель по п.1, отличающийся тем, что упор-кольцо на корпусе, контактирующее с торцевой поверхностью маховика при превышении им частоты вращения выполнено как в виде датчиков электрического контакта, так и в виде тормозного элемента.
4. Маховичный накопитель по п.1, отличающийся тем, что при контакте упора-кольца с торцевой поверхностью маховика в первой фазе выполняется электрический сигнал о превышении частоты вращения маховика, а во второй фазе при сохранении электрического сигнала выполняется резкое механическое торможение маховика.
Figure 00000001
RU2011118975/11U 2011-05-12 2011-05-12 Маховичный накопитель энергии RU109250U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118975/11U RU109250U1 (ru) 2011-05-12 2011-05-12 Маховичный накопитель энергии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118975/11U RU109250U1 (ru) 2011-05-12 2011-05-12 Маховичный накопитель энергии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU109250U1 true RU109250U1 (ru) 2011-10-10

Family

ID=44805569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011118975/11U RU109250U1 (ru) 2011-05-12 2011-05-12 Маховичный накопитель энергии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU109250U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106697318A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 国科天地科技有限公司 一种航母飞机电磁弹射器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106697318A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 国科天地科技有限公司 一种航母飞机电磁弹射器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103233984B (zh) 一种立式磁悬浮飞轮转子的辅助支承
CN101127465B (zh) 磁悬浮飞轮储能系统
CN103912589B (zh) 自动消除间隙的向心推力保护轴承装置
CN202612391U (zh) 一种五自由度全永磁悬浮轴承转子系统
CN103307120B (zh) 一种立式磁悬浮飞轮转子的辅助轴承
CN204828378U (zh) 一种防止超转的阻尼装置
CN204113899U (zh) 一种全永磁轴承转子系统
GB2531751A (en) Bearing assembly with integrated generator
CN101341348A (zh) 电磁式磁浮机构轴承
CN110718987B (zh) 飞轮电池
RU109250U1 (ru) Маховичный накопитель энергии
CN208310743U (zh) 一种重力驱动游梁式抽油机
GB201203910D0 (en) Large ply-wheel pseudo levitation bearing and drive system
CN105119465A (zh) 一种双磁轮柔性磁力制动器
CN107276305B (zh) 一种转子制动装置
CN104993671A (zh) 一种柔性磁力制动器
CN103335021A (zh) 一种飞轮电池磁悬浮和无源动压液浮阻尼的组合轴承
CN205178837U (zh) 一种双磁体柔性磁力制动器
CN112850542A (zh) 一种施工电梯安全制动装置
CN110388194A (zh) 一种重力驱动游梁式抽油机
CN204068536U (zh) 一种行车用减震锥形转子电机
CN104170590B (zh) 具有改良刹车结构的电动工具及其电机
CN102102722B (zh) 一种用于高速旋转机械的碰摩阻尼保护装置
CN204755584U (zh) 一种新型球形滚子轴承
CN203283988U (zh) 一种防坠安全器

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120513

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20130527

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150513

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20180504

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200513