可移动式飞轮储能机组安全防护装置及其制造工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可移动式飞轮储能机组安全防护装置及其制造工艺，所述安全防护装置设在机座上且位于飞轮外壳外周，安全防护装置包括防护壳和耗能管组件，防护壳形成为沿轴的周向延伸的环形，防护壳内限定有容纳腔，耗能管组件设在容纳腔内且沿轴的轴向延伸。根据本发明专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，通过在轴周围设置沿轴周向延伸的防护壳，并在防护壳内设置耗能管组件，能够改变极端条件下飞轮储能机组破损碎片的运动轨迹，增加安全保护装置对碎片的阻力，降低碎片的运动速度，进而降低碎片的破坏性，防止飞轮储能机组破坏后对周围工作人员造成较大程度的伤害，保护工作人员的生命安全，防止安全事故的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞轮储能安全防护
，更具体地，涉及一种可移动式飞轮储能机组安全防护装置及其制造工艺。
技术介绍
飞轮储能机组的安全防护有多种技术手段，首先是采用正确的结构力学计算分析方法，准确计算得到飞轮电机轴系旋转部件的应力应变-载荷特性数据，其次是要采用合适的结构强度状态判别准则，再次是要使用性能稳定的合格材料，飞轮储能技术在安全防护方面，通用的技术手段是安置于地坑内，或者采用钢筋水泥墙体防护，将飞轮储能机组与环境隔离，也可以采用厚实的钢制圆环包围在飞轮壳体外围。相关技术中的飞轮储能机组安全防护装置结构比较笨重，移运难度较大，不适合如钻井平台、紧急发电车等移动用途的飞轮储能机组。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种可移动式飞轮储能机组安全防护装置，该可移动式飞轮储能机组安全防护装置结构简单，移动安装方便，能够防止极端条件下飞轮碎片对工作人员的伤害。本专利技术还提出该可移动式飞轮储能机组安全防护装置的制造工艺。根据本专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，所述可移动式飞轮储能机组包括轴、设置在所述轴上的电机转子和飞轮，所述电机转子设有电机定子和电机外壳；所述飞轮外侧分别设有飞轮外壳，所述可移动式飞轮储能机组设在机座上，所述安全防护装置设在所述机座上且位于所述飞轮外壳外周，所述安全防护装置包括防护壳和耗能管组件，所述防护壳形成为设置在所述飞轮外壳外侧的环形，所述防护壳内限定有容纳腔，所述耗能管组件设在所述容纳腔内且所述耗能管组件的中心轴沿竖直方向布置。根据本专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，通过在飞轮外壳外侧设置防护壳，并在防护壳内设置耗能管组件，能够改变极端条件下飞轮储能机组破损碎片的运动轨迹，耗能管组件能够增加防护壳对碎片的阻碍作用，增加安全保护装置对碎片阻力，降低碎片的运动速度，进而降低碎片的破坏性，防止飞轮储能机组破坏后对周围工作人员造成较大程度的伤害，保护工作人员的生命安全，防止安全事故的产生。根据本专利技术的一个实施例，所述防护壳包括：下底板、防护内环、防护外环和上盖板，所述下底板设在所述机座上且设置在所述飞轮外壳的外侧，所述防护内环与所述下底板的内圈相连，所述防护外环与所述下底板的外圈相连，所述防护外环、所述防护内环和所述下底板配合限定出上端敞开的容纳腔，所述上盖板设在所述防护内环和所述防护外环上端以封闭所述容纳腔。根据本专利技术的一个实施例，所述耗能管组件包括多个主耗能管，多个所述主耗能管沿所述防护壳的周向依次设在所述容纳腔内。根据本专利技术的一个实施例，所述主耗能管的外径等于所述防护外环与所述防护内环的差值。根据本专利技术的一个实施例，所述主耗能管内填充有多个沿其轴向延伸的橡胶柱。根据本专利技术的一个实施例，所述耗能管组件还包括：内耗能管和外耗能管，所述内耗能管填充在相邻两个所述主耗能管与所述防护内环之间的间隙内，所述外耗能管填充在相邻两个所述主耗能管与所述防护外环之间的间隙内。根据本专利技术的一个实施例，所述主耗能管的管壁厚度为5-10mm，所述内耗能管和所述外耗能管的管壁厚度为4-6mm。根据本专利技术的一个实施例，所述主耗能管、所述内耗能管和所述外耗能管的高度与所述防护内环和所述防护外环高度相等。根据本专利技术的一个实施例，所述主耗能管、所述内耗能管和所述外耗能管分别为钢管。根据本专利技术的一个实施例，所述防护壳的上端和下端在轴向上分别超出所述飞轮外壳的上端和下端，且超出高度为所述飞轮外壳的轴向高度的15％-25％。根据本专利技术第二方面实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置的制造工艺，包括以下步骤：S1、利用钢板切割为圆环板，制作成上盖板和下底板，采用钢板卷焊获得防护内环和防护外环，将所述防护内环的下端与所述下底板的内圈焊接相连以形成第一焊缝，将所述防护外环的下端与所述下底板的外圈焊接相连以形成第二焊缝；S2、截取多根长度相同主耗能管和橡胶柱，依次相靠插入所述防护内环和所述防护外环之间的空间，再将所述橡胶柱插入所述主耗能管内；S3、截取多根长度相同的内耗能管，插入所述主耗能管与所述防护内环之间的空间；S4、截取多根长度相同的外耗能管，插入所述主耗能管与所述防护外环之间的空间；S5、将所述防护内环的上端与所述上盖板的内圈焊接相连以形成第三焊缝，将所述防护外环的上端与所述上盖板的外圈焊接相连以形成第四焊缝；S6、在所述上盖板上均匀焊接若干个吊装耳，完成可移动式飞轮储能机组安全防护装置的组装。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置的俯视剖面图；图3是根据本专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置的局部剖视图；图4是根据本专利技术实施例的可移动式飞轮储能机组安全防护装置的焊接工艺示意图。附图标记：安全防护装置100；飞轮储能机组10；轴11；电机转子12；飞轮13；电机外壳14；飞轮外壳15；电机定子16；机座17；防护壳20；上盖板21；防护内环22；护外环23；容纳腔24；下底板25；耗能管组件26；主耗能管261；内耗能管262；外耗能管263；橡胶柱264；第一焊缝31；第二焊缝32；第三焊缝33；第四焊缝34。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。飞轮储能技术是一种可快速充放电的长寿命储能新技术，它利用电机实现电动储能、发电释能，特别适用于需要快速充放电的独立动力系统调峰、风力发电稳定性调节等领域。飞轮储存的能量与转速平方成正比，为提高功率密度和能量密度，飞轮电机轴系需要高速旋转，其转速高于普通电机的转速(1500-3000r/min)。飞轮电机轴系旋转部件的设计要经过详细的结构应力、应变计算分析，确保结构应力水平远低于材料的许用强度，防止在频繁的升、降速条件下可能发生的材料强度破坏的故障。飞轮电机转子强度设计保障安全的条件下，还需要考虑极小概率发生的飞轮电机轴系强度破坏的防护技术措施。若电机转子发生强度破坏后，有厚实的电机定子及绕组在周围遮挡，最外层还有电机壳体防护，因此其危害性可以基本排除；若高速飞轮发生强度破坏后，将先与飞轮壳体摩擦碰撞，消耗飞轮破坏碎片的动能，其危害性已经大大减少。飞轮储能机组的安全防护有多种技术手段，首先是采用正确的结构力学计算分析方法，准确计算得到飞轮电机轴系旋转部件的应力应变-载荷特性数据，其次是要采用合适的结构强度状态判别准则，再次是要使用性能稳定的合格材料。准确的强度设计和制造中的质量严格管控可以将飞轮电机轴系旋转部件的强度破损概率降低到极低的水平，从而在理论上认为在寿命期内不会发生强度破损故障。但是对于示范应用的新型飞轮储能机组，十分有必要采取冗余的安全防护技术措施，杜绝飞轮破损后对其他设施或人员造成危害。飞轮储能技术在安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述可移动式飞轮储能机组包括轴、设在所述轴上的电机转子和飞轮，所述电机转子和所述飞轮外侧分别设有电机定子、电机外壳和飞轮外壳，所述可移动式飞轮储能机组设在机座上，所述安全防护装置设在所述机座上且位于所述飞轮外壳外周，所述安全防护装置包括：防护壳，所述防护壳形成为设置在所述飞轮外壳外侧的环形，所述防护壳内限定有容纳腔；耗能管组件，所述耗能管组件设在所述容纳腔内。

【技术特征摘要】
1.一种可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述可移动式飞轮储能机组包括轴、设在所述轴上的电机转子和飞轮，所述电机转子和所述飞轮外侧分别设有电机定子、电机外壳和飞轮外壳，所述可移动式飞轮储能机组设在机座上，所述安全防护装置设在所述机座上且位于所述飞轮外壳外周，所述安全防护装置包括：防护壳，所述防护壳形成为设置在所述飞轮外壳外侧的环形，所述防护壳内限定有容纳腔；耗能管组件，所述耗能管组件设在所述容纳腔内。2.根据权利要求1所述的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述防护壳包括：下底板，所述下底板设在所述机座上且形成为沿所述轴的周向延伸的环形；防护内环，所述防护内环与所述下底板的内圈相连；防护外环，所述防护外环与所述下底板的外圈相连，所述防护外环、所述防护内环和所述下底板配合限定出上端敞开的容纳腔；上盖板，所述上盖板设在所述防护内环和所述防护外环上端以封闭所述容纳腔。3.根据权利要求2所述的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述耗能管组件包括多个主耗能管，多个所述主耗能管沿所述防护壳的周向依次设在所述容纳腔内。4.根据权利要求3所述的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述主耗能管的外径等于所述防护外环与所述防护内环的差值。5.根据权利要求3所述的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述主耗能管内填充有多个沿其轴向延伸的橡胶柱。6.根据权利要求3所述的可移动式飞轮储能机组安全防护装置，其特征在于，所述耗能管组件还包括：内耗能管，所述内耗能管填充在相邻两个所述主耗能管与所述防护内环之间的间隙内；外耗能管，所述外耗能管填充在相邻两个所述主耗能管与所述防护外环之...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴兴建，杜广义，李振智，魏风勇，张古森，牛跃进，郭巧合，赵备库，
申请(专利权)人：清华大学，中石化中原石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11