一种用于重力储能的防风级重物结构

技术领域

本发明涉及重力储能技术领域，特别涉及一种用于重力储能的防风级重物结构。

背景技术

风能、太阳能等新能源在大规模并网过程中，通常具有随机性、不稳定性和间歇性等特点，难以与电力需求实时趋势保持一致，导致弃风、弃光现象愈加普遍，电力供应紧张与电网调峰困难的问题日益突出。对大规模电力的储存，可提高电力系统供电可靠性，有效提升新能源利用率，是解决电力生产产能与电力需求波动峰谷差之间矛盾的重要手段。在现有的储能方式中，重力储能是受地理条件限制少、建造成本低、无污染、安全性高的一种重要储能手段，其原理是当电力有富余时，驱动马达将重物提升至高处，需要电力时，释放重物下降驱动发电机发电。重力储能具有灵活性较高的特点，可以通过改变电缆速度、增减负载，以满足不同的能源需求。

在重力储能系统中，吊装重物具有自重大、体积大、起吊高度高等特点，当重物被提升至一定高度时，在风力等外力较大情况下，重物摇晃幅度大幅增加，一旦发生失稳，则可能造成重物脱落事故，存在严重的安全隐患。此外，重力储能系统中的重物体积大，导致迎风面积较大，风力对重物产生水平推力，为提升装置增加了额外的负荷，可能导致装置移动甚至位置偏离，从而影响提升装置基础的牢固性，或因超负荷运行给提升装置的结构造成损坏，严重影响重力储能系统的稳定运行。为解决上述问题，本发明提供了一种用于重力储能的防风级重物结构，在不增设外部防风装置的前提下，可以有效减少重物在提升过程中受风力影响而造成的振动。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出的一种用于重力储能的防风级重物结构。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于重力储能的防风级重物结构，包括支撑架、防风级重物和减震单元；

所述支撑架上固定安装有吊钩，所述吊钩上固定安装有钢绳，所述防风级重物与钢绳的底端固定连接；

所述防风级重物的底侧可拆卸安装有底壳，所述防风级重物的底侧开设有安装槽，所述安装槽内设置有调节组件，且调节组件上设置有圆形板，所述圆形板的底侧固定安装有挡环，所述挡环的内周面上固定安装有多个按压开关，多个按压开关上均固定安装有弧形挡块，所述底壳的底侧固定安装有声光报警器，多个按压开关通过并联的方式与声光报警器相连接；

所述减震单元设置在底壳内，且减震单元与底壳的侧壁相连接。

优选的，所述减震单元包括实心球、八个弹簧和八个液压阻尼器，底壳的内侧壁上固定安装有八个弹簧，八个弹簧相互靠近的一端固定安装有同一个实心球，底壳的内侧壁上固定安装有八个液压阻尼器，多个液压阻尼器分别与对应的弹簧相对应，多个液压阻尼器和多个弹簧均基于实心球为中心呈45度夹角均匀排列。

优选的，所述调节组件包括螺柱、螺套、蜗杆、蜗轮和调节轮，安装槽的顶部内壁上转动安装有螺柱，圆形板上固定安装有螺套，螺柱螺纹安装在螺套内，螺柱上固定套设有蜗轮，安装槽的侧壁上转动安装有蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗杆的前端延伸至防风级重物的前侧并固定套设有调节轮。

优选的，所述圆形板的顶侧固定安装有多个伸缩杆，多个伸缩杆的底端均与安装槽的顶部内壁固定连接。

优选的，所述底壳的内壁上转动安装有多个支撑轴，多个支撑轴上均径向固定安装有转动板，多个转动板上均固定安装有卡板，安装槽的侧壁上开设有多个卡槽，多个卡板分别活动卡接在对应的卡槽内。

优选的，所述支撑轴上活动套设有扭簧，扭簧的两端分别与转动板和底壳的内壁固定连接。

优选的，所述卡槽的内壁上开设有圆形槽，圆形槽的内壁上转动安装有内丝套筒，内丝套筒上的一端延伸至防风级重物外并固定套设有转轮，内丝套筒内螺纹安装有螺杆，圆形槽内设置有限位件，限位件与螺杆相连接，螺杆远离内丝套筒的一端固定安装有推板。

优选的，所述限位件包括两个限位块，螺杆上开设有两个限位槽，圆形槽的内壁上固定安装有两个限位块，两个限位块分别滑动安装在对应的限位槽内。

优选的，所述转轮的外周面上呈放射状固定安装有多个支杆，多个支杆远离转轮的一端固定安装有同一个圆环。

本发明的有益效果是：

(1)便于使用、造价低。本设计直接改变重物本体结构，不额外增设防风装置，节约空间、减少成本。

(2)提升发电能效。底壳内设置减振单元的设计，为整个重物的质量带来一定程度上的增加，将更多的重力势能转化为电能，有效提升了发电能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种用于重力储能的防风级重物结构的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于重力储能的防风级重物结构的局部剖视结构示意图；

图3为本发明提出的一种用于重力储能的防风级重物结构中A部分的结构示意图；

图4为本发明提出的一种用于重力储能的防风级重物结构中B部分的结构示意图；

图5为本发明提出的内丝套筒、螺杆、限位块、导向槽、推板、转轮、支杆和圆环部分的结构示意图。

图中：1、支撑架；11、吊钩；2、防风级重物；21、卡槽；3、底壳；31、支撑轴；32、转动板；33、卡板；34、扭簧；4、内丝套筒；41、螺杆；42、推板；43、转轮；44、支杆；45、圆环；46、限位槽；47、限位块；5、螺柱；51、螺套；52、圆形板；521、挡环；522、按压开关；523、弧形挡块；53、蜗轮；54、蜗杆；55、伸缩杆；6、实心球；61、弹簧；62、液压阻尼器。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明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。

参照图1-5，一种用于重力储能的防风级重物结构，包括支撑架1、防风级重物2，且防风级重物2的外观为圆柱体，支撑架1上固定安装有吊钩11，吊钩11上固定安装有钢绳，防风级重物2与钢绳的底端固定连接，防风级重物2的底侧可拆卸安装有底壳3，防风级重物2的底侧开设有安装槽，安装槽的顶部内壁上转动安装有螺柱5，螺柱5上螺纹安装有螺套51，螺套51的底端固定安装有圆形板52，螺柱5上固定套设有蜗轮53，安装槽的侧壁上转动安装有蜗杆54，蜗杆54与蜗轮53相啮合，蜗杆54的前端延伸至防风级重物2的前侧并固定套设有调节轮，圆形板52的底侧固定安装有挡环521，挡环521的内周面上固定安装有多个按压开关522，多个按压开关522上均固定安装有弧形挡块523，底壳3的底侧固定安装有声光报警器，多个按压开关522通过并联的方式与声光报警器相连接，底壳3的内侧壁上固定安装有八个弹簧61，八个弹簧61相互靠近的一端固定安装有同一个实心球6，实心球6可为铸铁或混凝土材质，实心球6与圆形板52的底侧和底壳3的底部内壁接触，圆形板52的底侧和底壳3的底部内壁均为光滑平面，可最大限度地减少实心球6滑动的摩擦阻力，底壳3的内侧壁上固定安装有八个液压阻尼器62，多个液压阻尼器62分别与对应的弹簧61相对应，多个液压阻尼器62和多个弹簧61均基于实心球6为中心呈45度夹角均匀排列。

本实施例中，圆形板52的顶侧固定安装有多个伸缩杆55，多个伸缩杆55的底端均与安装槽的顶部内壁固定连接，能够在通过调节轮转动蜗杆54时使螺柱5带动圆形板52稳定的升降，从而能够对圆形板52与实心球6之间的间距进行调节。

本实施例中，底壳3的内壁上转动安装有多个支撑轴31，多个支撑轴31上均径向固定安装有转动板32，多个转动板32上均固定安装有卡板33，安装槽的侧壁上开设有多个卡槽21，多个卡板33分别活动卡接在对应的卡槽21内，支撑轴31上活动套设有扭簧34，扭簧34的两端分别与转动板32和底壳3的内壁固定连接，能够使转动板32带动卡板33稳定的卡接在对应的卡槽21内。

本实施例中，卡槽21的内壁上开设有圆形槽，圆形槽的内壁上转动安装有内丝套筒4，内丝套筒4上的一端延伸至防风级重物2外并固定套设有转轮43，内丝套筒4内螺纹安装有螺杆41，圆形槽内设置有限位件，限位件与螺杆41相连接，螺杆41远离内丝套筒4的一端固定安装有推板42。

本实施例中，限位件包括两个限位块47，螺杆41上开设有两个限位槽46，圆形槽的内壁上固定安装有两个限位块47，两个限位块47分别滑动安装在对应的限位槽46内，能够使螺杆41沿内丝套筒4的轴向运动，从而便于螺杆41控制推板42将卡板33从卡槽21内推出，进而便于对底壳3进行拆装。

本实施例中，转轮43的外周面上呈放射状固定安装有多个支杆44，多个支杆44远离转轮43的一端固定安装有同一个圆环45，方便操作人员对内丝套筒4进行转动。

工作原理：在使用时，将防风级重物2沿底壳3的轴线方向向下运动，防风级重物2的底侧基于卡板33使转动板32向靠近螺柱5的方向偏转，在卡板33抵达卡槽21位置时，在扭簧34的作用下能够使卡板33卡接在卡槽21内，从而能够轻松的完成防风级重物2与底壳3的连接，然后将防风级重物2及底壳3起吊至适合的高度，防风级重物2在风的作用下会发生晃动，并会随着风力的大小不同产生不同幅度的晃动，在无风条件下，即防风级重物2振动幅度较小时，在弹簧61的作用下，能够使实心球6始终保持底壳3中心位置附近往复运动，使得防风级重物2不会发生偏移；当大风条件下，防风级重物2振动幅度较大时，带动弹簧61不断拉伸和压缩，在重力作用下能够使防风级重物2向振动的反方向滑动，并带动液压阻尼器62耗能，起到了耗散整个防风级重物2能量的作用，从而达到减少重物振幅的目的，为了使减振单元产生最大振幅，通过调节轮转动蜗杆54使蜗轮53带动螺柱5转动，使得圆形板52向靠近实心球6的方向运动并与其接触，在挡环521的作用下能够对实心球6的运动范围进行限定，同时在实心球6对弧形挡板产生较大的挤压力时能够通过按压开关522启动声光报警器进行报警，能够在防风振方面达到更好的效果，设置的八根弹簧61成环形分布，使得任一方向来风时，均能使防风级重物2逐渐恢复至平衡位置，当需要对底壳3进行拆卸时，通过圆环45转动转轮43使内丝套筒4转动，同时在限位块47和限位槽46的配合下能够使螺杆41沿内丝套筒4的轴向滑动，使得推板42将卡板33从卡槽21内推出，从而能够将底壳3从防风级重物2上拆下。

以上对本发明所提供的一种用于重力储能的防风级重物结构进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。