定滑轮结构及重力储能装置的制作方法

本发明涉及能源发电，尤其涉及一种定滑轮结构及重力储能装置。

背景技术：

1、重力储能是通过重力势能与电能的转换来实现能量存储与释放的储能方式，具体来说是利用高度差配合机电设备实现储能块的提升或下降，从而实现能量的存储与转换，是一种可持续性很高的储能创新形式，具有放电时间长、循环寿命长、环境适应性强和安全性高等优点。当新能源产生的电能富余时，利用富余的电能提升储能块进行“充电”，通过重物单元高度的提升实现重力势能的存储，等到用电高峰时，系统再下放储能块，用重力做功“放电”，把重力势能转化为电能释放。因此，重力储能系统通常伴随着重物的提升和下降，对重物进行提升或下降时往往用到钢丝绳。

2、当钢丝绳发生断裂，依靠钢丝绳支撑的整排的重物单元可能会因此导致整排的重物单元都滑落下去，造成对重力储能系统的巨大破坏。

3、因此，亟需一种定滑轮结构及重力储能装置，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种定滑轮结构及重力储能装置，能够判断拉绳是否断裂，能够防止全部重物掉落。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、定滑轮结构，包括：

4、底座；

5、支架，上述支架与上述底座能够沿竖直方向相对滑动；

6、弹性件，上述弹性件使得上述支架总是具备沿上述竖直方向远离上述底座的移动趋势；

7、定滑轮，上述定滑轮安装于上述支架；

8、拉绳，上述定滑轮于下方支撑上述拉绳，位于上述底座于第一方向相对的两侧的重物通过拉绳连接；

9、压力传感器，上述压力传感器用于获取作用于上述支架的沿上述竖直方向的作用力的大小；

10、制动器，上述制动器用于固定上述拉绳，限制上述重物下降；

11、上述第一方向、上述定滑轮的轴向以及上述竖直方向两两垂直。

12、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述定滑轮设置有多个，多个上述定滑轮沿上述第一方向间隔设置，上述制动器安装于于上述第一方向相邻的两个上述定滑轮之间。

13、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述底座沿上述竖直方向开设有安装槽，上述支架的底部能够插设于上述安装槽内，上述弹性件设置于上述安装槽内并于上述竖直方向夹设于上述底座与上述支架之间。

14、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述底座于上述安装槽的底壁凸设有安装柱，上述安装柱的轴向与上述竖直方向平行，上述弹性件为弹簧，套设于上述安装柱，上述支架的底部于上述安装柱的外周侧与上述弹性件抵接。

15、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述压力传感器安装于上述安装柱的顶部端面，能够与上述支架沿上述竖直方向抵接。

16、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述安装柱的顶部设置有箍筋。

17、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述支架为等腰三角形结构，多个上述定滑轮对称的设置于上述等腰三角形的底边的中垂线的两侧，上述支架的顶角凸设有插接部，上述插接部插设于上述安装槽内。

18、作为上述定滑轮结构的一种优选技术方案，上述制动器包括第一夹钳、第二夹钳和第一驱动件，上述第一夹钳和上述第二夹钳分布于上述拉绳的径向的相对两侧，上述第一夹钳与上述支架固定，上述第二夹钳在上述第一驱动件的驱动下，能够靠近上述第一夹钳并夹紧上述拉绳，或远离上述第一夹钳释放上述拉绳。

19、还提供了一种重力储能装置，包括第二驱动件、上述重物以及上述的定滑轮结构，上述第二驱动件连接上述拉绳的首端和/或尾端，上述第二驱动件与上述定滑轮结构之间的拉绳搭载有上述重物，上述第二驱动件能够张紧或释放上述拉绳。

20、作为上述定重力储能装置的一种优选技术方案，还包括动滑轮，上述重物安装于上述动滑轮，上述拉绳于底部支撑上述动滑轮。

21、本发明有益效果：

22、本发明提供了一种定滑轮结构及重力储能装置，包括底座、支架、定滑轮、弹性件、定滑轮、拉绳、压力传感器和制动器。其中，支架与底座能够沿竖直方向相对滑动；弹性件使得支架总是具备沿竖直方向远离底座的移动趋势；定滑轮安装于支架；定滑轮于下方支撑拉绳，位于底座于第一方向相对的两侧的重物通过拉绳连接；压力传感器用于获取作用于支架的沿竖直方向的作用力的大小；制动器用于固定拉绳，限制重物下降；第一方向、定滑轮的轴向以及竖直方向两两垂直。

23、具体的，底座与地面相对固定，支座与底座能够沿竖直方向相对滑动，支架上安装有定滑轮，重物通过拉绳作用于支架，拉绳绕过定滑轮的外周圆弧面，实现换向，且通过定滑轮增大接触面积，避免应力集中；支座于第一方向的两侧均设置有重物，两个重物质量相等，通过拉绳连接，达成平衡。压力传感器用于获取支座受到的于竖直方向的合力的大小，设，两侧重物通过拉绳连接，且重物距离地面的高度为h，h＞0时，压力传感器获取的信号为f1，此时制动器处于闲置状态，不作用于拉绳，当拉绳断裂时，重物无法作用于支架，此时压力传感器获取的信号为f2，f2＜f1，此时，则判定，拉绳断裂，制动器启动，固定拉绳，防止全部重物掉落，弹性件能够缓冲支架与底座之间由于重物的作用力变化所带来的冲击力。

技术特征：

1.定滑轮结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的定滑轮结构，其特征在于，所述定滑轮(400)设置有多个，多个所述定滑轮(400)沿所述第一方向(y)间隔设置，所述制动器(700)安装于于所述第一方向(y)相邻的两个所述定滑轮(400)之间。

3.根据权利要求2所述的定滑轮结构，其特征在于，所述底座(100)沿所述竖直方向(x)开设有安装槽(110)，所述支架(200)的底部能够插设于所述安装槽(110)内，所述弹性件(300)设置于所述安装槽(110)内并于所述竖直方向(x)夹设于所述底座(100)与所述支架(200)之间。

4.根据权利要求3所述的定滑轮结构，其特征在于，所述底座(100)于所述安装槽(110)的底壁凸设有安装柱(120)，所述安装柱(120)的轴向与所述竖直方向(x)平行，所述弹性件(300)为弹簧，套设于所述安装柱(120)，所述支架(200)的底部于所述安装柱(120)的外周侧与所述弹性件(300)抵接。

5.根据权利要求4所述的定滑轮结构，其特征在于，所述压力传感器(600)安装于所述安装柱(120)的顶部端面，能够与所述支架(200)沿所述竖直方向(x)抵接。

6.根据权利要求4所述的定滑轮结构，其特征在于，所述安装柱(120)的顶部设置有箍筋。

7.根据权利要求3所述的定滑轮结构，其特征在于，所述支架(200)为等腰三角形结构，多个所述定滑轮(400)对称的设置于所述等腰三角形的底边的中垂线的两侧，所述支架(200)的顶角凸设有插接部，所述插接部插设于所述安装槽(110)内。

8.根据权利要求1所述的定滑轮结构，其特征在于，所述制动器(700)包括第一夹钳(710)、第二夹钳(720)和第一驱动件，所述第一夹钳(710)和所述第二夹钳(720)分布于所述拉绳(500)的径向的相对两侧，所述第一夹钳(710)与所述支架(200)固定，所述第二夹钳(720)在所述第一驱动件的驱动下，能够靠近所述第一夹钳(710)并夹紧所述拉绳(500)，或远离所述第一夹钳(710)释放所述拉绳(500)。

9.重力储能装置，其特征在于，包括第二驱动件、所述重物(900)以及权利要求1-8任一项所述的定滑轮结构，所述第二驱动件连接所述拉绳(500)的首端和/或尾端，所述第二驱动件与所述定滑轮结构之间的拉绳(500)搭载有所述重物(900)，所述第二驱动件能够张紧或释放所述拉绳(500)。

10.根据权利要求9所述的重力储能装置，其特征在于，还包括动滑轮(800)，所述重物(900)安装于所述动滑轮(800)，所述拉绳(500)于底部支撑所述动滑轮(800)。

技术总结本发明涉及能源发电技术领域，提供了一种定滑轮结构及重力储能装置，包括底座、支架、定滑轮、弹性件、定滑轮、拉绳、压力传感器和制动器。其中，支架与底座能够沿竖直方向相对滑动；弹性件使得支架总是具备沿竖直方向远离底座的移动趋势；定滑轮安装于支架；定滑轮于下方支撑拉绳，位于底座于第一方向相对的两侧的重物通过拉绳连接；压力传感器用于获取作用于支架的沿竖直方向的作用力的大小；制动器用于固定拉绳，限制重物下降；第一方向、定滑轮的轴向以及竖直方向两两垂直。通过压力传感器获取拉绳的状态，当判定其断裂时，制动器启动，固定拉绳，防止全部重物掉落，弹性件能够缓冲支架与底座之间由于重物的作用力变化所带来的冲击力。技术研发人员：袁康,刘晓辉,陈俊,刘伟,刘化普受保护的技术使用者：青岛绿色发展研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/12