一種低峰電儲能泵水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低峰電儲能泵水系統(tǒng)，雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括控制器、限位開關(guān)、傳感器、高速軸聯(lián)軸器和水泵高速軸聯(lián)軸器，電機(jī)輸出軸通過高速軸聯(lián)軸器與水泵體連接軸連接，水泵體連接軸通過水泵高速軸聯(lián)軸器與水泵體的轉(zhuǎn)軸連接，水泵體連接軸通過減速裝置與低速軸的一端傳動(dòng)連接，低速軸的另一端與鋼絲輥桶連接，鋼絲輥桶上盤繞有鋼絲繩，重物塊在鋼絲繩的牽動(dòng)下上下移動(dòng)。本發(fā)明的儲能泵水系統(tǒng)將晚上的低峰電用重力勢能的方式儲存下來，待低峰電過后，將重力勢能再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能使水泵體旋轉(zhuǎn)作功，達(dá)到節(jié)能減排的目的，保證了電機(jī)和水泵體的正常運(yùn)行并且節(jié)能效果顯著，使儲能泵每年可為國家節(jié)省5000萬億度電的能源，大大減少了能源消耗。
【專利說明】
一種低峰電儲能泵水系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能、儲能、給水、排水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)峰谷差在逐漸增大，電網(wǎng)負(fù)荷率明顯下降，這極大地影響了發(fā)電成本和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了鼓勵(lì)用戶移峰填谷，電力部門已經(jīng)會(huì)同地方制定了峰谷電價(jià)政策，將高峰電價(jià)與低谷電價(jià)拉開，鼓勵(lì)用戶使用低谷電。目前國家的用電峰值為6小時(shí)的夜間低峰電，用電價(jià)約是正常電價(jià)的1/3-1/5，而發(fā)電廠白天與晚上的用電量不同，晚上明顯減少，但機(jī)組只能低速運(yùn)行而不能停止運(yùn)行，所以晚上的電大部分都浪費(fèi)掉，約占總發(fā)電量的30%。
[0003]由于峰谷電價(jià)政策的實(shí)施，為儲能栗水系統(tǒng)的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展前景。儲能栗水系統(tǒng)具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，且其工作性能穩(wěn)定，它是采用夜間的存儲低峰電能驅(qū)動(dòng)栗體。中國栗和風(fēng)機(jī)的用電量約占全國工業(yè)總電量的50%左右，耗電量巨大，國內(nèi)很多大項(xiàng)目運(yùn)行成本高的原因就是水栗占的電費(fèi)居高不下，導(dǎo)致整體運(yùn)行成本加大或無法運(yùn)行。其中2014年工業(yè)用電為4.07萬億度。綜上所述儲能栗每年可為國家節(jié)省5000萬億度電的能源，因此，如何研發(fā)一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的水栗占的電費(fèi)居高不下，導(dǎo)致整體運(yùn)行成本加大或無法運(yùn)行的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，綜合水栗及低峰電的特性通過機(jī)械儲能與能量轉(zhuǎn)化將低峰電有效轉(zhuǎn)化，節(jié)省國家能源。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，包括設(shè)置在地面以下的低勢能架，以及設(shè)置在地面以上的進(jìn)電配電箱、電機(jī)、高速比減速箱、水栗體、鋼絲輥桶和雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，所述雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括控制器、限位開關(guān)、傳感器、高速軸聯(lián)軸器和水栗高速軸聯(lián)軸器，所述電機(jī)輸出軸通過高速軸聯(lián)軸器與水栗體連接軸連接，水栗體連接軸通過水栗高速軸聯(lián)軸器與水栗體的轉(zhuǎn)軸連接，水栗體連接軸通過減速裝置與低速軸的一端傳動(dòng)連接，減速裝置設(shè)置在高速比減速箱內(nèi)，低速軸的另一端與鋼絲輥桶連接，鋼絲輥桶上盤繞有鋼絲繩，鋼絲繩的端部連接重物塊，重物塊在鋼絲繩的牽動(dòng)下上下移動(dòng)；
[0007]所述限位開關(guān)和傳感器設(shè)置在鋼絲輥桶的下方，傳感器與控制器連接，控制器與高速軸聯(lián)軸器和水栗高速軸聯(lián)軸器連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述減速裝置采用齒輪減速裝置，包括相互嚙合的大齒輪和小齒輪，其中小齒輪固定在水栗體連接軸上，大齒輪固定在低速軸上。
[0009]進(jìn)一步的，所述低勢能架的側(cè)壁設(shè)置有重物滑道;重物塊在鋼絲繩的牽動(dòng)下沿重物滑道上下移動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步的，所述電機(jī)設(shè)置為變頻電機(jī)，電機(jī)固定安裝在電機(jī)底座上，水栗體固定安裝在栗體底座上。
[0011]進(jìn)一步的，所述進(jìn)電配電箱通過導(dǎo)線分別和電機(jī)、高速比減速箱連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述水栗體的進(jìn)水口與水栗進(jìn)水管連接，水栗體的出水口與水栗出水管連接，其中水栗進(jìn)水管連通水源。
[0013]進(jìn)一步的，所述鋼絲輥桶設(shè)置在低勢能架的端口正上方。
[0014]進(jìn)一步的，所述重物塊為鋼鐵或水泥。
[0015]進(jìn)一步的，所述低勢能架設(shè)置為具有低勢能差的井、溝或支架。
[0016]進(jìn)一步的，所述控制器為PLC，設(shè)置在進(jìn)電配電箱內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:
[0018]本發(fā)明公開的低峰電儲能栗水系統(tǒng)，屬于節(jié)能、儲能、給水、排水技術(shù)領(lǐng)域，儲能栗水系統(tǒng)將晚上的低峰電用重力勢能的方式儲存下來，待低峰電過后，將重力勢能再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能使水栗體旋轉(zhuǎn)作功。本系統(tǒng)利用電能、勢能、機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換作功將晚上低峰電儲存后作功，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
[0019]本發(fā)明的系統(tǒng)包含地面以下和地面以上兩部分，地上部分的設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，地面以下的低勢能空間，位于地面以下，充分利用了空間，可以充分將夜間的低谷電能轉(zhuǎn)換為重物塊的勢能儲存下來，待低峰電過后，再通過勢能轉(zhuǎn)換為水栗體的機(jī)械能，具有電力負(fù)荷移峰填谷和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有的儲熱水箱較大，熱量不能有效儲存的限制，提高了系統(tǒng)的能源利用效率，降低了水栗的耗電量，節(jié)約了水栗在低峰電時(shí)占用的高額電費(fèi)，降低了整體運(yùn)行成本，保證了水栗實(shí)時(shí)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0020]本發(fā)明的鋼絲輥桶上盤繞有鋼絲繩，鋼絲繩的端部連接重物塊，重物塊通過盤繞在鋼絲輥上的鋼絲繩旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了上下移動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單新穎，成本低，可控性強(qiáng)，具有高效節(jié)能、持久耐用的特點(diǎn)，高速比減速箱通過水栗高速軸聯(lián)軸器和水栗體連接，高速比減速箱通過低速軸和鋼絲輥桶連接，高速軸和低速軸的協(xié)同作用，保證了重物塊和水栗體的工作可靠性，保證了電機(jī)和水栗體的正常運(yùn)行并且節(jié)能效果顯著，充分利用了低峰電能，使儲能栗每年可為國家節(jié)省5000萬億度電的能源，大大減少了能源消耗。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明中重力勢能栗水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]其中，1、進(jìn)電配電箱;2、地面;3、電機(jī);4、高速軸聯(lián)軸器;5、水栗高速軸聯(lián)軸器;6、高速比減速箱;7、低速軸;8、鋼絲輥桶;9、水栗體;10、水栗進(jìn)水管；I Ia、電機(jī)底座；I Ib、栗體底座；12、水栗出水管；13、鋼絲繩；14、水源；15、重物滑道；16、重物塊；17、低勢能架；18、減速箱雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，包括設(shè)置在地面2以下的低勢能架17，以及設(shè)置在地面2以上的進(jìn)電配電箱1、電機(jī)3、高速比減速箱6、水栗體9、鋼絲輥桶8和雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，所述雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括控制器、限位開關(guān)、傳感器、高速軸聯(lián)軸器4和水栗高速軸聯(lián)軸器5，所述電機(jī)輸出軸通過高速軸聯(lián)軸器4與水栗體連接軸連接，水栗體連接軸通過水栗高速軸聯(lián)軸器5與水栗體的轉(zhuǎn)軸連接，水栗體連接軸通過減速裝置與低速軸7的一端傳動(dòng)連接，減速裝置設(shè)置在高速比減速箱6內(nèi)，低速軸7的另一端與鋼絲輥桶8連接，鋼絲輥桶8上盤繞有鋼絲繩13，鋼絲繩13的端部連接重物塊16，重物塊在鋼絲繩的牽動(dòng)下上下移動(dòng)；
[0025]所述限位開關(guān)和傳感器設(shè)置在鋼絲輥桶8的下方，傳感器與控制器連接，控制器與高速軸聯(lián)軸器4和水栗高速軸聯(lián)軸器5連接。
[0026]進(jìn)一步的，所述減速裝置采用齒輪減速裝置，包括相互嚙合的大齒輪和小齒輪，其中小齒輪固定在水栗體連接軸上，大齒輪固定在低速軸7上。
[0027]進(jìn)一步的，所述低勢能架17的側(cè)壁設(shè)置有重物滑道15;重物塊16在鋼絲繩13的牽動(dòng)下沿重物滑道15上下移動(dòng)。
[0028]進(jìn)一步的，所述電機(jī)3設(shè)置為變頻電機(jī)，電機(jī)固定安裝在電機(jī)底座IIa上，水栗體固定安裝在栗體底座Ilb上。
[0029]進(jìn)一步的，所述進(jìn)電配電箱I通過導(dǎo)線分別和電機(jī)3、高速比減速箱6連接。
[0030 ] 進(jìn)一步的，所述水栗體9的進(jìn)水口與水栗進(jìn)水管1連接，水栗體的出水口與水栗出水管12連接，其中水栗進(jìn)水管1連通水源14。
[0031 ]進(jìn)一步的，所述鋼絲輥桶8設(shè)置在低勢能架17的端口正上方。
[0032]進(jìn)一步的，所述重物塊16為鋼鐵或水泥。
[0033]進(jìn)一步的，所述低勢能架17設(shè)置為具有低勢能差的井、溝或支架。
[0034]進(jìn)一步的，所述控制器為PLC，設(shè)置在進(jìn)電配電箱I內(nèi)。
[0035]減速箱雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)18的工作原理如下:
[0036]當(dāng)儲能完畢時(shí)重物塊16與限位開關(guān)接觸，限位開關(guān)發(fā)出的電信號通過傳感器輸入PLC控制器，PLC控制器向高速軸聯(lián)軸器4發(fā)出信號，使電機(jī)輸出軸和水栗體連接軸斷開，水栗連接軸停止旋轉(zhuǎn)，重物塊16停止上行。當(dāng)?shù)头咫娺^后，PLC控制器定時(shí)設(shè)置輸出信號，將重物塊16自動(dòng)釋放下行，重物塊16下降過程中會(huì)帶動(dòng)鋼絲輥桶和低速軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，低速軸7通過齒輪減速裝置帶動(dòng)水栗體連接軸和水栗體的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了水栗體持續(xù)提水的動(dòng)作。
[0037]通過傳感器檢測重物塊16的位移位置，并通過限位開關(guān)控制重物塊16的移動(dòng)和停止，通過PLC控制器控制高速軸聯(lián)軸器4的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)輸出軸和水栗體連接軸之間的連接和斷開。當(dāng)電機(jī)輸出軸與水栗體連接軸之間連接時(shí)，電機(jī)輸出軸通過水栗體連接軸直接帶動(dòng)水栗體動(dòng)作，同時(shí)帶動(dòng)低速軸7旋轉(zhuǎn)，將重物塊16提升，儲存重力勢能；當(dāng)電機(jī)輸出軸和水栗體連接軸之間斷開時(shí)，重物塊16下降，其重力勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，使低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)水栗體連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使水栗體動(dòng)作。
[0038]本發(fā)明的工作原理如下:
[0039]利用晚上的低峰電用電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成重力勢能:電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，通過高速軸聯(lián)軸器，使電機(jī)輸出軸帶動(dòng)水栗體連接軸和水栗體的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水栗體的提水動(dòng)作；同時(shí)，水栗體連接軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪減速裝置傳遞給低速軸7，低速軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼絲輥桶8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將重物塊16(鋼鐵或水泥)用鋼絲繩13與重物滑道15從低勢能架17(具有井、溝、支架等或其它方式的勢能差)慢慢提升至頂端，從而使重物塊16具備重力勢能。
[0040]當(dāng)?shù)头咫娺^后，雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)裝置的PLC控制器控制高速度軸聯(lián)軸器5，使電機(jī)輸出軸和水栗體連接軸斷開，重物塊16(鋼鐵或水泥)慢慢回落，其重力勢能轉(zhuǎn)換為鋼絲輥桶8的動(dòng)能，使鋼絲輥筒8轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)低速軸7旋轉(zhuǎn)，低速軸7通過其與水栗體連接軸之間的齒輪減速裝置帶動(dòng)水栗連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)水栗運(yùn)行，用低峰電儲存的重物勢能進(jìn)行作功，以達(dá)到低峰儲能運(yùn)行水栗的過程。
[0041]以上所述并非是對本發(fā)明的限制，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的前提下，還可以做出若干變化、改型、添加或替換，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在地面(2)以下的低勢能架(17)，以及設(shè)置在地面(2)以上的進(jìn)電配電箱(1)、電機(jī)(3)、高速比減速箱(6)、水栗體(9)、鋼絲輥桶(8)和雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，所述雙高速軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括控制器、限位開關(guān)、傳感器、高速軸聯(lián)軸器(4)和水栗高速軸聯(lián)軸器(5)，所述電機(jī)輸出軸通過高速軸聯(lián)軸器(4)與水栗體連接軸連接，水栗體連接軸通過水栗高速軸聯(lián)軸器(5)與水栗體的轉(zhuǎn)軸連接，水栗體連接軸通過減速裝置與低速軸(7)的一端傳動(dòng)連接，減速裝置設(shè)置在高速比減速箱(6)內(nèi)，低速軸(7)的另一端與鋼絲輥桶(8)連接，鋼絲輥桶(8)上盤繞有鋼絲繩(13)，鋼絲繩(13)的端部連接重物塊(16)，重物塊在鋼絲繩的牽動(dòng)下上下移動(dòng)； 所述限位開關(guān)和傳感器設(shè)置在鋼絲輥桶(8)的下方，傳感器與控制器連接，控制器與高速軸聯(lián)軸器(4)和水栗高速軸聯(lián)軸器(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述減速裝置采用齒輪減速裝置，包括相互嚙合的大齒輪和小齒輪，其中小齒輪固定在水栗體連接軸上，大齒輪固定在低速軸(7)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述低勢能架(17)的側(cè)壁設(shè)置有重物滑道(15);重物塊(16)在鋼絲繩(13)的牽動(dòng)下沿重物滑道(15)上下移動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)(3)設(shè)置為變頻電機(jī)，電機(jī)固定安裝在電機(jī)底座(11 a)上，水栗體固定安裝在栗體底座(11 b)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)電配電箱(I)通過導(dǎo)線分別和電機(jī)(3)、高速比減速箱(6)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述水栗體(9)的進(jìn)水口與水栗進(jìn)水管(10)連接，水栗體的出水口與水栗出水管(12)連接，其中水栗進(jìn)水管(10)連通水源(14)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼絲輥桶(8)設(shè)置在低勢能架(17)的端口正上方。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述重物塊(16)為鋼鐵或水泥。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述低勢能架(17)設(shè)置為具有低勢能差的井、溝或支架。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低峰電儲能栗水系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為PLd置在進(jìn)電配電箱(I)內(nèi)。
【文檔編號】F04B17/00GK105863988SQ201610410975
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】牟永生
【申請人】青島鑫正鑫水業(yè)有限公司