一种机械能储存与释放装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械能源技术领域，尤其涉及一种机械能储存与释放装置的技术领域。


背景技术：

2.从目前的自然能源利用来看，现已开发的水利发电、风力发电、太阳光伏发电，到利用潮汐发电，都是从大自然给人类带来的自然能源入手，开拓的新的能源。据有关资料介绍，大自然所给人类的自然能源如其大量的开发利用，可能会导致自然环境的变化和破坏。
3.然而，在现有矿山开采、机械工程施工和建设，及工农业生产过程中依然存在大量能源资源的浪费。仅以矿山开采为例，对于大中型煤矿矿井在矿井运输的实际操作中，物料下降时必须采用外部动力进行速度的控制，而目前没有采用相应的转化储能机构对下降时的重力势能进行充分的利用，而且需要消耗大量的能量，这无形中造成了能量和运行费用的大量浪费。同理，在独立运行风力发电系统中，由于风速的变化具有随机性，通常都必须配备一定的蓄电池储能，以备在风能较充足时，将风电机组盈余的电能储存起来；当风能不足时，将储能装置中储存的能量释放出来给负荷供电。当风速较低导致风电机组不能正常工作时，由蓄电池单独向负荷供电。由于蓄电池投资大、寿命短、故障率高，维修费用高，给风电机组的运行成本带来很大的困难。因此，无论对于大中型煤矿矿井、还是风电机组的运营，都需要用廉价的机械储能装置来改进现有设备，用机械储能装置来降低能源消耗和运营成本，提高现有机械能源的有效利用率是改变目前能源浪费的一个有力的措施。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种设计构思新颖、结构合理、技术可靠，高效节能，环保的机械能储存与释放装置。
5.本实用新型是采用实施如下技术方案的：一种机械能储存与释放装置，包括机架和安装夹板，其特殊之处在于，所述的装置设置有一机械能储存器，其输入端设置有一机械能输入机构，其输出端设置有一机械能输出机构；所述的机械能储存器由一个桶装体的壳体，壳体的中心处设一中心轴，中心轴与壳体之间为动配合结构，中心轴上端部设一储存器输入齿轮，中心轴的中部设有至少一个沿其轴心线平行设置的凹槽，凹槽的宽度和长度与插装在凹槽内的复式发条相匹配，复式发条的前端部插装凹槽内并绕中心轴呈缠绕状态，其末端贴合在壳体的内壁上；壳体下端部设有一与壳体径向尺寸相吻合的储存器输出齿轮，储存器输出齿轮紧固安装在壳体的下端部，储存器输出齿轮与设置的机械能输出机构首端的输出齿轮相吻合；所述的机械能输入机构为设置有输入头轮组件、输入二轮组件、输入三轮组件、输入四轮组件，它们之间的啮合连接关系是：输入头轮组件设有一输入头轴，其输入头轴的轴端部设一输入头轮，输入头轮与输入二轮组件上的输入二轮啮合连接，输入二轮组件上的输入二轮与输入三轮组件上的输入三轮啮合连接，输入二轮组件上的输入二轮轴齿和输入三轮组件上的输入三轮轴齿一起共同与输入四轮组件上的输入四轮啮合
连接，输入四轮组件上的输入四轮轴齿与储存器输入齿轮啮合连接；所述机械能输出机构设置有一输出头轮组件、输出二轮组件，输出头轮组件设一输出头轮轴，其上端部设一输出头轮轴齿，输出头轮轴齿与储存器输出齿轮啮合连接，其下端部设有一伞齿轮；所述的输出二轮组件设一输出二轮轴，其端部有一伞齿轮，且与输出头轮组件上的伞齿轮相啮合连接。
6.为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是：
7.上述所述机械能输出机构还设有一释放转速控制机构，释放转速控制机构是由输出头轮组件、控制二轮组件、控制三轮组件、控制四轮组件依次啮合连接，其连接关系是：输出头轮组件的输出头轮轴的中部紧固设置一控制头轮片，控制头轮片与控制二轮组件上设置的控制二轮轴齿啮合连接，控制二轮组件上设置的控制二轮片与控制三轮组件上设置的控制三轮轴齿啮合连接，控制三轮组件上的控制三轮片与控制四轮组件上设置的控制四轮轴齿啮合连接。
8.上述所述的输入二轮组件上的输入二轮和输入三轮组件上的输入三轮为飞轮结构。
9.上述所述的复式发条为绕轴心线缠绕状态，其内端部有一直角钩，与中心轴的凹槽相匹配，其末端固定倒接一板式弹簧；所述板式弹簧的长度为复式发条宽度的3
‑
5倍，其厚度为复式发条厚度的1.5
‑
2.5倍。
10.本实用新型与现有技术相比具有如下较突出的实质性特点和积极的进步：
11.其一是本实用新型所述的机械能储存与释放装置采取的是将机械能储存与释放装置设置有一机械能储存器，其输入端设置有一机械能输入机构，其输出端设置有一机械能输出机构。所述的机械能储存器由一个桶装体的壳体，壳体的中心处设一中心轴，中心轴与壳体之间为动配合结构，中心轴上端部设一储存器输入齿轮，中心轴的中部设有至少一个沿其轴心线平行设置的凹槽，凹槽的宽度和长度与插装在凹槽内的复式发条相匹配，复式发条的前端部插装凹槽内并绕中心轴呈缠绕状态，其末端贴合在壳体的内壁上；壳体下端部设有一与壳体径向尺寸相吻合的储存器输出齿轮，储存器输出齿轮紧固安装在壳体的下端部，储存器输出齿轮与设置的机械能输出机构首端的输出齿轮相吻合的技术方案，这一技术方案不仅为机械能的储存与释放提供了一个设计构思新颖、结构合理完整的技术方案，而且为提高现有机械能源的开发利用、降低能源使用过程中的浪费提供了一个绿色节能，无碳环保的技术手段，从而使本实用新型所述的机械能储存与释放装置的技术方案与现有技术相比具有较突出的实质性特点。
12.其二是本实用新型所述的机械能储存与释放装置采取了将所述机械能输出机构还设有由输出头轮组件、控制二轮组件、控制三轮组件、控制四轮组件依次啮合连接的释放转速控制机构；所述的输入二轮组件上的输入二轮和输入三轮组件上的输入三轮为飞轮结构。所述的复式发条为绕轴心线缠绕状态，其内端部有一直角钩，与中心轴的凹槽相匹配，其末端固定倒接一板式弹簧的技术方案，这些技术方案为所述的机械能储存与释放装置进一步增设了释放转速控制机构、能顺利吸纳正反两个方向的转动能量、能量储存达到极限时的自释放能量技术方案，这为所述的机械能储存与释放装置提供了较完美的技术手段和措施，从而为保障本实用新型所述的机械能储存与释放装置具有更加可靠的技术措施，可以为用户提供一个结构设计合理、使用性能可靠的机械节能产品，达到既能保持现有使用设备的正常使用效果，又能充分利用现有设备进行开源节流、降低生产成本、提高企业经济
效益的较突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
13.所包括的附图提供了对本实用新型的进一步理解，其被并入到本说明书中构成本说明书的一部分，所述附图示出了本实用新型的实施例并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。在附图中相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
14.图1为本实用新型实施例1的一种机械能储存与释放装置的结构示意图。
15.图2为本实用新型实施例2的一种机械能储存与释放装置的结构示意图。
16.图3为本实用新型一种机械能储存与释放装置的俯视图。
17.图4为本实用新型一种机械能储存与释放装置中的机械能储存器的俯视图。
18.图5为图4的a
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a剖视图。
19.附图标记：1
‑
输入头轮组件1.1
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输入头轴1.2输入头轮2
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输入二轮组件2.1输入二轮2.2
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输入二轮轴齿3
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输入三轮组件3.1
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输入三轮3.2
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输入三轮轴齿4
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输入四轮组件4.1
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输入四轮4.2
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输入四轮轴齿5
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储存器输入齿轮6
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滚子推力轴承7
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凹槽8
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夹板9
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机架10
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中心轴11
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壳体12
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储存器输出齿轮13
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复式发条14
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输出头轮组件14.1
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输出头轮轴14.2输出头轮轴齿14.3
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输出锥齿轮14.4控制头轮片15
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输出二轮组件15.1
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输出二轮轴15.2
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输出二轮轴齿16
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控制二轮组件16.1
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控制二轮片16.2
‑
控制二轮轴齿17
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控制三轮组件17.1
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控制三轮片17.2
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控制三轮轴齿18
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控制四轮组件18.1
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控制四轮轴齿19
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板式弹簧。
具体实施方式
20.下面结合附图详细说明本实用新型一种机械能储存装置的具体结构细节和安装使用过程，不得理解为任何意义上的对本实用新型权利要求的限制。
21.实施例1：
22.本实用新型实施例1的一种机械能储存和释放装置（参见图1、图3、图4、图5），包括机架9和安装夹板8，其所述的装置设置有一机械能储存器，其输入端设置有一机械能输入机构，其输出端设置有一机械能输出机构；所述的机械能储存器由一个桶装体的壳体11，壳体11的中心处设一中心轴10，中心轴10与壳体11之间为动配合结构，中心轴10上端部设一储存器输入齿轮5，中心轴10的中部设有一个沿其轴心线平行设置的凹槽7，凹槽7的宽度和长度与插装在凹槽7内的复式发条13相匹配，一个复式发条13的前端部插装凹槽7内并绕中心轴10呈缠绕状态，其末端贴合在壳体11的内壁上；壳体11下端部设有一与壳体11径向尺寸相吻合的储存器输出齿轮12，储存器输出齿轮12紧固安装在壳体11的下端部，储存器输出齿轮12与设置的机械能输出机构首端的输出齿轮相吻合；所述的机械能输入机构为设置有输入头轮组件1、输入二轮组件2、输入三轮组件3、输入四轮组件4，它们之间的啮合连接关系是：输入头轮组件1设有一输入头轴1.1，其输入头轴1.1的轴端部设一输入头轮1.2，输入头轮1.2与输入二轮组件2上的输入二轮2.1啮合连接，输入二轮组件2上的输入二轮2.1与输入三轮组件3上的输入三轮3.1啮合连接，输入二轮组件2上的输入二轮轴齿2.2和输入三轮组件3上的输入三轮轴齿3.2一起共同与输入四轮组件4上的输入四轮4.1啮合连接，输入四轮组件4上的输入四轮轴齿4.2与储存器输入齿轮5啮合连接；所述机械能输出机构设
置有一输出头轮组件14和输出二轮组件15，输出头轮组件14设一输出头轮轴14.1，其上端部设一输出头轮轴齿14.2，输出头轮轴齿14.2与储存器输出齿轮12啮合连接，其下端部设有一输出锥齿轮14.3；所述的输出二轮组件15设一输出二轮轴15.1，其端部有一输出锥齿轮15.2，且与输出头轮组件14上的输出锥齿轮14.3啮合连接。
23.为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是：
24.上述所述的输入二轮组件2上的输入二轮2.1和输入三轮组件3上的输入三轮3.1为飞轮结构。
25.上述所述的复式发条13为绕轴心轴10缠绕状态，其内端部有一直角钩（图中未示出），与中心轴10的凹槽7相匹配，其末端固定倒接一板式弹簧19；所述板式弹簧19的长度为复式发条13宽度的3倍，其厚度为复式发条13厚度的1.5倍。
26.以上为本实用新型实施例1所述的机械能储存和释放装置的的静态结构。本实用新型实施例1所述的机械能储存和释放装置较适用于草原地带没有供电系统而进行风力发电装置上使用的动力系统。
27.实施例2：
28.本实用新型实施例2的一种机械能储存和释放装置（参见图2、图3、图4、图5），包括机架9和安装夹板8，其所述的装置设置有一机械能储存器，其输入端设置有一机械能输入机构，其输出端设置有一机械能输出机构；所述的机械能储存器由一个桶装体的壳体11，壳体11的中心处设一中心轴10，中心轴10与壳体11之间为动配合结构，中心轴10上端部设一储存器输入齿轮5，中心轴10的中部设有一个沿其轴心线平行设置的凹槽7，凹槽7的宽度和长度与插装在凹槽7内的复式发条13相匹配，三个复式发条13的前端部插装凹槽7内并绕中心轴10呈缠绕状态，其末端贴合在壳体11的内壁上；壳体11下端部与设有一与壳体11径向尺寸相吻合的储存器输出齿轮12，储存器输出齿轮12紧固安装在壳体11的下端部，储存器输出齿轮12与设置的机械能输出机构首端的输出齿轮相吻合；所述的机械能输入机构为设置有输入头轮组件1、输入二轮组件2、输入三轮组件3、输入四轮组件4，它们之间的啮合连接关系是：输入头轮组件1设有一输入头轴1.1，其输入头轴1.1的轴端部设一输入头轮1.2，输入头轮1.2与输入二轮组件2上的输入二轮2.1啮合连接，输入二轮组件2上的输入二轮2.1与输入三轮组件3上的输入三轮3.1啮合连接，输入二轮组件2上的输入二轮轴齿2.2和输入三轮组件3上的输入三轮轴齿3.2一起共同与输入四轮组件4上的输入四轮4.1啮合连接，输入四轮组件4上的输入四轮轴齿4.2与储存器输入齿轮5啮合连接；所述机械能输出机构设置有一输出头轮组件14和输出二轮组件15，输出头轮组件14设一输出头轮轴14.1，其上端部设一输出头轮轴齿14.2，输出头轮轴齿14.2与储存器输出齿轮12啮合连接，其下端部设有一输出锥齿轮14.3；所述的输出二轮组件15设一输出二轮轴15.1，其端部有一输出锥齿轮15.2，且与输出头轮组件14上的输出锥齿轮14.3啮合连接。
29.为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是：
30.上述所述机械能输出机构还设有一释放转速控制机构，释放转速控制机构是由输出头轮组件14、控制二轮组件16、控制三轮组件17、控制四轮组件18依次啮合连接，其连接关系是：输出头轮组件14的输出头轮轴14.1的中部紧固设置一控制头轮片14.4，控制头轮片14.4与控制二轮组件16上设置的控制二轮轴齿16.2啮合连接，控制二轮组件16上设置的控制二轮片16.1.与控制三轮组件17上设置的控制三轮轴齿17.2啮合连接，控制三轮组件
17上的控制三轮片17.1与控制四轮组件18上设置的控制四轮轴齿18.1啮合连接。
31.上述所述的输入二轮组件2上的输入二轮2.1和输入三轮组件3上的输入三轮3.1为飞轮结构。
32.上述所述的复式发条13为绕轴心轴10缠绕状态，其内端部有一直角钩（图中未示出），与中心轴10的凹槽7相匹配，其末端固定倒接一板式弹簧19；所述板式弹簧19的长度为复式发条13宽度的5倍，其厚度为复式发条13厚度的2.5倍。
33.以上为本实用新型实施例2所述的机械能储存和释放装置的的静态结构。
34.本实用新型实施例2所述的机械能储存和释放装置较适用于草原地带没有供电系统进行风力发电装置、或矿山挖掘机、卷扬机使用过程中无载荷条件下运行的机械能利用装置上的使用。