用于制造势能储存器密封件的密封幅材及其安装方法技术

本发明专利技术提供一种用于制造势能储存器(100)的密封件(400)的密封幅材(200)，其中密封幅材(200)具有由相邻设置的钢索(240)或者一个或多个相邻设置的钢索(240)形成的节段所构成的支撑结构，并且其中钢索(240)所在平面的至少一些部分，或者平行其延伸的平面的至少一些部分构成流体密封面(241)或层，其中钢索(240)在密封幅材(200)的端部各固定至锚固件(220)以锚固密封幅材(200)，或者围绕锚固件(220)设置，并且其中在每两个锚固件(220)之间设置弹性元件(270)；以及将密封幅材(200)构成的密封件(400)安装在势能储存器(100)上的方法，势能储存器(100)具有液压缸(410)，其中设置有活塞(420)用于以活塞(420)势能的形式存储能量，其中活塞(420)相对于地表的位置可改变，具有泵(P)，借助泵(P)液压流体(430)可通过管线泵送到液压缸(410)中从而提升活塞(420)，并具有用于将活塞(420)下降时从液压缸(410)中挤出的液压流体(430)的流动能量转换成电能的发电机(G)，其中所述密封件(400)设置在液压缸(410)和活塞(420)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造势能储存器密封件的密封幅材以及将密封幅材构成的密封件安装到势能储存器上的方法
技术介绍
可再生能源的扩大使用，特别是能源生产取决于不可控的环境条件的许多光伏和风力电力站的构建，导致出现这种状况，在输出峰值功率的阶段，能量过剩甚至必须以负价格出售，反之，在电力站不能供给能源时，传统发电厂必须保持待命。因此，发展储能设备，特别是具有大储存容量的储能设备变得越来越重要。这种储能器中的一种是势能储存器，其中多余的能量用来提高(大)质量块的势能。除了多年来公知的抽水蓄能电站(其中水被泵送到较高位置的水库中以存储势能)外，势能储存器是已知的，例如根据DE102010034757B4，其中通过经由一个或多个管线泵送液压流体，利用液压缸中的液压流体(例如水)使大质量块相对于地球表面被提升，使得质量块实际上构成了液压缸中运动的活塞，从而使能量作为被提升的活塞的势能而被存储。此时，特别地，质量块可由切割的岩石形成，所需的液压缸可由围绕切割的岩石的石块形成。在能够实现活塞直径和提升高度为几百米的情况下，这种构造的主要优点在于这种设施非常高的存储容量，其远远超过传统的储能电站。自然地，在这种势能储存器(下文中称作通用势能储存器)的情况下，在大质量块(例如岩石块)和液压缸(例如周围的岩石)之间设置密封件是必须的，以防止液压流体绕过管线系统而不受控制的泄漏。例如，在申请号为DE102014102405.2的德国专利申请中，公开了建造这种密封件的一系列建议。在实现通用势能储存器时，需要寻找手段和方法来安装密封件，由于通用势能储存器的尺寸和特殊要求，特别地，密封件必须由单个组件现场直接安装在势能储存器上。因此，本专利技术的目的在于提供一种用于制造通用势能储存器密封件的密封幅材，并提供将由这种密封幅材构成的密封件安装在通用势能储存器上的方法。
技术实现思路
所述目的藉由具有专利权利要求1特征的密封幅材以及具有权利要求6特征的方法来实现。从属权利要求涉及本专利技术的有利改良形式。由于通用势能储存器的活塞直径和提升高度可达数百米，根据本专利技术，密封件在安装期间由密封幅材组装而成，也就是说，由包括对流体通道具有密封作用的至少一个组件的材料或复合材料的大致矩形条制成。这里，条的最大伸展度界定了其长度，较小伸展方向界定了其宽度。条的厚度远远小于其宽度。密封幅材的端部位于较短一侧，其界定了宽度。例如，密封幅材的长度相当于通用势能储存器最大提升高度的约55％，通常宽度为3m，通常厚度为1cm。在本专利文件中，密封幅材的表面是指由密封幅材的长度边和宽度边划定的表面，反之，其余表面构成密封幅材的边缘。根据本专利技术用于制造势能储存器密封件的密封幅材具有由相邻设置的钢索或一个或多个钢索相邻设置的节段所构成的支撑结构，优选地，其基本上平行于界定密封幅材长度的方向延伸。此处，明确指出以下事实，“相互邻近”并不一定意味着“相互平行”或“直接邻近”，并且实际上，安装好的密封件的钢索沿关于提升方向轴线的径向延伸至少具有剖面分量是有利的，这带来的益处是，钢索相互之间的间隔在密封件面向活塞的一侧比面向液压缸内壁的一侧稍小。该剖面的实际关联性由以下事实得出，即，总的来说，待密封的是圆环形开口。此外，对于根据本专利技术的密封幅材，钢索所在平面的至少一些部分，或者平行于其延伸的平面的至少一些部分构成流体密封面或流体密封层，使得至少在密封幅材需要密封的那些节段确保密封作用。这可通过例如在支撑结构上设置流体密封织物或者通过嵌入到合适的聚合物基质(例如橡胶)中的支撑结构来实现，特别地，橡胶可以在制造密封幅材的过程中以液态形式施加然后固化。下面还会详细介绍。作为固化的流体密封材料层的附加或替代，钢索可通过织物相互连接，其中在后一种情况下，该织物必须是流体密封的。这可通过例如与织物带交织或者通过平面连接至与支撑结构的尺寸相匹配的织物件来实现。在这种情况下，织物应优选地至少具有对应于提升缸内径与活塞外径的比率的伸缩性。这里，根据本专利技术，钢索在密封幅材的端部紧固至锚固件或者围绕锚固件设置。特别地，所述锚固件允许将密封幅材或者由这种密封幅材组装成的密封件稳固地锚固在活塞或者提升缸的壁上。此外，根据本专利技术，在每两个锚固件之间设置有一个弹性元件。通过这种方法，密封幅材或者由这种密封幅材组装成的密封件的端部可齐平地设置在具有不同曲率半径的曲面上，具体来说是活塞的外表面和提升缸的内表面。弹性元件可以是例如由橡胶或硅酮制成的盘。所述盘的厚度应略微大于间隙宽度，即支撑结构的钢索的两个相邻和/或基本相互平行延伸的节段之间的距离。为此，一方面，密封幅材的端部必须可通过压缩缩短和/或通过放松或伸展而延长，这可通过在锚固件之间设置弹性元件来实现。另一方面，原本平面的密封幅材必须匹配密封幅材或者由密封幅材组装成的密封件锚固其上的表面的曲率。这种变形也可通过弹性元件实现。在本专利技术的优选实施例中，锚固件和弹性元件各具有开口，柔性夹紧装置通过该开口引导，使得两个锚固件之间的距离可通过压缩设置在其间的弹性元件减小，和/或通过扩张设置在其间的弹性元件而增加。夹紧装置因此直接集成到密封幅材中。锚固件优选地形成为其中形成有钢索引导槽的金属板，其由两个相对侧之间的最小距离确定的厚度是所使用钢索的直径的两倍至五倍，优选地，是所述直径的两倍加上间隙宽度，即支撑结构中钢索的两个相邻节段之间的距离。锚固件的优选材料是高级钢或铝。优选地，锚固件窄边的外轮廓在朝向密封幅材相对端的一侧上具有角部、凹部或突起，因为这可将锚固件稳固地锚固在提升缸的内壁或活塞的外壁上。为了容易实现这一点，锚固板的外轮廓可采用其上添加半圆形的矩形，半圆形在远离密封幅材相对端的一侧上添加。为了以特别有效地方式使相邻的密封幅材相互连接以制造密封件，在本专利技术优选实施例中，密封幅材在其一个纵向侧上具有第一连接节段，其中流体密封层和/或密封带表面的织物相对较薄，在其另一个纵向侧上具有第二连接节段，其中至少流体密封层和/或织物在该表面向外伸出柔性支撑结构。这种设计的两个相邻密封幅材可通过在第一密封幅材的第一连接节段和第二密封幅材的第二连接节段之间或者在第二密封幅材的第一连接节段和第一密封幅材的第二连接节段之间产生接合重叠来简单地彼此连接，然后将这些连接节段以抗剪切力和抗压力的方式相互粘合和/或焊接。这里，连接节段的长度大约是5至10cm被证实是有利的。这里，特别优选的，在本专利技术所述改进的实施例中，在第一连接节段中流体密封层和/或织物减少至钢索至少部分露出的程度，而在第二连接节段中流体密封层和/或织物的伸出节段具有所述钢索的插座。这样实现了特别有弹力的连接，此外产生了相互连接的密封幅材的精确对准。此外，明确指出，由于第二连接节段中没有钢索，因此通常在优选实施例中也不设置锚固件。在本专利技术的优选实施例中，至少这样形成流体密封面(这意味着，所述流体密封面不仅具有以下提及的组件，还具有其他组件，即不必只包括提及的组件)，相邻的钢索或钢索的节段至少在一侧通过织物相互连接，和/或支撑结构至少在一侧至少部分地要么涂覆有流体密封层要么充满固化流体密封材料。特别适合构成所述涂层或充满支撑结构的材料包括橡胶、硅胶、天然橡胶或弹性塑料。需要注意的是，根据密封件的结构，密封幅材不必在其整个长度上具有密封作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造势能储存器(100)的密封件(400)的密封幅材(200)，其中所述密封幅材(200)具有由相邻设置的钢索(240)或者一个或多个钢索(240)相邻设置的节段所构成的支撑结构，其中所述钢索(240)所在平面的至少一些部分或者平行于所述钢索延伸的平面的至少一些部分形成流体密封面或层(243)，其特征在于，所述钢索(240)在所述密封幅材(200)的端部紧固至锚固件(220)以锚固所述密封幅材(200)或围绕所述锚固件(220)设置，并且其中在两个锚固件(220)之间设置有一个弹性元件(270)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 DE 102015103760.21.一种用于制造势能储存器(100)的密封件(400)的密封幅材(200)，其中所述密封幅材(200)具有由相邻设置的钢索(240)或者一个或多个钢索(240)相邻设置的节段所构成的支撑结构，其中所述钢索(240)所在平面的至少一些部分或者平行于所述钢索延伸的平面的至少一些部分形成流体密封面或层(243)，其特征在于，所述钢索(240)在所述密封幅材(200)的端部紧固至锚固件(220)以锚固所述密封幅材(200)或围绕所述锚固件(220)设置，并且其中在两个锚固件(220)之间设置有一个弹性元件(270)。2.根据权利要求1所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述锚固件(220)和所述弹性元件(270)具有开口(225、275)，柔性夹紧装置通过该开口引导，使得两个锚固件(220)之间的间距可通过压缩设置在其间的所述弹性元件(270)而减小，和/或可通过放松或扩展设置在其间的所述弹性元件(270)而增加。3.根据权利要求1或2所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述锚固件(220)是具有钢索引导槽(228)的金属板，所述钢索引导槽(228)在所述金属板中形成，所述金属板的厚度由两个相对边之间的最小间距界定，并且是所使用的所述钢索(240)直径的两倍至五倍。4.根据上述权利要求所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述锚固件(220)的窄边(227)的外轮廓在朝向所述密封幅材(200)相对端(201、202)的一侧具有角部、凹部或突起。5.根据上述权利要求所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述流体密封面至少这样形成，相邻钢索(240)或钢索(240)的节段至少在一侧通过织物(242)相互连接，和/或所述支撑结构至少在一侧至少部分涂覆有流体密封层(243)或充满固化流体密封材料。6.根据权利要求5所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述密封幅材(200)在其一个纵向侧具有第一连接节段(202)，其中一个表面的织物(242)和/或流体密封层(243)相对较薄，在其另一个纵向侧具有第二连接节段(203)，其中至少所述流体密封层(243)和/或所述织物(242)在所述表面侧向外伸出越过所述柔性支撑结构。7.根据上述权利要求中一个所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述密封幅材(200)在其至少一个端部节段具有吊环(820)。8.根据上述权利要求中一个所述的密封幅材(200)，其特征在于，所述密封幅材(200)在至少一侧具有防粘层，即使在高接触压力情况下，该层也可防止所述密封幅材(200)粘合至所述活塞(420)或所述液压缸(410)的相应表面。9.将由密封幅材(200)构成的密封件(400)安装在势能储存器(100)上的方法，所述势能储存器(100)具有其中设置有活塞(420)的液压缸(410)，所述活塞(420)以其势能形式存储能量，其中所述活塞(420)相对于地表的位置可变；具有泵(P)，液压流体(430)可借助该泵经由管线泵送至所述液压缸(410)中从而提升所述活塞(420)；且还具有发电机(G)，用于将所述活塞(420)下降时从所述液压缸(410)中挤出的液压流体(430)的流动能量转换成电能，其中在所述液压缸(410)和所述活塞(420)之间设置有密封件(400)，所述方法包括如下步骤：a)准备密封幅材(200)或者相互连接的密封幅材(200)的组，b)在所述活塞(420)上侧或者提升缸的上边缘设置起重机(300)，c)设置上锚固箱(650)，d)设置下锚固箱(600)，e)将所述密封幅材(200)或者相互连接的密封幅材(200)的组从所述起重机(300)悬吊下来，...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖德·斯滕泽尔，
申请(专利权)人：汉德能源有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE