一种双向密封的活塞及具有其的水力储能系统技术方案

本发明专利技术涉及储能设备技术领域，具体涉及一种双向密封的活塞及具有其的水力储能系统。活塞包括：活塞本体，其为柱状结构，且侧壁开设有至少一个环形槽，环形槽与活塞本体同轴；主密封环，其套接在环形槽内，主密封环的外侧壁外凸于活塞本体；两个副密封环，皆套接在环形槽内且对称分布在主密封环的轴向两侧，副密封环与主密封环接触，且副密封环在轴向上远离主密封环的表面开设有环形缺口，副密封环具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态；两个压盖环，对称分布在主密封环的轴向两侧且与副密封环接触。本结构能够起到双重密封，提高密封效果的同时也使密封压力分散在主密封环和副密封环上，降低了主密封环的损耗。密封环的损耗。密封环的损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种双向密封的活塞及具有其的水力储能系统


[0001]本专利技术涉及储能设备
，具体涉及一种双向密封的活塞及具有其的水力储能系统。

技术介绍

[0002]活塞是在缸体中往复滑动的部件，其外侧壁上一般设有密封组件，通过密封组件使活塞与缸体的内壁之间保持密封，以将活塞两侧相隔离，从而形成驱动力。
[0003]现有密封组件一般采用密封圈等简单结构，仅靠密封圈与缸体内壁之间预设的过盈压紧力来实现密封，这种密封结构受力较为集中，随着活塞的往复运动，容易出现结构疲劳，影响密封性。尤其在水力储能等领域，活塞体积较大时，该缺陷体现愈专利技术显。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中活塞密封组件容易出现结构疲劳，影响密封性的缺陷，从而提供一种双向密封的活塞及具有其的水力储能系统。
[0005]本专利技术提供的双向密封的活塞，包括：
[0006]活塞本体，其为柱状结构，且侧壁开设有至少一个环形槽，所述环形槽与所述活塞本体同轴；
[0007]主密封环，其套接在所述环形槽内，所述主密封环的外侧壁外凸于所述活塞本体；
[0008]两个副密封环，皆套接在所述环形槽内且对称分布在所述主密封环的轴向两侧，所述副密封环与所述主密封环接触，且所述副密封环在轴向上远离所述主密封环的表面开设有环形缺口，所述副密封环具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态；
[0009]两个压盖环，对称分布在所述主密封环的轴向两侧且与所述副密封环接触。
[0010]可选的，所述主密封环的内侧壁开设有凹槽，所述凹槽内容置有支撑体，所述支撑体具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态。
[0011]可选的，所述压盖环的外侧壁外凸于所述活塞本体且设有多层凸起，所述压盖环具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态。
[0012]可选的，所述活塞本体的侧壁开设有两个环形槽，两个环形槽分别位于所述活塞本体的端部，且每个环形槽内皆套接有主密封环、两个副密封环以及两个压盖环。
[0013]可选的，所述活塞本体包括：
[0014]活塞主体；
[0015]活塞顶部，其通过第一沉头螺丝固定在所述活塞主体的第一端，且所述活塞顶部与所述活塞主体之间垫有第一缓冲片；
[0016]活塞底部，其通过第二沉头螺丝固定在所述活塞主体的第二端，且所述活塞底部与所述活塞主体之间垫有第二缓冲片。
[0017]可选的，所述活塞顶部远离所述活塞主体的端面和所述活塞底部远离所述活塞主
体的端面皆固定有保护垫。
[0018]可选的，所述活塞顶部和活塞底部皆开设有沉孔，所述第一沉头螺丝的头部和所述第二沉头螺丝的头部置于对应沉孔内，所述保护垫对应所述第一沉头螺丝或第二沉头螺丝的部位外凸有伸入所述沉孔内的密封部，所述密封部过盈套于所述沉孔内以密封沉头螺丝。
[0019]可选的，所述活塞底部的重量大于所述活塞顶部。
[0020]本专利技术提供的水力储能系统，包括：
[0021]上游水源；
[0022]竖井，其内设有前述的双向密封的活塞，所述活塞本体与所述竖井同轴，且所述主密封环的外侧壁与所述竖井的内壁贴合；
[0023]可逆式水泵水轮机，一端连通所述上游水源，另一端连通所述竖井的底部；
[0024]发电机组，与所述可逆式水泵水轮机连接，适于在释能过程中联合所述可逆式水泵水轮机进行发电；
[0025]所述上游水源为外设的水库或位于活塞上侧的竖井部分。
[0026]可选的，所述竖井设有多个，且每个竖井的底部皆通过阀门与所述可逆式水泵水轮机连接。
[0027]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0028]1.本专利技术提供的双向密封的活塞，设有主密封环、副密封环和压盖环，当活塞运动时，由于主密封环与缸体之间存在摩擦力，会使处于活塞运动方向后方的压盖环挤压副密封环，又因为副密封环开设有环形缺口，所以副密封环会在压盖环的挤压作用下，环形缺口胀大并向两侧外伸变形，直至抵接在缸体内壁上，起到密封作用。如此，副密封环和主密封环能够起到双重密封，提高密封效果的同时也使密封压力分散在主密封环和副密封环上，降低了主密封环的损耗。另外，本申请的活塞在主密封环的两侧设有两套副密封环和压盖环，当活塞运动方向不同时，仅有处于活塞运动方向后方的压盖环挤压副密封环会挤压副密封环，从而起到密封作用，如此能够实现双向密封，并且将活塞往复运动造成的磨损分担给了两套密封结构，进一步降低了磨损，降低结构疲劳发生的概率，保证密封性能。
[0029]2.本专利技术提供的双向密封的活塞，主密封环的内侧壁开设有凹槽，凹槽内容置有支撑体，当活塞运动时，支撑体受压径向变形，会向缸体内壁方向挤压主密封环，提高主密封环与缸体之间的压力，从而提高密封效果。
[0030]3.本专利技术提供的双向密封的活塞，压盖环的外侧壁设有多层凸起，受压变形能够提供一定的密封性，并且在活塞晃动导致倾斜时，能够先接触缸体内壁，避免活塞本体触碰缸体，起到保护活塞本体的作用。
[0031]4.本专利技术提供的双向密封的活塞，活塞本体的侧壁上设有两个环形槽，每个环形槽内皆套接有主密封环、两个副密封环以及两个压盖环，能够提供双层密封，且每组密封结构皆能实现双向密封，即使一组出现故障，另一组也能单独实现密封，提高了活塞的可靠性。
[0032]5.本专利技术提供的双向密封的活塞，包括活塞主体、活塞顶部和活塞底部，安装拆卸更加方便，运行维护难度低；并且活塞顶部和活塞底部与活塞主体之间皆垫有缓冲片，当活塞抵接至缸体顶部或底部时能够起到轴向缓冲的作用，避免损坏活塞本体。
[0033]6.本专利技术提供的双向密封的活塞，在活塞顶部和活塞底部远离活塞主体的端面皆设有保护垫，能够提供进一步的缓冲，保护活塞本体。
[0034]7.本专利技术提供的双向密封的活塞，活塞顶部和活塞底部皆开设有沉孔，密封垫对应沉孔设有密封部，密封部过盈套于所述沉孔内，能够密封沉头螺丝，避免活塞外界的水进入沉孔内，导致沉头螺丝生锈，保证沉头螺丝的使用寿命。
[0035]8.本专利技术提供的双向密封的活塞，其活塞底部的重量大于活塞顶部的重量，能够使得整个活塞重心降低，利于在运动中保持稳定。
[0036]9.本专利技术提供的水力储能系统，因具有前述任一项的双向密封的活塞，所以具有前述任一项优点。另外，本专利技术的水力储能系统采用竖井作为缸体，除了上游水源采用水库外，系统可以全部建设在地下，所以系统可以规划建设在包括平台地形在内的多种地形条件下，对于周围环境影响较低；以高密度的活塞代替水体以储存重力势能，所储存的重力势能远大于同体积的水，因此，降低了建造该系统所需的空间。
[0037]10.本专利技术提供的水力储能系统，可以根据储能容量的需求，灵活地选择不同数量的竖井个数，各个竖井相互独立，安装和拆卸便利，系统容易部署。
附图说明
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向密封的活塞，其特征在于，包括：活塞本体(1)，其为柱状结构，且侧壁开设有至少一个环形槽(11)，所述环形槽(11)与所述活塞本体(1)同轴；主密封环(2)，其套接在所述环形槽(11)内，所述主密封环(2)的外侧壁外凸于所述活塞本体(1)；两个副密封环(3)，皆套接在所述环形槽(11)内且对称分布在所述主密封环(2)的轴向两侧，所述副密封环(3)与所述主密封环(2)接触，且所述副密封环(3)在轴向上远离所述主密封环(2)的表面开设有环形缺口(31)，所述副密封环(3)具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态；两个压盖环(4)，对称分布在所述主密封环(2)的轴向两侧且与所述副密封环(3)接触。2.根据权利要求1所述的双向密封的活塞，其特征在于，所述主密封环(2)的内侧壁开设有凹槽(21)，所述凹槽(21)内容置有支撑体(22)，所述支撑体(22)具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态。3.根据权利要求1所述的双向密封的活塞，其特征在于，所述压盖环(4)的外侧壁外凸于所述活塞本体(1)且设有多层凸起(41)，所述压盖环(4)具有在活塞停止运动时的自然状态和在活塞运动时受压径向变形的受压状态。4.根据权利要求1所述的双向密封的活塞，其特征在于，所述活塞本体(1)的侧壁开设有两个环形槽(11)，两个环形槽(11)分别位于所述活塞本体(1)的端部，且每个环形槽(11)内皆套接有主密封环(2)、两个副密封环(3)以及两个压盖环(4)。5.根据权利要求1
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4任一项所述的双向密封的活塞，其特征在于，所述活塞本体(1)包括：活塞主体(12)；活塞顶部(13)，其通过第一沉头螺丝(15)固定在所述活塞主体(12)的第一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：马哲，李鹏，杨静，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：