将转动动力转换成液压能的装置、风能转液压能装置及发电系统

文档序号:529005 发布日期:2021-06-01 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 将转动动力转换成液压能的装置、风能转液压能装置及发电系统 (Device for converting rotational power into hydraulic energy, wind energy-to-hydraulic energy device and power generation system ) 是由 王军 魏康康 王知优 赵金辉 于 2020-12-14 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种将转动动力转换成液压能的装置,包括:一动力输入轴,用于接收外部动力而产生一回转运动;至少一转动件,转动件固接在动力输入轴上而使转动件能伴随动力输入轴做回转运动,转动件上具有以动力输入轴为轴心并沿圆周方向延伸的高低起伏的波形面;以及多个单缸柱塞泵,单缸柱塞泵布置在波形面的外周,单缸柱塞泵的柱塞的外端抵在波形面上,在转动件做回转运动时,柱塞与波形面的接触能在波形面的波峰与波谷之间交替切换,从而驱使柱塞往复运动进行压油和吸油。另外提供一种风能转液压能装置及发电系统。本发明的装置结构简单,稳定性高,承载能力强,动力输出大,能够达到高压和大流量要求。(The invention discloses a device for converting rotary power into hydraulic energy, which comprises: the power input shaft is used for receiving external power to generate rotary motion; at least one rotating piece which is fixedly connected on the power input shaft and enables the rotating piece to rotate along with the power input shaft, and the rotating piece is provided with a wavy surface which takes the power input shaft as an axis and extends along the circumferential direction; and the single-cylinder plunger pump is arranged on the periphery of the wavy surface, the outer end of the plunger of the single-cylinder plunger pump is abutted against the wavy surface, and when the rotating part rotates, the contact between the plunger and the wavy surface can be alternately switched between the wave crest and the wave trough of the wavy surface, so that the plunger is driven to reciprocate to press oil and absorb oil. In addition, a wind energy-to-hydraulic energy device and a power generation system are provided. The device has the advantages of simple structure, high stability, strong bearing capacity and large power output, and can meet the requirements of high pressure and large flow.)

将转动动力转换成液压能的装置、风能转液压能装置及发电 系统

技术领域

本发明涉及动力转换领域,特别涉及将转动动力转换成液压能的装置、风能转液压能装置及发电系统。

背景技术

传统的油泵应用到风力发电系统时,由于风速不会很大,导致传统油泵的运动速度较低,进而液压油流量受限,限制了其在风力发电系统中的应用。此外,传统油泵体积巨大,安装难度高,结构复杂;传统的油泵容易出现故障,不容易维修。

发明内容

为了解决现有技术的一个或多个技术问题,根据本公开的一个方面,本公开提供一种将转动动力转换成液压能的装置,该装置包括:

一动力输入轴,用于接收外部转动动力而产生一回转运动;

至少一转动件,转动件固接在动力输入轴上而使转动件能伴随动力输入轴做回转运动,转动件上具有以动力输入轴为轴心并沿圆周方向延伸的高低起伏的波形面;以及

多个单缸柱塞泵,单缸柱塞泵布置在波形面的外周,单缸柱塞泵的柱塞的外端抵在波形面上,在转动件做回转运动时,柱塞与波形面的接触能在波形面的波峰与波谷之间交替切换而驱使柱塞往复运动进行压油和吸油。

本实施方式的有益效果在于:能够将转动动能转换成液压能;动力输入轴上可以串多个转动件,每个转动件上可以装多个单缸柱塞泵,也可以满足大流量的要求;多个单缸柱塞泵独立安装,单个单缸柱塞泵结构简单牢固,可以满足高压要求;单缸柱塞泵结构简单稳定不易出故障,且便于拆卸,当某个单缸柱塞泵出现问题,不影响其他单缸柱塞泵,只需拆出有故障的单缸柱塞泵即可,便于维修。

在一些实施方式中,柱塞沿转动件的径向延伸。转动件对柱塞的作用力更多的分力会沿着柱塞的径向,有利于提高动力利用效率和延长单缸柱塞泵的使用寿命。

在一些实施方式中,波形面的波峰和波谷之间的径向距离等于柱塞的工作行程。在使用该装置时,依据单缸柱塞泵的柱塞工作行程合理地选择波峰与波谷之间的径向距离,保证柱塞的运动距离最大化且不超过额定的工作行程。

在一些实施方式中,转动件有两个或两个以上。

在一些实施方式中,柱塞的外端设有滚轮或万向球。

根据本公开的另一个方面,风能转液压能装置,包括将转动动力转换成液压能的装置,还包括用于接收风的作用而生成一转动动力的捕风装置,捕风装置与动力输入轴传动连接。

本实施方式的有益效果在于:风能转液压能装置结构简单,稳定性高,承载能力强,动力输出大,能够达到高压和大流量要求。

在一些实施方式中,捕风装置包括多个叶片,叶片均布在动力输入轴的外周。

根据本公开的另一方面,提供发电系统,包括风能转液压能装置,还包括液压马达和发电机组,风能转液压能装置设置在高处,液压马达和发电机组设置在低处,风能转液压能装置通过一回油管将液压油回流到液压马达以驱动液压马达转动,液压马达输出的液压油通过一进油管输送给风能转液压能装置。

附图说明

图1示意性地显示了本公开一实施方式的将转动动力转换成液压能的装置的透视图。

图2示意性地显示了本公开一实施方式的将转动动力转换成液压能的装置的侧视图。

图3示意性地显示了本公开一实施方式的风能转液压能装置的透视图。

图4示意性地显示了本公开一实施方式的发电系统的组成示意图。

符号说明:

动力输入轴1、转动件2、波形面3、单缸柱塞泵4、柱塞5、波峰6、波谷7、捕风装置8、叶片9、液压马达10、发电机组11、风能转液压能装置12、回油管13、进油管14

具体实施方式

根据本公开的一个方面,提供一种将转动动力转换成液压能的装置,请参考图1和图2,该装置包括:

一动力输入轴1,用于接收外部转动动力而产生一回转运动;

至少一转动件2,转动件2固接在动力输入轴1上而使转动件2能伴随动力输入轴1做回转运动,转动件2上具有以动力输入轴1为轴心并沿圆周方向延伸的高低起伏的波形面3;以及

多个单缸柱塞泵4,单缸柱塞泵4布置在波形面3的外周,单缸柱塞泵 4的柱塞5的外端抵在波形面3上,在转动件2做回转运动时,柱塞5与波形面3的接触能在波形面3的波峰6与波谷7之间交替切换,从而驱使柱塞5往复运动进行压油和吸油。

动力输入轴1被设置为能够以其中轴线为轴心进行回转运动。具体的,动力输入轴1可以装在轴承上,当动力输入轴1接收到外部的转动动力时,动力输入轴1能较容易的转动。

转动件2连接在动力输入轴1上,例如,转动件2呈圆形形状,动力输入轴1过转动件2的中心并沿法向延伸,圆形的外缘面设置为高低起伏的波形面3。本公开的附图仅示意性地显示了转动件2的其中一种较为简单的形式。对于本领域内技术人员而言,转动件2并不限于本公开附图所述提供的样式,例如为减轻转动件2的重量,可将转动件2的中间部分设置为少材料的镂空形。

波形面3的波形可以为正弦波或余弦波,但也可以为其他形式的波形。在波形面3的过渡位置采用圆角或弧形结构,以便于柱塞5能在波形面3 的表面平滑移动。

单缸柱塞泵4为依靠柱塞5在单缸柱塞泵4的缸体中往复运动,使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油和压油的装置。具体的,当将柱塞5 推入单缸柱塞泵4的缸体内时,可将密封工作容腔内的液压油从单缸柱塞泵4的出油口排出;当松开柱塞5后,柱塞5向外运动,外部的液压油从单缸柱塞泵4的进油口进入密封工作容腔内。在一些实施方式中,单缸柱塞泵4内设有复位弹簧,该复位弹簧作用在柱塞5上,使柱塞5被向外推动。在一些实施方式中,也可以不设弹簧,依靠进油口进入的液压油压力将柱塞5向外推动。

柱塞5的外端端部具有球面形状,以便柱塞5的外端能够在波形面3 表面更顺畅地滑移。优选地,柱塞5的外端设置可以滚动的滚轮或万向球,能减少柱塞5与波形面3表面之间的摩擦磨损。

优选地,柱塞5沿转动件2的径向延伸。转动件2对柱塞5的作用力更多的分力会沿着柱塞5的径向,有利于提高动力利用效率和延长单缸柱塞泵4的使用寿命。

优选地,波形面3的波峰6和波谷7之间的径向距离等于柱塞5的工作行程。在使用该装置时,依据单缸柱塞泵4的柱塞5工作行程合理地选择波峰6与波谷7之间的径向距离,保证柱塞5的运动距离最大化且不超过额定的工作行程。

在动力输入轴1上可以设置两个或两个以上的转动件2,每个转动件2 周围的单缸柱塞泵4的个数可以根据需要进行调整。

在使用时,通过动力输入轴1向转动件2输入一转动动力使转动件2 做回转运动,其中转动动力来源可以是风力、电机或水力等。在柱塞5与波形面3的接触从波峰6切换到波谷7的过程中,柱塞5向单缸柱塞泵4 外运动,外部的液压油从单缸柱塞泵4的进油口进入到单缸柱塞泵4的密封工作容腔内。在转动件2转动至柱塞5与波形面3的波峰6接触的过程中,波形面3将柱塞5推向单缸柱塞泵4的密封工作容腔内,从而将液压油从单缸柱塞泵4的出油口压出。从单缸柱塞泵4的出油口压出的液压油比单缸柱塞泵4的进油口进入的液压油具有更大的压力,即转动件2的转动动能被转换成液压能。

根据本公开的另一方面,提供一种风能转液压能装置,请参考图3,该装置包括将转动动力转换成液压能的装置,还包括用于接收风的作用而生成一转动动力的捕风装置8,捕风装置8与动力输入轴1传动连接。

在一些实施方式中,请参考图3,捕风装置8包括多个叶片9,叶片9 均布在动力输入轴1的外周。捕风装置8通过动力输入轴1向转动件2输入转动动力。

本公开的风能转液压能装置以风能作为动力输入轴1的转动动力,实现风能向液压能的转换,所得的液压能可提供给发电机组进行发电。

根据本公开的另一方面,提供一种发电系统,请参考图4,该系统包括风能转液压能装置12,还包括液压马达10和发电机组11。液压马达10与发电机组11传动连接,使液压马达10能够驱动发电机组11工作发电。风能转液压能装置12设置在高处,液压马达10和发电机组11设置在低处,风能转液压能装置通过一回油管13将液压油回流到液压马达10以驱动液压马达10转动,液压马达10输出的液压油通过一进油管14输送给风能转液压能装置。从液压马达10输出的液压油是具有一定压力的,这些液压油可输送到位于高处的风能转液压能装置中的单缸柱塞泵4。从单缸柱塞泵4 回来的液压油具有更大的压力,而能够驱动液压马达10转动。

传统的油泵应用到风力发电系统时,由于风速不大,导致传统油泵的液压油流量受限,限制了其在风力发电系统中的应用。此外,传统油泵体积巨大,安装难度大。本公开的将风能转液压能装置克服了传统油泵由于体积大、流量受限而做不到高压大流量的缺点。本公开的风能转液压能装置的多个单缸柱塞泵独立安装,单个单缸柱塞泵4结构简单牢固,可以满足高压要求,而且动力输入轴1上可以串多个转动件2,每个转动件2上可以装多个单缸柱塞泵4,也可以满足大流量的要求。

传统的油泵容易出现故障,不容易维修,而本公开的风能转液压能装置,单缸柱塞泵4寿命较长,结构简单稳定不易出故障,且便于拆卸,当某个单缸柱塞泵4出现问题,不影响其他单缸柱塞泵4,只需拆出有故障的单缸柱塞泵4即可,便于维修。

本公开的风能转液压能装置结构简单,稳定性高,承载能力强,动力输出大,能够达到高压和大流量要求。

本公开的风能转液压能装置具有很强的灵活性,针对不同的流量需求,可以选择不同内径和行程的单缸柱塞泵4配合使用,除此之外也可以改变串联转动件2的个数和改变转动件2上的单缸柱塞泵4的个数。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

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