线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统

文档序号:677460 发布日期:2021-04-30 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统 (Rope traction type speed reducing device and rope traction type braking system of wind driven generator ) 是由 李和良 吴伟明 许凯杰 陈幸 郦先苗 于 2020-12-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统。线绳牵拉式减速装置,包括:支撑座、传动齿轮、随动连接件及连接套环,传动齿轮转动设置在支撑座上,随动连接件与传动齿轮驱动连接;随动连接件具有连接柱,连接套环活动套接于连接柱;线绳牵拉式减速装置还包括:第一线绳、第二线绳、第一从动转轮、第二从动转轮、第一活塞及第二活塞;线绳牵拉式减速装置还包括:壳体、第一复位弹簧及第二复位弹簧。本发明公开的线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统,当风力过大时自动进入制动状态,从而对风力发电机进行减速,避免风力发电机超负荷运行,从而延长风力发电机的使用寿命。(The invention relates to a wire traction type speed reducing device and a wire traction type braking system of a wind driven generator. A wire pulling type reduction gear, comprising: the supporting seat, the transmission gear, the follow-up connecting piece and the connecting lantern ring, wherein the transmission gear is rotatably arranged on the supporting seat, and the follow-up connecting piece is in driving connection with the transmission gear; the follow-up connecting piece is provided with a connecting column, and the connecting lantern ring is movably sleeved on the connecting column; the wire pulling type reduction gear further comprises: the first rope, the second rope, the first driven rotating wheel, the second driven rotating wheel, the first piston and the second piston; the wire pulling type reduction gear further comprises: the device comprises a shell, a first return spring and a second return spring. The wire pulling type speed reducer and the wire pulling type braking system of the wind driven generator disclosed by the invention automatically enter a braking state when wind power is too large, so that the wind driven generator is decelerated, the wind driven generator is prevented from running in an overload manner, and the service life of the wind driven generator is prolonged.)

线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域,特别是涉及一种线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统。

背景技术

风力发电是将风能转化为机械能,再将机械能转化为电能的过程。这个过程不需要燃料,也没有辐射,对空气和环境没有产生污染,因此,风能是一种清洁能源。

然而,输入至风力发电设备的风力并非人为设定的,而是取于风力发电设备所处的工作环境的自然风的大小,即驱动风力发电设备的风力大小并非可控的。目前,市面上的风力发电机容易存在因为风力过大而导致超负荷运行,并最终使风力发电设备过载而烧坏。

当然,也有风力发电设备在风力过大的情况下,启动保护功能,来保护风力发电设备,防止风力发电设备超负荷运行而烧坏。例如,公开号为CN104500337A的发明专利,在风力过大时,需要工作人员手动操作手柄,来启动保护机构实现保护功能。通过人工手动操作的保护机制,一方面需要实时监控风力大小,人力成本高;另一方面从工作人员获悉风力过大,到工作人员手动完成保护机构的保护操作需要一定的时间,在这个时间段内,风力发电设备处于超负荷状态。因此,风力发电设备不可避免地会存在超负荷状态,从而对风力发电设备的保护效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统,当风力过大时自动进入制动状态,从而对风力发电机进行减速,避免风力发电机超负荷运行,从而延长风力发电机的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种线绳牵拉式减速装置,包括:支撑座、传动齿轮、随动连接件及连接套环,所述传动齿轮转动设置在所述支撑座上,所述随动连接件与所述传动齿轮驱动连接;所述随动连接件具有连接柱,所述连接套环活动套接于所述连接柱;

所述线绳牵拉式减速装置还包括:第一线绳、第二线绳、第一从动转轮、第二从动转轮、第一活塞及第二活塞,所述第一从动转轮及所述第二从动转轮分别转动设置在所述支撑座上;所述第一线绳的一端与所述连接套环的一侧连接,所述第一线绳的另一端绕经所述第一从动转轮后与所述第一活塞连接;所述第二线绳的一端与所述连接套环的另一侧连接,所述第二线绳的另一端绕经所述第二从动转轮后与所述第二活塞连接;

所述线绳牵拉式减速装置还包括:壳体、第一复位弹簧及第二复位弹簧,所述壳体内开设有第一气体腔及第二气体腔;所述第一气体腔设置有第一单向进气阀和第一单向出气阀,所述第二气体腔设置有第二单向进气阀和第二单向出气阀;所述第一复位收容在所述第一气体腔中,且所述第一复位弹簧的一端与所述第一活塞连接,另一端与所述第一气体腔的内壁连接;所述第二复位弹簧收容在所述第二气体腔中,且所述第二复位弹簧的一端与所述第二活塞连接,另一端与所述第二气体腔的内壁连接。

在其中一个实施例中,所述的线绳牵拉式减速装置还包括第一密封套管,所述第一密封套管套接于所述第一线绳靠近所述第一活塞的一端。

在其中一个实施例中,所述第一密封套管从所述第一气体腔延伸至所述壳体外。

在其中一个实施例中,所述线绳牵拉式减速装置还包括第二密封套管,所述第二密封套管套接于所述第二线绳靠近所述第二活塞的一端。

在其中一个实施例中,所述第二密封套管从所述第二气体腔延伸至所述壳体外。

在其中一个实施例中,所述随动连接件设置在所述支撑座的中部,所述第一从动转轮及所述第二从动转轮分别设置在所述支撑座的两端。

在其中一个实施例中,所述第一气体腔及所述第二气体腔平行设置。

本发明还公开一种风力发电机的线绳牵拉式制动系统,包括所述线绳牵拉式减速装置;

所述风力发电机的线绳牵拉式制动系统还包括风力感应驱动装置,所述旋转上抬式减速装置与所述风力感应驱动装置驱动连接。

本发明还公开一种线绳牵拉式减速装置、风力发电机的线绳牵拉式制动系统,当风力过大时自动进入制动状态,从而对风力发电机进行减速,避免风力发电机超负荷运行,从而延长风力发电机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的线绳牵拉式减速装置的结构示意图;

图2为图1所示的线绳牵拉式减速装置的局部剖视图;

图3为图2所示的线绳牵拉式减速装置的状态切换示意图;

图4为本发明的风力发电机的线绳牵拉式制动系统的结构示意图;

图5为图4所示的风力发电机的线绳牵拉式制动系统的另一视角示意图;

图6为图5所示的风力感应组件及制动解锁组件的配合示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示,本发明公开一种线绳牵拉式减速装置10,包括:支撑座100、传动齿轮200、随动连接件300及连接套环400,传动齿轮200转动设置在支撑座100上,随动连接件300与传动齿轮200驱动连接;随动连接件300具有连接柱310,连接套环400活动套接于连接柱310。

如图2及图3所示,具体的,线绳牵拉式减速装置10还包括:第一线绳500、第二线绳600、第一从动转轮700、第二从动转轮800、第一活塞110及第二活塞120,第一从动转轮700及第二从动转轮800分别转动设置在支撑座100上。第一线绳500的一端与连接套环400的一侧连接,第一线绳500的另一端绕经第一从动转轮700后与第一活塞110连接。第二线绳600的一端与连接套环400的另一侧连接,第二线绳600的另一端绕经第二从动转轮800后与第二活塞120连接。

如图2及图3所示,具体的,线绳牵拉式减速装置10还包括:壳体130、第一复位弹簧140及第二复位弹簧150,壳体130内开设有第一气体腔160及第二气体腔170。第一气体腔160设置有第一单向进气阀161和第一单向出气阀162,第二气体腔170设置有第二单向进气阀171和第二单向出气阀172。第一复位收容在第一气体腔160中,且第一复位弹簧140的一端与第一活塞110连接,另一端与第一气体腔160的内壁连接。第二复位弹簧150收容在第二气体腔170中,且第二复位弹簧150的一端与第二活塞120连接,另一端与第二气体腔170的内壁连接。在本实施例中,第一单向出气阀162外接第一储气缸(图未示),第二单向出气阀172外接第二储气缸(图未示)。

如图3所示,具体的,线绳牵拉式减速装置10还包括第一密封套管180,第一密封套管180套接于第一线绳500靠近第一活塞110的一端。作为优选的实施方式,第一密封套管180从第一气体腔160延伸至壳体130外。

如图3所示,具体的,线绳牵拉式减速装置10还包括第二密封套管190,第二密封套管190套接于第二线绳600靠近第二活塞120的一端。作为优选的实施方式,第二密封套管190从第二气体腔170延伸至壳体130外。

如图2所示,具体的,随动连接件300设置在支撑座100的中部,第一从动转轮700及第二从动转轮800分别设置在支撑座100的两端。

具体的,第一气体腔160及第二气体腔170平行设置。

下面对线绳牵拉式减速装置10的工作原理进行说明(请一并参阅图1、图2及图3):

传动齿轮200转动时带动随动连接件300一同转动,随动连接件300带动连接套环400做圆周运动;当连接套环400向远离第一从动转轮700方向运动时,连接套环400不断拉动第一线绳500,使第一线绳500拉动第一活塞110向靠近第一单向出气阀162的方向移动;在此过程中,第一活塞110不断挤压第一气体腔160内的气体,使第一气体腔160内的气体经过第一单向出气阀162排出至第一储气缸;与此同时,第一复位弹簧140在第一活塞110的拉力作用下不断伸展并积蓄弹性势能;还需要说明的是,在连接套环400向远离第一从动转轮700方向运动的过程中,第二活塞120在第二复位弹簧150的弹性回复力作用下向远离第二单向出气阀172的方向移动;且,在此过程中,壳体130外的气体不断经过第二单向进气阀171进入到第二气体腔170中;

当连接套环400向远离第二从动转轮800方向运动时,连接套环400不断拉动第二线绳600,使第二线绳600拉动第二活塞120向靠近第二单向出气阀172的方向移动;在此过程中,第二活塞120不断挤压第二气体腔170内的气体,使第二气体腔170内的气体经过第二单向出气阀172排出至第二储气缸;与此同时,第二复位弹簧150在第二活塞120的拉力作用下不断伸展并积蓄弹性势能;还需要说明的是,在连接套环400向远离第二从动转轮800方向运动的过程中,第一活塞110在第一复位弹簧140的弹性回复力作用下向远离第一单向出气阀162的方向移动;且,在此过程中,壳体130外的气体不断经过第一单向进气阀161进入到第一气体腔160中;

本发明提供的线绳牵拉式减速装置10,在连接套环400持续做圆周运动的过程中,连接套环400通过第一线绳500、第一活塞110、第二线绳600及第二活塞120反复交替地对第一气体腔160及第二气体腔170进行吸气、排气;从而实现持续、稳定的减速;

还需要说明的是,第一密封套管180及第二密封套管190分别跟随第一线绳500及第二线绳600移动;第一密封套管180及第二密封套管190一方面增加了第一气体腔160和第二气体腔170的密封性;另一方面分别使第一活塞110及第二活塞120的移动更加平稳,防止第一活塞110及第二活塞120在往复移动过程中发生偏摆而出现漏气的情况,从而使得线绳牵拉式减速装置10的稳定性更好。

如图4所示,本发明还公开一种风力发电机的线绳牵拉式制动系统20,包括线绳牵拉式减速装置10及风力感应驱动装置30,线绳牵拉式减速装置10与风力感应驱动装置30驱动连接。

如图4所示,具体的,风力感应驱动装置30包括:风力感应组件40、制动解锁组件50及风力制动组件60,风力感应组件40与制动解锁组件50连接,制动解锁组件50与风力制动组件60接触或分离,线绳牵拉式减速装置10与风力制动组件60驱动连接。

如图5所示,具体的,风力感应组件40包括:风帆(图未示)、自由连杆401、引导基座402、自由滑块403及传动复位弹簧404;风帆通过自由连杆401与自由滑块403连接;自由滑块403滑动设置在引导基座402上;传动复位弹簧404的一端与自由滑块403连接,另一端与引导基座402连接。

如图5及图6所示,具体的,制动解锁组件50包括支撑连杆501及V型传动件502,V型传动件502转动套设在支撑连杆501上;V型传动件502具有位移感应端503,自由滑块403开设有阶梯式引导槽405,位移感应端503滑动卡接于阶梯式引导槽405。作为优选的实施方式,位移感应端503设置有球头504,球头504滑动卡接在阶梯式引导槽405中。这样就使得位移感应端503顺畅地与阶梯式引导槽405配合。此外,球头504滑动卡接在阶梯式引导槽405中,一方面对球头504实现了限位作用,防止球头504从阶梯式引导槽405脱离;另一方面通过控制位移感应端503来间接控制V型传动件502的状态,从而实现V型传动件502与制动解锁件603的锁扣或分离,由此控制制动系统20是否进入制动状态。

如图4及图5所示,具体的,风力制动组件60包括:制动棘轮601、制动齿轮602、制动解锁件603及制动连杆604,制动棘轮601与制动连杆604驱动连接,制动齿轮602活动套接在制动连杆604上,且制动齿轮602与传动齿轮200啮合;制动解锁件603转动设置在制动齿轮602上,V型传动件502还具有制动锁扣端505,制动解锁件603与制动锁扣端505锁扣或与制动棘轮601锁扣。

如图5所示,具体的,风力制动组件60还包括限位弹片605,限位弹片605设置在制动齿轮602上且抵持于制动解锁件603,以使得制动解锁件603具有与制动棘轮601锁扣的趋势。需要说明的是,限位弹片605抵持于制动解锁件603,以使得制动解锁件603具有与制动棘轮601锁扣的趋势;即限位弹片605为制动解锁件603提供的抵持力,克服了制动解锁件603自身的重力,确保制动解锁件603稳定地与制动棘轮601锁扣在一起,防止脱钩;从而确保制动系统20的稳定性,为风力发电机提供可靠的制动保护。

如图5所示,具体的,制动解锁件603具有锁扣配合端606及联动锁扣端607,锁扣配合端606与制动锁扣端505锁扣或分离;联动锁扣端607与制动棘轮601锁扣或分离。

如图5所示,具体的,联动锁扣端607具有勾子608,勾子608与制动棘轮601的棘槽609锁扣或分离。通过勾子608与棘槽609的结构配合,一方面确保联动锁扣端607与制动棘轮601容易锁扣上;另一方面确保联动锁扣端607与制动棘轮601分离也容易;由此确保制动系统20的可靠性和稳定性。

如图6所示,具体的,引导基座402开设有线性引导槽406,自由滑块403沿线性引导槽406滑动设置。

本发明的风力发电机的线绳牵拉式制动系统20应用于风力发电机时,制动连杆604与风力发电机的传动轴连接。要特别说明的是,风叶与风力发电机之间通过制动连杆604连接,即风叶通过制动连杆604带动风力发电机的传动轴转动,从而实现风力发电机的发电。

本发明公开的风力发电机的线绳牵拉式制动系统20应用于风力发电机技术领域;在风力发电机周围的风力超过预先设定的极限值时,对风力发电机进行制动,防止风力发电机超负荷运行而缩短使用寿命或烧坏。

下面对风力发电机的线绳牵拉式制动系统20的工作原理进行说明(请一并参阅图4、图5及图6):

首先针对风力发电机的负荷能力设定超负荷极限值,当风力未超过超负荷极限值时,制动系统20处于非制动状态,风力发电机正常运行发电;当风力超过超负荷极限值时,制动系统20进入制动状态,制动系统20对风力发电机的传动轴进行减速;防止传动轴转速过快而烧坏发电机;

当风力未超过预设的超负荷极限值时,制动系统20处于非制动状态;此时,V型传动件502的制动锁扣端505勾住制动解锁件603的锁扣配合端606,从而使得制动解锁件603的联动锁扣端607与制动棘轮601的棘槽609分离;这样就使得制动棘轮601与制动齿轮602之间不存在联动,即制动棘轮601跟随制动连杆604转动时,制动齿轮602保持静止;

随着风力的增大,风帆向靠近传动复位弹簧404的方向移动时,风帆通过自由连杆401带动自由滑块403向靠近传动复位弹簧404的方向移动,并不断压缩传动复位弹簧404,且阶梯式引导槽405也不断移动,使得球头504在阶梯式引导槽405的位置也不断改变;当然,在此过程中,V型传动件502的制动锁扣端505依然保持勾住制动解锁件603的锁扣配合端606,使得制动解锁件603的联动锁扣端607与制动棘轮601的棘槽609保持分离;

当风力增大至超过超负荷极限值时,制动系统20从非制动状态进入制动状态;具体过程为:随着风力的增大,风帆在风力作用下通过自由连杆401进一步带动自由滑块403向靠近传动复位弹簧404的方向移动;在此过程中,传动复位弹簧404进一步被压缩,且阶梯式引导槽405远离传动复位弹簧404的一端进一步向靠近球头504的方向移动,并最终使得球头504抵持于阶梯式引导槽405远离传动复位弹簧404的一端处;需要特别说明的是,在此过程中,V型传动件502沿支撑连杆501转动一角度,并使得V型传动件502的制动锁扣端505与制动解锁件603的锁扣配合端606分离;

制动锁扣端505与锁扣配合端606分离后,制动解锁件603在限位弹片605的弹性作用力下,其联动锁扣端607向制动棘轮601靠近并最终与制动棘轮601的棘槽609锁扣一起;制动解锁件603与制动棘轮601锁扣一起后,使得制动齿轮602与制动棘轮601之间形成联动;这样就使得制动棘轮601跟随制动连杆604转动时带动制动齿轮602一同转动;制动齿轮602转动时带动传动齿轮200转动,从而驱动线绳牵拉式减速装置10运行,进而实现对传动轴进行减速;防止风力过大导致传动轴转速过快而使得风力发电机超负荷运转;

本发明的风力发电机的线绳牵拉式制动系统20,在风力过大时对风力发电机的传动轴进行减速;避免风力过大导致传动轴转速过快而使得风力发电机超负荷运转;而且,本发明的制动系统20能实时感应风力的大小,并在风力超过预设的超负荷极限值时,瞬间进入制动状态进行减速处理,实现自动制动的同时制动迅速及时;

当风力减小至低于预设的超负荷极限值时,制动系统20恢复至非制动状态并不再对风力发电机进行制动;具体过程为:当风力减小时,风帆所受的风力减小;此时,自由滑块403在传动复位弹簧404的弹性力作用下向远离传动复位弹簧404的方向复位;此时,阶梯式引导槽405靠近传动复位弹簧404的一端到达位移感应端503的球头504处并与球头504配合;此时,V型传动件502转动复位,并使得V型传动件502的制动锁扣端505再次勾住制动解锁件603的锁扣配合端606,从而使得制动解锁件603的联动锁扣端607与制动棘轮601的棘槽609分离;

本发明的风力发电机的线绳牵拉式制动系统20,在风力从超过预设的超负荷极限值减小至低于预设的超负荷极限值时,能瞬间从制动状态切换至非制动状态,使风力发电机保持实时、稳定、持续的发电;

且,本发明的风力发电机的线绳牵拉式制动系统20,在风速反复在预设的超负荷极限值附近拨动时,能实时跟随风力的大小在制动状态和非制动状态之间反复切换;从而对风力发电机进行实时的、可靠的保护。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,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。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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