振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于振蕩浮子波浪能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置通常應(yīng)用于近岸和離岸海域，包括浮子和安裝在浮子上的液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞桿與浮子相連，通過(guò)漂浮在海面上的浮子隨波浪的上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)液壓缸中的液壓油，帶動(dòng)液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將波浪能轉(zhuǎn)換為電能。
[0003]振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的穩(wěn)定性和效率很大程度受海況的影響。浮子的振動(dòng)受浪高和潮位的影響，當(dāng)波浪幅度過(guò)大易造成液壓缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)行程過(guò)大，超過(guò)其最大行程限制，造成液壓缸的損壞。由于海況復(fù)雜多變，為了適應(yīng)隨時(shí)變化的水深、浪高，需要為振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置加裝潮位自適應(yīng)系統(tǒng)。
[0004]常用的潮位自適應(yīng)系統(tǒng)通常采用電控的方式，通過(guò)復(fù)雜的電氣部件、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液壓缸位置的調(diào)整，保證液壓缸的缸筒和活塞桿的安全距離。這類(lèi)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需電能來(lái)自發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能，影響了發(fā)電效率，其穩(wěn)定性也受到發(fā)電裝置自身穩(wěn)定性的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種完全采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，不涉及電控系統(tǒng)，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)浮子波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行穩(wěn)定控制的潮位自適應(yīng)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)，其中，振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置包括支撐平臺(tái)、浮子、導(dǎo)向桿、液壓缸，導(dǎo)向桿安裝在支撐平臺(tái)上，浮子安裝在導(dǎo)向桿上，液壓缸的活塞桿安裝在浮子的上端面，導(dǎo)向桿呈雙側(cè)對(duì)稱安裝，包括左右兩根導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿背離液壓缸的一側(cè)，即導(dǎo)向桿外側(cè)均布有齒槽；潮位自適應(yīng)系統(tǒng)包括液壓缸離合裝置和推拉裝置；
[0007]液壓缸離合裝置包括離合板，離合板中部與液壓缸的缸筒連接，離合板的兩端為板翼，板翼處有圓孔，板翼通過(guò)圓孔套裝在導(dǎo)向桿上，圓孔可卡在導(dǎo)向桿的齒槽中，圓孔的直徑大于導(dǎo)向桿的桿徑，使板翼即可卡在齒槽中，又可以脫離齒槽；
[0008]推拉裝置包括推桿1、推桿II和固定桿，固定桿安裝在浮子上，可隨浮子上下運(yùn)動(dòng)，推桿I和推桿II橫向安裝在固定桿上，可隨固定桿運(yùn)動(dòng)，推桿I位于離合板的上部，推桿II位于離合板的下部。
[0009]優(yōu)選的是:離合板呈X形，由左離合板和右離合板交叉而成。X形的離合板可理解為平板狀的左離合板和平板狀的右離合板交叉構(gòu)成，二者交叉處與液壓缸的缸筒相連。左離合板的兩端和右離合板的兩端均為板翼，均卡在齒槽中。工作中，推桿I對(duì)位于上側(cè)的板翼產(chǎn)生向下的作用力，推桿II對(duì)位于下側(cè)的板翼產(chǎn)生向上的作用力。這種結(jié)構(gòu)中有四個(gè)板翼卡在齒槽中，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，可保證缸筒的受力均勻。
[0010]更進(jìn)一步的，液壓缸缸筒上對(duì)稱設(shè)置有延伸桿，左離合板和右離合板的交叉處插裝在延伸桿上，左離合板和右離合板可繞延伸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]更進(jìn)一步的，左離合板和右離合板之間橫向安裝有復(fù)位彈簧。復(fù)位彈簧的作用是:當(dāng)離合板受到向下或向上的作用力后，將脫離齒槽；當(dāng)作用力小時(shí)候，復(fù)位彈簧對(duì)離合板施加向內(nèi)側(cè)的拉力，使離合板重新卡在齒槽中。
[0012]更進(jìn)一步的，左離合板和右離合板交叉處的上方和下方均安裝有復(fù)位彈簧。
[0013]本發(fā)明的工作原理如下:固定桿可隨著浮子的浮動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)，在固定桿向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，位于離合板下部的推桿II對(duì)離合桿施加向上的作用力，使離合桿的板翼產(chǎn)生相對(duì)橫向的位移，脫離齒槽，向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)液壓缸的缸筒向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)浮子位置穩(wěn)定后，復(fù)位彈簧使離合板復(fù)位，再卡在齒槽中。同理，在固定桿向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，推桿I對(duì)離合桿施加向下的作用力，使離合桿的板翼產(chǎn)生相對(duì)橫向的位移，脫離齒槽，向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)液壓缸的缸筒向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)浮子位置穩(wěn)定后，復(fù)位彈簧使離合板復(fù)位，再卡在齒槽中。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015](I)潮位自適應(yīng)系統(tǒng)可使液壓缸位置隨潮位變化進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整，保證了浮子與液壓缸之間的有效工作距離，保證發(fā)電裝置有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)又避免了活塞桿沖頂或脫離液壓缸缸體的危險(xiǎn)情況出現(xiàn)。
[0016](2)本發(fā)明提供的潮位自適應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)離合板控制液壓缸缸筒的上下運(yùn)動(dòng)，完全由機(jī)械結(jié)構(gòu)配合構(gòu)成，不涉及電子元件以及電控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上更為簡(jiǎn)單和穩(wěn)定，不會(huì)受到海洋環(huán)境的影響，可長(zhǎng)期穩(wěn)定的在海上惡劣環(huán)境下工作，無(wú)須經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，使用和維護(hù)成本低。
[0017](3)液壓離合裝置結(jié)構(gòu)多樣，形式靈活。
[0018](4)潮位自適應(yīng)系統(tǒng)不需增加潮位測(cè)量?jī)x器，不消耗發(fā)電裝置上的電能，降低設(shè)計(jì)成本和生產(chǎn)制造成本，可全天候正常工作，提高了發(fā)電裝置整體的輸出電量。
[0019](5)潮位自適應(yīng)系統(tǒng)不僅可適應(yīng)正常的潮汐變化，還可適應(yīng)大潮差變化和大波浪作用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖[0021 ] 圖2為平板狀離合板結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖3為液壓粧結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖4為浮子、固定桿結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖中，1-支撐平臺(tái)，2-浮子，3-導(dǎo)向桿，4-活塞桿，5-齒槽，6_缸筒，7_延伸桿，8-通孔，9-板翼，10-圓孔，11-推桿I，12-推桿II，13-固定桿，14-左離合板，15-右離合板，16-復(fù)位彈簧
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0026]振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)，其中，振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置包括支撐平臺(tái)1、浮子2、導(dǎo)向桿3、液壓缸，導(dǎo)向桿3包括左導(dǎo)向桿和右導(dǎo)向桿，二者呈雙側(cè)對(duì)稱安裝在支撐平臺(tái)上，浮子2安裝在導(dǎo)向桿3上，液壓缸的活塞桿4安裝在浮子2的上端面，導(dǎo)向桿3背離液壓缸的一側(cè)，即導(dǎo)向桿3外側(cè)均布有齒槽5。
[0027]潮位自適應(yīng)系統(tǒng)包括液壓缸離合裝置和推拉裝置；
[0028]液壓缸離合裝置包括離合板，離合板呈X形，由左離合板14和右離合板15交叉而成。X形的離合板是為平板狀的左離合板14和平板狀的右離合板15交叉構(gòu)成，二者交叉處為通孔，液壓缸的缸筒6穿過(guò)通孔，液壓缸的缸筒6側(cè)壁對(duì)稱設(shè)置有延伸桿7，延伸桿7穿過(guò)兩個(gè)離合板的相接處，兩個(gè)離合板可繞延伸桿7轉(zhuǎn)動(dòng)。左離合板14的兩端和右離合板15的兩端均為板翼9，板翼9處有圓孔10，板翼9通過(guò)圓孔10套裝在左導(dǎo)向桿和右導(dǎo)向桿上，圓孔10可卡在導(dǎo)向桿3的齒槽5中，圓孔10的直徑大于導(dǎo)向桿3的桿徑，使板翼9即可卡在齒槽5中，又可以脫離齒槽5。與平板狀的離合板相比，這種結(jié)構(gòu)中有四個(gè)板翼9卡在齒槽中，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可保證缸筒的受力均勻。左離合板14和右離合板15之間橫向安裝有復(fù)位彈簧16。復(fù)位彈簧16安裝于兩個(gè)離合板交叉處的上方和下方。
[0029]推拉裝置包括推桿111、推桿1112和固定桿13，固定桿13安裝在浮子2上，可隨浮子2上下運(yùn)動(dòng)，推桿Ill和推桿1112橫向安裝在固定桿13上，可隨固定桿13運(yùn)動(dòng)，推桿Ill位于離合板的上部，推桿1112位于離合板的下部，推桿Ill和推桿1112均和離合板之間存在間隙，間隙的距離由液壓缸的活塞桿4和缸筒6之間的安全形成距離決定。
[0030]振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置潮位自適應(yīng)系統(tǒng)工作時(shí)，浮子2隨著波浪而上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)液壓缸的活塞桿4上下運(yùn)動(dòng)，由此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電能。
[0031]當(dāng)浮子2隨波浪向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞桿4具有向上沖擊缸筒6的趨勢(shì)。由于固定桿13會(huì)隨著浮子2向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)推桿1112向上運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)固定桿13上的推桿1112的行程超過(guò)推桿1112與左離合板14和右離合板15下板翼9之間的間距時(shí)，推桿1112對(duì)兩側(cè)的板翼9均施加向上的作用力，使離合板產(chǎn)生相對(duì)橫向位移，產(chǎn)生類(lèi)似閉合剪刀的運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)的四個(gè)板翼9均脫離齒槽5，離合板帶動(dòng)缸筒6向上運(yùn)動(dòng)，使缸筒6和活塞桿4之間的安全距離增大，避免活塞桿4沖擊缸筒6，造成液壓缸損壞。當(dāng)波浪相對(duì)平穩(wěn)，浮子運(yùn)動(dòng)到一相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，復(fù)位彈簧16對(duì)兩個(gè)離合板施加相對(duì)靠近的作用力，產(chǎn)生類(lèi)似打開(kāi)剪刀的運(yùn)動(dòng)，使左離合板14和右離合板15重新卡在齒槽5中，恢復(fù)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。
[0032]當(dāng)浮子2隨波浪向下運(yùn)動(dòng)，活塞桿4具有向下拉伸缸筒6的趨勢(shì)。兩側(cè)固定桿13上的推桿Ill的行程超過(guò)推桿Ill與左離合板14和右離合板15上方板翼9之間的間距時(shí)，推桿Ill對(duì)兩側(cè)的板翼9均施加向下的作用力，使離合板產(chǎn)生相對(duì)橫向位移，產(chǎn)生類(lèi)似閉合剪刀的運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)的四個(gè)板翼9均脫離齒槽5，離合板帶動(dòng)缸筒6向下運(yùn)動(dòng)，縮小缸筒6和活塞桿4之間的距離，抵消活塞桿4拉伸液壓缸的趨勢(shì)。當(dāng)波浪相對(duì)平穩(wěn)，浮子2運(yùn)動(dòng)到一相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，復(fù)位彈簧16對(duì)兩個(gè)離合板施加相對(duì)靠近的作用力，離合板產(chǎn)生類(lèi)似打開(kāi)剪刀的運(yùn)動(dòng)，使左離合板14和右離合板15重新卡在齒槽5中，恢復(fù)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置潮位機(jī)械式自適應(yīng)系統(tǒng)，所述振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置包括支撐平臺(tái)、浮子、導(dǎo)向桿、液壓缸，導(dǎo)向桿安裝在支撐平臺(tái)上，浮子安裝在導(dǎo)向桿上，液壓缸的活塞桿安裝在浮子的上端面，其特征在于:所述導(dǎo)向桿呈雙側(cè)對(duì)稱安裝，導(dǎo)向桿外側(cè)均布有齒槽，所述潮位自適應(yīng)系統(tǒng)包括液壓缸離合裝置和推拉裝置； 所述液壓缸離合裝置包括離合板，離合板中部與液壓缸的缸筒固定連接，離合板的兩端為板翼，板翼套裝在導(dǎo)向桿上，卡在導(dǎo)向桿的齒槽中，并可脫離齒槽； 所述推拉裝置包括推桿1、推桿II和固定桿，固定桿安裝在浮子上，推桿I和推桿II橫向安裝在固定桿上，推桿I位于離合板的上部，推桿II位于離合板的下部。
2.如權(quán)利要求1所述的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述離合板為平板狀，呈傾斜安裝。
3.如權(quán)利要求1所述的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述離合板呈X形，由左離合板和右離合板交叉而成。
4.如權(quán)利要求3所述的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:左離合板和右離合板之間橫向安裝有復(fù)位彈簧。
5.如權(quán)利要求4所述的振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置機(jī)械式潮位自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:左離合板和右離合板交叉處的上方和下方均安裝有復(fù)位彈簧。
【專利摘要】本發(fā)明屬于振蕩浮子波浪能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應(yīng)系統(tǒng)。浮子安裝在導(dǎo)向桿上，液壓缸的活塞桿安裝在浮子的上端面，導(dǎo)向桿呈雙側(cè)對(duì)稱安裝，包括左右兩根導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿背離液壓缸的一側(cè)，即導(dǎo)向桿外側(cè)均布有齒槽；液壓缸連接液壓缸離合裝置包括離合板，離合板中部與液壓缸的缸筒連接，離合板的兩端為板翼，板翼套裝在導(dǎo)向桿上，使板翼即可卡在齒槽中，又可以脫離齒槽；推拉裝置可推動(dòng)離合板的離合運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)整液壓缸缸筒也活塞桿的間距。該裝置為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不利用電控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)。
【IPC分類(lèi)】F03B13-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104832362
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510249245
【發(fā)明人】史宏達(dá), 曹飛飛, 劉臻, 曲娜, 韓治
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日