專利名稱：用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如說(shuō)明書的標(biāo)題所述，本發(fā)明涉及一種用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙(gondola)位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)，其根據(jù)風(fēng)向的要求進(jìn)行取向，以便獲得風(fēng)力渦輪機(jī)的最大性能，使得在每次需要改變渦輪機(jī)的取向時(shí)，停用制動(dòng)系統(tǒng)以旋轉(zhuǎn)支撐渦輪機(jī)的框架，由此，一旦到達(dá)新的位置，就再次起動(dòng)油壓制動(dòng)系統(tǒng)以再次固定機(jī)艙的位置。因此，油壓制動(dòng)系統(tǒng)大部分時(shí)間是活動(dòng)的以保證具有正確取向的渦輪機(jī)所需的穩(wěn)定的位置，避免在制動(dòng)系統(tǒng)停用期間使用其它機(jī)構(gòu)來(lái)旋轉(zhuǎn)支撐渦輪機(jī)的框架。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)力渦輪機(jī)包括一系列具有油壓致動(dòng)的引導(dǎo)制動(dòng)器，以將渦輪機(jī)固定在最合適的風(fēng)向上。這些引導(dǎo)制動(dòng)器原則上由并聯(lián)或者串聯(lián)安裝的4至18個(gè)制動(dòng)器形成，當(dāng)然這個(gè)數(shù)量可以變化。引導(dǎo)制動(dòng)器在全壓(160/210bar)下一天工作M小時(shí)。僅在渦輪機(jī)定向運(yùn)動(dòng)期間， 壓力降低到最大壓力的10/30%。特別是在近海的風(fēng)能應(yīng)用時(shí)，部件的可靠性是非常重要的，通常的維修周期是一年一次。如果有一半的引導(dǎo)制動(dòng)器由于液壓流體的泄漏導(dǎo)致失效，那么將導(dǎo)致昂貴的維修費(fèi)用。通常，引導(dǎo)制動(dòng)器的使用年限被設(shè)計(jì)為大約20年，除非制動(dòng)器的零部件(即，制動(dòng)襯片和其中的密封系統(tǒng))發(fā)生磨損。盡可能的阻止液壓流體(油)的泄漏的制動(dòng)器內(nèi)部的密封系統(tǒng)包括一套環(huán)狀密封元件，其通常包括高壓油封，高壓油封具有比250巴的壓力更高的阻力，可選地具有兩個(gè)引導(dǎo)環(huán)以吸收側(cè)面負(fù)載，以及刮油環(huán)以阻止任何污染物進(jìn)入制動(dòng)器內(nèi)部以及能夠承受約25 巴的最大壓力。如果油從制動(dòng)器中泄露，主要的壓力供應(yīng)將補(bǔ)償這種泄漏。當(dāng)高壓油封的磨損增加時(shí)，來(lái)自主供應(yīng)的越來(lái)越多的流體油會(huì)流經(jīng)高壓油封并返回到儲(chǔ)油器，其結(jié)果將是電動(dòng)機(jī)不斷地停止和起動(dòng)。如果從制動(dòng)器泄露的油從中通過(guò)，會(huì)在總的泄漏系統(tǒng)中引入控制閥(單向閥)。因?yàn)楦鱾€(gè)制動(dòng)器均具有各自的控制閥(單向閥)，從一個(gè)制動(dòng)器中泄露的油將不會(huì)進(jìn)入其他的引導(dǎo)制動(dòng)器。在回流線路中，從通用的泄漏系統(tǒng)到儲(chǔ)油器，安裝單向閥彈簧，該彈簧在特定壓力下(例如5巴)起動(dòng)。在通用的泄漏系統(tǒng)中，還安裝有壓力開(kāi)關(guān)或者也可以稱為恒壓器，其處于比上述起動(dòng)彈簧單向閥的壓力低的壓力之下，所述壓力大約為3巴。壓力開(kāi)關(guān)由3巴的壓力致動(dòng)，同時(shí)，給中央PLC發(fā)出的信號(hào)給出至少一個(gè)制動(dòng)器漏油的警告。然而，當(dāng)從制動(dòng)器中的泄漏量與主泵的流量相同或者大于主泵的流量時(shí)，后果是液壓動(dòng)力單元不斷地起動(dòng)和停止。因?yàn)槿康闹苿?dòng)器均是串聯(lián)安裝，過(guò)度的油泄露將意味著制動(dòng)和引導(dǎo)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此也就無(wú)法穩(wěn)定地保證渦輪機(jī)的正確的定位。這也同樣意味著引導(dǎo)制動(dòng)系統(tǒng)將變得不穩(wěn)定，以及無(wú)法提供足夠的制動(dòng)力以將渦輪機(jī)維持在風(fēng)向上。這樣的后果是變速器和齒輪要對(duì)沉重負(fù)載的取向負(fù)責(zé)。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，引導(dǎo)制動(dòng)器的作用是在由風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生能量期間保持渦輪機(jī)定向在風(fēng)向上，例如所述地，并因此減少在引導(dǎo)電動(dòng)機(jī)、行星盒、齒輪和鏈輪上的恒定負(fù)載。幾乎所有的風(fēng)力渦輪機(jī)制造廠商均采用液壓盤式制動(dòng)器維持取向。這種引導(dǎo)制動(dòng)器串聯(lián)或并聯(lián)安裝并且同時(shí)起作用，以增加最大工作壓力至210巴。運(yùn)行的制動(dòng)器用作單效液壓缸，由此在工作一段時(shí)間后，制動(dòng)器內(nèi)部的密封元件會(huì)遭受磨損。尤其是制動(dòng)器在全壓下一天工作M小時(shí)時(shí)，例如也已經(jīng)在之前提到過(guò)的。因?yàn)椴豢赡茴A(yù)測(cè)到何時(shí)制動(dòng)器內(nèi)部的連接(joint)會(huì)失效，所以事實(shí)上何時(shí)必須進(jìn)行維修這些部件是未知的因素。維修之間的正常間隔是一年，但是由于無(wú)法預(yù)測(cè)何時(shí)制動(dòng)器的內(nèi)部的連接會(huì)失效，因此可能出現(xiàn)進(jìn)行維修而在維修之后的幾天出現(xiàn)失效的情況。如果實(shí)際發(fā)生了這種情況，那么維修成本將變得昂貴，因?yàn)槌司S修，這種操作將是維修人員的額外核查，如果風(fēng)力渦輪機(jī)是例如在海上，那么核查會(huì)是非常高的花費(fèi)。其中一個(gè)制動(dòng)器失效將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常地工作，直到其被修復(fù)，因?yàn)槠渲幸粋€(gè)致動(dòng)器經(jīng)歷泄露會(huì)影響系統(tǒng)中其余部分的工作壓力。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)并避免前面段落中提到的缺陷的目的，本發(fā)明提供一種用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)，其在原則上包括成對(duì)的并且設(shè)置有活塞的相對(duì)制動(dòng)器，使得當(dāng)制動(dòng)器通過(guò)油壓設(shè)備起動(dòng)時(shí)能夠保持回路的壓力推動(dòng)活塞，這些活塞通過(guò)它們的自由面來(lái)擠靠著形成支撐風(fēng)力渦輪機(jī)的框架的一部分的中間體的兩個(gè)相對(duì)表面，使得在這種情況下，保證渦輪機(jī)穩(wěn)定的定位和固定。還有，框架是機(jī)艙的一部分。作為替代的，當(dāng)渦輪機(jī)的定位需要變化時(shí)，通過(guò)僅僅減少油壓回路的壓力就可以停用制動(dòng)器，由此，在活塞上的流體壓力減少以釋放支撐渦輪機(jī)的框架的旋轉(zhuǎn)，由此正是在這個(gè)時(shí)侯通過(guò)旋轉(zhuǎn)支撐渦輪機(jī)的框架而將渦輪機(jī)定位在新的期望的取向上，以便接下來(lái)通過(guò)增加油壓回路的壓力而再次起動(dòng)制動(dòng)器，油壓回路具有能夠達(dá)到210巴壓力的所需的工作壓力。所述對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器的活塞設(shè)置在某種殼體內(nèi)作為單效油壓缸，環(huán)狀密封元件包括在活塞的引導(dǎo)組(set guiding)中。油壓設(shè)備包括到所述箱(貯存器)的回流線路，從所述殼體的內(nèi)封閉側(cè)面分離的排放管流入所述箱，當(dāng)如上所述的任一環(huán)狀密封元件被損壞時(shí)，設(shè)置活塞以將泄漏的流體排入儲(chǔ)油器。每一個(gè)所述排放管均具有支路以使流體排入每對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器，接著在每個(gè)排放管中插入單向閥，以阻止從一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器逸出的油能夠通過(guò)回流線路到達(dá)另一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器中。接下來(lái)，例如在背景技術(shù)部分已經(jīng)描述的，回流線路包括公用的單向閥，當(dāng)達(dá)到大約為5巴的壓力時(shí)，通過(guò)將單向閥打開(kāi)而起動(dòng)單向閥，以及在大約3巴的低壓下校準(zhǔn)的液壓恒壓器。根據(jù)這個(gè)前提，制動(dòng)系統(tǒng)的特征在于，每對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器裝備帶有二位和由于其中一對(duì)制動(dòng)器的油泄露而在至少一個(gè)排放管中產(chǎn)生壓力做液壓先導(dǎo)的閉鎖閥。這個(gè)閉鎖閥在正常工作時(shí)打開(kāi)，以允許壓力從通用的系統(tǒng)中穿過(guò)。如果一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器由于油泄露而開(kāi)始失效，通用泄漏系統(tǒng)的壓力將會(huì)增加， 直到其達(dá)到公用單向閥的打開(kāi)值。當(dāng)泄漏的壓力達(dá)到約3. 5巴時(shí)，與磨損并使得油逸出的一對(duì)制動(dòng)器對(duì)應(yīng)的閉鎖閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，使這對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器從系統(tǒng)中隔離。其余的所述對(duì)的制動(dòng)器會(huì)仍然保持正常工作。這意味著，盡管其中一對(duì)制動(dòng)器的密封系統(tǒng)遭受嚴(yán)重的磨損，制動(dòng)系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，只是僅僅損失了總的制動(dòng)力的一部分?？梢杂酶嗟臅r(shí)間來(lái)計(jì)劃維修，而不必立即進(jìn)行。閉鎖閥的操縱具有位置制動(dòng)，即，當(dāng)閉鎖閥由于泄漏而關(guān)閉時(shí)，其將一直保持在那個(gè)關(guān)閉位置直到被手動(dòng)復(fù)位。本發(fā)明的系統(tǒng)尤其包括以下優(yōu)勢(shì)-簡(jiǎn)便的維修計(jì)劃。-引導(dǎo)制動(dòng)系統(tǒng)一直保持工作。-系統(tǒng)的馬達(dá)不會(huì)出現(xiàn)間歇性的停止和起動(dòng)。-如果液壓缸的殼體存在過(guò)量磨損，活塞可以穿過(guò)高壓油封(即環(huán)狀密封元件的一部分)泄漏，這將產(chǎn)生高壓泄漏，由此導(dǎo)致閉鎖閥自動(dòng)關(guān)閉，隔離與之對(duì)應(yīng)對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器并允許其余的制動(dòng)器正常操作。-允許有計(jì)劃的查看近海的風(fēng)能設(shè)備。接下來(lái)，為了便于更好的理解本說(shuō)明書且是其主要的一部分，將附上附圖，本發(fā)明的目的已經(jīng)通過(guò)示例性的而非限定性的方式在附圖中示出。


圖1示出了本發(fā)明目的的用于固定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)的視圖。 其包括成對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器，該制動(dòng)器作用在中間體的兩個(gè)面上，中間體形成支撐風(fēng)力渦輪機(jī)的框架的一部分。每一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器基本上由單效油液壓缸確定，該單效油液壓缸包括活塞和殼體以及若干環(huán)狀密封元件。圖2示出與前面類似的視圖，其中示出了一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器發(fā)生泄漏。圖3示出其中一個(gè)油液壓缸的剖面圖，油液壓缸包括制動(dòng)器。圖4示出包括本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施例方式考慮圖中采用的附圖標(biāo)記，用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)由成對(duì)的相對(duì)制動(dòng)器1確定，制動(dòng)器1包括單效油壓缸，其中的活塞2設(shè)定在殼體3中，其間插入一些環(huán)狀密封元件，例如兩個(gè)定位環(huán)4，高壓油封5和刮油環(huán)6。在相對(duì)的制動(dòng)器的活動(dòng)位置上，在大多數(shù)時(shí)間都是如此，活塞2的自由面被壓靠在中間體7的兩個(gè)相對(duì)且面對(duì)的表面上，中間體7是支撐風(fēng)力渦輪機(jī)10的渦輪機(jī)9的框架 8的一部分，從而實(shí)現(xiàn)將渦輪機(jī)9固定在要求的位置上以獲得風(fēng)力渦輪機(jī)10的最佳可能性能。當(dāng)由于風(fēng)向的改變而使得渦輪機(jī)9的取向需要改變時(shí)，支撐這種渦輪機(jī)的框架8 的旋轉(zhuǎn)被釋放，降低油壓回路的液壓，由此活塞2將停止擠壓支撐渦輪機(jī)9的框架8的中間體7。油壓回路包括壓力線路11，其獨(dú)立地且并聯(lián)地供給每對(duì)相對(duì)的其間插入閉鎖閥 12的制動(dòng)器1，閉鎖閥具有二個(gè)位置和液壓操縱裝置油通路的一個(gè)位置使液壓操縱裝置停用，以及一個(gè)阻塞位置，其中由于來(lái)自液壓操縱裝置的壓力使得閉鎖閥12到達(dá)該位置。接下來(lái)，存在通到所述箱中(油壓設(shè)備的貯存器)的回流線路13，包括公用的單向閥14，當(dāng)壓力Pl達(dá)到大約5巴以及液壓操縱裝置的恒壓器16在壓力P2大約是3巴被校準(zhǔn)時(shí)，單向閥14起動(dòng)以阻止彈簧15的阻力，其中液壓操縱裝置與回流線路13連接。油壓回路包括排放管17，其從回流線路13中分離并且其間插入一些單向閥18，而這種排放管17具有兩個(gè)與環(huán)狀密封元件對(duì)應(yīng)的通向殼體3的側(cè)壁的終端排放支路19。這些單向閥18阻止從一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器1中逸出的液壓(油)流體能夠通過(guò)回流線路13到達(dá)另一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器中。閉鎖閥12連接到每對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器1，通用系統(tǒng)提供工作壓力。閉鎖閥12在正常工作位置上打開(kāi)，使得其允許流體從中通過(guò)直到到達(dá)對(duì)應(yīng)對(duì)的相對(duì)制動(dòng)器1，制動(dòng)器接收其工作所需的壓力。此外，在與液壓流體的回流線路13連接之前，每一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器1都有其自己的單向閥18。這些單向閥18設(shè)計(jì)成阻止引導(dǎo)制動(dòng)器中可能的逸出進(jìn)入正常工作的引導(dǎo)制動(dòng)器中的所述液壓流體。如果一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器1漏油，在通用的泄漏系統(tǒng)4的回流線路中的壓力將增加， 直到達(dá)到公用單向閥14開(kāi)口值，其通常大約為5巴，例如前面所述地。當(dāng)達(dá)到所述5巴的壓力時(shí)，公用單向閥14抵抗閥內(nèi)的彈簧15的阻力而打開(kāi)，使流體流到液壓設(shè)備的貯存器或箱中。當(dāng)回流線路13中的壓力達(dá)到3巴的值時(shí)，閉鎖閥12的自動(dòng)操縱使閥的內(nèi)部位置從正常的打開(kāi)位置改變到另一關(guān)閉位置，例如這已經(jīng)在前面描述過(guò)。公用單向閥14的自動(dòng)操縱具有制動(dòng)器以保證一旦由于油的溢出或泄漏使閉鎖閥12關(guān)閉，其將保持關(guān)閉而保證沒(méi)有流體進(jìn)入與之對(duì)應(yīng)對(duì)的相對(duì)的引導(dǎo)制動(dòng)器。因此，本發(fā)明的基本概念包括在每一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器1上安裝液壓操縱閉鎖閥 12，使得如果其中一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器1漏油時(shí)，系統(tǒng)的壓力不會(huì)降低，由于對(duì)應(yīng)的閉鎖閥12 使得所述對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器1被隔離，從而允許引導(dǎo)制動(dòng)系統(tǒng)始終保持完全有效。
權(quán)利要求
1.一種用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括成對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器， 制動(dòng)器包括單效油壓缸，油壓缸的活塞設(shè)置在殼體中并且插入有離開(kāi)殼體區(qū)域的環(huán)狀密封元件，其中所述環(huán)狀密封元件與到達(dá)油回流線路的排放管相遇且插入有的相應(yīng)的單向閥， 油回流線路為油壓設(shè)備的一部分進(jìn)一步包括供給所述缸的壓力線路，所述缸的活塞在活動(dòng)位置壓靠在中間體的兩個(gè)面上，中間體與支撐風(fēng)力渦輪機(jī)的框架一體地形成，回流線路包括公用單向閥，當(dāng)壓力為Pi時(shí)所述公用單向閥打開(kāi)以便使油從貯存器通過(guò)，以及具有回流線路壓力的恒壓器，在比打開(kāi)公用單向閥的壓力Pl低的壓力P2時(shí)起動(dòng)該恒壓器；其特征在于，壓力線路(11)獨(dú)立地供給各對(duì)相對(duì)的插入有通過(guò)操縱起動(dòng)的相應(yīng)二位置閉鎖閥(12) 的制動(dòng)器(1)其中在第一正常工作位置允許油通到所述對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器(1)的所述缸中，和在第二位置阻止油流到所述缸，所述第二位置是通過(guò)所述操縱實(shí)現(xiàn)的以便當(dāng)相對(duì)的制動(dòng)器的油缸漏油時(shí)隔離對(duì)應(yīng)對(duì)的相對(duì)的制動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，閉鎖閥(1 的操縱是液壓的，而用于所述操縱的油的流量是從相應(yīng)的排放管(17)獨(dú)立獲取的，使得當(dāng)它們中的至少一個(gè)達(dá)到預(yù)定臨界壓力時(shí)，對(duì)應(yīng)的閉鎖閥(12)阻止油流向與所述閉鎖閥(1 相關(guān)聯(lián)的該對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器(1)的所述缸。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)操縱對(duì)應(yīng)的閉鎖閥(12)的油的流量達(dá)到的預(yù)定臨界壓力與起動(dòng)回流線路(13)的恒壓器(16)的壓力P2—致。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于鎖定風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙位置的油壓制動(dòng)系統(tǒng)，其包括由單效液壓缸確定的成對(duì)的相對(duì)制動(dòng)器，液壓缸的活塞在活動(dòng)位置被擠壓在形成支撐風(fēng)力渦輪機(jī)的框架的一部分的中間體上以保證其固定。所述缸通過(guò)油壓設(shè)備的壓力線路供給，該油壓設(shè)備還包括回流線路以便在存在泄露時(shí)能夠?qū)⒂团欧诺较渲?。其特征在于，壓力線路獨(dú)自地為每對(duì)制動(dòng)器供油，制動(dòng)器插入具有兩個(gè)位置閉鎖閥一個(gè)用于油通路，另一個(gè)用于阻塞油通路，因此防止至少在一對(duì)相對(duì)的制動(dòng)器中存在的部分泄漏影響其他的制動(dòng)器。
文檔編號(hào)F16D65/14GK102352823SQ20111017755
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
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