一种风电机组螺栓用监测定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机组领域，并且具体地涉及一种风电机组螺栓用监测定位装置。


背景技术：

2.风力发电机组作为新能源的重要部分，其发展速度迅速，随着低风区的风资源应用及海上风电机组的快速发展，单机容量提升，塔筒高度及叶轮直径不断增加，塔筒与塔筒法兰之间、变桨轴承与叶片之间及整个传动链大部件之间的连接，所承受的载荷越来越大。
3.在机组运行过程中，各个大部件法兰连接结构中的螺栓在交变载荷作用下，承受拉、压循环作用。在拉、压交变载荷作用下，螺纹发生塑性变形而导致松弛，可导致螺栓预紧力减小，其对于整个传动链从叶根至塔筒各级法兰均受到由叶片传递过来的动态载荷，动态载荷可以导致螺栓疲劳及螺栓发生蠕变。一旦出现螺栓松动、断裂等情况发生有可能造成倒塔事故发生，给社会造成重大的经济损失及人员伤亡。
4.而日常对螺栓进行频繁检查、维护和/或更换成为一种解决方案与方式。该过程既费时又费力，影响到机组的正常发电机量及其有效利用时长，而人员自身素质及技术水平又影响日常维护的有效性与准确性，因而一种能够实现在线监测，并能实现定位的装置将具有重要意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种风电机组螺栓用监测定位装置，解决了现有技术中存在的上述不足。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.本实用新型提供的一种风电机组螺栓用监测定位装置，用于连接风电机组上法兰和下法兰的每个高强螺栓副上均设置有一个用于判断高强螺栓副是否发生异常的监测本体，其中，所有的监测本体串联连接；
8.每个监测本体对应并联连接有一个用于判断发生异常的高强螺栓副的位置的定位本体。
9.优选地，每个监测本体包括线式传感器，所述线式传感器安装在高强螺栓副上；所有的线式传感器串联连接。
10.优选地，所述线式传感器通过垫片固定在高强螺栓副上。
11.优选地，所述垫片包括垫片固定段、垫片活动段和连接弹片，其中，所述垫片固定段和垫片活动段连接形成圆环结构；所述垫片固定段和垫片活动段之间连接处的一侧设置有连接弹片；
12.所述线式传感器固定在垫片侧壁上开设的凹槽内。
13.优选地，每个定位本体包括旁路导线和电阻模块，其中，所述电阻模块通过旁路导线与监测主体并联连接。
14.优选地，每个电阻模块均连接至控制器，用于将对应的阻值传输至控制器；控制器用于根据接收到的阻值与预设的阻值进行对比，进而判断发生异常的高强螺栓副的位置。
15.优选地，每个定位本体包括声光报警器，其中，所述声光报警器与电阻模块串联连接。
16.优选地，所述控制器还连接有外接设备。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型提供的一种风电机组螺栓用监测定位装置，能够及时发现螺栓松动，发现潜在的安全风险并及时报警，避免人员繁重的日常运维工作，并避免事故的发生及经济的损失，且能够快速定位螺栓松动位置。
19.进一步的，通过该装置的布置不仅可实现远程螺栓状态监控，而且可在本地及时发现断裂及松动螺栓的位置。
20.进一步的，通过该装置的布置可以通过自学习进行数据统计分析，确认风机故障螺栓的经常发生位置，对设计提出优化方向，尤其在机组运行过程中，根据信息反馈情况可判定螺栓松动数量及对整机影响。
附图说明
21.图1是可定位螺栓监测装置在两法兰件的布置示意图；
22.图2是可定位螺栓监测装置的系统图；
23.图3是垫片关闭状态图；
24.图4是垫片打开状态图；
25.图中：1.上法兰面2.下法兰面3.高强螺栓副4.线式传感器5.旁路导线6.电阻模块7.声光报警器8.控制器9.信号线10.电源线11.主控柜12.垫片12.1垫片固定段12.2垫片活动段12.3连接弹片12.4垫片沟槽。
具体实施方式
26.下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
27.如图1至图4所示，本实用新型提供的一种风电机组螺栓用监测定位装置，图1是螺栓用监测定位装置在两法兰件的布置示意图，风电机组塔筒与塔筒间、叶片与变桨轴承间、传动链主要部件多通过法兰面结构形式实现彼此间的连接，其中往往由两个法兰面实现，此处分别称为上法兰1与下法兰2，连接其元件为高强螺栓副3，其随着机组运行工况的不同承受着交变载荷，为了有效实现各个高强螺栓副3的监测，在各个螺栓副3上布置线式传感器4，在高强螺栓副3正常情况下，其形成通路，同时各个高强螺栓副3设置有旁路导线5，即当高强螺栓副3出现松动或断裂情况下，电流通过旁路5形成回路，5旁路上设置有电阻模块6及声光报警器7，即在回路中形成电阻，同时各个高强螺栓副3所对应的电阻模块6其对应有不同的值，从而可有效判定对应松动或断裂的螺栓，由于旁路上布置了声光报警器7，当人员至现场进行维护时刻快速判定松动螺栓位置；
28.图2是可定位螺栓监测装置的系统图，在风电机组各部件高强螺栓副3正常运行情况下，整个系统处于通路状态，外来电流通过线式传感器4形成回路，根据螺栓副3的不同位置编号，对其旁路电阻模块6进行对应的编号(r1、r2、rx
…
rn-1、rn)，且其电阻值不同，且各
个组合值也不同，所配置控制器8中对于不同组合阻值形成既有的数据库，根据现场实际阻值的发生及变化来确认松动螺栓副3的具体位置及个数，例如当现场r1及rx发生螺栓副3 松动的情况时，其阻值为r1 rx，此时反馈给控制器的值通过数据库匹配从而定位螺栓副3 具体松动位置，其组合值大于等于1个螺栓副3的松动，通过长期松动位置的统计，包括多个风场、多个风场、多个机型、多个项目的捕捉，将不同机组、不同位置、不同风况下的数据控制器8经过本地统计及分析，将阶段性数据反馈给主控柜11，主控柜11通过大数据分析，提出针对不同地区及风况的区域提出优化建议，各个控制器8的通过信号线9将信号传递给主控柜11，同时通过电源线10向各个控制器供电。
29.图3是垫片结构图，该垫片作为固定线式传感器4的垫片12，其主要包括垫片固定段 12.1、垫片活动段12.2、连接弹片12.3和垫片沟槽12.4，其中，连接弹片12.3由屈氏体材料构成，具有较大的弹性，螺栓副3在紧固的过程中，垫片固定段12.1及垫片活动段12.2 在力矩作用下克服连接弹片12.3的弹力，实现紧固件的紧固，完成力矩后，将线式传感器4 固定于垫片沟槽12.4内，并用密封材料进行密封，一旦螺栓连接副3出现松动或断裂，力矩松动情况下，无法再克服连接弹片12.3弹力，此时线式传感器4在弹片所用下被拉断，因而其原有的回路发生变化，从而形成图1及图2中所述的情况发生，由此来定位松动或断裂高强螺栓副3的具体位置。
30.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，用于连接风电机组上法兰和下法兰的每个高强螺栓副(3)上均设置有一个用于判断高强螺栓副(3)是否发生异常的监测本体，其中，所有的监测本体串联连接；每个监测本体对应并联连接有一个用于判断发生异常的高强螺栓副(3)的位置的定位本体。2.根据权利要求1所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，每个监测本体包括线式传感器(4)，所述线式传感器(4)安装在高强螺栓副(3)上；所有的线式传感器(4)串联连接。3.根据权利要求2所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，所述线式传感器(4)通过垫片(12)固定在高强螺栓副(3)上。4.根据权利要求3所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，所述垫片(12)包括垫片固定段(12.1)、垫片活动段(12.2)和连接弹片(12.3)，其中，所述垫片固定段(12.1)和垫片活动段(12.2)连接形成圆环结构；所述垫片固定段(12.1)和垫片活动段(12.2)之间连接处的一侧设置有连接弹片(12.3)；所述线式传感器(4)固定在垫片(12)侧壁上开设的凹槽内。5.根据权利要求1所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，每个定位本体包括旁路导线(5)和电阻模块(6)，其中，所述电阻模块(6)通过旁路导线(5)与监测主体并联连接。6.根据权利要求5所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，每个电阻模块(6)均连接至控制器，用于将对应的阻值传输至控制器；控制器用于根据接收到的阻值与预设的阻值进行对比，进而判断发生异常的高强螺栓副(3)的位置。7.根据权利要求5所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，每个定位本体包括声光报警器(7)，其中，所述声光报警器(7)与电阻模块(6)串联连接。8.根据权利要求6所述的一种风电机组螺栓用监测定位装置，其特征在于，所述控制器还连接有外接设备。

技术总结
本实用新型提供的一种风电机组螺栓用监测定位装置，用于连接风电机组上法兰和下法兰的每个高强螺栓副上均设置有一个用于判断高强螺栓副是否发生异常的监测本体，其中，所有的监测本体串联连接；每个监测本体对应并联连接有一个用于判断发生异常的高强螺栓副的位置的定位本体；本实用新型能够及时发现螺栓松动，发现潜在的安全风险并及时报警，避免人员繁重的日常运维工作，并避免事故的发生及经济的损失，且能够快速定位螺栓松动位置。且能够快速定位螺栓松动位置。且能够快速定位螺栓松动位置。


技术研发人员：杨小龙 吕月飞 杨文欢 永胜 何鹏程 延卫忠 李智楠 亚细亚 蔡安民 杨博宇
受保护的技术使用者：华能乌拉特中旗新能源发电有限公司
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2022/2/19