液压油箱、液压站、变桨系统、风轮和风力发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风电机组技术领域，尤其涉及一种液压油箱、液压站、变桨系统、风轮和风力发电机组。


背景技术：

2.变桨系统作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨控制已成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。变桨控制技术简单来说，就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。
3.目前，变桨系统的动力源分为两种，一种为布置在风轮中的蓄能器，另一种为布置在机舱内的传统液压站。但是蓄能器体积较大且数量多，会大量占用风轮内部的空间。液压站体积小，若将液压站替换蓄能器设置在风轮内，液压油箱会随风轮旋转，在旋转过程中，当吸油管无法接触到液压油时，会产生吸油管吸空的现象，因此，传统液压站只能设置在机舱内，但是设置在机舱内，会使液压管路长，接头多，结构复杂，且传动效率低，维修保养困难。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种液压油箱、液压站、变桨系统、风轮和风力发电机组，用以解决现有技术中液压站设置在风轮内，液压油箱随风轮旋转，导致吸油管产生吸空现象的缺陷，实现液压油始终充满储油空间的效果。
5.本实用新型提供一种液压油箱，包括箱体和设置在所述箱体内的容积涨缩组件，所述容积涨缩组件将所述箱体的内部空间分隔为储油空间和预留空间；所述容积涨缩组件包括活塞和动力装置，所述活塞的外侧壁与所述箱体的内侧壁之间密封滑动，所述动力装置设置在所述预留空间内，用于驱动所述活塞移动；或者所述容积涨缩组件包括弹性隔膜，所述弹性隔膜的边缘与所述箱体的内壁固定连接；所述容积涨缩组件用于根据液压油的体积压缩或扩大所述储油空间的容积，使所述储油空间的容积始终等于内部储存的液压油的体积。
6.根据本实用新型提供的一种液压油箱，所述动力装置为直线驱动装置，所述直线驱动装置的一端与所述箱体连接，所述直线驱动装置的另一端与所述活塞连接。
7.根据本实用新型提供的一种液压油箱，所述直线驱动装置为伸缩缸。
8.根据本实用新型提供的一种液压油箱，还包括：液位检测装置，所述液位检测装置用于检测所述储油空间内的液位信息；控制器，所述控制器连接所述伸缩缸和所述液位检测装置，用于根据所述液位信息控制所述伸缩缸进行伸缩，所述伸缩缸用于驱动所述活塞调整所述储油空间的容积。
9.根据本实用新型提供的一种液压油箱，所述伸缩缸为液压缸，所述液压缸通过液压油循环管路与所述储油空间连通。
10.根据本实用新型提供的一种液压油箱，所述直线驱动装置为弹簧。
11.本实用新型还提供一种液压站，包括回油管路、吸油管路和如以上任一项所述的液压油箱，所述回油管路和所述吸油管路均与所述储油空间连通，且位于远离所述容积涨缩组件的一侧。
12.本实用新型还提供一种变桨系统，包括变桨机构和如上所述的液压站，所述变桨机构与所述吸油管路以及所述回油管路连接。
13.本实用新型还提供一种风轮，包括轮毂、桨叶和如上所述的变桨系统，所述变桨系统的液压站设置在所述轮毂内，所述变桨系统的所述变桨机构与所述桨叶传动连接，用于调整所述桨叶的节距角。
14.本实用新型还提供一种风力发电机组，包括塔架、发电机和如上所述的风轮。
15.本实用新型提供的液压油箱，包括箱体和容积涨缩组件，容积涨缩组件将箱体的内部空间分隔为储油空间和预留空间，储油空间用于储存液压油。容积涨缩组件可用于调节储油空间的容积，可使储油空间的容积增大或缩小，始终保持储油空间的容积等于内部储存的液压油的体积。容积涨缩组件包括活塞和动力装置，当储油空间内的油量减少时，动力装置推动活塞运动，缩小储油空间的容积，当储油空间内的油量增加时，动力装置拉动活塞运动，扩大储油空间的容积，使液压油始终充满储油空间。或者容积涨缩组件包括弹性隔膜，弹性隔膜的边缘与箱体的内壁固定连接，当储油空间内的油量增加时，液压油驱动弹性隔膜扩展，储油空间增加，当储油空间内的油量减少时，弹性隔膜在弹力作用下收缩，使储油空间减少，使液压油始终充满储油空间。如此，无论液压油箱如何旋转，均可保证液压油始终充满液压油箱的储油空间，进而保证向液压油箱内吸油的吸油管可浸泡在液压油中，不会出现吸油管吸空的现象，进而使设置有该液压油箱的液压站设置在风轮内部得以实现。
16.进一步，本实用新型提供的液压站、变桨系统、风轮和风力发电机组，由于具有如上所述的液压油箱，因此，同样具有与如上所述相同的优势。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。
18.图1是本实用新型提供的液压油箱结构示意图；
19.附图标记：
20.100：箱体；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101：储油空间；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
102：预留空间；
21.200：液压缸；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
300：活塞；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
400：回油管；
22.500：吸油管；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
600：液压泵；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
700：电机。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用
新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.下面结合图1描述本实用新型的液压油箱。
25.首先需要说明的是，本文中所称的上指箱体100远离储油空间 101的方向，也称液压油箱的顶部，下指箱体100远离预留空间102 的方向，也称液压油箱的底部。参看图1，沿纸面向上的方向为上，沿纸面向下的方向为下。
26.本实用新型的实施例提供一种液压油箱，包括箱体100和设置在箱体100内的容积涨缩组件。容积涨缩组件设置在箱体100内，将箱体100的内部空间分隔为两部分，一部分为储油空间101，用于储存液压油，另一部分为预留空间102，为储油空间101的扩大和收缩提供缓冲空间。
27.以下将通过两个实施例对容积涨缩组件的结构以及涨缩原理进行说明。
28.实施例一
29.液压油箱可以为圆柱体形结构，也可以为棱柱形结构，只要液压油箱的横截面的形状大小处处相等即可。
30.容积涨缩组件可以包括活塞300和动力装置。活塞300的外周面设置有密封圈，密封圈挤压在活塞300与液压油箱的内侧壁之间，使活塞300与箱体100实现密封滑动连接，如此，活塞300将箱体100 分成两个独立的密闭空间，分别为储油空间101和预留空间102。动力装置用于驱动活塞300沿箱体100的轴向移动。
31.当液压油箱为液压系统供油时，储油空间101内的液压油减少液位降低，此时，动力装置驱动活塞300沿箱体100的轴向移动，压缩储油空间101的容积。当液压系统的液压油重新回流到箱体100的储油空间101内时，储油空间101内的液压油增多，液位上升，此时，动力装置驱动活塞300沿箱体100的轴向移动，增大储油空间101的容积。动力装置带动活塞300沿箱体100的轴向移动，使储油空间 101的容积始终保持与储油空间101内的液压油的体积相等，无论箱体100随风轮如何旋转，始终可保证与箱体100连接的吸油装置的进油端浸泡在液压油内，防止出现吸空现象。
32.实施例二
33.容积涨缩组件还可以包括弹性隔膜，弹性隔膜的边缘与箱体100 的内壁固定连接。弹性隔膜设置在箱体100靠近底部的位置，弹性隔膜的下方与箱体100的底部上方的空间为储油空间101，弹性隔膜的上方与箱体100顶部下方的空间为预留空间102。
34.当储油空间101内进油时，储油空间101内的液压油体积增大，弹性隔膜被向上顶起并产生弹性形变，储油空间101的容积增大。当储油空间101内的液压油排出时，液压油的体积减小，弹性隔膜在弹力的作用下自动收缩，始终与液压油的液面贴合。在弹性隔膜的弹力作用下，储油空间101的容积始终保持与内部液压油的体积相等。
35.以上两种实施例仅仅是示例性的，并不仅仅局限于以上两种实施方式，其他任何可实现使储油空间101的容积始终与内部的液压油的体积相等的容积涨缩组件均在本实用新型的保护范围之内。
36.以下，针对上述的实施例一，本实用新型还提供两种实施例，说明动力装置的结构以及驱动活塞300运动的原理。
37.实施例三
38.上述的动力装置可以为直线驱动装置，直线驱动装置的一端与箱体100的预留空间102内远离活塞300的一侧连接，或者说与箱体 100的内侧顶部连接，另一端与活塞300连接。直线驱动装置沿直线伸出时，推动活塞300压缩储油空间101的容积，直线驱动装置沿直线收回时，拉动活塞300使储油空间101的容积扩大。
39.实施例四
40.上述的动力装置还可以为气压驱动装置，包括空气压缩机、进气阀和排气阀，进气阀和排气阀设置在箱体100的预留空间102远离活塞300的一侧，空气压缩机与进气阀连接。
41.当储油空间101内进油时，进气阀关闭，排气阀导通，液压油体积增大，推动活塞300移动，使储油空间101增大。当储油空间101 供油时，进气阀导通，排气阀关闭，空气压缩机向预留空间102内充气，气压推动活塞300压缩储油空间101的容积，使储油空间101的容积始终等于液压油的体积。
42.以下，针对实施例三，提供两种实施例，分别公开两种直线驱动装置的结构。
43.实施例五
44.上述的直线驱动装置可以为伸缩缸，进一步的，伸缩缸可以为液压缸200。液压缸200的主体与箱体100的顶部连接，液压缸200的伸缩杆与活塞300的顶部连接，液压缸200通过液压油循环管路与储油空间101连通，具体可以为液压缸200的进油端通过供油管路与储油空间101连通，液压缸200的出油端通过进油管路与储油空间101 连通。
45.当液压缸200伸出时，推动活塞300向下移动，压缩储油空间 101的容积，当液压缸200收回时，拉动活塞300向上移动，扩大储油空间101的容积。
46.当然，伸缩杆还可以为气缸等其他直线驱动装置。
47.实施例六
48.实施例五中公开的伸缩缸均需要动力来源，而该实施例公开的直线驱动装置为弹簧，无需外部动力来源，弹簧设置在箱体100的预留空间102远离活塞300的一端与活塞300之间，当活塞300在箱体 100内运动的过程中，弹簧始终保持压缩装置，始终提供向下推动活塞300的弹力。
49.当液压油回油时，储油空间101内的液压油体积增大，克服弹簧的弹力，向上顶起活塞300，使储油空间101的容积增大。当液压油进行供油时，储油空间101内的液压油体积减小，在弹簧的弹力作用下，活塞300受到向下的压力向下移动，压缩储油空间101的容积。
50.以下，针对实施例五，公开一种实施例，说明如何对伸缩杆的移动进行控制。
51.实施例七
52.当动力装置为气缸、液压缸200、电动推杆等伸缩长度可控的直线驱动装置时，还可以设置液位检测装置和控制器。
53.液位检测装置设置在储油空间101内，用于检测储油空间101内的液位。控制器用于与液位检测装置和直线驱动装置连接，控制器用于采集液位检测装置的液位信息，并根据该液位信息向直线驱动装置发送控制信号，控制直线驱动装置伸出或缩回相应的长度，保证储油空间101的容积始终等于液压油的体积。
54.本实用新型还提供一种液压站，该液压站包括上述的液压油箱、回油管路和吸油管路，吸油管路和回油管路均设置在箱体100的底部，如此，可保证当储油空间101被压缩到
最小时，吸油管路和回油管路均与储油空间101连通。
55.其中，吸油管路包括吸油管500、液压泵600和电机700，液压泵600与吸油管500连接，吸油管500由箱体100的底部插入箱体 100内，电机700驱动液压泵600运转，吸取箱体100内的液压油。液压泵600的出油端与液压系统连接，用于为液压系统供油。回油管路由箱体100的底部插入箱体100内，回油管路的进油端与液压系统连接，用于液压系统回油。
56.本实用新型提供的液压站，由于具有如上所述的液压油箱，因此，无论液压油箱如何旋转，均可保证液压油充满整个储油空间101，不会出现吸油管500吸空的现象。
57.本实用新型还提供一种变桨系统，变桨系统包括变桨机构和如上所述的液压站，液压站的液压泵600的出油端与变桨机构的液压系统连接，液压站的回油管400与变桨机构的液压系统连接，液压站用于变桨机构在旋转过程中的供油和回油。
58.本实用新型提供的变桨系统由于具有如上所述的液压站，进而也具有如上所述的液压油箱。因此具有与如上所述相同的优势，此处不再赘述。
59.本实用新型还提供一种风轮，该风轮包括轮毂、桨叶和如上所述的变桨系统，变桨系统的液压站设置在轮毂内，随轮毂的旋转一同旋转，桨叶与变桨系统的变桨机构进行传动连接。液压站为变桨机构提供动力，用于驱动桨叶进行旋转，调整桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。
60.由于该风轮包括如上所述的液压油箱，因此在风轮旋转过程中，液压油箱内的液压油始终充满储油空间101，使吸油管500始终浸泡在液压油内，不会出现吸油管500吸空的现象。
61.由于使用上述的液压油箱，使液压站设置在风轮内得以实现，使用上述的液压站替换现有的蓄能器为变桨系统提供动力，解决了蓄能器占用空间大的问题，而且液压站直接设置在风轮的轮毂内，也解决了现有技术中液压站只能设置在机舱内，导致液压管路长，接头多，结构复杂，传动效率低，维修保养困难等问题。
62.本实用新型还提供一种风力发电机组，包括塔架、发电机700和如上所述的风轮。由于具有如上所述的风轮，因此，具有与如上所述相同的优势，此处不再赘述。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。