CN101545461B - 风力发电机海上安装软着陆系统 - Google Patents
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Abstract
一种海上发电技术领域的风力发电机海上安装软着陆系统，包括：柱塞组件、缸体组件、节流棒组件、缸底组件、一个或若干个管路组件和一个或若干个蓄能组件，其中：缸底组件与缸体组件之间采用螺栓相连，节流棒组件固定在缸底组件上，缸体组件套接在柱塞组件上，柱塞组件套接在节流棒组件上，使柱塞内腔与节流棒组件内腔连通，一个或若干个管路组件的一端分别与缸底组件相连，一个或若干个管路组件的另一端分别与对应的一个或若干个蓄能组件相连。本发明解决了现有技术中大功率风力发电机海上设置过程中风机与海上基础平台之间的剧烈冲击和碰撞问题，以免风机受剧烈冲击或碰撞而受损，使风机底座与海上基础平台结合时实现软着陆。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电技术领域的系统，具体涉及一种用于设置风力发电机海上安装软着陆系统。
背景技术
海上大功率风力发电装置包括风力发电机和海上基础平台两大部分。风机各组件在陆地上设置完毕后，由专用起重船将其运送到海上基础平台的上方，然后将风机塔架的下端与海上基础平台平稳地定位和对接，最后将两部分紧固以完成设置。由于海面上风和波浪的影响，由起重船吊装的风机塔架在接近基础设置平台的过程中，不可避免地存在晃动；又因海上风力发电机大多容量大、自重大，这种晃动可能会引起风机和设置平台在设置就位过程中的剧烈冲击和碰撞，从而损坏造价昂贵的风机，以至影响到整个风电场的建设。为避免这种情况的发生，风机与海上基础平台之间的设置对接过程必须平稳，这就需要一套专用的设置用软着陆系统来缓解风机下降过程中的冲击。
经对现有技术和文献检索，国内尚无相关技术和专利的报道。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种风力发电机海上安装软着陆系统，解决了现有技术中大功率风力发电机海上设置过程中风机与海上基础平台之间的剧烈冲击和碰撞问题，以免风机受剧烈冲击或碰撞而受损，使风机底座与海上基础平台结合时实现软着陆。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：柱塞组件、缸体组件、节流棒组件、缸底组件、一个或若干个管路组件和一个或若干个蓄能组件，其中：缸底组件与缸体组件之间采用螺栓相连，节流棒组件固定在缸底组件上，缸体组件套接在柱塞组件上，柱塞组件套接在节流棒组件上，使柱塞内腔与节流棒组件内腔连通，一个或若干个管路组件的一端分别与缸底组件相连，一个或若干个管路组件的另一端分别与对应的一个或若干个蓄能组件相连。
所述的柱塞组件包括：柱塞体、节流端盖、封闭端盖、端盖螺母、缓冲垫和尼龙垫，其中：柱塞体套接于节流棒组件上，节流端盖焊接在柱塞体的一端上，封闭端盖焊接在柱塞体的另一端，封闭端盖上设置有端盖螺母，端盖螺母上装有缓冲垫，尼龙垫贴在缓冲垫上。
所述的节流端盖上设有中心圆孔，该中心圆孔和节流棒组件组成带有间隙的配合，该间隙为圆环状节流小孔形结构。
所述的缸体组件包括：缸筒、缸盖、油嘴、底座法兰、连接法兰和排气测压接头，其中：底座法兰焊接在缸筒的底部，连接法兰焊接在缸筒上，油嘴焊接在缸筒的外壁上，缸筒的外壁近底座法兰一端设置有排气测压接头，缸盖与缸筒通过端部的螺纹连接。
所述的缸盖与缸筒的端部内侧设有组合密封件。
所述的缸底组件包括：缸底端盖、多通接头、一个或若干个短接管、一个或若干个高压球阀和一个或若干个排气测压接头，其中：多通接头的一端焊接在缸底端盖上，多通接头的另一端分别焊有一个或若干个短接管，一个或若干个短接管上分别对应连接一个或若干个高压球阀，多通接头上分别设置有一个或若干个排气测压接头。
所述的节流棒组件包括：节流棒芯棒、节流棒法兰和单向阀，其中：节流棒芯棒焊接在节流棒法兰上，节流棒法兰上设置有两个单向阀，柱塞的节流端盖中心圆孔和节流棒外径构成圆环状节流小孔，节流棒上带有中心孔，节流棒的一端与柱塞腔连接，节流棒的另一端与多通接头连接。
所述的蓄能组件为皮囊式结构，在蓄能组件内设有皮囊气室，皮囊气室内充有一定压力的惰性气体。
所述的柱塞组件与缸体组件采取组合密封方式，能保证不泄漏的要求，节流端盖边缘分布有多个孔。节流棒的长度与节流端盖上小孔的面积之间的关系与风机的质量、缓冲过程加速度的大小、缓冲的时间与距离、软着陆下降的时间与距离有关。由于本软着陆系统具有缓冲和短时支撑作用，故芯棒直径按两段完全不同的曲线来设计。
所述的节流棒芯棒上设有中心孔，对于大质量的风机，此设计一方面减小了整个缸体的尺寸，另一方面，降低了芯棒的加工精度和设置工艺要求。
所述的节流棒法兰上设有单向阀，柱塞能够快速复位，贴合基础设置平台，以实现风机在颠簸过程中的多次缓冲复位。
所述的蓄能组件起缓冲吸收冲击和柱塞复位作用。当风机处于缓冲与软着陆过程中，皮囊式蓄能组件能吸收脉动冲击并储存能量，缓冲性能好；同时，在风机颠簸向上过程中，由于皮囊的压力作用，可实现柱塞快速复位，贴合设置平台。软着陆结束后，蓄能组件释放能量，实现柱塞复位。
本发明采用小孔节流和蓄能组件来实现风机海上设置过程中的多次缓冲复位及最后风机软着陆。本软着陆系统可根据风机重量的大小，按需要可在风机吊架上设置多个这样的系统同时使用。
本发明的工作原理如下：
当吊装的风机下降过程中，一旦柱塞的缓冲垫与设置平台撞击，促使柱塞运动并压缩缸体油腔，使缸体油腔和柱塞油腔产生压力差。压力差使液压油经节流孔节流，一部分能量使油温升高，同时另一部分能量储存到蓄能组件当中，以此实现风机设置过程中的缓冲。由于风和波浪的共同作用，设置过程中，风机上下颠簸，由蓄能组件的压力和设置在芯棒法兰上的单向阀的作用，柱塞快速复位，可以实现多次缓冲。
当缓冲过程结束，且风机底座与海上基础平台接近到一定距离(事先设计预定)时，缓冲油缸的柱塞能起短时支撑作用，使风机底座与海上基础平台缓缓结合。
本发明针对海上大功率风机设置特点设计，突破现有缓冲器技术，具有承受载荷大、可反复缓冲和快速复位的特点，且结构相对简单，工作可靠性高。
附图说明
图1为本发明结构剖面图；
图2为本发明的柱塞组件结构图；
图3为本发明柱塞组件局部放大示意图；
图4为本发明的节流棒结构图；
图中：1柱塞组件、2缸体组件、3缸底组件、4节流棒组件、5管路组件、6蓄能组件、7尼龙垫，8缓冲垫，9端盖螺母，10封闭端盖，11柱塞体，12节流端盖，13缸盖，14缸筒，15连接法兰，16排气测压接头，17油嘴，18底座法兰，19高压球阀，20短接管，21排气测压接头，22多通接头，23底座端盖，24节流棒法兰，25单向阀，26节流棒芯棒。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：柱塞组件1、缸体组件2、缸底组件3、节流棒组件4、管路组件5和蓄能组件6，其中：缸底组件3与缸体组件2之间采用螺栓相连，节流棒组件4固定在缸底组件3上，缸体组件2套在柱塞组件1上形成缸体内腔，柱塞组件套在节流棒组件4上，使柱塞内腔与节流棒组件4内腔连通，管路组件5的一端与缸底组件3相连，另一端与蓄能组件6相连。
所述的皮囊式蓄能器6中充有压力值为0.4～0.6MPa的氮气。
如图1、图2和图3所示，所述的柱塞组件1包括：尼龙垫7、缓冲垫8、端盖螺母9、封闭端盖10、柱塞体11和节流端盖12，其中：封闭端盖10焊接在柱塞体11的一端，节流端盖12焊接在柱塞体11的另一端。端盖螺母9与封闭端盖10间通过螺纹连接。端盖螺母9上装有缓冲垫8，尼龙垫7贴在缓冲垫8上。
如图1所示，缸体组件2包括：缸盖13、缸筒14、连接法兰15、排气测压接头16、油嘴17和底座法兰18，其中：底座法兰18焊接在缸筒14的底部，连接法兰15和油嘴17焊接在缸筒14的外壁，缸盖13与缸筒14螺纹连接，排气测压接头16设置在缸筒14上。
如图1所示，缸底组件3包括：高压球阀19、短接管20、排气测压接头21、多通接头22和缸底端盖23，其中：缸底端盖23与底座法兰18螺栓连接，多通接头22一端焊接在缸底端盖23上，另一端与短接管20螺纹连接，短接管20另一端与高压球阀19连接，多通接头22上设有排气测压接头21。
如图1和图4所示，所述的节流棒组件4包括：节流棒法兰24、两个单向阀25和节流棒芯棒26，其中：节流棒芯26焊接在节流棒法兰24上，节流棒法兰24设置有单向阀25，节流棒法兰24与缸底端盖23螺钉连接。
如图1和图3所示，所述的节流端盖12上设有中心圆孔，该中心圆孔和节流棒芯棒26组成带有间隙的配合，该间隙为圆环状节流小孔形结构。
如图1所示，一套管路组件5一端连接在缸底组件3中的一个高压球阀19上，另一端连接在蓄能组件6上。
实施例2
本实施例包括：柱塞组件、缸体组件、节流棒组件、缸底端盖、多通接头、3个高压球阀、3个短接管、3个排气测压接头、3个管路组件和若干个蓄能组件，其中：节流棒组件固定在缸底端盖上，缸体组件套接在柱塞组件上，柱塞组件套接在节流棒组件上，使柱塞内腔与节流棒组件内腔连通；
在本实施例中：3个管路组件的一端分别与3个短接管螺纹连接，3个管路组件的另一端分别与对应的3个蓄能组件相连，多通接头一端焊接在缸底端盖上，多通接头的另一端分别与3个短接管螺纹连接，3个短接管的另一端分别与对应的3个高压球阀连接，在多通接头上分别对应设有3个排气测压接头；
所述的3组所述的高压球阀、短接管和排气测压接头并联于同一个多通接头且互成120°设置。
本实施例相比实施例1能够进一步加大承受载荷，且多套并联结构的对称设置可进一步提高工作可靠性。
Claims (4)
1.一种风力发电机海上安装软着陆系统，其特征在于，包括：柱塞组件、缸体组件、节流棒组件、缸底组件、一个或若干个管路组件和一个或若干个蓄能组件，其中：缸底组件与缸体组件之间采用螺栓相连，节流棒组件固定在缸底组件上，缸体组件套接在柱塞组件上，柱塞组件套接在节流棒组件上，使柱塞内腔与节流棒组件内腔连通，一个或若干个管路组件的一端分别与缸底组件相连，一个或若干个管路组件的另一端分别与对应的一个或若干个蓄能组件相连；
所述的缸底组件包括：缸底端盖、多通接头、一个或若干个短接管、一个或若干个高压球阀和一个或若干个排气测压接头，其中：多通接头的一端焊接在缸底端盖上，多通接头的另一端分别焊有所述一个或若干个短接管，一个或若干个短接管上分别对应连接所述一个或若干个高压球阀，多通接头上分别设置有所述一个或若干个排气测压接头；
所述的柱塞组件包括：柱塞体、节流端盖、封闭端盖、端盖螺母、缓冲垫和尼龙垫，其中：柱塞体套接于节流棒组件上，节流端盖焊接在柱塞体的一端上，封闭端盖焊接在柱塞体的另一端，封闭端盖上设置有所述端盖螺母，端盖螺母上装有所述缓冲垫，尼龙垫贴在缓冲垫上。
所述的缸体组件包括：缸筒、缸盖、油嘴、底座法兰、连接法兰和排气测压接头，其中：底座法兰焊接在缸筒的底部，连接法兰焊接在缸筒上，油嘴焊接在缸筒的外壁上，缸筒的外壁近底座法兰一端设置有所述排气测压接头，缸盖与缸筒通过端部的螺纹连接；
所述的节流棒组件包括：节流棒芯棒、节流棒法兰和单向阀，其中：节流棒芯棒焊接在节流棒法兰上，节流棒法兰上设置有两个所述单向阀，柱塞的节流端盖中心圆孔和节流棒芯棒外径构成圆环状节流小孔，节流棒芯棒上带有中心孔，节流棒芯棒的一端与柱塞腔连接，节流棒芯棒的另一端与三通接头连接。
2.根据权利要求1所述的风力发电机海上安装软着陆系统，其特征是，所述的节流端盖的中心圆孔和节流棒芯棒的外径组成带有间隙的配合，该间隙为圆环状节流小孔形结构。
3.根据权利要求1所述的风力发电机海上安装软着陆系统，其特征是，所述的蓄能组件为皮囊式结构，在蓄能组件内设有皮囊气室，皮囊气室内充有惰性气体。
4.根据权利要求1所述的风力发电机海上安装软着陆系统，其特征是，所述的柱塞组件与缸体组件采取组合密封方式连接。
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