CN105065202B - 一种旋转装置用控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种旋转装置用控制装置,包括底座,底座内设有转轴,转轴与底座转动连接,转轴上设有运动部件和固定盘,固定盘上设有液压泵,底座上设有与液压泵的齿轮啮合的内齿轮;液压泵的出油口上依次连有压力调整装置和执行结构,压力调整装置包括调整阀壳体,调整阀壳体上设有调整阀出油口、调整阀进油口、回油口和配合回油口活动设于调整阀壳体内的回油口控制装置;调整阀出油口与执行机构连通;调整阀进油口和回油口与液压泵的油箱连通。本发明设计新颖,通过转轴和底座的相对转动,将齿轮和内齿轮间相对旋转过程中的旋转机械能转化为执行机构的动能,并将该动能作用于运动部件,在不使用其它机械能的情况下使得运动部件的旋转更加稳定。
Description
技术领域
本发明属于旋转设备领域,具体涉及一种旋转装置用控制装置。
背景技术
旋转机械能在现实生活中非常多,但是被利用的却非常少,旋转机械能和旋转物体的质量和速度成正比,其广泛存在着却没有达到有效地利用,造成了能源的浪费。其可利用的地方非常多,如果能够把这部分机械能转化出来,则能够实现能源地最大化利用。也可以把这部分机械能取出作为常规能源使用。这是一种获取能源的新的方式,也可以作为一种获取控制能的方法,比如把该技术用在风力发电机上,当风速较大,风力发电机风轮转速超过额定转速时,将旋转机械能取出,用作刹车及控制叶片变桨,既保证了风力发电机的安全又没有消耗其他能源,在车辆制动时也可以使用,本技术在国内外属首创。
发明内容
本发明旨在提供一种能够利用旋转机械能控制旋转装置稳定运行的旋转装置用控制装置。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:一种旋转装置用控制装置,包括底座,底座内转动设有转轴,转轴上固设有运动部件和固定盘,运动部件设于固定盘上方;固定盘上设有液压泵,在底座上设有内齿轮内齿轮与液压泵的齿轮啮合;液压泵的出油口上依次连有压力调整装置和执行机构,执行机构可以在液压油的作用下向运动部件施加反作用力;压力调整装置包括调整阀壳体,调整阀壳体侧壁上贯穿设有调整阀出油口、调整阀进油口、回油口和配合回油口活动设于调整阀壳体内的回油口控制装置;调整阀出油口与执行机构连通;调整阀进油口连接液压泵的出油口;回油口与液压泵的油箱连通;回油口控制装置根据进入调整阀壳体的液压油的油压的大小决定是否关闭回油口。
所述回油口控制装置包括与调整阀壳体固连的调整弹簧,调整弹簧的前端配合回油口设有球体,球体在液压油的作用下压缩调整弹簧,调整弹簧末端设有油压调整装置。
所述油压调整装置包括调整丝杠和调整螺母,调整丝杠一端与调整弹簧固连;另一端穿设于调整阀壳体外部,调整阀壳体外侧壁上贴设有螺接于调整丝杠上的调整螺母。
执行结构包括缸体,缸体前端设有缸体进油口,缸体进油口与调整阀出油口相连,缸体内部滑动设有活塞,活塞与缸体内壁紧密贴合,活塞上固连有推杆和与缸体末端固连的回位弹簧,推杆自由端设于缸体外侧,推杆朝向运动部件设置。
转轴上固设有安装盘,所述执行机构设于安装盘上,运动部件铰设于安装盘上,运动部件临近执行机构设置。
所述运动部件包括均匀分布在转轴上的数个叶片组;叶片组包括支撑杆和铰设于支撑杆自由端上的叶片,支撑杆与叶片的铰连点偏向叶片的外端,所述推杆朝向叶片外端设置,且推杆平行于支撑杆设置。
支撑杆为两个,两个支撑杆在转轴上间隔设置,两个支撑杆端部通过连接轴连接;连接轴上间隔设有至少两个连接轴承,叶片通过连接轴承与连接轴连接,支撑杆上配合叶片的外端设有限位杆。
所述底座内至少设有1个转动轴承,转轴与底座通过转动轴承连接。
通过以上技术方案,本发明的有益效果为:1、啮合的内齿轮和液压泵的齿轮,在一动一静间,将旋转机械能取出,对叶片施加作用力,使得转轴的转动更加安全;2、执行机构可以对叶片施加作用力,当转轴的转动速度超过额定转速时,执行机构动作,改变叶片和风向之间的夹角,降低转轴受力,保障转速的稳定;3、压力调整装置可以对关闭回油口的油压进行调整,使其与推动执行机构动作的液压油的油压进行相匹配,提高装置的适用范围;4、调节丝杠和调节螺母的配合使用,实现了能够关闭回油口的液压油的油压的调整,使之与推动执行机构动作的油压相匹配,使用方便,实现简单;5、选用风力发电中的叶片作为运动部件,在风力的作用下,转轴转动,通过执行机构施加作用力,避免转轴转动速度过高。
附图说明
图1为实施例1结构示意图;
图2为压力调整装置结构示意图;
图3为执行机构结构示意图;
图4为实施例2结构示意图。
具体实施方式
实施例1,如图1所示的一种旋转装置用控制装置,包括底座1和转轴2,底座1内设有两个转动轴承4,转轴2通过转动轴承4转动设于底座1内,设置的转动轴承4降低了转轴2和底座1之间的摩擦力,从而提高了能量利用率。在转轴2上固设有固定盘3和安装盘11,固定盘3上设有液压泵7。在底座1上设有内齿轮5,内齿轮5与液压泵7的齿轮6啮合。液压泵7的出油口上依次通过油管8连接有压力调整装置9和执行结构10,执行机构10固设于安装盘11上,安装盘11上铰设有运动部件18,运动部件18临近执行机构10设置,执行机构10配合运动部件且执行机构10能够对运动部件施加作用力,从而控制转轴转速;如当运动部件为转轴转动的动力源时,改变运动部件的状态,以改变转轴获取地动力源的大小。
在使用的时候,内齿轮5静止,转轴2带动液压泵7的齿轮6转动,内齿轮5和液压泵7的齿轮6在一静一动之间取力,液压泵7将取出的旋转机械能转化为的液压油的油压,通过油管8输入到压力调整装置9中,当该油压达到压力调整装置9设定的油压值时,能够进入驱动执行机构10,使得驱动机构10动作。
如图2所示的压力调整装置9,包括调整阀壳体97,调整阀壳体97内部设有腔体98,调整阀壳体97侧壁上设有与腔体98贯穿的调整阀进油口91、调整阀出油口92和回油口93;调整阀进油口91和回油口93均连接液压泵7的油箱,其中调整阀进油口91连接液压泵7的油箱的出油口;回油口93连接液压泵7的油箱的回油口。调整阀出油口92连接执行机构10。配合回油口93在腔体98内设有回油口控制装置,回油口控制装置能够根据进入调整阀壳体97内的液压油的油压的大小决定是否开启回油口93。
回油口控制装置包括调整弹簧95和球体94,调整弹簧95前端与球体94固连;调整弹簧95末端连接有油压调整装置,通过油压调整装置可以调整将回油口93关闭的液压油的油压大小;回油口93位于调整弹簧95末端的侧部。
油压调整装置包括调整丝杠961和调整螺母962,调整丝杠961一端与调整弹簧95固连;另一端穿设于调整阀壳体97外部,调整螺母962贴设于调整阀壳体97外侧壁上,并螺接于调整丝杠961上;在使用的时候,转动调整螺母962,调整丝杠961带动调整弹簧95和球体94做远离回油口93或者接近回油口93的运动,当球体94远离回油口93时,通过调整阀进油口91进入调整阀壳体97的液压油需要更大的油压才能将回油口93关闭,反之亦然;通过这种简单易实现的调整方式,实现关闭回油口93的液压油的油压大小的调整。
油压调整装置的调整需要通过实验确定,保证克服调整弹簧95张紧度的液压油的油压刚好能够推动执行机构使得执行机构动作。
液压油通过调整阀进油口91进入腔体98,在油压的作用下,调整弹簧95压缩,液压油通过调整阀出油口92从腔体98中出来进入执行机构10。
如果液压油的油压比较小,则液压油无法克服调整弹簧95的张力将在球体94的作用下关闭回油口93。此时,进入执行机构10的液压油再返回腔体98中,通过回油口93返回液压泵7的油箱中。
如果液压油的油压足够大,则液压油可以克服调整弹簧95的张力,在球体94的作用下,关闭回油口93。进入执行机构10的液压油在油压的作用下,推动执行机构10对运动部件的运动进行控制。
设置的压力调整装置可以对进入执行机构的液压油的油压进行调整,使其与推动执行机构的液压油的油压相同,从而可以根据额定转速调整油压,提高适用范围。
此处,通过液压泵7将旋转机械能转化为执行机构的运行动力,设计新颖;同时通过压力调整装置调整油压,保证仅当转轴2旋转速度过快时,才会取出该部分旋转机械能,对叶片施加作用力,通过这些措施实现转轴2的稳定运行。
如图3所示的执行机构,包括缸体101,缸体101前端设有缸体进油口102,缸体进油口102与调整阀出油口92相连,液压油通过调整阀出油口92和缸体进油口102进入缸体101中。在缸体101内部滑动设有活塞103,活塞103与缸体101的内壁紧密贴合,活塞103的外侧固连有推杆104和回位弹簧105,推杆104的自由端伸出缸体101,推杆104临近运动部件18设置,推杆104在液压油的作用下伸出缸体101,并将力作用于运动部件上,影响运动部件的受力或者增大与运动部件的摩擦力。
执行机构通过向运动部件施加作用力对转轴的转速进行调整,当转轴的转速超过额定转速时,执行机构向运动部件施加作用力,降低转轴的转动速度,实现转轴转速的稳定和转轴转动过程中的安全。
当转轴2的转速超过额定转速时,进入缸体101的液压油,在油压的作用下,克服回位弹簧105的张力,推动活塞103,最终使得推杆104伸出缸体101,并作用于运动部件。
回位弹簧105的设置使得液压油在推动活塞103的过程中受到阻力;防止液压油进入缸体101即可以推动活塞103的情况发生,保证仅当液压油的油压达到一定值时,才能推动推杆动作。
转轴2相对于底座1旋转,转轴2的转动动力源为运动部件,此时转轴2在运动部件18的作用下转动;液压泵7的齿轮6相对内齿轮5转动,随着液压泵7的齿轮6转动速度的增加,从液压泵7出来的液压油的油压增加。液压油进入调整阀壳体,根据液压油的油压大小在球体94的作用下关闭或者不关闭回油口93;当回油口93在液压油的作用下关闭时,从调整阀壳体出来的液压油在油压的作用下克服回位弹簧105的张力,推动活塞103,使得推杆104从缸体101中伸出,对运动部件施加作用力,通过推杆104可以增加运动部件和推杆104之间的摩擦力,从而降低转轴的转速,保证运行的安全、稳定;也可以通过调整运动部件的运行角度来降低转轴的转速。
转轴2在运动部件18的作用下转动举例:车轮为转轴2的动力源,当车轮熄火但未完全停止时,转轴2转动并带动运动部件18转动,在液压油作用下推杆104伸出缸体,并作用于运动部件18,运动部件18为车轮本身,推杆104作用于运动部件,增加与运动部件的摩擦力,从而最终使得车轮停止。
实施例2,旋转机械能在生产和生活中有着广泛的应用,其利用能够使得旋转物体的运行更加稳定;本实施例以旋转物体为风力发电中的叶片为例详细介绍实施方式。
运动部件包括叶片15,在转轴2上固设有支撑杆12,支撑杆12末端铰设有叶片15,转轴2上还连接有发电机,发电机在转轴2的带动下发电,发电机在图中没有显示,为现有技术。叶片15与支撑杆12的铰接位置偏向于叶片15的外端。执行机构10的推杆104平行于支撑杆12设置,同时推杆104配合叶片15的外端设置。叶片15的外端的定义方式为:沿转轴2的旋转方向,叶片15的两侧分别为叶片15的内侧和叶片15的外端。
叶片15在风力的作用下,带动转轴2旋转,转轴2带动发电机的轴旋转,从而通过叶片和转轴的旋转将风能转化为电能。
为了使得叶片15的运行更加稳定,在安装盘11的上方设有与转轴2固连的上安装盘16,执行机构设于安装盘11上。在安装盘11和上安装盘16上均固设有支撑杆12,两个支撑杆12通过连接轴13连接,在连接轴13上间隔设有连接轴承14,叶片15通过连接轴承14与连接轴13转动连接,叶片15与连接轴承14连接的位置偏向于叶片15外端的位置。
在支撑杆上上配合叶片15的外端设有限位杆17,限位杆17能够限制叶片15相对于连接轴13的转动角度,当叶片15顺风时,被限位杆17顶住,是的叶片15与限位杆17垂直,与风向垂直,最大限度接收风能。
转轴2转动,当叶片15处于逆风状态时,在风力的作用下,叶片15旋转到与风向平行的位置;当叶片15处于顺丰状态时,叶片15旋转到与风向垂直的位置,在限位杆17的作用下在该位置停留。
当风力不断增大,转轴2的转速超出额定转速时,从液压泵7出来的液压油克服弹簧95的张力,使得球体94推动弹簧95,最终关闭回油口93;随后液压油进入缸体101,克服回位弹簧105的张力,使得活塞103推动推杆104。随着推杆被推出缸体101的长度增加,因叶片与连杆13铰接,当推杆碰到叶片15的外端时,会将处于与风向垂直,最大限度接收风能的叶片15顶起,使得当叶片处于顺风状态时能够与风向之间有一定的夹角,从而降低接收到的风力,进而降低转轴转速,叶片15顺风时与风之间的夹角的大小随着液压油的油压大小而改变,油压越大,转轴2转速越快,推杆被推出的越多,夹角越大。
本实施例其它内容与实施例1相同。
本发明设计新颖,通过转轴和底座的相对转动,利用液压泵将液压泵的齿轮和内齿轮之间相对旋转过程中的旋转机械能转化为执行机构的动能,并将该动能施加于运动部件,在不使用其它机械能的情况下使得转轴的旋转更加稳定。
Claims (6)
1.一种旋转装置用控制装置,包括底座,底座内设有转轴,转轴与底座转动连接,其特征在于:转轴上固设有运动部件和固定盘,运动部件设于固定盘上方;固定盘上设有液压泵,在底座上设有内齿轮,内齿轮与液压泵的齿轮啮合;液压泵的出油口上依次连有压力调整装置和执行机构,执行机构可以在液压油的作用下向运动部件施加反作用力;压力调整装置包括调整阀壳体,调整阀壳体侧壁上贯穿设有调整阀出油口、调整阀进油口、回油口和配合回油口活动设于调整阀壳体内的回油口控制装置;调整阀出油口与执行机构连通;调整阀进油口连接液压泵的出油口;回油口与液压泵的油箱连通;回油口控制装置根据进入调整阀壳体的液压油的油压的大小决定是否关闭回油口;执行结构包括缸体,缸体前端设有缸体进油口,缸体进油口与调整阀出油口相连,缸体内部滑动设有活塞,活塞与缸体内壁紧密贴合,活塞上固连有推杆和与缸体末端固连的回位弹簧,推杆自由端设于缸体外侧,推杆朝向运动部件设置。
2.如权利要求1所述的旋转装置用控制装置,其特征在于:所述回油口控制装置包括与调整阀壳体固连的调整弹簧,调整弹簧的前端配合回油口设有球体,球体在液压油的作用下压缩调整弹簧,调整弹簧末端设有油压调整装置。
3.如权利要求2所述的旋转装置用控制装置,其特征在于:所述油压调整装置包括调整丝杠和调整螺母,调整丝杠一端与调整弹簧固连;另一端穿设于调整阀壳体外部,调整阀壳体外侧壁上贴设有螺接于调整丝杠上的调整螺母。
4.如权利要求3所述的旋转装置用控制装置,其特征在于:转轴上固设有安装盘,所述执行机构设于安装盘上,运动部件铰设于安装盘上,运动部件临近执行机构设置。
5.如权利要求1至4任意一项所述的旋转装置用控制装置,其特征在于:所述运动部件包括均匀分布在转轴上的数个叶片组;叶片组包括支撑杆和铰设于支撑杆自由端上的叶片,支撑杆与叶片的铰连点偏向叶片的外端,所述推杆朝向叶片外端设置,且推杆平行于支撑杆设置。
6.如权利要求5所述的旋转装置用控制装置,其特征在于:支撑杆为两个,两个支撑杆在转轴上间隔设置,两个支撑杆端部通过连接轴连接;连接轴上间隔设有至少两个连接轴承,叶片通过连接轴承与连接轴连接,支撑杆上配合叶片的外端设有限位杆。
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