CN105090135A - 一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统 - Google Patents

一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统，包括油箱、液压泵、压油过滤装置、电液伺服阀、第一液压缸、第二液压缸、第一电磁换向阀、蓄能器、冷却器、回油过滤装置等，配置蓄能器给系统供油，液压泵可以间歇工作，降低了能耗；采用电液伺服阀控制油的流量，控制精度高、响应速度快；在第一液压缸和第二液压缸的进出口设置第一电磁阀组合第二电磁阀组，可以控制第一液压缸和第二液压缸交替工作；其通过在回油路上安装冷却器，可以有效地降低油液的温度。本液压驱动系统各部件通过管路连接，不存在装置啮合间隙和低速爬行问题，通过两个液压缸的交替工作驱动聚光器转动，实现太阳能的跟踪，光热转换效率高、控制精度高、自动化程度高。

Description

一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统
技术领域：
本发明属于太阳能发电技术领域，具体是涉及一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统。
背景技术：
太阳能作为一种用之不竭的可再生绿色能源得到了各个国家的广泛重视。太阳能发电是太阳能利用的重要途径，太阳能热发电是通过聚集太阳光产生热能，推动汽轮机发电的。在太阳能热发电系统中，槽式太阳能热发电技术最为成熟，即将多个槽型抛物面经过串并联排列，聚光器聚焦太阳直射光，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。太阳每天东升西落，为了使聚光器最大限度的聚集太阳光，提高光热转换效率，就要使聚光器时刻正对太阳，以便使太阳光线始终与抛物柱面的主光轴平行。
现有的太阳能聚光器的驱动方式通过步进电机或者伺服电机进行驱动。步进电机接收脉冲信号，通过减速器驱动聚光器转动相应角度，因此通过控制步进电机脉冲个数就可以控制聚光器的角位移，从而达到精确定位，但满足低速运行需要较大传动比的减速器，相互啮合的零件因加工制造精度造成的啮合间隙难以消除，导致装置难以实现精确的运动跟踪控制，同时低速造成的爬行问题也难以解决。另外，槽式电站装置庞大、笨重，在大惯量、低速控制场合，步进电机难以解决其失步问题，且极易产生抖动问题。伺服电机控制精度高，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，伺服电机转子转速受输入信号控制，能快速反应，在自动控制系统中用作执行元件，但是在大惯量应用场合同样需要较大传动比的减速装置，其啮合间隙、低速爬行问题仍难以解决。
发明内容：
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于太阳能聚光器的驱动装置啮合间隙难以消除，实现运动跟踪控制的精度低，低速造成的爬行问题也难以解决，从而提出一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统，包括：
油箱，所述油箱设置有液位控制继电器和空气过滤器。
液压泵，所述液压泵与电动机电连接，所述液压泵的第一端通过吸油过滤器与所述油箱连接。
压油过滤装置，所述压油过滤装置的第一端通过第一单向阀与所述液压泵的第二端连接。
电液伺服阀，所述电液伺服阀的第一端与所述压油过滤装置连接。
第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸通过第一电磁阀组与所述电液伺服阀的第二端连接，所述第二液压缸通过第二电磁阀组与所述电液伺服阀第二端连接。
第一电磁换向阀，所述第一电磁换向阀的第一端连接所述压油过滤装置的第二端，所述第一电磁换向阀的第二端分别通过所述第一电磁阀组、所述第二电磁阀组与所述第一液压缸、第二液压缸连接。
蓄能器，所述蓄能器通过第一电磁阀分别与所述压油过滤装置的第二端、所述电液伺服阀的第一端、所述第一电磁换向阀的第一端连接。
冷却器，所述冷却器的第一端分别连接所述电液伺服阀和所述第一电磁换向阀。
回油过滤装置，所述回油过滤装置的第一端连接所述冷却器的第二端，所述回油过滤装置的第二端连接所述油箱。
作为上述技术方案的优选，所述液压泵的出口处还设置有第一溢流阀，所述第一溢流阀连接所述冷却器的第一端。
作为上述技术方案的优选，所述油箱还设置有温度传感器和电加热器。
作为上述技术方案的优选，所述第一电磁阀组和所述第二电磁阀组分别包括四个二位三通电磁球阀。
作为上述技术方案的优选，所述蓄能器采用囊式蓄能器，所述蓄能器的进口处设置有第一压力传感器、截止阀、与所述截止阀并联的第二溢流阀。
作为上述技术方案的优选，所述压油过滤装置包括第一滤芯堵塞信号器、第一高压过滤器、与所述第一高压过滤器并联的第二单向阀。
作为上述技术方案的优选，所述回油过滤装置包括第二滤芯堵塞信号器、第二高压过滤器、与所述第二高压过滤器并联的第三单向阀。
作为上述技术方案的优选，所述第一电磁换向阀与所述第一电磁阀组、所述第二电磁阀组之间还设置有液压锁，所述液压锁由两个液控单向阀组成。
本发明的有益效果在于：其通过配置蓄能器给系统供油，液压泵可以间歇工作，降低了能耗；其通过采用高频响的电液伺服阀控制油的流量，控制精度高、响应速度快；其通过在第一液压缸和第二液压缸的进出口设置第一电磁阀组合第二电磁阀组，可以控制第一液压缸和第二液压缸交替工作；其通过在回油路上安装冷却器，在油箱内安装电加热器，可以有效地控制油液的温度，使得该液压驱动系统能够在高温或者低温的情况下都能正常工作；其通过在蓄能器的进口处设置第二溢流阀，可以避免因故障而造成的蓄能器压力过大，保证了蓄能器的安全性。本液压驱动系统各部件通过管路连接，不存在装置啮合间隙和低速爬行问题，通过两个液压缸的交替工作驱动聚光器转动，实现太阳能的跟踪，光热转换效率高、控制精度高、自动化程度高。
附图说明：
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明一个实施例的一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统结构示意图；
图2为本发明一个实施例的一种压油过滤装置结构示意图；
图3为本发明一个实施例的第一电磁阀组的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的蓄能器结构示意图；
图5为本发明一个实施例的回油过滤装置结构示意图。
图中符号说明：
1-油箱、2-液位控制继电器，3-空气过滤器，4-液压泵，5-电动机，6-吸油过滤器，7-压油过滤装置，8-单向阀，9-电液伺服器，10-第一液压缸，11-第二液压缸，12-第一电磁阀组，13-第二电磁阀组，14-第一电磁换向阀，15-蓄能器，16-第一电磁阀，17-冷却器，18-回油过滤装置，19-第一溢流阀，20-温度传感器，21-电加热器，22-液压锁，701-第一滤芯堵塞信号器，702-第一高压过滤器，703-第二单向阀，1201-第一二位三通电磁球阀，1202-第二二位三通电磁球阀，1203-第三二位三通电磁球阀，1204-第四二位三通电磁球阀，1501-第一压力传感器，1502-截止阀，1503-第二溢流阀，1801-第二滤芯堵塞信号旗，1802-第二高压过滤器，1803-第三单向阀，2201-液控单向阀，1901-第二压力传感器。
具体实施方式：
如图1所示，本发明的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，包括：油箱1，液压泵4，压油过滤装置7，电液伺服阀9，第一液压缸10，第二液压缸11，第一电磁换向阀14，蓄能器15，冷却器17，回油过滤装置18。
所述油箱1设置有液位控制继电器2和空气过滤器3，所述液位控制继电器2通过对所述油箱1内的液位进行检测，根据获取的液位信息自动控制对油箱1内进行加油处理等，所述空气过滤器3用于对所述油箱1进行过滤。所述油箱1还设置有温度传感器20和电加热器21，所述温度传感器20用于获取所述油箱1内的油液温度，若低于设定值，则采用电加热器21进行加热。
所述液压泵4与电动机5电连接，所述液压泵4的第一端通过吸油过滤器6与所述油箱1连接。所述电动机5通过联轴器连接所述液压泵4，控制液压泵4的工作状态，液压泵4通过所述吸油过滤器6从油箱1中获取油液，并将油液从第二端传输出去。所述液压泵4的第二端即出口处还设置有第一单向阀8、第一溢流阀19和第二压力传感器1901，所述第一溢流阀19连接所述冷却器17的第一端，设置第一单向阀8可以防止系统的压力冲击影响液压泵4的正常工作，同时当液压泵4不工作时防止系统的油液倒流经液压泵4回油箱，在液压泵4的出口处设置第一溢流阀18起到安全保护作用，在系统工作时，由蓄能器15给系统供油，只有蓄能器15压力降到设定值时才启动液压泵给蓄能器15充油，其余时间液压泵4不工作，所以设置第一溢流阀18可以防止液压泵4的出口压力过大，可以在不工作时将多余的流量溢流掉，保证液压泵4的安全性，通过第二压力传感器1901可以获取所述液压泵3的出口压力。
所述压油过滤装置7的第一端通过第一单向阀8与所述液压泵4的第二端连接。如图2所示，所述压油过滤装置7包括第一滤芯堵塞信号器701、第一高压过滤器702、与所述第一高压过滤器702并联的第二单向阀703。所述第一滤芯堵塞信号器701获取压油过滤装置7中的滤芯堵塞到进出口压差，若大于设定值时，则发出警告信号，并更换滤芯，若不能及时更换滤芯，则第二单向阀703被打开，保证所述压油过滤装置7能够正常工作。
所述电液伺服阀9的第一端与所述压油过滤装置7连接。电液伺服阀是一种通过改变输入电流信号，连续、成比例的控制流量和压力的液压控制阀，其控制精度高，响应速度快，特别是电液伺服系统容易实现计算机控制。
所述第一液压缸10通过第一电磁阀组12与所述电液伺服阀9的第二端连接，所述第二液压缸11通过第二电磁阀组13与所述电液伺服阀9的第二端连接。所述第一电磁阀组12的结构和所述第二电磁阀组13的结构相同，如图3所示，所述第一电磁阀组12和所述第二电磁阀组13分别包括四个二位三通电磁球阀，分别为第一二位三通电磁球阀1201、第二二位三通电磁球阀1202、第三二位三通电磁球阀1203、第四二位三通电磁球阀1204，通过控制着四个二位三通电磁球阀来控制所述第一液压缸10和所述第二液压缸11交替工作。
所述第一电磁换向阀14的第一端连接所述压油过滤装置7的第二端，所述第一电磁换向阀的第二端分别通过所述第一电磁阀组12、所述第二电磁阀组13与所述第一液压缸10、第二液压缸11连接。所述第一电磁换向阀14与所述第一电磁阀组12、所述第二电磁阀组13之间还设置有液压锁22，所述液压锁22由两个液控单向阀2201组成。所述第一电磁换向阀14通常情况下不工作，只有所述电液伺服阀9出现故障时，手动控制所述第一电磁换向阀14来控制所述第一液压缸10和第二液压缸11工作，所述液压锁22可以使液压缸停止在任何位置且静止不动。
所述蓄能器15通过第一电磁阀16分别与所述压油过滤装置7的第二端、所述电液伺服阀9的第一端、所述第一电磁换向阀14的第一端连接。所述蓄能器15采用囊式蓄能器，如图4所示，所述蓄能器15的进口处设置有第一压力传感器1501、截止阀1502、与所述截止阀1502并联的第二溢流阀1503。当所述第一压力传感器1501检测到压力低于设定值时，启动液压泵4给所述蓄能器补油，当检测到压力高于设定值时，液压泵4停止工作，由所述蓄能器15给系统供油。所述截止阀1502便于蓄能器的充气检修。所述第二溢流阀1503在因故障而导致的蓄能器15压力值过大时打开，将多余的流量溢流掉，保证蓄能器15的安全性。
所述冷却器17的第一端分别连接所述电液伺服阀9和所述第一电磁换向阀14。当所述温度传感器20获取所述油箱1内的油液温度大于设定值时，启动所述冷却器17进行散热。
所述回油过滤装置18的第一端连接所述冷却器17的第二端，所述回油过滤装置18的第二端连接所述油箱1。如图5所示，所述回油过滤装置18包括第二滤芯堵塞信号器1801、第二高压过滤器1802、与所述第二高压过滤器1802并联的第三单向阀1803。所述第二滤芯堵塞信号器1801获取回油过滤装置18中的滤芯堵塞到进出口压差，若大于设定值时，则发出警告信号，并更换滤芯，若不能及时更换滤芯，则第三单向阀1803被打开，保证所述回油过滤装置18能够正常工作。
工作原理：
在油箱1内设置液压泵4给系统供压力油，压力油经过压油过滤装置7后进入蓄能器15、电液伺服阀9、第一电磁换向阀14，正常工作时，蓄能器15通过液压伺服器9给第一液压缸10和第二液压缸11供油，蓄能器15内油存储不足时，启动液压泵4给蓄能器15补油，同时液压泵4通过液压伺服器9给第一液压缸10和第二液压缸11供油，通过第一电磁阀组12和第二电磁阀组13控制第一液压缸10和第二液压缸11交替工作，两个液压缸交替工作驱动聚光器转动，实现太阳能的跟踪。
本实施例所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，包括油箱、液压泵、压油过滤装置、电液伺服阀、第一液压缸、第二液压缸、第一电磁换向阀、蓄能器、冷却器、回油过滤装置等，配置蓄能器给系统供油，液压泵可以间歇工作，降低了能耗；采用电液伺服阀控制油的流量，控制精度高、响应速度快；在第一液压缸和第二液压缸的进出口设置第一电磁阀组合第二电磁阀组，可以控制第一液压缸和第二液压缸交替工作；其通过在回油路上安装冷却器，可以有效地降低油液的温度。本液压驱动系统各部件通过管路连接，不存在装置啮合间隙和低速爬行问题，通过两个液压缸的交替工作驱动聚光器转动，实现太阳能的跟踪，光热转换效率高、控制精度高、自动化程度高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于，包括：
油箱(1)，所述油箱(1)设置有液位控制继电器(2)和空气过滤器(3)；
液压泵(4)，所述液压泵(4)与电动机(5)电连接，所述液压泵(4)的第一端通过吸油过滤器(6)与所述油箱(1)连接；
压油过滤装置(7)，所述压油过滤装置(7)的第一端通过第一单向阀(8)与所述液压泵(4)的第二端连接；
电液伺服阀(9)，所述电液伺服阀(9)的第一端与所述压油过滤装置(7)连接；
第一液压缸(10)和第二液压缸(11)，所述第一液压缸(10)通过第一电磁阀组(12)与所述电液伺服阀(9)的第二端连接，所述第二液压缸(11)通过第二电磁阀组(13)与所述电液伺服阀(9)的第二端连接；
第一电磁换向阀(14)，所述第一电磁换向阀(14)的第一端连接所述压油过滤装置(7)的第二端，所述第一电磁换向阀的第二端分别通过所述第一电磁阀组(12)、所述第二电磁阀组(13)与所述第一液压缸(10)、第二液压缸(11)连接；
蓄能器(15)，所述蓄能器(15)通过第一电磁阀(16)分别与所述压油过滤装置(7)的第二端、所述电液伺服阀(9)的第一端、所述第一电磁换向阀(14)的第一端连接；
冷却器(17)，所述冷却器(17)的第一端分别连接所述电液伺服阀(9)和所述第一电磁换向阀(14)；
回油过滤装置(18)，所述回油过滤装置(18)的第一端连接所述冷却器(17)的第二端，所述回油过滤装置(18)的第二端连接所述油箱(1)。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述液压泵(4)的出口处还设置有第一溢流阀(19)，所述第一溢流阀(19)连接所述冷却器(17)的第一端。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述油箱(1)还设置有温度传感器(20)和电加热器(21)。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述第一电磁阀组(12)和所述第二电磁阀组(13)分别包括四个二位三通电磁球阀。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述蓄能器(15)采用囊式蓄能器，所述蓄能器(15)的进口处设置有第一压力传感器(1501)、截止阀(1502)、与所述截止阀(1502)并联的第二溢流阀(1503)。
6.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述压油过滤装置(7)包括第一滤芯堵塞信号器(701)、第一高压过滤器(702)、与所述第一高压过滤器(702)并联的第二单向阀(703)。
7.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述回油过滤装置(18)包括第二滤芯堵塞信号器(1801)、第二高压过滤器(1802)、与所述第二高压过滤器(1802)并联的第三单向阀(1803)。
8.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光器的液压驱动系统，其特征在于：所述第一电磁换向阀(14)与所述第一电磁阀组(12)、所述第二电磁阀组(13)之间还设置有液压锁(22)，所述液压锁(22)由两个液控单向阀(2201)组成。
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