CN107420270A - 一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置 - Google Patents

一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置，包括弹性减震垫及塑性吸能框架，所述弹性减震垫安装于所述塑性吸能框架上，所述塑性吸能框架设置在风机轮毂或叶片上。本发明具有有效吸收叶片碰撞能量、安全性高的优点。

Description

一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置
技术领域
本发明涉及风力发电机组缓冲技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置。
背景技术
风力发电是世界各国重点开发的能源之一，其能提供清洁的能源。在大型风力发电机组中，常常采用变桨距机构来控制叶片的桨距，变桨距机构使得叶片的安装角度随着风速变化而变化，实现了发电机联网前的速度调节，减少了联网时的冲击电流，使得输出功率可以保持相对稳定，风机发电量提高。但是，变桨距机构的存在增加了风机的故障率，即一旦变桨距机构中的传动链出现故障，叶片就会出现自由摆动的状态，叶片自由摆动可能会碰撞到风机塔筒，造成叶片和风机的损坏，经济损失大，安全性低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有效吸收叶片碰撞能量、安全性高的用于风力发电机组的叶片缓冲装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置，包括弹性减震垫及塑性吸能框架，所述弹性减震垫安装于所述塑性吸能框架上，所述塑性吸能框架设置在风机轮毂或叶片上。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述塑性吸能框架包括框架安装段，减震垫安装段及塑性变形段，所述框架安装段与减震垫安装段呈锐角布置，所述塑性变形段设于框架安装段与减震垫安装段之间形成封闭框架。
所述塑性变形段包括第一直线段及第二直线段，所述第一直线段与第二直线段呈夹角布置。
所述塑性变形段为内凹或外凸的弧形段。
所述框架安装段上设有用于连接风机轮毂或叶片的变桨轴承的安装孔。
所述塑性吸能框架为金属框架。
还包括在叶片摆动时与弹性减震垫抵接配合的冲击块，所述冲击块设于叶片的变桨轴承上，所述塑性吸能框架设于所述风机轮毂上。
所述弹性减震垫与塑性吸能框架通过一紧固件连接，所述紧固件一端设于弹性减震垫上，另一端穿出所述塑性吸能框架与一螺母紧固连接。
所述紧固件通过一连接板与弹性减震垫硫化连接。
所述弹性减震垫呈圆锥状或圆柱状。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明设置有弹性减震垫及塑性吸能框架，弹性减震垫在叶片耗能时与叶片或风机轮毂抵接配合，利用弹性减震垫的黏弹性能及塑性吸能框架的塑性变形吸收风机叶片碰撞的大部分能量，即在变桨机构传动链失效导致叶片自由摆动时，叶片缓冲装置与风机轮毂或自由摆动的叶片碰撞吸收碰撞能量，有效避免了叶片自由摆动而造成对风机组的损坏，安全性高。
本发明的塑性吸能框架进一步包括框架安装段，减震垫安装段及塑性变形段，其形成封闭框架，其结构与现有的缓冲部件结构均不同，结构简单，加工制造方便；且在碰撞时，塑性变形段变形吸收能量，吸能效果好。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明在具体应用中的结构示意图。
图2是本发明的第一结构示意图。
图3是本发明的第二结构示意图。
图4是本发明的第三结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
图中各标号表示：
1、弹性减震垫；2、塑性吸能框架；21、框架安装段；211、安装孔；22、减震垫安装段；23、塑性变形段；231、第一直线段；232、第二直线段；233、弧形段；3、风机轮毂；4、叶片；5、冲击块；6、紧固件；7、螺母；8、连接板；9、垫片；10、销钉。
具体实施方式
下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，包括弹性减震垫1及塑性吸能框架2，弹性减震垫1安装于塑性吸能框架2上，其在碰撞时可弹性变形吸收碰撞能量，本实施例中，塑性吸能框架2设置在风机轮毂3上，其在碰撞时可塑性变形吸收碰撞能量，在其他实施例中，塑性吸能框架2可设置在叶片位置。本发明的弹性减震垫1在叶片4耗能时与叶片4或风机轮毂3抵接配合，利用弹性减震垫1的黏弹性能及塑性吸能框架2的塑性变形吸收风机叶片4碰撞的大部分能量，即在变桨机构传动链失效导致叶片4自由摆动时，叶片缓冲装置与风机轮毂3或自由摆动的叶片4碰撞吸收碰撞能量，该缓冲器耗散能约为叶片4转动动能的73％，有效避免了叶片4自由摆动而造成对风机组的损坏，安全性高。
本实施例中，塑性吸能框架2为金属框架，塑性吸能框架2包括框架安装段21，减震垫安装段22及塑性变形段23，框架安装段21固定安装于风机轮毂3或叶片4的变桨轴承上，减震垫安装段22用于安装弹性减震垫1，框架安装段21与减震垫安装段22呈锐角布置，塑性变形段23设于框架安装段21与减震垫安装段22之间形成封闭框架，其结构与现有的缓冲部件结构均不同，结构简单，加工制造方便；且在碰撞时，塑性变形段23可发生变形吸收能量，吸能效果好。
如图2，本实施例中，塑性变形段23包括第一直线段231及第二直线段232，第一直线段231与第二直线段232呈夹角布置，在碰撞时，塑性变形段23以第一直线段231与第二直线段232的连接点为折点塑性变形。在其他实施例中，如图3、图4，塑性变形段23也可设置为内凹的弧形段233或外凸的弧形段233，在碰撞时，弧形段233可发生塑性变形。
本实施例中，风力发电机组的叶片缓冲装置还包括冲击块5，冲击块5在叶片4摆动时与弹性减震垫1抵接配合，冲击块5设于叶片4的变桨轴承上，塑性吸能框架2设于风机轮毂3上。当变桨机构传动链失效时，此时叶片4在风力的作用下，以较大的线速度带动冲击块5转动，为了不使叶片4碰撞到风机其他零部件，冲击块5会与弹性减震垫1进行碰撞发生变形，进而塑性吸能框架2会发生金属塑性变形，从而压溃金属吸能框，使得叶片4的摆动动能被大部分吸收，该叶片缓冲装置耗散能约为叶片4转动动能的73％，缓冲效果好。在其他实施例中，所述叶片缓冲装置也可安装在叶片4的变桨轴承上，由叶片4带动叶片缓冲装置与轮毂风机轮毂3等固定件进行碰撞，从而起到保护风机的作用。
如图2，本实施例中，弹性减震垫1为橡胶减震垫，弹性减震垫1与塑性吸能框架2通过一紧固件6连接，紧固件6的一端设于弹性减震垫1上，紧固件6的另一端穿出塑性吸能框架2与一螺母7紧固连接，使得弹性减震垫1可拆卸的安装于塑性吸能框架2上，螺母7与塑性吸能框架2之间设有垫片9。本实施例中，紧固件6通过一连接板8与弹性减震垫1硫化连接成一体，方便弹性减震垫1整体安装，同时，弹性减震垫1可通过销钉10与塑性吸能框架2连接。
本实施例中，弹性减震垫1呈圆锥状或圆柱状，使得弹性减震垫1与冲击块5或风机轮毂3充分有效接触，达到更好的耗能目的。本实施例中，框架安装段21上设有安装孔211，安装孔211用于将叶片缓冲装置连接于风力发电机组的风机轮毂3或叶片4的变桨轴承上。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，包括弹性减震垫及塑性吸能框架，所述弹性减震垫安装于所述塑性吸能框架上，所述塑性吸能框架设置在风机轮毂或叶片上。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述塑性吸能框架包括框架安装段，减震垫安装段及塑性变形段，所述框架安装段与减震垫安装段呈锐角布置，所述塑性变形段设于框架安装段与减震垫安装段之间形成封闭框架。
3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述塑性变形段包括第一直线段及第二直线段，所述第一直线段与第二直线段呈夹角布置。
4.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述塑性变形段为内凹或外凸的弧形段。
5.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述框架安装段上设有用于连接风机轮毂或叶片的变桨轴承的安装孔。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述塑性吸能框架为金属框架。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，还包括在叶片摆动时与弹性减震垫抵接配合的冲击块，所述冲击块设于叶片的变桨轴承上，所述塑性吸能框架设于所述风机轮毂上。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述弹性减震垫与塑性吸能框架通过一紧固件连接，所述紧固件一端设于弹性减震垫上，另一端穿出所述塑性吸能框架与一螺母紧固连接。
9.根据权利要求8所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述紧固件通过一连接板与弹性减震垫硫化连接。
10.根据权利要求8所述的用于风力发电机组的叶片缓冲装置，其特征在于，所述弹性减震垫呈圆锥状或圆柱状。
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