CN108571428A - 一种风力发电机桨叶清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机桨叶清洗装置，它包括支撑架、桨叶夹持装置、滑动机构A、滑动机构B、无尘布、无尘布清洗装置、张紧力控制机构和卷扬电机；所述桨叶夹持装置包括工装横梁、工装竖梁、伸缩直杆、导向装置、限位装置、球节、弹性棉、控制电机，该桨叶夹持装置可根据桨叶特有的表面曲率，控制伸缩直杆的伸长与收缩，使整个清洗过程中，无尘布与桨叶表面始终随形，保持恒定的接触力，并且该伸缩直杆可沿导向装置从桨叶前缘至后缘方向滑动，避免了设置多个伸缩直杆，降低成本的同时也大大提高了桨叶表面的清洗效果和清洗效率。

Description

一种风力发电机桨叶清洗装置

所属技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机桨叶清洗装置。

背景技术

风力发电机主要通过桨叶旋转实现风能的捕获，通过一系列的机械传动实现发电机的发电，风力发电机的桨叶捕获风能的多少直接决定发电机最终的发电量，并且风力发电机桨叶的捕获风能的效率也直接决定整个风力发电设备的运转效率。而桨叶不管是在运行还是在静止状态，其通常会被暴露于环境下，其受到沙尘、雨水、虫鸟、太阳光等各种气候条件与自然环境的侵袭，段时间内即易由于上述污染而导致桨叶表面光滑度降低或其它尺寸变化，甚至桨叶的损坏，因此，对上述桨叶进行定期的全面清洗则是行业内的普遍认识。而现有的清洗桨叶的装置或清洗方法均过于简单，重要的是要么成本居高不下，要么清洗效果差，远远不能满足行业内对风力发电机桨叶的清洗需要。

美国通用电气公司申请的用于对风力涡轮机转子桨叶进行清洗和除冰的方法和装置（申请号：CN20101020858.5）设计提供了一种风力发电机桨叶的表面清洗装置，实现了将桨叶尘垢从其表面清洗的功能。该方案清洗效果较好，但采用直接对桨叶表面进行水清洗的方式不仅浪费水、增加了清洗成本，同时也会对环境造成一定污染，不符合可持续发展的理念。

本发明设计一种风力发电机桨叶清洗装置，解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种风力发电机桨叶清洗装置，它是采用以下技术方案来实现的。

一种风力发电机桨叶清洗装置，包括支撑架、桨叶夹持装置、滑动机构A、滑动机构B、无尘布、无尘布清洗装置、张紧力控制机构和卷扬电机；所述支撑架固定于距离风力发电机桨叶不远处的地面上，用于支撑整个风力发电机桨叶清洗装置；所述支撑架的顶端固定有所述滑动机构A，该滑动机构A与所述桨叶夹持装置固定连接，其用于伸出或收回所述桨叶夹持装置，该桨叶夹持装置用于夹持桨叶，使桨叶在清洗过程中没有与上述桨叶清洗装置的相对晃动或振动；所述滑动机构B沿支撑架竖直方向设置，其用于与所述桨叶夹持装置固定连接的滑动机构A沿所述支撑架的方向竖直移动，进而使桨叶夹持装置可沿桨叶的叶根至叶尖方向移动；

所述桨叶夹持装置包括工装横梁、工装竖梁、伸缩直杆、导向装置、限位装置、球节、弹性棉、控制电机，所述工装横梁与工装竖梁分别在其两端两两连接，构成一固定矩形框架式结构；在所述工装横梁上设置有所述导向装置，该导向装置上设置有若干所述伸缩直杆，所述伸缩直杆沿所述工装横梁方向的受力可在所述导向装置上线性移动；所述导向装置为滑块-滑槽结构，所述伸缩直杆的一端固定于所述滑块上，其另一端固定设置有所述球节，所述球节外表面包覆有所述弹性棉，并且所述球节可随所述弹性棉所受摩擦力方向在桨叶表面自由滚动，随着所述伸缩直杆沿所述工装横梁方向受力，所述滑块被所述伸缩直杆带动沿所述滑槽移动，从而使所述球节在桨叶表面从其前缘点滚动至后缘点，或者使所述球节在桨叶表面从其后缘点滚动至前缘点，所述限位装置分别位于所述球节滚动至桨叶的前缘点和后缘点的相应的所述导向装置上，当所述球节滚动至该前缘点或后缘点时，所述伸缩直杆接触到限位装置，此时所述伸缩直杆无法继续沿所述导向装置移动；

所述无尘布的一端卷在放布轮上，另一端卷在收布轮上，中间用于与风力发电机的桨叶表面接触，并且所述张紧力控制机构和所述无尘布清洗装置也位于所述放布轮和所述收布轮之间，所述张紧力控制机构为无尘布在桨叶表面提供适当的张紧力，所述无尘布清洗装置在收布时对上述无尘布进行清洗，所述收布与放布的过程均由卷扬电机提供驱动力。

作为本技术的进一步改进，所述导向装置也可为弹簧机构，所述弹簧机构的中轴线与所述导向装置平行，使得所述伸缩直杆的一端固定于所述弹簧机构上，当所述伸缩直杆沿所述导向装置运动时，在上述运动方向上，其所受的弹簧阻力与其直线运动的行程成指数关系。

作为本技术的进一步改进，所述伸缩直杆的数量在桨叶的上壳和下壳成对设置，优选的，与桨叶上壳接触的伸缩直杆数量为一个，与桨叶下壳接触的伸缩直杆数量也为一个。

作为本技术的进一步改进，所述伸缩直杆为液压杆，在所述控制电机的控制下可伸长至桨叶表面，或缩短至任意预设长度；当所述球节接触到桨叶表面时，控制电机可控制所述伸缩直杆继续伸长或缩短，以控制其表面接触力的大小。

作为本技术的进一步改进，所述伸缩直杆为形状记忆合金驱动杆，该驱动杆在所述控制电机的控制下可伸长至桨叶表面，或缩短至任意预设长度；当所述球节接触到桨叶表面时，控制电机可控制所述驱动杆继续伸长或缩短，以控制其表面接触力的大小。

作为本技术的进一步改进，当所述卷扬电机驱动放布轮或收布轮转动时，所述伸缩直杆沿所述导向装置移动，在所述伸缩直杆移动的过程中，所述控制电机控制该伸缩直杆，使所述球节所在的一端始终与桨叶表面随形，或始终使所述球节与桨叶接触表面的接触力保持恒定。

相对于传统的桨叶清洗技术，本发明设计的桨叶清洗装置清洗效果好、无污染、不需要使用大量清洗水，从而节约资源，降低成本。同时，本发明设计的桨叶夹持装置能够在收布和放布的过程中稳定夹持桨叶，并且根据桨叶特有的表面曲率，控制伸缩直杆的伸长与收缩，使整个清洗过程中，无尘布与桨叶表面始终随形，从而大大提高了桨叶表面的清洗效果。进一步的，本发明在工装横梁上设计的导向装置可使伸缩直杆随球头与无尘布接触所产生的摩擦力大小而使伸缩直杆线性移动，从而间接增大了其接触面积，分别在桨叶上、下壳使用一个伸缩直杆即可实现桨叶的高效清洗。

同时，本发明的伸缩直杆的伸缩距离可根据叶片表面特定的曲率参数可作出适应性的调整，区别于普通的待清洗的平板装置，控制电机会根据随形后所输入的叶片表面曲率参数来输出特定的伸长距离，因此，本发明不限于某一种或两种叶片，其可适用于任何表面具有连续曲率的叶片，适用范围广。

附图说明

图1是桨叶夹持装置示意图。

图中标号名称：1、工装横梁；2、工装竖梁；3、伸缩直杆；4、导向装置；5、限位装置；6、球节；7、弹性棉；8、控制电机。

具体实施方式

风力发电机桨叶清洗装置包括支撑架、桨叶夹持装置、滑动机构A、滑动机构B、无尘布、无尘布清洗装置、张紧力控制机构和卷扬电机；所述支撑架固定于距离风力发电机桨叶不远处的地面上，用于支撑整个风力发电机桨叶清洗装置；所述支撑架的顶端固定有所述滑动机构A，该滑动机构A与所述桨叶夹持装置固定连接，其用于伸出或收回所述桨叶夹持装置，该桨叶夹持装置用于夹持桨叶，使桨叶在清洗过程中没有与上述桨叶清洗装置的相对晃动或振动；所述滑动机构B沿支撑架竖直方向设置，其用于与所述桨叶夹持装置固定连接的滑动机构A沿所述支撑架的方向竖直移动，进而使桨叶夹持装置可沿桨叶的叶根至叶尖方向移动。

如图1所示为桨叶夹持装置示意图，它包括工装横梁1、工装竖梁2、伸缩直杆3、导向装置4、限位装置5、球节6、弹性棉7、控制电机8，所述工装横梁1与工装竖梁2分别在其两端两两连接，构成一固定矩形框架式结构；在所述工装横梁1上设置有所述导向装置4，该导向装置4上设置有若干所述伸缩直杆5，所述伸缩直杆5沿所述工装横梁1方向的受力可在所述导向装置4上线性移动；所述导向装置4为滑块-滑槽结构，所述伸缩直杆3的一端固定于所述滑块上，其另一端固定设置有所述球节6，所述球节6外表面包覆有所述弹性棉7，并且所述球节6可随所述弹性棉7所受摩擦力方向在桨叶表面自由滚动，随着所述伸缩直杆3沿所述工装横梁1方向受力，所述滑块被所述伸缩直杆3带动沿所述滑槽移动，从而使所述球节6在桨叶表面从其前缘点滚动至后缘点，或者使所述球节6在桨叶表面从其后缘点滚动至前缘点，所述限位装置5分别位于所述球节6滚动至桨叶的前缘点和后缘点的相应的所述导向装置4上，当所述球节6滚动至该前缘点或后缘点时，所述伸缩直杆3接触到限位装置5，此时所述伸缩直杆3无法继续沿所述导向装置4移动。

所述无尘布的一端卷在放布轮上，另一端卷在收布轮上，中间用于与风力发电机的桨叶表面接触，并且所述张紧力控制机构和所述无尘布清洗装置也位于所述放布轮和所述收布轮之间，所述张紧力控制机构为无尘布在桨叶表面提供适当的张紧力，所述无尘布清洗装置在收布时对上述无尘布进行清洗，所述收布与放布的过程均由卷扬电机提供驱动力。

所述导向装置4也可为弹簧机构，所述弹簧机构的中轴线与所述导向装置4平行，使得所述伸缩直杆3的一端固定于所述弹簧机构上，当所述伸缩直杆3沿所述导向装置4运动时，在上述运动方向上，其所受的弹簧阻力与其直线运动的行程成指数关系。

所述伸缩直杆3的数量在桨叶的上壳和下壳成对设置，优选的，与桨叶上壳接触的伸缩直杆3数量为一个，与桨叶下壳接触的伸缩直杆3数量也为一个。

所述伸缩直杆3为液压杆，在所述控制电机8的控制下可伸长至桨叶表面，或缩短至任意预设长度；当所述球节6接触到桨叶表面时，控制电机8可控制所述伸缩直杆3继续伸长或缩短，以控制其表面接触力的大小。

所述伸缩直杆3也可为形状记忆合金驱动杆，该驱动杆在所述控制电机8的控制下可伸长至桨叶表面，或缩短至任意预设长度；当所述球节6接触到桨叶表面时，控制电机8可控制所述驱动杆继续伸长或缩短，以控制其表面接触力的大小。

当所述卷扬电机驱动放布轮或收布轮转动时，所述伸缩直杆3沿所述导向装置4移动，在所述伸缩直杆3移动的过程中，所述控制电机8控制该伸缩直杆3，使所述球节6所在的一端始终与桨叶表面随形，或始终使所述球节6与桨叶接触表面的接触力保持恒定。

综上所述：本发明设计的桨叶夹持装置能够在收布和放布的过程中稳定夹持桨叶，并且根据桨叶特有的表面曲率，自定义控制伸缩直杆的伸长与收缩，使整个清洗过程中，无尘布与桨叶表面不仅始终随形，同时也始终保持恒定接触力，从而大大提高了桨叶表面的清洗效果。进一步的，本发明在工装横梁上设计的导向装置可使伸缩直杆随球头与无尘布接触所产生的摩擦力大小而使伸缩直杆线性移动，从而间接增大了其接触面积，分别在桨叶上、下壳使用一个伸缩直杆即可实现桨叶的高效清洗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种风力发电机桨叶清洗装置，其特征在于：包括支撑架、桨叶夹持装置、滑动机构A、滑动机构B、无尘布、无尘布清洗装置、张紧力控制机构和卷扬电机；所述支撑架固定于距离风力发电机桨叶不远处的地面上，用于支撑整个风力发电机桨叶清洗装置；所述支撑架的顶端固定有所述滑动机构A，该滑动机构A与所述桨叶夹持装置固定连接，其用于伸出或收回所述桨叶夹持装置，该桨叶夹持装置用于夹持桨叶，使桨叶在清洗过程中没有与上述桨叶清洗装置的相对晃动或振动；所述滑动机构B沿支撑架竖直方向设置，其用于与所述桨叶夹持装置固定连接的滑动机构A沿所述支撑架的方向竖直移动，进而使桨叶夹持装置可沿桨叶的叶根至叶尖方向移动；

所述桨叶夹持装置包括工装横梁、工装竖梁、伸缩直杆、导向装置、限位装置、球节、弹性棉、控制电机，所述工装横梁与工装竖梁分别在其两端两两连接，构成一固定矩形框架式结构；在所述工装横梁上设置有所述导向装置，该导向装置上设置有若干所述伸缩直杆，所述伸缩直杆沿所述工装横梁方向的受力可在所述导向装置上线性移动；所述导向装置为滑块-滑槽结构，所述伸缩直杆的一端固定于所述滑块上，其另一端固定设置有所述球节，所述球节外表面包覆有所述弹性棉，并且所述球节可随所述弹性棉所受摩擦力方向在桨叶表面自由滚动，随着所述伸缩直杆沿所述工装横梁方向受力，所述滑块被所述伸缩直杆带动沿所述滑槽移动，从而使所述球节在桨叶表面从其前缘点滚动至后缘点，或者使所述球节在桨叶表面从其后缘点滚动至前缘点，所述限位装置分别位于所述球节滚动至桨叶的前缘点和后缘点的相应的所述导向装置上，当所述球节滚动至该前缘点或后缘点时，所述伸缩直杆接触到限位装置，此时所述伸缩直杆无法继续沿所述导向装置移动；

所述无尘布的一端卷在放布轮上，另一端卷在收布轮上，中间用于与风力发电机的桨叶表面接触，并且所述张紧力控制机构和所述无尘布清洗装置也位于所述放布轮和所述收布轮之间，所述张紧力控制机构为无尘布在桨叶表面提供适当的张紧力，所述无尘布清洗装置在收布时对上述无尘布进行清洗，所述收布与放布的过程均由卷扬电机提供驱动力。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机桨叶清洗装置，其特征在于：所述导向装置也可为弹簧机构，所述弹簧机构的中轴线与所述导向装置平行，使得所述伸缩直杆的一端固定于所述弹簧机构上，当所述伸缩直杆沿所述导向装置运动时，在上述运动方向上，其所受的弹簧阻力与其直线运动的行程成指数关系。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机桨叶清洗装置，其特征在于：所述伸缩直杆的数量在桨叶的上壳和下壳成对设置，优选的，与桨叶上壳接触的伸缩直杆数量为一个，与桨叶下壳接触的伸缩直杆数量也为一个。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机桨叶清洗装置，其特征在于：所述伸缩直杆为液压杆，在所述控制电机的控制下可伸长至桨叶表面，或缩短至任意预设长度；当所述球节接触到桨叶表面时，控制电机可控制所述伸缩直杆继续伸长或缩短，以控制其表面接触力的大小。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机桨叶清洗装置，其特征在于：所述伸缩直杆为形状记忆合金驱动杆，该驱动杆在所述控制电机的控制下可伸长至桨叶表面，或缩短至任意预设长度；当所述球节接触到桨叶表面时，控制电机可控制所述驱动杆继续伸长或缩短，以控制其表面接触力的大小。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种风力发电机桨叶清洗装置，其特征在于：当所述卷扬电机驱动放布轮或收布轮转动时，所述伸缩直杆沿所述导向装置移动，在所述伸缩直杆移动的过程中，所述控制电机控制该伸缩直杆，使所述球节所在的一端始终与桨叶表面随形，或始终使所述球节与桨叶接触表面的接触力保持恒定。