CN108869199B - 用于风力发电机组的机舱和塔筒之间的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封装置，其包括双层防护结构。双层防护结构包括：外层密封的第一防护结构，其包括绕塔筒的筒体周围设置的环状毛刷；以及内层密封的第二防护结构，其位于机舱罩与塔筒筒体的接口处，并置于第一防护结构的上方，包括：手动可调锥形耐磨装置；卡槽结构；以及自动调节耐磨导板，其通过弹性连接装置安装在卡槽结构内，并在弹性连接装置的弹性力作用下压紧手动可调锥形耐磨装置。本发明的密封装置能够自动补偿塔筒径向上的机舱与塔筒的不同刚性变形所引起的密封间隙、以及机舱与塔筒因长时间偏航运行所导致的密封件磨损，始终确保机舱和塔筒之间可靠密封，可适用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封场合。

Description

用于风力发电机组的机舱和塔筒之间的密封装置

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组的机舱与塔筒之间的密封装置。

背景技术

风力发电机组的机舱和塔筒之间的密封结构是整个机舱密封的重要组成部分之一，其结构设计尤为关键。通常，机舱和塔筒之间的密封结构为毛刷密封、迷宫密封或采用耐盐雾腐蚀的布料缝合等密封形式。

由于机舱罩和塔筒的刚性不同，在风力发电机组长时间运行后，机舱罩和塔筒之间会出现微小位移，造成布料缝合等密封结构密封不严等现象。另外，由于风力发电机组运行过程中经常出现偏航对风的工况，致使常见的布料缝合和迷宫密封等密封结构在造成磨损后无法自动恢复密封。因此，长时间运行后的磨损补偿问题成为确保风力发电机组的机舱与塔筒之间密封结构密封的关键。

因此，本领域需要一种既能够充分弥补因机舱罩与塔筒刚性不同造成的位移配合偏差，又能实现磨损后的自动补偿结构以实现密封的密封装置，从而满足风力发电机组在长时间运行后机舱与塔筒之间还能严密可靠地保持密封。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种用于风力发电机组的机舱与塔筒之间的密封装置，其可由两部分组成，第一道防护装置为连接在机舱上的环状毛刷，用来阻挡空气中的大颗粒等灰尘杂质进入机舱；第二道防护装置可包括连接在塔筒外壁的手动可调锥形耐磨装置、安装在机舱罩上的自动调节耐磨导板和安装导板的机舱罩卡槽结构，第二道防护装置用来进一步阻挡通过第一道防护装置的杂质进入机舱。

为此，本发明公开了一种用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封装置，其包括从外到内依次设置的双层防护结构，所述双层防护结构包括：

用于从外层密封所述机舱和所述塔筒之间的缝隙的第一防护结构，其包括绕所述塔筒的筒体周围设置的环状毛刷，所述环状毛刷的一端固定到所述机舱和所述塔筒中的一个，另一端与所述机舱和所述塔筒中的另一个紧密接触；以及

用于从内层密封所述机舱和所述塔筒之间的缝隙的第二防护结构，所述第二防护结构位于所述机舱的机舱罩与所述塔筒的筒体的接口处，并置于所述第一防护结构的上方，所述第二防护结构包括：

手动可调锥形耐磨装置，其包括水平延伸部和倾斜部，所述水平延伸部一端连接到所述塔筒的筒体，所述倾斜部自所述水平延伸部的另一端向下倾斜一定角度沿远离所述塔筒的方向延伸预定长度，所述手动可调锥形耐磨装置由耐磨材料形成；

卡槽结构，其中，所述机舱的机舱罩的邻近所述接口的上边缘设置有自所述上边缘平行于所述倾斜部向下翻折的翻折部，所述翻折部具有比所述机舱的机舱罩厚的厚度，所述卡槽结构形成在所述翻折部内并面朝所述倾斜部；以及

自动调节耐磨导板，其通过弹性连接装置安装在所述机舱的所述卡槽结构内，并在所述弹性连接装置的弹性力作用下压紧所述手动可调锥形耐磨装置的所述倾斜部，所述倾斜部延伸所述预定长度从而使所述倾斜部能紧密接触所述自动调节耐磨导板，所述自动调节耐磨导板由耐磨材料形成。

进一步地，所述自动调节耐磨导板可与所述手动可调锥形耐磨装置的所述倾斜部面接触或线接触。

进一步地，所述第二防护结构还可包括环状支撑装置，其绕所述塔筒的筒体周围设置并固定到所述塔筒，且所述手动可调锥形耐磨装置的所述水平延伸部的所述一端连接到所述环状支撑装置。

进一步地，所述环状支撑装置可呈F形，包括水平底部和垂直于所述水平底部的两个竖向支撑部，即位于所述水平底部一端的第一竖向支撑部和位于所述水平底部中间的第二竖向支撑部。

进一步地，所述环状支撑装置的所述第一竖向支撑部可通过螺钉连接到所述塔筒的筒体；以及所述水平延伸部的所述一端可螺栓连接到所述环状支撑装置的所述第二竖向支撑部。

进一步地，所述水平延伸部可在连接所述第二竖向支撑部的所述一端设置有竖向突出部，所述竖向突出部可设置有沿水平向的通孔，所述第二竖向支撑部在对应于所述通孔的位置可设置有第一螺纹孔，用于连接所述手动可调锥形耐磨装置和所述环状支撑装置的螺栓可穿过所述通孔和所述第一螺纹孔，并在所述通孔处用螺母锁定。调节上述螺母，可使所述手动可调锥形耐磨装置移动，从而可任意调节所述手动可调锥形耐磨装置的倾斜部与所述自动调节耐磨导板的接触面积。

优选地，在所述通孔两侧分别设置有一个所述螺母，以便于可从两个方向调节所述手动可调锥形耐磨装置。

进一步地，在所述机舱与所述塔筒中的所述一个的邻近所述缝隙的外壁上设置有固定支架，所述固定支架朝向所述机舱与所述塔筒中的所述另一个水平突伸，所述环状毛刷的一端可固定到所述机舱与所述塔筒中的所述一个的固定支架。

进一步地，所述环状毛刷的一端可螺栓固定到所述机舱与所述塔筒中的所述一个的固定支架。在一替代性示例中，所述环状毛刷也可通过螺钉固定到所述固定支架。

优选地，所述弹性连接装置可包括：穿透所述卡槽结构的凹陷底部的第二螺纹孔；设置在所述自动调节耐磨导板内的与所述第二螺纹孔位置对应的盲孔；埋置于所述盲孔内的弹簧；以及穿过所述第二螺纹孔并插入所述盲孔内以抵压所述弹簧的螺钉。

根据本发明实施方式提供的用于风力发电机组的机舱与塔筒之间的密封装置，能够自动补偿塔筒径向上的机舱与塔筒不同刚性变形所引起的密封间隙、以及机舱与塔筒在长时间偏航运行后所导致的密封件磨损，始终确保机舱和塔筒之间的可靠密封。并且，这种结构安装方便、且安全可靠。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施方式的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1示意性示出根据本发明一实施方式的用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封装置；

图2是图1中的部分A的放大图；以及

图3是图2中的部分B的放大图。

附图元件标号说明

1：机舱；2：塔筒；3：密封装置；4：第一防护结构；5：第二防护结构；6：环状支撑装置；7：螺栓；8：手动可调锥形耐磨装置；9：自动调节耐磨导板；10：弹簧；11：螺钉；12：固定支架；13：弹性连接装置；14：卡槽结构；15：翻折部；16：缝隙；17：螺母；18：螺钉；41：环状毛刷；61：第一竖向支撑部；62：第二竖向支撑部；63：水平底部；64：第一螺纹孔；81：水平延伸部；82：倾斜部；83：竖向突出部；84：通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的实施方式中，可以理解的是，术语“第一”、“第二”等(如果存在)仅用于区别类似的部件或部分，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解，这样术语“第一”、“第二”等(如果存在)在适当情况下可以互换，以便在这里描述的本申请实施方式能够以除这里示出顺序外的其它顺序实施。

以下结合附图，详细说明根据本发明一实施方式提供的一种用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封装置。

图1至3示出一种用于风力发电机组的机舱1和塔筒2的密封装置3，其包括从外到内依次设置的双层防护结构。

所述双层防护结构安装在机舱1和塔筒2之间。所述双层防护结构可包括用于从外层密封机舱1和塔筒2之间的缝隙16的第一防护结构4、以及用于从内层密封机舱1和塔筒2之间的缝隙16的第二防护结构5。

第一防护结构4作为阻挡杂质进入机舱内的第一道防护装置，可用来阻挡空气中的大颗粒等灰尘杂质。

参见图2，第一防护结构4可包括绕塔筒2的筒体周围设置的环状毛刷41。环状毛刷41的一端可固定到机舱1和塔筒2中的一个，另一端与机舱1和塔筒2中的另一个紧密接触。在一示例中，如图2所示，环状毛刷41的一端可固定到机舱1，另一端与塔筒2紧密接触。反之亦然。例如，在另一示例中，环状毛刷41的一端可固定到塔筒2的筒体，另一端与机舱1的机舱罩的外壁紧密接触。

在一优选示例中，如图2所示，机舱1可在邻近机舱1和塔筒2之间缝隙16的机舱罩外壁上，设置有朝向塔筒2水平突伸的固定支架12。环状毛刷41的一端可固定到机舱1的固定支架12。

典型地，固定支架12可设置有竖向通孔，环状毛刷41的一端螺栓固定到固定支架12。在一替代性示例中，所述环状毛刷41也可通过螺钉固定到固定支架12。

第二防护结构5作为第二道防护装置，阻挡通过第一防护结构4的杂质进入机舱内，从而确保机舱1和塔筒2之间的缝隙16被严密可靠地密封。

参见图2，第二防护结构5可位于机舱1的机舱罩与塔筒2的筒体的接口处，并置于第一防护结构4的上方。相对于第二防护结构5，第一防护结构4更远离上述接口。

第二防护结构5可包括手动可调锥形耐磨装置8、卡槽结构14、以及自动调节耐磨导板9。

如图2所示，手动可调锥形耐磨装置8大体呈截面圆锥形，可包括水平延伸部81和倾斜部82。水平延伸部81的一端可连接到塔筒2的筒体。倾斜部82可自水平延伸部81的另一端向下倾斜一定角度沿远离塔筒2的方向延伸预定长度。典型地，倾斜部82从水平面向下倾斜的角度≤45度。

手动可调锥形耐磨装置8可由耐磨材料形成，例如高分子聚氨酯或聚乙烯耐磨材料。

如图2和3所示，机舱1的机舱罩的邻近所述接口的上边缘可设置有自所述上边缘平行于倾斜部82向下翻折的翻折部15。同样，典型地，翻折部15从水平面向下倾斜的角度≤45度。翻折部15可具有比机舱1的机舱罩厚的厚度。卡槽结构14可形成在翻折部15内，并面朝倾斜部82。

如图3最佳示出的，自动调节耐磨导板9可通过弹性连接装置13安装在机舱1的卡槽结构14内，并在弹性连接装置13的弹性力作用下压紧手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82。倾斜部82延伸所述预定长度从而使倾斜部82能紧密接触自动调节耐磨导板9。

自动调节耐磨导板9可由耐磨材料形成，例如高分子聚氨酯或聚乙烯耐磨材料。自动调节耐磨导板9与手动可调锥形耐磨装置8可使用相同的耐磨材料，也可使用不同的耐磨材料。

自动调节耐磨导板9可与手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82面接触或线接触。通常，在弹性连接装置13的弹性力作用下，自动调节耐磨导板9可与手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82保持面接触。在风力发电机组的机舱1和塔筒2因较大振动而发生微小相对位移时，在弹性连接装置13的弹性力作用下，自动调节耐磨导板9至少可与手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82保持线接触，从而确保机舱1和塔筒2之间缝隙16被严密可靠地密封。

因此，手动可调锥形耐磨装置8的这种一端固定于塔筒2、且另一端与机舱1保持紧密的面接触或线接触的构造方式，能够在机舱1与塔筒2出现不同振动幅度下，满足动态自适应配合，使手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82始终紧密接触自动调节耐磨导板9，以保持机舱1与塔筒2之间的密封。另一方面，在弹性连接装置13的弹性力作用下，自动调节耐磨导板9能确保在手动可调锥形耐磨装置8与自动调节耐磨导板9的密封面出现磨损后，能自动补偿，以使自动调节耐磨导板9始终紧密接触手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82，从而始终保持机舱1与塔筒2之间的密封。

在一优选示例中，第二防护结构5还可包括环状支撑装置6，其绕塔筒2的筒体周围设置并固定到塔筒2。进一步地，手动可调锥形耐磨装置8的水平延伸部81的所述一端，即连接塔筒2筒体的所述一端，可连接到环状支撑装置6。

在一优选示例中，环状支撑装置6可呈F形，包括水平底部63和垂直于水平底部63的两个竖向支撑部，即位于水平底部63一端的第一竖向支撑部61和位于水平底部63中间的第二竖向支撑部62。

在一示例中，环状支撑装置6的第一竖向支撑部61可通过螺钉18连接到塔筒2的筒体。在其它示例中，第一竖向支撑部61也可螺栓连接到塔筒2的筒体。

在一示例中，水平延伸部81的所述一端，即连接塔筒2筒体的所述一端，可螺栓连接到环状支撑装置6的第二竖向支撑部62。

在一优选示例中，参见图2，水平延伸部81可在连接第二竖向支撑部62的所述一端设置有竖向突出部83，竖向突出部83可设置有沿水平向的通孔84。

相应地，第二竖向支撑部62可在对应于通孔84的位置设置有第一螺纹孔64。

进一步地，用于连接手动可调锥形耐磨装置8和环状支撑装置6的螺栓7可穿过通孔84和第一螺纹孔64，并在通孔84处用螺母17锁定。

通过旋动螺母17，可以调节手动可调锥形耐磨装置8移动，进而可以任意调节手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82与自动调节耐磨导板9的接触面积，可使倾斜部82充分地紧密接触自动调节耐磨导板9。

优选地，在通孔84两侧可分别设置有一个螺母17，以便于可从两个方向调节手动可调锥形耐磨装置8。

在一优选示例中，弹性连接装置13可包括：穿透卡槽结构14的凹陷底部的第二螺纹孔；设置在自动调节耐磨导板9内的与第二螺纹孔位置对应的盲孔；埋置于盲孔内的弹簧10；以及穿过第二螺纹孔并插入盲孔内以抵压弹簧10的螺钉11。在其它示例中，也可采用替代螺钉11的螺栓装置。

在安装弹性连接装置13时，可先将弹簧10置于上述盲孔内，然后拧紧螺钉11，使螺钉11压紧弹簧10。通过在螺纹端拧紧螺钉11使螺钉11压缩弹簧10，弹簧10被压缩所产生的反作用力，将迫使或自动调节上述自动调节耐磨导板9与上述手动可调锥形耐磨装置8的倾斜部82压紧或紧密接触，从而使自动调节耐磨导板9与手动可调锥形耐磨装置8实现自动密封配合。

根据本发明的用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封装置，能够自动补偿塔筒径向上的机舱与塔筒的不同刚性变形所引起的密封间隙、以及机舱与塔筒因长时间偏航运行所导致的密封件磨损，始终确保机舱和塔筒之间的可靠密封。并且，这种结构安装方便、且安全可靠。根据本发明的用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封装置可适用于风力发电机组的机舱和塔筒的密封场合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。另外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。此外，本文的“连接”既包括两个部件或部分之间的直接连接，也包括间接连接。

以上实施方式仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员可理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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方式技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，包括从外到内依次设置的双层防护结构，所述双层防护结构包括：

用于从外层密封所述机舱(1)和所述塔筒(2)之间的缝隙(16)的第一防护结构(4)，其包括绕所述塔筒(2)的筒体周围设置的环状毛刷(41)，所述环状毛刷(41)的一端固定到所述机舱(1)和所述塔筒(2)中的一个，另一端与所述机舱(1)和所述塔筒(2)中的另一个紧密接触；以及

用于从内层密封所述机舱(1)和所述塔筒(2)之间的缝隙(16)的第二防护结构(5)，所述第二防护结构(5)位于所述机舱(1)的机舱罩与所述塔筒(2)的筒体的接口处，并置于所述第一防护结构(4)的上方，其包括：

手动可调锥形耐磨装置(8)，其包括水平延伸部(81)和倾斜部(82)，所述水平延伸部(81)一端连接到所述塔筒(2)的筒体，所述倾斜部(82)自所述水平延伸部(81)的另一端向下倾斜一定角度沿远离所述塔筒(2)的方向延伸预定长度，所述手动可调锥形耐磨装置(8)由耐磨材料形成；

卡槽结构(14)，其中，所述机舱(1)的机舱罩的邻近所述接口的上边缘设置有自所述上边缘平行于所述倾斜部(82)向下翻折的翻折部(15)，所述翻折部(15)具有比所述机舱(1)的机舱罩厚的厚度，所述卡槽结构(14)形成在所述翻折部(15)内并面朝所述倾斜部(82)；以及

自动调节耐磨导板(9)，其通过弹性连接装置(13)安装在所述机舱(1)的所述卡槽结构(14)内，并在所述弹性连接装置(13)的弹性力作用下压紧所述手动可调锥形耐磨装置(8)的所述倾斜部(82)，所述倾斜部(82)延伸所述预定长度从而使所述倾斜部(82)能紧密接触所述自动调节耐磨导板(9)，所述自动调节耐磨导板(9)由耐磨材料形成。

2.如权利要求1所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，所述自动调节耐磨导板(9)与所述手动可调锥形耐磨装置(8)的所述倾斜部(82)面接触或线接触。

3.如权利要求1所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，所述第二防护结构(5)还包括环状支撑装置(6)，其绕所述塔筒(2)的筒体周围设置并固定到所述塔筒(2)，且所述手动可调锥形耐磨装置(8)的所述水平延伸部(81)的所述一端连接到所述环状支撑装置(6)。

4.如权利要求3所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，所述环状支撑装置(6)呈F形，包括水平底部(63)和垂直于所述水平底部(63)的两个竖向支撑部，即位于所述水平底部(63)一端的第一竖向支撑部(61)和位于所述水平底部(63)中间的第二竖向支撑部(62)。

5.如权利要求4所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，

所述环状支撑装置(6)的所述第一竖向支撑部(61)通过螺钉(18)连接到所述塔筒(2)的筒体；以及

所述水平延伸部(81)的所述一端螺栓连接到所述环状支撑装置(6)的所述第二竖向支撑部(62)。

6.如权利要求5所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，

所述水平延伸部(81)在连接所述第二竖向支撑部(62)的所述一端设置有竖向突出部(83)，所述竖向突出部(83)设置有沿水平向的通孔(84)，

所述第二竖向支撑部(62)在对应于所述通孔(84)的位置设置有第一螺纹孔(64)，

用于连接所述手动可调锥形耐磨装置(8)和所述环状支撑装置(6)的螺栓(7)穿过所述通孔(84)和所述第一螺纹孔(64)，并在所述通孔(84)处用螺母(17)锁定。

7.如权利要求6所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，在所述通孔(84)两侧分别设置有一个所述螺母(17)。

8.如权利要求1所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，在所述机舱(1)与所述塔筒(2)中的所述一个的邻近所述缝隙(16)的外壁上设置有固定支架(12)，所述固定支架(12)朝向所述机舱(1)与所述塔筒(2)中的所述另一个水平突伸，所述环状毛刷(41)的一端固定到所述机舱(1)与所述塔筒(2)中的所述一个的固定支架(12)。

9.如权利要求8所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，所述环状毛刷(41)的一端螺栓固定到所述机舱(1)与所述塔筒(2)中的所述一个的固定支架(12)。

10.如权利要求1所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，所述弹性连接装置(13)包括：

穿透所述卡槽结构(14)的凹陷底部的第二螺纹孔；

设置在所述自动调节耐磨导板(9)内的与所述第二螺纹孔位置对应的盲孔；

埋置于所述盲孔内的弹簧(10)；以及

穿过所述第二螺纹孔并插入所述盲孔内以抵压所述弹簧(10)的螺钉(11)。

11.如权利要求1所述的用于风力发电机组的机舱(1)和塔筒(2)的密封装置(3)，其特征在于，

所述手动可调锥形耐磨装置(8)由高分子聚氨酯或聚乙烯耐磨材料形成；

所述自动调节耐磨导板(9)由高分子聚氨酯或聚乙烯耐磨材料形成；

所述手动可调锥形耐磨装置(8)与所述自动调节耐磨导板(9)使用相同的或不同的耐磨材料。

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