CN109707772B - 风力发电机混合制动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风力发电机混合制动机构，包括偏航轴承、偏航制动盘、若干第一制动器组和若干第二制动器组，第一制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的液压制动机构，第二制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的弹簧制动机构，第一制动器组和若干第二制动器组沿偏航制动盘的周向间隔设置，液压制动机构包括液压缸、一端通过第一密封圈密封连接在液压缸内的活塞和连接在活塞另一端上的同偏航制动盘的端面配合的第一摩擦片，弹簧制动机构包括第二摩擦片和驱动第二摩擦片抵接到偏航制动盘的端面上的制动弹簧。本发明具有偏航制动盘不容易产生轴向变形现象的优点，解决了偏航制动盘容易产生轴向变形的问题。

Description

风力发电机混合制动机构

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机混合制动机构。

背景技术

偏航制动系统属于风力发电机组重要组成部分，在风力发电机组运行时提供制动力矩使风力发电机组精准对风。风力发电机组需要偏航时，通阻尼力矩使偏航过程更加平稳。目前的偏航制动系统完全由液压制动和余压提供阻尼力矩。一般偏航制动系统的摩擦片和密封圈只有3年左右的使用寿命，密封圈失效泄漏不能预测，直至油液漏完后才能发现，此时造成故障停机，发电量损失，污染机舱环境。由于风场位于偏远地区和未来的海上风电场，给制动系统维护工作带来很大的工作量和维护成本。

因此，如何使偏航制动器系统的摩擦片免维护和有效检测密封圈失效漏油的维护工作量，是本领域技术人员急需解决的技术问题，围成本申请人设计出了如中国专利号为2017106014923的专利文献公开的风力发电机混合制动机构。该风力发电机混合制动机构存在以下不足：同一个制动器组中的两个制动器一个为液压制动机构、另一个为弹簧制动机构，而液压制动机构为间隙性使用的，故使用过程中偏航制动盘轴向两侧的受力会经常不平衡，从而导致偏航制动盘容易产生变形轴向变形现象。

发明内容

本发明提供了一种偏航制动盘不容易产生轴向变形现象的风力发电机混合制动机构，解决了现有的风力发电机混合制动机构的偏航制动盘容易产生轴向变形的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种风力发电机混合制动机构，包括偏航轴承和设置在偏航轴承上的偏航制动盘，其特征在于，还包括若干第一制动器组和若干第二制动器组，所述第一制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的液压制动机构，所述第二制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的弹簧制动机构，所述第一制动器组和若干第二制动器组沿偏航制动盘的周向间隔设置，所述液压制动机构包括液压缸、一端通过第一密封圈密封连接在液压缸内的活塞和连接在活塞另一端上的同偏航制动盘的端面配合的第一摩擦片，所述弹簧制动机构包括第二摩擦片和驱动第二摩擦片抵接到所述偏航制动盘的端面上的制动弹簧。非偏航状态时，液压制动机构的第一摩擦片也同制动盘抵接在一起生产摩擦力、从而协同弹簧制动机构的第二摩擦片同制动盘抵接在一起产生的摩擦力一起进行共同转动。进行偏航时，则液压制动机构泄压而使得第二摩擦片同转动盘脱开、已即仅通过弹簧制动机构通过偏航所需要的制动力。由于在偏航状态时液压制动机构不进行工作，从而起到缩短液压制动机构的使用时间起到延长使用寿命的作用。本技术方案中由于同一个制动器组中的两个制动机构都为液压或弹簧的，故为同时作用于偏航制动盘的两侧的，从而不会产生偏航制动盘轴向两侧受理不一致而导致的轴向变形现象。

作为优选，所述弹簧制动机构还包括安装座、顶板、压板和调节螺栓，所述安装座设有安装孔，所述第二摩擦片、顶板、弹簧和压板依次设置在所述安装孔内，所述调节螺栓螺纹连接在所述安装座上且同所述压板抵接在一起。

作为优选，所述调节螺栓上螺纹连接有固定螺母。

作为优选，所述制动弹簧为碟簧。

作为优选，同一个第一制动器组中的两个所述液压制动机构分别为上液压制动机构和下液压制动机构，所述上液压制动机构包括上液压缸、上活塞、在线漏油检测机构和连接在上活塞下端的上第一摩擦片，所述上活塞从上向下依次设有上密封段、中间段和下密封段，所述上密封段通过所述第一密封圈同所述液压缸密封连接在一起，在线漏油检测机构用于检测第一密封圈是否漏油，所述中间段套设有同下密封段配合的第二密封圈，所述下密封段的直径大于所述中间段的直径，所述上液压缸设有位于第二密封圈下方的电磁铁，所述第二密封圈设有铁磁体；所述在线漏油检测机构检测到第一密封圈产生漏油时，所述电磁铁产生磁力吸附所述铁磁体使得第二密封圈下移而套设到所述下密封段上从而将活塞同液压缸密封连接在一起；所述在线漏油检测机构检测到第一密封圈和活塞之间产生漏油时，报警器进行报警。当液压制动机构产生泄漏时，在线漏油检测机构检测到并产生反馈，发出告警信号，提示需要采取相应的预防措施。此时第二密封圈产生下移而密封住防止漏油，从而不需要立即进行维护，以便系统性安排检修。

作为优选，所述中间段密封固接有挡油罩，所述第二密封圈包括内侧壁、底壁和外侧壁，所述内侧壁位于所述挡油罩的正下方，所述内侧壁用于同下密封段配合进行密封，所述内侧壁、底壁和外侧壁之间形成沿第二密封圈周向延伸的接油环槽，所述液压缸内设有沿液压缸周向延伸的排油槽，所述排油槽设有同所述在线漏油检测机构连接在一起的排油通道，所述外侧壁设有外翻边，所述外翻边和外侧壁之间形成朝下开口的连接槽，所述连接槽套设在所述排油槽的槽壁上，所述外侧壁的上端低于内侧壁的上端。第一密封圈产生漏油后到启动第二密封圈进行密封的过程中，不会产生油经第二密封圈所在出漏出液压缸的现象。

作为优选，所述液压缸的下端可拆卸地连接有套设在所述活塞上的托环，所述电磁铁设置在所述托环上，所述托环上设置有第二密封圈固定环，所述第二密封圈固定环上设有沿活塞周向延伸的胶水储存袋，所述胶水储存袋内装有胶水，所述第二密封圈上设有刺破所述胶水储存袋用的刺头。在第二密封圈套设到下密封段上进行密封后，第二密封圈通过胶水粘结住而不能够产生上下移动，从而避免产生移位，密封时的可靠性好。

作为优选，所述第二密封圈固定环上设有沿活塞周向延伸的挡水环，所述挡水环位于所述胶水储存袋和活塞之间。能够防止胶水流到活塞上而影响活塞的移动。

作为优选，所述第二密封圈固定环夹持在托环和液压缸的下端面之间。固定方便。

作为优选，所述中间段和下密封段之间设有锥面过渡段。能够防止第二活塞下移的过程中被卡在，提高了启用第二密封圈时的可靠性。

本发明具有下述优点：制动器设置为由弹簧制动机构和液压制动机构构成，偏航时仅通过弹簧制动机构提供制动力，从而能够降低液压制动机构的使用时间以延迟使用寿命；设置在线漏油检测机构，当液压制动机构产生泄漏时，在线漏油检测机构检测到并产生反馈，发出告警信号，提示需要采取相应的预防措施，防止密封完全失效，发生故障停机，从而提高发电效率，减少维护工作量。由于在偏航状态时液压制动机构不进行工作，从而起到缩短液压制动机构的使用时间起到延长使用寿命的作用；偏航制动盘不容易产生轴向变形现象。

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图。

图2为第一制动器组的剖视示意图。

图3为第二制动器组的剖视示意图。

图4实施例二中的上液压制动机构的示意图。

图5为图4的A处的局部放大示意图。

图6为图5的B处的局部放大示意图。

图中：偏航轴承1、偏航制动盘2、第一制动器组3、第二制动器组4、弹簧制动机构5、第二摩擦片6、制动弹簧7、安装座8、顶板9、压板10、调节螺栓11、安装孔12、固定螺母13、下弹簧制动机构14、上液压制动机构15、下液压制动机构16、上液压缸17、上第一密封圈18、上活塞19、上第一摩擦片20、上排油通道道21、在线漏油检测机构22、下液压缸23、下第一摩擦片24、下排油通道道25、下第一密封圈26、下活塞27、上密封段28、中间段29、下密封段30、第二密封圈31、挡油罩32、电磁铁33、铁磁体34、内侧壁35、底壁36、外侧壁37、接油环槽38、排油槽39、外翻边40、连接槽41、排油槽的槽壁42、托环43、第二密封圈固定环44、胶水储存袋45、刺头46、挡水环47、锥面过渡段48。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1、图2和图3，一种风力发电机混合制动机构，包括偏航轴承1、设置在偏航轴承上的偏航制动盘2、4第一制动器组3和4个第二制动器组4。第一制动器组和第二制动器组沿偏航制动盘的周向间隔设置。第二制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的弹簧制动机构，两个弹簧制动机构的结构相同。两个弹簧制动机构分别为上弹簧制动机构5和下弹簧制动机构14。弹簧制动机构包括第二摩擦片6和驱动第二摩擦片抵接到偏航制动盘的端面上的制动弹簧7。制动弹簧为碟簧。弹簧制动机构还包括安装座8、顶板9、压板10和调节螺栓11。安装座设有安装孔12。第二摩擦片、顶板、弹簧和压板依次设置在安装孔内。调节螺栓螺纹连接在安装座上且同压板抵接在一起。调节螺栓上螺纹连接有固定螺母13和下弹簧制动机构14。弹簧制动机构包括第二摩擦片6和驱动第二摩擦片抵接到偏航制动盘的端面上的制动弹簧7。制动弹簧为碟簧。弹簧制动机构还包括安装座8、顶板9、压板10和调节螺栓11。安装座设有安装孔12。第二摩擦片、顶板、弹簧和压板依次设置在安装孔内。调节螺栓螺纹连接在安装座上且同压板抵接在一起。调节螺栓上螺纹连接有固定螺母13。第一制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的液压制动机构。两个液压制作机构的结构相同。两个液压转动机构分别为上液压制动机构15和下液压制动机构16。上液压制动机构包括上液压缸17、一端通过上第一密封圈18密封连接在液压缸内的上活塞19和连接在上活塞另一端上的同偏航制动盘的端面配合的上第一摩擦片20。上液压缸17设有上排油通道道21，上排油通道用于当上第一密封圈产生泄露时将漏出的油排放到在线漏油检测机构22。在线漏油检测机构检测到上第一密封圈产生漏油时，报警器(图中没有画出)进行报警。下液压制动机构包括下液压缸23、一端通过下第一密封圈26密封连接在液压缸内的下活塞27和连接在下活塞另一端上的同偏航制动盘的端面配合的下第一摩擦片24。下液压缸17设有下排油通道道25，下排油通道用于当下第一密封圈产生泄露时将漏出的油排放到在线漏油检测机构22。在线漏油检测机构检测到下第一密封圈产生漏油时，报警器(图中没有画出)进行报警实施例二，同实施例一的不同之处为：

参见图4、图5和图6，上活塞19从上向下依次设有上密封段28、中间段29和下密封段30。上密封段通过上第一密封圈18同上液压缸密封连接在一起。中间段套设有同下密封段配合的第二密封圈31和密封固接有挡油罩32。下密封段的直径大于中间段的直径。上液压缸设有位于第二密封圈下方的电磁铁33。第二密封圈设有铁磁体34；在线漏油检测机构检测到上第一密封圈产生漏油时，电磁铁产生磁力吸附所述铁磁体使得第二密封圈下移而套设到下密封段上从而将上活塞同上液压缸密封连接在一起。第二密封圈包括内侧壁35、底壁36和外侧壁37。内侧壁位于挡油罩的正下方。内侧壁用于同下密封段配合进行密封。铁磁体设置在底壁上。内侧壁、底壁和外侧壁之间形成沿第二密封圈周向延伸的接油环槽38。液压缸内设有沿液压缸周向延伸的排油槽39。上排油通道的进口端位于排油槽上。外侧壁设有外翻边40。外翻边和外侧壁之间形成朝下开口的连接槽41。连接槽套设在排油槽的槽壁42上。外侧壁的上端低于内侧壁的上端。该结构使得上第一密封圈朝向泄露上，泄露的有收集在接油槽内并溢流到排油槽内，最后经上排油通道排出、而不会导电第二密封圈的下方。上液压缸的下端可拆卸地连接有套设在活塞上的托环43。电磁铁设置在托环上。托环上设置有第二密封圈固定环44。第二密封圈固定环夹持在托环和液压缸的下端面之间。第二密封圈固定环上设有沿活塞周向延伸的胶水储存袋45。胶水储存袋内装有胶水。第二密封圈上设有刺破所述胶水储存袋用的刺头46。刺头设置在铁磁体上。第二密封圈固定环上设有沿活塞周向延伸的挡水环47。挡水环位于胶水储存袋和上活塞之间。中间段和下密封段之间设有锥面过渡段48。使用过程中，当上第一密封圈产生泄露而使得第二密封圈下移时，刺头刺破胶水储存袋，使得胶水流出而将第二密封圈胶在第二密封圈固定环还是。

Claims (9)

1.一种风力发电机混合制动机构，包括偏航轴承和设置在偏航轴承上的偏航制动盘，其特征在于，还包括若干第一制动器组和若干第二制动器组，所述第一制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的液压制动机构，所述第二制动器组包括两个沿偏航制动盘轴向对向设置的弹簧制动机构，所述第一制动器组和第二制动器组沿偏航制动盘的周向间隔设置，所述液压制动机构包括液压缸、一端通过第一密封圈密封连接在液压缸内的活塞和连接在活塞另一端上的同偏航制动盘的端面配合的第一摩擦片，所述弹簧制动机构包括第二摩擦片和驱动第二摩擦片抵接到所述偏航制动盘的端面上的制动弹簧；同一个第一制动器组中的两个所述液压制动机构分别为上液压制动机构和下液压制动机构，所述上液压制动机构包括上液压缸、上活塞、在线漏油检测机构和连接在上活塞下端的上第一摩擦片，所述上活塞从上向下依次设有上密封段、中间段和下密封段，所述上密封段通过上第一密封圈同所述上液压缸密封连接在一起，在线漏油检测机构用于检测第一密封圈是否漏油，所述中间段套设有同下密封段配合的第二密封圈，所述下密封段的直径大于所述中间段的直径，所述上液压缸设有位于第二密封圈下方的电磁铁，所述第二密封圈设有铁磁体；所述在线漏油检测机构检测到上第一密封圈产生漏油时，所述电磁铁产生磁力吸附所述铁磁体使得第二密封圈下移而套设到所述下密封段上从而将上活塞同上液压缸密封连接在一起；所述在线漏油检测机构检测到上第一密封圈产生漏油时，报警器进行报警。

2.根据权利要求1所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述弹簧制动机构还包括安装座、顶板、压板和调节螺栓，所述安装座设有安装孔，所述第二摩擦片、顶板、弹簧和压板依次设置在所述安装孔内，所述调节螺栓螺纹连接在所述安装座上且同所述压板抵接在一起。

3.根据权利要求2所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述调节螺栓上螺纹连接有固定螺母。

4.根据权利要求1或2或3所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述制动弹簧为碟簧。

5.根据权利要求1所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述中间段密封固接有挡油罩，所述第二密封圈包括内侧壁、底壁和外侧壁，所述内侧壁位于所述挡油罩的正下方，所述内侧壁用于同下密封段配合进行密封，所述内侧壁、底壁和外侧壁之间形成沿第二密封圈周向延伸的接油环槽，所述上液压缸内设有沿液压缸周向延伸的排油槽，所述排油槽设有同所述在线漏油检测机构连接在一起的上排油通道，所述外侧壁设有外翻边，所述外翻边和外侧壁之间形成朝下开口的连接槽，所述连接槽套设在所述排油槽的槽壁上，所述外侧壁的上端低于内侧壁的上端。

6.根据权利要求1所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述上液压缸的下端可拆卸地连接有套设在所述活塞上的托环，所述电磁铁设置在所述托环上，所述托环上设置有第二密封圈固定环，所述第二密封圈固定环上设有沿活塞周向延伸的胶水储存袋，所述胶水储存袋内装有胶水，所述第二密封圈上设有刺破所述胶水储存袋用的刺头。

7.根据权利要求6所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述第二密封圈固定环上设有沿活塞周向延伸的挡水环，所述挡水环位于所述胶水储存袋和上活塞之间。

8.根据权利要求6所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述第二密封圈固定环夹持在托环和上液压缸的下端面之间。

9.根据权利要求1所述的风力发电机混合制动机构，其特征在于，所述中间段和下密封段之间设有锥面过渡段。

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