CN110397726A - 一种齿轮箱及风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮箱及风力发电装置，属于风力发电领域。本发明所提供的齿轮箱包括油腔、隔板、加热机构和回油机构，隔板设置在油腔内将其分割成至少一个加热油腔和至少一个储油腔，加热机构设置在加热油腔内，回油机构与储油腔连通，用于使润滑完待润滑件的润滑油回流至储油腔内。由于润滑油的粘度特性，在低温环境下加热机构仅需将加热油腔内的润滑油加热至预设温度，即可启动齿轮箱进入无负载工作状态，不仅能够提高齿轮箱预热的效率，还能够降低预热过程中所耗费的能量。并且回流至储油腔中的润滑油能够使储油腔内的润滑油温度升高、粘度降低，粘度降低后的润滑油能够通过过油孔流入加热油腔内，对加热油腔内的润滑油进行补给。

Description

一种齿轮箱及风力发电装置

技术领域

本发明涉及技术风力发电领域，尤其涉及一种齿轮箱及风力发电装置。

背景技术

由于煤炭等不可再生能源的枯竭及火力发电等造成的空气污染，使得风力发电技术快速发展，风力发电装置是利用风力发电技术实现发电的主要装备。齿轮箱是风力发电装置内必不可少的部件，齿轮箱油腔是一种用于存储润滑油的结构，储存在齿轮箱油腔中的润滑油可以用于对齿轮箱中的轴承、齿轮等待润滑件进行润滑冷却。在进行润滑时，齿轮、轴承等零件可直接浸润于油腔中，以进行飞溅润滑；同时，油泵可以从油腔中吸出润滑油，然后将润滑油经过专门的油路和喷孔对齿轮、轴承等零件进行强制润滑。

现有的齿轮箱油腔一般为结构单一的空腔，润滑油存储于该空腔中，用于对待润滑件进行润滑冷却。润滑油具有一种特性，随着温度的降低，其粘度不断增加。当齿轮箱处于低温环境时，润滑油的粘度过大不能正常用于对待润滑件进行飞溅润滑或者强制润滑。因此，在低温条件下，齿轮箱在工作前，需要通过布置在齿轮箱中的加热器对润滑油进行加热，以降低润滑油的粘度。当齿轮箱中的润滑油达到一定温度时，润滑油的粘度降低至一定值，吸取润滑油的油泵才能够正常工作，齿轮箱也才能够进入正常工作状态。

但是由于齿轮箱的油腔为结构单一的空腔，齿轮箱中的润滑油全部储存于该空腔中，因此在低温条件下，布置在空腔中的加热器需要对全部的润滑油加热至预期温度，才能完成对齿轮箱的预热。受加热器表面功率、油腔体积以及油腔内油量的限制，将油腔内全部的润滑油加热至预期温度需要耗费较长的时间以及较多的能量，预热效率较低，且耗能较高，不利于节能环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮箱及风力发电装置，在低温环境下齿轮箱内的润滑油预热效率高，且预热所耗能量少。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种齿轮箱，包括：

油腔，用于容纳润滑油；

至少一个隔板，所述隔板设置在所述油腔内，并将所述油腔分割为至少一个加热油腔和至少一个储油腔，所述隔板上设置有连通所述加热油腔和所述储油腔的过油孔，所述过油孔的孔径被配置为能够通过粘度小于等于目标粘度的润滑油；

加热机构，所述加热机构设置在所述加热油腔内，用于加热所述加热油腔中的润滑油；

回油机构，所述回油机构与所述储油腔连通，用于使润滑完待润滑件的润滑油回流至所述储油腔内。

作为优选，所述齿轮箱还包括：

吸油机构，所述吸油机构与所述加热油腔连通，用于吸取所述加热油腔中的润滑油对所述待润滑件进行润滑。

作为优选，所述吸油机构的吸油口位于所述加热机构的下方。

作为优选，所述吸油机构包括吸油管和吸油泵，所述吸油管的一端与所述加热油腔连通，另一端位于所述待润滑件处，所述吸油泵设置在所述吸油管上。

作为优选，所述回油机构与所述加热油腔连通，用于使润滑完所述待润滑件的润滑油回流至所述加热油腔内。

作为优选，所述加热油腔的数量为一个，所述储油腔的数量为两个，两个所述储油腔位于所述加热油腔的两侧，所述隔板的数量为两个。

作为优选，所述加热机构包括多个加热器，多个所述加热器并排设置在所述加热油腔内。

作为优选，所述过油孔的数量为多个。

作为优选，多个所述过油孔呈行列排布。

一种风力发电装置，包括上述的齿轮箱。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种齿轮箱，该齿轮箱包括油腔、隔板、加热机构和回油机构，隔板设置在油腔内将其分割成至少一个加热油腔和至少一个储油腔，加热机构设置在加热油腔内，回油机构与储油腔连通，用于使润滑完待润滑件的润滑油回流至储油腔内。由于润滑油的粘度特性，在低温环境下隔板能够将位于加热油腔和储油腔内的润滑油隔开，当需要对齿轮箱进行预热时，加热机构仅需将加热油腔内的润滑油加热至预设温度，即可启动齿轮箱使齿轮箱进入无负载工作状态，不仅能够缩短齿轮箱预热所耗费的时间，提高齿轮箱预热的效率，还能够降低预热过程中所耗费的能量。并且，润滑完待润滑件并回流至储油腔内的润滑油能够利用其自身携带的热量加热储油腔中的润滑油，使位于储油腔内的润滑油温度升高、粘度降低，粘度降低后的润滑油能够通过过油孔流入加热油腔内，对加热油腔内的润滑油进行补给。

附图说明

图1是本发明所提供的齿轮箱的结构示意图；

图2是本发明所提供的齿轮箱内部的结构示意图。

图中：

100、齿轮箱；

1、加热油腔；2、储油腔；3、隔板；301、过油孔；4、加热机构；5、吸油机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种齿轮箱100，该齿轮箱100包括油腔、至少一个隔板3、加热机构4和回油机构。其中，油腔用于容纳润滑油，润滑油可以通过飞溅润滑或者强制润滑对齿轮箱100内的轴承、齿轮等待润滑件进行润滑冷却。

至少一个隔板3设置在油腔内部，并将油腔分割为至少一个加热油腔1和至少一个储油腔2。隔板3上设置有连通加热油腔1和储油腔2的过油孔301。过油孔301的孔径被配置为能够通过粘度小于等于目标粘度的润滑油。在本实施例中，目标粘度的具体值不做限制，根据具体情况设定，对应地，过油孔301的孔径同样不做限定，根据润滑油的目标粘度设定。可选地，过油孔301的形状可以为圆形、方形、三角形等规则形状，也可以为不规则形状。在本实施例中，过油孔301的形状优选为圆形，以降低加工难度和润滑油通过过油孔301的阻力。可选地，过油孔301的数量为多个，多个过油孔301在隔板3上呈行列排布。

进一步地，隔板3的数量可以为一个、两个或者更多个。当隔板3数量为一个时，隔板3设置在油腔的中部，并将油腔分割成一个加热油腔1和一个储油腔2；当隔板3的数量为两个时，两个隔板3在油腔内间隔设置，将油腔分割为一个加热油腔1和两个储油腔2或者两个加热油腔1和一个储油腔2；当隔板3的数量更多时，将油腔分割成更多个腔室，加热油腔1和储油腔2的数量根据需求设置。在本实施例中，如图2所示，在油腔内设置有两个隔板3，两个隔板3将油腔分割为一个加热油腔1和两个储油腔2，两个储油腔2设置在加热油腔1的两侧。如此设置能够在兼顾预热效率的同时，还能够利用两个储油腔2同时给加热油腔1内补充润滑油，从而避免加热油腔1内出现润滑油不足的问题。

加热机构4设置在加热油腔1内，用于对加热油腔1内的润滑油进行加热，以降低加热油腔1内润滑油的粘度。为了提高预热效率，在本实施例中，加热机构4包括多个加热器，多个加热器并排设置在加热油腔1内。加热器的具体结构不做限制，现有技术中能够用于加热润滑油的机构均适用于本实施例。

回油机构(图中未示出)与储油腔2连通，用于使润滑完待润滑件的润滑油回流至储油腔2内，利用该部分润滑油中的热量加热储油腔2内的润滑油。在本实施例中，回油机构可以为回油管或者回油通道，在此不做限制。需要注意的是，该处的润滑方法可以为飞溅润滑，通过合理设置回油管或者回流通道的位置，使完成完润滑作业的润滑油能够准确回流至储油腔2内。可选地，该回油机构还与加热油腔1连通，用于使润滑完待润滑件的润滑油部分回流至加热油腔1内，以补充加热油腔1中的润滑油。

由于润滑油随着温度的降低，粘度不断增大直至无法流动，因此在齿轮箱100处于低温环境时，设置在油腔内的隔板3能够将位于加热油腔1和储油腔2内粘度较大的润滑油隔开，使润滑油无法在加热油腔1和储油腔2之间流动。当齿轮箱100需要工作时，需要提前对齿轮箱100进行预热，此时设置在加热油腔1内的加热机构4开始工作。由于润滑油无法在加热油腔1和储油腔2之间流动，因此仅需将加热油腔1内的润滑油加热至预设温度，即可启动齿轮箱100进入无负载工作状态，不仅能够缩短齿轮箱100预热所耗费的时间，提高齿轮箱100预热的效率，还能够降低预热过程中所耗费的能量，有利于实现节能环保。且通过利用回油机构能够将执行完润滑冷却作业后的润滑油导入储油腔2内，有利于快速提高储油腔2内的润滑油的温度，以快速降低储油腔2内润滑油的粘度，使位于储油腔2内润滑油能够快速通过过油孔301进入加热油腔1内，对加热油腔1内的润滑油进行快速补充。

此外，随着齿轮箱100无负载工作状态的运行，由于齿轮箱100运行热损耗功，因此齿轮箱100内部温度以及执行完润滑作业后的润滑油温度会升高，从而有利于进一步提高储油腔2内的润滑油的温升速度和粘度降低速度。

进一步地，为了提高待润滑件的润滑冷却效果，在本实施例中，可以选择采用强制润滑方法对待润滑件进行润滑。为了将加热油腔1内的润滑油导出对待润滑件进行强制润滑，该齿轮箱100还包括吸油机构5，吸油机构5与设置在加热油腔1上的吸油口连通。具体地，吸油机构5包括吸油泵和吸油管，吸油管的一端与吸油口连通，另一端设置在待润滑件处，吸油泵设置在吸油管上，用于为润滑油在吸油管内的流动提供动力。

优选地，为了保证能够将位于加热油腔1底部的润滑油吸出以对待润滑件进行润滑冷却，将吸油口设置在加热机构4的下方。将吸油口设置在加热机构4的下方还能够促进加热油腔1内润滑油的流动，以使加热油腔1内润滑油混合均匀，使润滑油温度均衡。

该齿轮箱100的工作原理如下：

当齿轮箱100处于低温环境时，加热油腔1和储油腔2内的润滑油均处于低温、粘度过大状态。假如加热油腔1内润滑油的温度为T1，储油腔2内的润滑油的温度为T2，此时T1等于T2。

启动位于加热油腔1中的加热机构4，使位于加热油腔1中的润滑油首先被加热机构4加热，位于储油腔2内润滑油仍然处于粘度过大的状态。此时，由于加热油腔1和储油腔2内的润滑油仍然处于温度低、粘度过大、流动性差的状态，因此隔板3的隔离作用生效。

随着加热机构4加热时间的增长，加热油腔1中润滑油的温度T1不断升高直至达到预设温度，粘度不断减小至目标粘度。当加热油腔1中润滑油的粘度达到目标粘度甚至以下时，齿轮箱100启动并进入无负载工作状态，吸油机构5启动并通过吸油口吸取加热油腔1中润滑油以对齿轮箱100中的待润滑件进行润滑冷却。此时，位于储油腔2内的润滑油由于没有被加热机构4加热，因此温度T2基本维持在原值，T2<T1，位于储油腔2和加热油腔1之间的隔板3的隔离作用依然有效。

随着齿轮箱100在无负载工作状态下运行，因齿轮箱100热损耗功，执行完冷却润滑作业后的润滑油加热至温度T3，T3>T1。该部分润滑油部分回流至加热油腔1内以对其内的润滑油进行补充，另外部分回流至储油腔2内以加热储油腔2内的润滑油，使储油腔2内的润滑油粘度降低。

随着执行完冷却润滑作业后的润滑油不断回流至储油腔2内，储油腔2内的润滑油被不断加热，从而使其粘度不断降低、流动性不断增加。此时，隔板3的隔离作用逐渐降低，储油腔2和加热油腔1内的润滑油之间不断流动，润滑油的温差不断缩小，最终使储油腔2内润滑油的温度T2与加热油腔1内润滑油的温度T1趋于相等。

待齿轮箱100预热一端时间后，储油腔2和加热油腔1内的润滑油均被均匀加热至预热温度。此时，储油腔2和加热油腔1内的润滑油可以自由流动，从而保证润滑油的正常循环。

待齿轮箱100内的润滑油能够正常循环后，齿轮箱100即可进入负载运行状态。

本实施例还提供了一种包含上述齿轮箱100的风力发电装置，该风力发电装置的齿轮箱100能够快速预热，从而使风力发电装置能够实现快速启动。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮箱，其特征在于，包括：

油腔，用于容纳润滑油；

至少一个隔板(3)，所述隔板(3)设置在所述油腔内，并将所述油腔分割为至少一个加热油腔(1)和至少一个储油腔(2)，所述隔板(3)上设置有连通所述加热油腔(1)和所述储油腔(2)的过油孔(301)，所述过油孔(301)的孔径被配置为能够通过粘度小于等于目标粘度的润滑油；

加热机构(4)，所述加热机构(4)设置在所述加热油腔(1)内，用于加热所述加热油腔(1)中的润滑油；

回油机构，所述回油机构与所述储油腔(2)连通，用于使润滑完待润滑件的润滑油回流至所述储油腔(2)内。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱还包括：

吸油机构(5)，所述吸油机构(5)与所述加热油腔(1)连通，用于吸取所述加热油腔(1)中的润滑油对所述待润滑件进行润滑。

3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，

所述吸油机构(5)的吸油口位于所述加热机构(4)的下方。

4.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，

所述吸油机构(5)包括吸油管和吸油泵，所述吸油管的一端与所述加热油腔(1)连通，另一端位于所述待润滑件处，所述吸油泵设置在所述吸油管上。

5.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，

所述回油机构与所述加热油腔(1)连通，用于使润滑完所述待润滑件的润滑油回流至所述加热油腔(1)内。

6.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，

所述加热油腔(1)的数量为一个，所述储油腔(2)的数量为两个，两个所述储油腔(2)位于所述加热油腔(1)的两侧，所述隔板(3)的数量为两个。

7.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，

所述加热机构(4)包括多个加热器，多个所述加热器并排设置在所述加热油腔(1)内。

8.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，

所述过油孔(301)的数量为多个。

9.根据权利要求8所述的齿轮箱，其特征在于，

多个所述过油孔(301)呈行列排布。

10.一种风力发电装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的齿轮箱(100)。