CN110630451A - 一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，该装置包含：若干个螺帽，分别与各自对应的待监测螺栓连接；每个螺帽连接至少两个导电的探测部件，探测部件一端与待监测螺栓接触；连接头，其与探测部件的另一端磁性连接，磁性连接的磁力小于或等于待监测螺栓的重力；用于提供电源的变桨控制柜，其通过导线与连接头连接，未与变桨控制柜连接的连接头通过导线与其它连接头依次连接；螺帽、待监测螺栓、探测部件、连接头和变桨控制柜形成一个完整的电回路；主控，用于监测完整的电回路的电信号，并发出信号。其优点是：通过将上述部件构成的完整的电回路，并采用主控监测电回路的信号，可有效且及时地反馈螺栓断裂的信息，保证设备的安全。

Description

一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置。

背景技术

风力发电机组的众多部位是通过螺栓连接的，如塔筒间的连接、叶片与轮毂的连接、主轴与轮毂的连接等，螺栓的状态对风力发电机组的安全运行至关重要。如果螺栓发生断裂，会对设备的安全带来严重威胁，甚至引发严重的生产事故及财产损失。这就需要对螺栓的状态进行监测，以确保能够及时获得螺栓的状态信息，尤其是断裂信息。

目前，风力发电机组的状态检查主要是在日常维护过成进行的。但日常维护间隔时间久，通常每半年进行一次，这就难以及时获得螺栓的状态信息。当螺栓断裂而运维人员又无法及时获知并停机时，将极有可能引发事故。目前，已有多起事故由此引发。

因此，有必要提供一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，通过将螺帽、待监测螺栓、探测部件、连接头和变桨控制柜连通在一起，构成一个完整的电回路，并采用主控监测此完整的电回路的电信号，以此来判断是否有螺栓发生断裂，并未该装置各部件之间连接牢固，不受风力发电机组运行的影响(如振动)，高效可靠，因此，该装置可安全可靠地运行，并能及时反馈螺栓断裂的信息，保证了设备的安全。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，该装置包含：

若干个螺帽，分别与各自对应的待监测螺栓连接；

每个所述螺帽连接至少两个导电的探测部件，所述探测部件一端与待监测螺栓接触；

连接头，其与所述探测部件的另一端磁性连接，所述磁性连接的磁力小于或等于待监测螺栓的重力；

用于提供电源的变桨控制柜，其通过导线与所述连接头连接，未与所述变桨控制柜连接的所述连接头通过导线与其它连接头连接；

所述螺帽、所述待监测螺栓、所述探测部件、所述连接头和所述变桨控制柜形成一个完整的电回路；

主控，用于监测所述完整的电回路的电信号，并发出信号。

优选地，所述探测部件包含：

壳体，与所述螺帽连接，所述壳体为中空，其内部形成腔体，所述壳体首尾两端口均向端口中心延伸形成挡体；

支撑体，设置在所述壳体的腔体内，与所述壳体尾端的所述挡体连接，并与所述连接头磁性连接；

导电的探针，其尾部滑动设置在所述壳体的腔体内，并被所述挡体限制在腔体内，探针头部可与待监测螺栓接触，探针尾部通过一导电弹性体与所述支撑体连接。

优选地，所述探针头部为一尖状体；

所述探针尾部为与所述尖状体连接的若干条滑槽部件，其置于所述壳体的腔体内，所述腔体内对应设置若干条导轨以供所述滑槽部件滑动。

优选地，所述尖状体为圆锥状，其圆锥头接触待监测螺栓，圆锥尾连接所述滑槽部件。

优选地，所述弹性体的中心线与所述壳体的中心线重合，所述弹性体的中心线通过所述探针和所述支撑体的中心。

优选地，所述弹性体为弹簧。

优选地，所述连接头包含：

磁性导电体，与所述支撑体磁性连接，并通过导线与变桨控制柜连接；

连接头壳体，与所述磁性导电体固定连接。

优选地，所述连接头壳体上开设有通孔，所述导线穿过所述通孔连接所述磁性导电体和所述变桨控制柜。

优选地，所述螺帽为圆柱状，其由不导电塑料制备；

和/或，所述壳体为圆柱状，其由不导电塑料制备；

和/或，所述支撑体为圆柱状，其由不锈钢材料制备；

和/或，所述探针由金属制备。

优选地，每个螺帽连接两个所述探测部件，且所述探测部件对称固定在所述螺帽上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明的一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，通过将螺帽、待监测螺栓、探测部件、连接头和变桨控制柜连通在一起，构成一个完整的电回路，并采用主控监测此完整的电回路的电信号，以此来判断是否有螺栓发生断裂，可有效地且及时地反馈螺栓断裂的信息，保证了设备的安全；

(2)该装置的各部件之间连接牢固，不受风力发电机组运行的影响(如振动)，高效可靠，可安全可靠地运行，并能及时反馈螺栓断裂的信息；

(3)该装置的各部位之间通过物理连接，形成一个完整的电回路，成本较低，适宜大规模地推广使用。

附图说明

图1为本发明风力发电机组上螺栓断裂的监测装置示意图；

图2为本发明的螺帽、探测部件、连接头连接示意图；

图3为本发明的探测部件、连接头示意图；

图4为图3中C处结构的放大示意图；

图5为图3中B处结构的放大示意图；

图6为图3中A处的截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1和图2结合所示，为本发明的一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，该装置包含：若干个螺帽1，探测部件2、连接头3、用于提供电源的变桨控制柜6和主控7。

所述螺帽1内部设有螺纹，并与对应的待监测螺栓5的螺柱螺纹连接；每个所述螺帽1连接至少两个导电的探测部件2，所述探测部件2一端与待监测螺栓5接触，另一端与所述连接头3磁性连接，所述磁性连接的磁力小于或等于待监测螺栓5的重力；变桨控制柜6通过导线4与所述连接头3连接；未与所述变桨控制柜6连接的所述连接头3通过导线4与其它连接头3依次连接。所述螺帽1、所述待监测螺栓5、所述探测部件2、所述连接头3和所述变桨控制柜6形成一个完整的电回路，所述主控7用于监测所述完整的电回路的电信号，并发送信号给需求方。

在本实施例中，所述螺帽1为圆柱状，其由不导电塑料制备，每个螺帽1连接两个探测部件2，且所述探测部件2对称固定在所述螺帽1上。

如图3和图4结合所示，所述探测部件2包含：壳体22、支撑体21和导电的探针23。

所述壳体22与所述螺帽1连接，所述壳体22为中空，其内部形成腔体24，所述壳体22首尾两端口均向端口中心延伸形成挡体221；所述支撑体21设置在所述壳体22的腔体24内，与所述壳体22尾端的所述挡体221通过粘结剂固定连接，并且所述支撑体21与所述连接头3磁性连接；所述探针23的尾部滑动设置在所述壳体22的腔体24内，并被所述挡体221限制在腔体24内，探针23头部可与待监测螺栓5接触，探针23尾部在所述腔体24内通过一导电弹性体25与所述支撑体21连接。在本实施例中，所述壳体22为圆柱状，其由不导电塑料制备；所述支撑体21为圆柱状，其由不锈钢材料制备。

如图5所示，所述探针23头部为一尖状体231，所述尖状体231为圆锥状，其圆锥头接触待监测螺栓5，圆锥尾连接探针23尾部。所述探针23尾部为若干条滑槽部件232，其置于所述壳体22的腔体24内，所述腔体24内对应设置若干条导轨222以供所述滑槽部件232滑动(滑槽部件232卡扣在导轨222上)。在本实施例中，如图6所示，所述探针23上设置有上下左右均匀分布的四条滑槽部件232，所述壳体22的腔体24内对应设置上下左右均匀分布的四条导轨222，所述滑槽部件232的宽度与所述导轨222的宽度对应，所述探针23通过所述滑槽部件232在所述导轨222上前后移动。在本实施例中，所述探针23由金属制备。

另外，所述弹性体25的中心线与所述壳体22的中心线重合，所述弹性体25的中心线通过所述探针23和所述支撑体21的中心。另外，所述弹性体25可为一弹簧。

所述连接头3包含：磁性导电体31和连接头壳体32。

磁性导电体31与所述支撑体21磁性连接(通过磁力吸合在一起)，并通过导线4与变桨控制柜6连接；连接头壳体32与所述磁性导电体31通过胶水粘结固定连接。

在本实施例中，所述连接头壳体32有不导电塑料制备，其上开设有通孔，所述导线4穿过所述通孔连接所述磁性导电体31和所述变桨控制柜6，所述导线4焊接在所述磁性导电体31上。

在使用时，将螺帽1拧到待监测螺栓5的螺柱上，螺柱挤压探针23，探针23沿着导轨222向后滑动并压缩弹性体25。弹性体25受力收缩，但会为探针23提供压力，保证探针23与螺柱紧密接触。磁性导电体31与支撑体21通过磁力吸合在一起。由此，所述螺帽1、所述待监测螺栓5、所述探测部件2、所述连接头3和所述变桨控制柜6便连通在一起，并通过变桨控制柜6接入电源(24V电源)，即可形成一个完整的电回路。此时，主控7可以监测到来自该完整的电回路的电信号(闭合电路有无电流作为被检测的电信号，有电流则有电信号，无电流则电信号消失)，则表明未有待监测螺栓5断裂。

当有待监测螺栓5发生断裂时，其螺柱脱落，螺柱和与其连接的螺帽1的重力大于连接磁性导电体31与支撑体21间的磁力，此时，连接的磁性导电体31与支撑体21断开，该完整的电回路断开。完整的电回路断开后，主控7无法获得来自该完整的电回路的电信号，即发出信号，所述发出信号包含：发出停机指令，并报出相应的故障代码。

综上所述，本发明的一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，通过将螺帽1、待监测螺栓5、探测部件2、连接头3和变桨控制柜6连通在一起，构成一个完整的电回路，并采用主控7监测此完整的电回路的电信号，以此来判断是否有螺栓发生断裂，并且该装置各部件之间连接牢固，不受风力发电机组运行的影响(如振动)，高效可靠，因此，该装置可安全可靠地运行，并能及时反馈螺栓断裂的信息，保证了设备的安全。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，该装置包含：

若干个螺帽(1)，分别与各自对应的待监测螺栓(5)连接；

每个所述螺帽(1)连接至少两个导电的探测部件(2)，所述探测部件(2)一端与待监测螺栓(5)接触；

连接头(3)，其与所述探测部件(2)的另一端磁性连接，所述磁性连接的磁力小于或等于待监测螺栓(5)的重力；

用于提供电源的变桨控制柜(6)，其通过导线(4)与所述连接头(3)连接，未与所述变桨控制柜(6)连接的所述连接头(3)通过导线(4)与其它连接头(3)连接；

所述螺帽(1)、所述待监测螺栓(5)、所述探测部件(2)、所述连接头(3)和所述变桨控制柜(6)形成一个完整的电回路；

主控(7)，用于监测所述完整的电回路的电信号，并发出信号。

2.如权利要求1所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，所述探测部件(2)包含：

壳体(22)，与所述螺帽(1)连接，所述壳体(22)为中空，其内部形成腔体(24)，所述壳体(22)首尾两端口均向端口中心延伸形成挡体(221)；

支撑体(21)，设置在所述壳体(22)的腔体(24)内，与所述壳体(22)尾端的所述挡体(221)连接，且所述支撑体(21)与所述连接头(3)磁性连接；

导电的探针(23)，其尾部滑动设置在所述壳体(22)的腔体(24)内，并被所述挡体(221)限制在腔体(24)内，探针(23)头部可与待监测螺栓(5)接触，探针(23)尾部通过一导电弹性体(25)与所述支撑体(21)连接。

3.如权利要求2所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

所述探针(23)头部为一尖状体(231)；

所述探针(23)尾部为与所述尖状体(231)连接的若干条滑槽部件(232)，其置于所述壳体(22)的腔体(24)内，所述腔体(24)内对应设置若干条导轨(222)以供所述滑槽部件(232)滑动。

4.如权利要求3所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

所述尖状体(231)为圆锥状，其圆锥头接触待监测螺栓(5)，圆锥尾连接所述滑槽部件(232)。

5.如权利要求2所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

所述弹性体(25)的中心线与所述壳体(22)的中心线重合，所述弹性体(25)的中心线通过所述探针(23)和所述支撑体(21)的中心。

6.如权利要求2或5所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

所述弹性体(25)为弹簧。

7.如权利要求2所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，所述连接头(3)包含：

磁性导电体(31)，与所述支撑体(21)磁性连接，并通过导线(4)与变桨控制柜(6)连接；

连接头壳体(32)，与所述磁性导电体(31)固定连接。

8.如权利要求7所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

所述连接头壳体(32)上开设有通孔，所述导线(4)穿过所述通孔连接所述磁性导电体(31)和所述变桨控制柜(6)。

9.如权利要求2所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

所述螺帽(1)为圆柱状，其由不导电塑料制备；

和/或，所述壳体(22)为圆柱状，其由不导电塑料制备；

和/或，所述支撑体(21)为圆柱状，其由不锈钢材料制备；

和/或，所述探针(23)由金属制备。

10.如权利要求1所述的风力发电机组上螺栓断裂的监测装置，其特征在于，

每个螺帽(1)连接两个所述探测部件(2)，且所述探测部件(2)对称固定在所述螺帽(1)上。

Images