CN111075664B - 风力发电机组齿轮箱的养护装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及风力发电技术领域，具体公开了风力发电机组齿轮箱的养护装置，其包括设置在风力发电机组的机舱内的蓄水部、清洗部和监测部；机舱的底部设有排风口，机舱的侧面设有引风口，引风口设置为沿机舱的轴向设置的条形口；蓄水部包括设置在排风口的导风扇和设置在机舱内的储水腔，机舱的内壁上设有在引风口下方的导流槽，导流槽向上弯折并高于引风口；导流槽与储水腔的顶部连通，储水腔的中部设有过滤层；清洗部包括设置在储水腔底部的水泵以及与水泵连接的雾化喷头；监测部包括设置在机舱外的雨量传感器、设置在储水腔内的液位传感器。该养护装置在不拆除齿轮箱的情况下即可在机舱内部直接对齿轮箱进行清洗。

Description

风力发电机组齿轮箱的养护装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及风力发电机组齿轮箱的养护装置。

背景技术

风力发电机组长期运行，齿箱散热器表面附着毛絮、灰尘、油污等，机舱内元器件长期处于高温环境中运行。因此，需要定期对齿轮箱进行清理，常见的清洗处理方法为拆下散热片，在地面上的开阔环境中处理；由于需要拆除齿轮箱，其拆装周期长，影响机组发电量，同时容易造成未知故障。

发明内容

本发明的目的在于提供风力发电机组齿轮箱的养护装置，以在不拆除齿轮箱的情况下在机舱内部直接对齿轮箱进行清洗。

风力发电机组齿轮箱的养护装置包括设置在风力发电机组的机舱内的蓄水部、清洗部和监测部；机舱的底部设有排风口，机舱的侧面设有引风口，所述引风口设置为沿机舱的轴向设置的条形口，且排风口的面积为引风口面积的4-8倍；所述蓄水部包括设置在排风口的导风扇和设置在机舱内的储水腔，机舱的内壁上设有导流槽，导流槽设置在引风口的下方，导流槽的一侧固定在机舱的侧壁上，导流槽的另一侧向上弯折并高于引风口；导流槽与储水腔的顶部连通，且储水腔的中部设有过滤层；清洗部包括设置在储水腔底部的水泵以及与水泵连接的雾化喷头；所述监测部包括设置在机舱外的雨量传感器、设置在储水腔内的液位传感器以及与雨量传感器和液位传感器电连接的控制器；所述导风扇由驱动电机驱动，驱动电机与控制器电连接。

本方案的技术原理在于：

通过在机舱的外部设置雨量传感器，在下雨天，雨量传感器将检测雨量信息并反馈到控制器；当雨量达到预设值时，控制器将向驱动电机发送控制信号以使控制电机处于启动状态。驱动电机驱动导风扇转动，从而导风扇将机舱内部的空气从排风口送出机舱，而机舱又将通过引风口吸入空气。且由于排风口的面积为引风口面积的4-8倍，机舱内排风量和进风量的流量应相等，因此引风口的流速将大于排风口的流速，即导风扇转动时，将在引风口形成向机舱内快速流动的气流。

在雨量较大的下雨天，雨水落在机舱外壁上将顺着机舱的外壁向下流动；且由于引风口处形成向机舱内流动的气流，因此在雨水经过引风口时，雨水将被吸入机舱内的导流槽内。最终雨水将经过导流槽引流到储水腔内，雨水从储水腔顶部开口进入储水腔中，并经过过滤层过滤后储于储水腔的下部，以用于养护齿轮箱时冲洗齿轮箱。当储水腔内水位达到液位传感器的标定位置时，液位传感器将向控制器发送反馈信号，从而控制器将控制驱动电机停止运行，此时引风口不再具有高速的气流进入机舱，从而可以避免雨水通过引风口进入机舱。

当需要对齿轮箱进行清洁时，通过启动清洗部的水泵可以将储水腔内的水泵出以清洁齿轮箱。

本方案的有益效果在于：

（1）通过监测部监测雨量大小以控制驱动电机的启动，并通过引风口、导流槽和导风扇的配合对雨水进行收集存储；一旦储水腔内的水量达到需要水量，则导风扇停止转动，雨水也不会大量涌入导流槽内，以此可以控制对雨水的收集。

（2）通过设置导风扇，并对排风口和引风口的面积比进行限定，可使导风扇转动时，使得引风口可形成高速向机舱内流动的气流，达到快速吸入雨水的作用；从而在雨量较少的季节，可以快速使储水腔内达到预设水量，充分利用雨水资源，避免在需要冲洗齿轮箱时，储水腔内水量不足。

（3）通过对雨水进行收集利用，并将雨水净化后储存在储水箱内，可以避免在需要养护齿轮箱时，需要将水泵入机舱内；由于机舱离地面高达几十米，由地面泵入清洁用水需要消耗较大能量，因此对雨水进行收集并储与储水腔，可以充分利用资源，降低能源消耗。

（4）通过雾化喷头对齿轮箱进行冲洗，可以减少水花溅射，避免污水进入其他设备中。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述储水腔的上部设有净化机构，储水腔设置为圆筒状，净化机构包括与储水腔的上部滑动连接的活塞、活塞的中部设有与储水腔转动连接的转轴，转轴的上方设有与储水腔转动连接的过渡腔，过渡腔与转轴通过单向轴承连接；过滤层设置在活塞的下方，驱动电机驱动活塞在竖直方向上往复滑动，活塞与转轴上设有相互配合的螺旋凸棱和螺旋凹槽，活塞在竖直方向上往复滑动的过程中转轴将往复转动，所述活塞上设有单向阀门，活塞向上运动单向阀门打开，活塞向下运动单向阀门关闭。

在优选方案一中，导流槽将雨水引流到过渡腔内，驱动电机驱动活塞在竖直方向上往复滑动。由于活塞在竖直方向上往复滑动，且活塞与转轴之间设有相互配合的螺旋凸棱与螺旋凹槽，从而在活塞上下往复运动的过程中，转轴将往复转动。且由于转轴与过渡腔通过单向轴承连接，当转轴正转时，单向轴承啮合，从而转轴将驱动过渡腔转动；而当转轴反转时，单向轴承处理脱离状态，过渡腔在惯性作用下继续正向转动。过渡腔正向转动将使得过渡腔内的水受到离心力作用，颗粒物受到离心力的作用将贴向过渡腔的侧壁，同时过渡腔内的水呈旋涡状，因此外周的水位上升，使得过渡腔中的水漫出过渡腔进入活塞的上方。而颗粒杂质贴向侧壁，可以一定程度的减少颗粒杂质进入活塞的上方。

当活塞上行时，单向阀门打开，从而活塞上方的水可以进入活塞下方；而当活塞下行时，单向阀门关闭，活塞将对水产生挤压，从而使水快速经过过滤层，避免水在活塞的上方聚集。且由于雨水在过渡腔内经过离心除杂后，可以减少雨水中的杂质，从而随着使用时间的延长，可以避免过滤层上方堆积大量的沉渣，有利于延长过滤层使用寿命。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述过渡腔的上沿向下弯折并在过渡腔的顶部形成环形的阻挡槽。通过在过渡腔的上沿设置环形的阻挡槽，由于颗粒杂质在离心力作用下贴近过渡腔的侧壁，即使颗粒杂质随水向上运动，也将被阻挡槽阻挡，从而提高离心除杂的效率。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述过渡腔的内壁上固定有螺旋导料片。在过渡腔转动时，螺旋导料片具有向上推动水的作用，且螺旋导料片还对水具有搅动作用，从而加速水沿周向运动，具有加大颗粒杂质受到的离心力的作用。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述过滤层包括两块相对设置并固定在储水腔侧壁上的网板以及填充在两块网板之间的活性炭。活性炭吸附、过滤效果好，因此本优选方案中的过滤层采用活性炭。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述机舱外部设有导流板，导流板固定在机舱的底部；且导流板沿竖直方向设置并位于排风口的下方，导流板的两侧面设置为向外凸出的弧面，且导流板上下两端的厚度小于导流板中部的厚度。

在导风扇运行的过程中，排风口将形成向下流动的气流，该气流将经过导流板；由于流体在经过物体表面时，物体的表面对流体具有吸附作用；导流板的中部凸出，而上下两端较薄，因此在导流板对气流的吸附作用下，当气流流动至导流板尾端时，气流将向导流板的对称面聚集。在气流的相互影响下，并配合导流板对气流的吸附作用，外部气流将向导流板靠拢，从而机舱侧壁的周围的雨水也将向机舱的侧壁靠拢，可以增大雨水落在机舱侧壁上的量，同时增大水量还具有清洗机舱侧壁的作用。

优选方案六：作为对优选方案四的进一步优化，所述导流板的两侧设有固定在机舱的外侧壁上的导向板，两块导向板关于导流板对称，且导向板的下端向导流板靠拢。从排风口吹出的气流沿导流板的表面流动，而导向板的下端向导流板靠拢并接近导流板；在导流板表面气流的影响下，在导向板的表面也将形成流动的气流，从而可以加强机舱侧壁周围的气流向机舱的侧壁流动，以进一步增加雨水落在机舱侧壁的量。

附图说明

图1为本发明实施例中机舱横截面的剖视图；

图2为本本发明实施例中储水腔机器净化驱动机构的剖视图；

图3为图2中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机舱10、引风口11、导流槽12、轴件21、扇叶20、导流板41、导向板42、过滤层31、转轴32、活塞33、储水腔30、固定轴51、动力转筒52、往复轴53、驱动盘54、连杆55、过渡腔60、单向轴承61、螺旋导料片62、阻挡槽63、密封板551、限位板552、漏水孔331。

实施例基本如图1所示：

风力发电机组齿轮箱的养护装置包括设置在风力发电机组的机舱10内的蓄水部、清洗部和监测部；如图1所示，机舱10的底部设有排风口，机舱10的两侧面设有引风口11。其中，引风口11设置为沿机舱10的轴向设置的条形口，而排风口设置为圆形开口，排风口的面积为引风口11面积的6倍；机舱10的内壁上设有导流槽12，导流槽12设置在引风口11的下方，导流槽的一侧固定在机舱10的侧壁上，导流槽12的另一侧向上弯折并高于引风口11，以防止雨水越过导流槽12进入机舱10的中心区域。蓄水部包括设置在排风口的导风扇和设置在机舱10内的储水腔30；导风扇由轴件21和扇叶20组成，轴件21设置在排风口的中心，且轴件21与排风口的中心线重合，排风口的中心设有安装环，安装环通过辐条固定在排风口的侧壁，轴件21与安装环转动连接。扇叶20固定在轴件21的下端，而轴件21的上端键连接有第一驱动齿轮。

如图2所示，储水腔30的上方设有水净化驱动机构，水净化驱动机构包括固定在机舱10顶壁的固定轴51，固定轴51的外周套设有动力转筒52，动力转筒52与固定轴51转动连接；且动力转筒52的外周键连接有第二驱动齿轮。固定轴51为筒状，固定轴51内花键连接有往复轴53，从而使得往复轴53仅能相对于固定轴51往复滑动；动力转筒52同样套设在往复轴53的外周，且动力转筒52与往复轴53构成圆柱凸轮连接关系。即在动力转筒52的内部上设有环形且不再同一水平面上的滑槽，而往复轴53的下端设有盲孔，通过该盲孔可以贯穿往复轴53的侧壁设置伸入到滑槽内的销轴；从而动力转动时，由于滑槽和销轴形成的配合关系，往复轴53将上下往复运动。

储水腔30的中心设有与机舱10底壁转动连接的转轴32，而转轴32的顶部通过单向轴承61转动连接有过渡腔60。过渡腔60的顶部低于储水腔30的顶部，导流槽12通过管道连接到过渡腔60内，导流槽12具有收集雨水的作用，导流槽12收集的雨水将流入过渡腔60内。在储水腔30的中部设有活塞33，活塞33与储水腔30的侧壁滑动连接。在往复轴53的下端焊接有驱动盘54，驱动盘54上固定有三根沿驱动盘54的走向均匀分布的连杆55，连杆55向下延伸并贯穿活塞33。如图3所示，活塞33的上下两侧设有固定在连杆55上的限位板552和密封板551，限位板522设置在活塞33下方，而密封板551设置在活塞33上方。在活塞33上还设有漏水孔331，漏水孔331沿连杆55的周向均匀分布。在往复杆带动上下活塞33滑动的过程中，驱动盘54将通过连杆55带动活塞33上下运动。驱动盘54向上运动时，限位盘与活塞33接触，从而拉动活塞33向上运动；而驱动盘54向下运动时，密封板551与活塞33接触，推动活塞33向下运动。且限位板552和密封板551之间的间距大于活塞33的厚度，因此限位板552与活塞33接触时，漏水孔331将活塞上下两侧连通；而密封板551与活塞33接触时，密封板551将漏水孔331密封，活塞33上下两侧不连通。

活塞33与转轴32之间设有相互配合的螺旋凸棱与螺旋凹槽，从而在活塞33上下往复运动的过程中，活塞33将驱动转轴32往复转动。当转轴32正转时，单向轴承61啮合，即转轴32将驱动过渡腔60正转，而当转轴32反转时，单向轴承61脱离，从而转轴32不再向过渡腔60提供动力，则过渡腔60在惯性的作用下继续正转。在过渡腔60的内侧壁上固定有螺旋导料片62，当雨水进入过渡腔60内后，螺旋导料片62将跟随过渡腔60一同正转，从而螺旋导料片62具有加剧搅动雨水的作用，使得雨水在过渡腔60内呈旋涡状，同时螺旋导料片62还具有向上推动雨水的作用，以将雨水从过渡腔60中输出以进入到储水腔30内。另外，雨水在过渡腔60内呈旋涡状流动时，雨水中的颗粒杂质将受到较大的离心力并贴向过渡腔60的侧壁；而在过渡腔60的顶部向下弯折形成环形的阻挡槽63，由于颗粒杂质贴向过渡腔60的侧壁运动，因此颗粒杂质向上运动时，阻挡槽63可阻挡颗粒杂质排出颗粒腔，从而向雨水起到第一步的净化作用。

在活塞33的下方设有过滤层31，过滤层31包括两块平行设置的网板，网板固定在储水腔30的内壁上，网板之间设有过滤填充物活性炭。雨水从过渡腔60排出后，雨水将聚集在活塞33上方；当活塞33向上运动的过程中，雨水将通过漏水孔331进入活塞33与过滤层31之间。而在活塞33向下运动的过程中，漏水孔331封闭，从而活塞33将挤压雨水迅速通过过滤层31，以完成雨水第二步的净化，并最终存储在储水腔30下部的空间中。

监测部包括设置在机舱10外的雨量传感器、设置在储水腔30内的液位传感器以及与雨量传感器和液位传感器电连接的控制器。导风扇、净化驱动机构均由驱动电机驱动；具体为：驱动电机的输出轴上固定有第一动力齿轮和第二动力齿轮，第一动力齿轮与第一驱动齿轮啮合，第二动力齿轮与第二驱动齿轮啮合，从而达到动力传输的作用。驱动电机与控制器电连接，通过机舱10外部的雨量传感器检测雨量信息并反馈到控制器；当雨量达到预设值时，控制器将向驱动电机发送控制信号以使控制电机处于启动状态。当储水腔30内水位达到液位传感器的标定位置时，液位传感器将向控制器发送反馈信号，从而控制器将控制驱动电机停止运行。另外，由于机舱10在偏航电机的调节下，机舱10的轴向始终与风向平行；因此，将引风口11设置在机舱10的两侧壁上，可以避免储水腔30内达到预设水位后，导风扇不再通过引风口11吸入气流的情况下，雨水在外部形成的风的影响下通过引风口11进入机舱10。且为了防止在没有气流下，雨水不会通过引风口11进入机舱10内，引风口11上方的机舱10侧壁向外突出。

清洗部包括设置在储水腔30底部的水泵以及与水泵连接的雾化喷头；当需要对齿轮箱进行清洁时，通过启动清洗部的水泵可以将储水腔30内的水泵出以清洁齿轮箱。

如图1所示，机舱10外部还设有导流板41，导流板41固定在机舱10的底部；且导流板41沿竖直方向设置并位于排风口的下方，导流板41的两侧面设置为向外凸出的弧面，且导流板41上下两端的厚度小于导流板41中部的厚度。导流板41的两侧设有固定在机舱10的外侧壁上的导向板42，两块导向板42关于导流板41流程，且导向板42的下端向导流板41板靠拢。

在导风扇运行的过程中，排风口处形成向下流动的气流，该气流将经过导流板41；由于流体在经过物体表面时，物体的表面对流体具有吸附作用；导流板41的中部凸出，而上下两端较薄，因此在导流板41对气流的吸附作用下，当气流流动至导流板41尾端时，气流将向导流板41的对称面聚集。在气流的相互影响下，并配合导流板41对气流的吸附作用，外部气流将向导流板41靠拢，从而机舱10侧壁的周围的雨水也将向机舱10的侧壁靠拢，可以增大雨水落在机舱10侧壁上的量，同时增大水量还具有清洗机舱10侧壁的作用。在导流板41表面气流的影响下，在导向板42的表面也将形成流动的气流，从而可以加强机舱10侧壁周围的气流向机舱10的侧壁流动，以进一步增加雨水落在机舱10侧壁的量。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.风力发电机组齿轮箱的养护装置，其包括设置在风力发电机组的机舱内的蓄水部，其特征在于：还包括清洗部和监测部；机舱的底部设有排风口，机舱的侧面设有引风口，所述引风口设置为沿机舱的轴向设置的条形口，且排风口的面积为引风口面积的4-8倍；所述蓄水部包括设置在排风口的导风扇和设置在机舱内的储水腔，机舱的内壁上设有导流槽，导流槽设置在引风口的下方，导流槽的一侧固定在机舱的侧壁上，导流槽的另一侧向上弯折并高于引风口；导流槽与储水腔的顶部连通，且储水腔的中部设有过滤层；清洗部包括设置在储水腔底部的水泵以及与水泵连接的雾化喷头；所述监测部包括设置在机舱外的雨量传感器、设置在储水腔内的液位传感器以及与雨量传感器和液位传感器电连接的控制器；所述导风扇由驱动电机驱动，驱动电机与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组齿轮箱的养护装置，其特征在于：所述储水腔的上部设有净化机构，储水腔设置为圆筒状，净化机构包括与储水腔的上部滑动连接的活塞、活塞的中部设有与储水腔转动连接的转轴，转轴的上方设有与储水腔转动连接的过渡腔，过渡腔与转轴通过单向轴承连接；过滤层设置在活塞的下方，驱动电机驱动活塞在竖直方向上往复滑动，活塞与转轴上设有相互配合的螺旋凸棱和螺旋凹槽，活塞在竖直方向上往复滑动的过程中转轴将往复转动，所述活塞上设有单向阀门，活塞向上运动单向阀门打开，活塞向下运动单向阀门关闭。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组齿轮箱的养护装置，其特征在于：所述过渡腔的上沿向下弯折并在过渡腔的顶部形成环形的阻挡槽。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组齿轮箱的养护装置，其特征在于：所述过渡腔的内壁上固定有螺旋导料片。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组齿轮箱的养护装置，其特征在于：所述过滤层包括两块相对设置并固定在储水腔侧壁上的网板以及填充在两块网板之间的活性炭。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组齿轮箱的养护装置，其特征在于：所述机舱外部设有导流板，导流板固定在机舱的底部；且导流板沿竖直方向设置并位于排风口的下方，导流板的两侧面设置为向外凸出的弧面，且导流板上下两端的厚度小于导流板中部的厚度。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组齿轮箱的养护装置，其特征在于：所述导流板的两侧设有固定在机舱的外侧壁上的导向板，两块导向板关于导流板对称，且导向板的下端向导流板靠拢。

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