CN111396259A - 一种具有超速保护功能的安全型风力发电机 - Google Patents

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CN111396259A CN202010222689.8A CN202010222689A CN111396259A CN 111396259 A CN111396259 A CN 111396259A CN 202010222689 A CN202010222689 A CN 202010222689A CN 111396259 A CN111396259 A CN 111396259A
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Abstract

本发明涉及一种具有超速保护功能的安全型风力发电机，包括主体、发电机、传动轴、检修管、密封盖和扇叶，还包括减速机构和锁定机构，所述减速机构包括驱动轴、风杯、触发组件、连接轴承、摩擦块和两个升降杆，所述锁定机构包括密封缸、活塞块、密封套管、输气管、气缸、固定板和定位孔，所述触发组件包括滑动套管、弹簧、两个转动杆、两个连接杆和两个重力块，该具有超速保护功能的安全型风力发电机中，通过减速机构可以控制传动轴的转速，降低了风力发电机发生超速的几率，降低了风力发电机的故障率，通过锁定机构可以将密封盖锁住，使操作人员在大风天气时无法到风力发电机外部进行检修，提高了风力发电机安全性。

Description

一种具有超速保护功能的安全型风力发电机
技术领域
本发明涉及新能源设备领域，特别涉及一种具有超速保护功能的安全型风力发电机。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。
现有技术的风力发电机在使用时，如果风力太大，将会导致风力风电机发生超速现象，增大了风力发电机的故障率，不仅如此，现有技术的风力发电机在使用时，操作人员如果在大风天气出舱检修，将会增加检修的危险性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有超速保护功能的安全型风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有超速保护功能的安全型风力发电机，包括主体、发电机、传动轴、检修管、密封盖和扇叶，所述主体的内部设有空腔，所述发电机设置在主体的内部，所述扇叶设置在主体的外部，所述发电机通过传动轴与扇叶传动连接，所述检修管安装在主体的顶部，所述密封盖覆盖在检修管处，所述密封盖与检修管铰接，还包括减速机构和锁定机构，所述减速机构和锁定机构均设置在主体的内部，所述锁定机构与密封盖连接；
所述减速机构包括驱动轴、风杯、触发组件、连接轴承、摩擦块和两个升降杆，所述驱动轴与传动轴垂直，所述驱动轴上设有安装轴承，所述驱动轴通过安装轴承与主体的顶部连接，所述风杯设置在主体的外部，所述驱动轴的一端与风杯固定连接，所述触发组件设置在驱动轴的另一端上，所述连接轴承的内圈与触发组件连接，所述升降杆与驱动轴平行，两个升降杆分别设置在传动轴的两侧，两个升降杆的一端均与连接轴承的外圈固定连接，所述摩擦块设置在传动轴的远离驱动轴的一侧，所述摩擦块与两个升降杆均固定连接；
所述锁定机构包括密封缸、活塞块、密封套管、输气管、气缸、固定板和定位孔，所述密封缸和密封套管均与其中一个升降杆同轴设置，所述密封缸的一端与主体的底部的内壁固定连接，所述密封缸的另一端与密封套管固定连接，所述活塞块设置在密封缸的内部，所述活塞块与密封缸滑动且密封连接，所述升降杆穿过密封套管，所述升降杆与密封套管滑动且密封连接，所述升降杆的远离连接轴承的一端与活塞块固定连接，所述固定板与密封盖垂直，所述固定板的一端与密封盖的靠近发电机的一侧固定连接，所述定位孔设置在固定板上，所述气缸的轴线与固定板垂直，所述气缸的缸体与主体的顶部的内壁固定连接，所述气缸的气杆的顶端穿过定位孔，所述气缸的缸体通过输气管与密封缸的靠近密封套管的一端连通。
作为优选，为了提高风力发电机的自动化程度，所述主体的内部设有PLC。
作为优选，为了检测风速，所述触发组件包括滑动套管、弹簧、两个转动杆、两个连接杆和两个重力块，所述驱动轴穿过滑动套管和弹簧，所述滑动套管与驱动轴滑动连接，所述驱动轴的中部通过弹簧与滑动套管固定连接，所述弹簧处于压缩状态，两个转动杆关于驱动轴对称设置，两个转动杆的一端均与驱动轴的中部铰接，两个转动杆的另一端均与重力块固定连接，两个转动杆的中部均通过连接杆与滑动套管铰接，所述连接轴承的内圈与滑动套管的外侧固定连接。
作为优选，为了提高密封缸与活塞块之间的密封性能，所述密封缸的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了降低主体发生漏水的几率，所述主体的顶部设有密封圈，所述主体通过密封圈与驱动轴密封连接。
作为优选，为了延长主体的使用寿命，所述主体上涂有防腐涂层。
作为优选，为了降低摩擦块发生打滑的几率，所述摩擦块上设有防滑纹。
作为优选，为了进一步降低摩擦块发生打滑的几率，所述摩擦块的制作材料为橡胶。
作为优选，为了提高滑动套管移动的顺畅度，所述驱动轴上设有润滑脂。
作为优选，为了降低滑动套管与驱动轴发生脱离的几率，所述驱动轴的远离风杯的一端上设有限位块。
本发明的有益效果是，该具有超速保护功能的安全型风力发电机中，通过减速机构可以控制传动轴的转速，降低了风力发电机发生超速的几率，降低了风力发电机的故障率，与现有减速机构相比，该减速机构通过纯机械结构支持运行，提高了该机构的可靠性，不仅如此，通过锁定机构可以将密封盖锁住，使操作人员在大风天气时无法到风力发电机外部进行检修，提高了风力发电机安全性，与现有锁定机构相比，该锁定机构通过减速机构提供动力，提高了该机构的节能性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有超速保护功能的安全型风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的具有超速保护功能的安全型风力发电机的减速机构的结构示意图；
图3是本发明的具有超速保护功能的安全型风力发电机的密封缸的剖视图；
图4是图1的A部放大图；
图中：1.扇叶，2.主体，3.风杯，4.检修管，5.密封盖，6.传动轴，7.发电机，8.输气管，9.转动杆，10.重力块，11.连接杆，12.滑动套管，13.连接轴承，14.升降杆，15.摩擦块，16.弹簧，17.驱动轴，18.密封套管，19.密封缸，20.活塞块，21.固定板，22.气缸，23.定位孔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有超速保护功能的安全型风力发电机，包括主体2、发电机7、传动轴6、检修管4、密封盖5和扇叶1，所述主体2的内部设有空腔，所述发电机7设置在主体2的内部，所述扇叶1设置在主体2的外部，所述发电机7通过传动轴6与扇叶1传动连接，所述检修管4安装在主体2的顶部，所述密封盖5覆盖在检修管4处，所述密封盖5与检修管4铰接，还包括减速机构和锁定机构，所述减速机构和锁定机构均设置在主体2的内部，所述锁定机构与密封盖5连接；
通过减速机构可以控制传动轴6的转速，降低了风力发电机发生超速的几率，降低了风力发电机的故障率，不仅如此，通过锁定机构可以将密封盖5锁住，使操作人员在大风天气时无法到风力发电机外部进行检修，提高了风力发电机安全性；
如图2所示，所述减速机构包括驱动轴17、风杯3、触发组件、连接轴承13、摩擦块15和两个升降杆14，所述驱动轴17与传动轴6垂直，所述驱动轴17上设有安装轴承，所述驱动轴17通过安装轴承与主体2的顶部连接，所述风杯3设置在主体2的外部，所述驱动轴17的一端与风杯3固定连接，所述触发组件设置在驱动轴17的另一端上，所述连接轴承13的内圈与触发组件连接，所述升降杆14与驱动轴17平行，两个升降杆14分别设置在传动轴6的两侧，两个升降杆14的一端均与连接轴承13的外圈固定连接，所述摩擦块15设置在传动轴6的远离驱动轴17的一侧，所述摩擦块15与两个升降杆14均固定连接；
通过风力驱动风杯3转动，在驱动轴17的传动作用下，当风力较大时，扇叶1驱动传动轴6加速转动，通过风杯3驱动触发组件运行，则通过触发组件驱动连接轴承13移动，进而通过升降杆14驱动摩擦块15向靠近传动轴6的方向移动，则通过摩擦块15与传动轴6之间的摩擦力的作用下，使传动轴6减速，则实现了对发电机7转速的限制，降低了风力发电机发生超速的几率，降低了风力发电机的故障率，通过触发组件使摩擦块15与传动轴6之间的压力与风杯3的转速成正比，进而使摩擦块15与传动轴6之间的摩擦力与风力的大小成正比，则提高了对传动轴6的转速控制的可靠性；
如图3-4所示，所述锁定机构包括密封缸19、活塞块20、密封套管18、输气管8、气缸22、固定板21和定位孔23，所述密封缸19和密封套管18均与其中一个升降杆14同轴设置，所述密封缸19的一端与主体2的底部的内壁固定连接，所述密封缸19的另一端与密封套管18固定连接，所述活塞块20设置在密封缸19的内部，所述活塞块20与密封缸19滑动且密封连接，所述升降杆14穿过密封套管18，所述升降杆14与密封套管18滑动且密封连接，所述升降杆14的远离连接轴承13的一端与活塞块20固定连接，所述固定板21与密封盖5垂直，所述固定板21的一端与密封盖5的靠近发电机7的一侧固定连接，所述定位孔23设置在固定板21上，所述气缸22的轴线与固定板21垂直，所述气缸22的缸体与主体2的顶部的内壁固定连接，所述气缸22的气杆的顶端穿过定位孔23，所述气缸22的缸体通过输气管8与密封缸19的靠近密封套管18的一端连通；
当风力较大时，升降杆14沿着密封套管18向上移动，则通过升降杆14驱动活塞块20向上移动，则通过活塞块20将密封缸19内部的空气通过输气管8送入气缸22的内部，则使气缸22的气杆插入定位孔23的内部，则实现了对固定板21的锁定功能，进而通过固定板21对密封盖5进行锁定，使密封盖5无法打开，使操作人员无法通过检修管4到主体2外部进行检修，提高了风力发电机的安全性，当风力减小时，则升降杆14下降，则使气缸22与固定板21分离，使密封盖5可以正常打开。
作为优选，为了提高风力发电机的自动化程度，所述主体2的内部设有PLC；
PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制，通过PLC控制风力发电机运行，提高了风力发电机的自动化程度。
如图2所示，所述触发组件包括滑动套管12、弹簧16、两个转动杆9、两个连接杆11和两个重力块10，所述驱动轴17穿过滑动套管12和弹簧16，所述滑动套管12与驱动轴17滑动连接，所述驱动轴17的中部通过弹簧16与滑动套管12固定连接，所述弹簧16处于压缩状态，两个转动杆9关于驱动轴17对称设置，两个转动杆9的一端均与驱动轴17的中部铰接，两个转动杆9的另一端均与重力块10固定连接，两个转动杆9的中部均通过连接杆11与滑动套管12铰接，所述连接轴承13的内圈与滑动套管12的外侧固定连接；
当风力较大时，在转动杆9的传动作用下，通过驱动轴17驱动重力块10转动，在重力块10的离心力的作用下，则通过重力块10驱动转动杆9向水平方向转动，则通过连接杆11驱动滑动套管12沿着驱动轴17上升，则通过连接轴承13驱动升降杆14上升，当风力较小时，重力块10的离心力减小，则通过弹簧16驱动滑动套管12沿着驱动轴17下降，则使升降杆14下降。
作为优选，为了提高密封缸19与活塞块20之间的密封性能，所述密封缸19的内壁上涂有密封脂；
通过密封脂减小了密封钢19与活塞块20之间的间隙，提高了密封缸19与活塞块20之间的密封性能。
作为优选，为了降低主体2发生漏水的几率，所述主体2的顶部设有密封圈，所述主体2通过密封圈与驱动轴17密封连接；
通过密封圈减小了主体2与驱动轴17之间的间隙，降低了主体2发生漏水的几率。
作为优选，为了延长主体2的使用寿命，所述主体2上涂有防腐涂层；
通过防腐涂层减缓了主体2被腐蚀的速度，延长了主体2的使用寿命。
作为优选，为了降低摩擦块15发生打滑的几率，所述摩擦块15上设有防滑纹；
通过防滑纹增大了摩擦块15与传动轴6之间的摩擦力，提高了摩擦块15对传动轴6的减速效果。
作为优选，为了进一步降低摩擦块15发生打滑的几率，所述摩擦块15的制作材料为橡胶；
由于橡胶具有较大的摩擦系数，增大了摩擦块15与传动轴6之间的摩擦力，进一步提高了摩擦块15对传动轴6的减速效果。
作为优选，为了提高滑动套管12移动的顺畅度，所述驱动轴17上设有润滑脂；
通过润滑脂减小了滑动套管12与驱动轴17之间的摩擦力，提高了滑动套管12移动的顺畅度。
作为优选，为了降低滑动套管12与驱动轴17发生脱离的几率，所述驱动轴17的远离风杯3的一端上设有限位块；
通过限位块的限位作用，降低了滑动套管12从驱动轴17上脱落的几率，提高了滑动套管12的稳定性。
通过风力驱动风杯3转动，在驱动轴17的传动作用下，当风力较大时，扇叶1驱动传动轴6加速转动，通过风杯3驱动触发组件运行，则通过触发组件驱动连接轴承13移动，进而通过升降杆14驱动摩擦块15向靠近传动轴6的方向移动，则通过摩擦块15与传动轴6之间的摩擦力的作用下，使传动轴6减速，则实现了对发电机7转速的限制，降低了风力发电机发生超速的几率，降低了风力发电机的故障率，当风力较大时，升降杆14沿着密封套管18向上移动，则通过升降杆14驱动活塞块20向上移动，则通过活塞块20将密封缸19内部的空气通过输气管8送入气缸22的内部，则使气缸22的气杆插入定位孔23的内部，则实现了对固定板21的锁定功能，进而通过固定板21对密封盖5进行锁定，使密封盖5无法打开，使操作人员无法通过检修管4到主体2外部进行检修，提高了风力发电机的安全性。
与现有技术相比，该具有超速保护功能的安全型风力发电机中，通过减速机构可以控制传动轴6的转速，降低了风力发电机发生超速的几率，降低了风力发电机的故障率，与现有减速机构相比，该减速机构通过纯机械结构支持运行，提高了该机构的可靠性，不仅如此，通过锁定机构可以将密封盖5锁住，使操作人员在大风天气时无法到风力发电机外部进行检修，提高了风力发电机安全性，与现有锁定机构相比，该锁定机构通过减速机构提供动力，提高了该机构的节能性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有超速保护功能的安全型风力发电机，包括主体（2）、发电机（7）、传动轴（6）、检修管（4）、密封盖（5）和扇叶（1），所述主体（2）的内部设有空腔，所述发电机（7）设置在主体（2）的内部，所述扇叶（1）设置在主体（2）的外部，所述发电机（7）通过传动轴（6）与扇叶（1）传动连接，所述检修管（4）安装在主体（2）的顶部，所述密封盖（5）覆盖在检修管（4）处，所述密封盖（5）与检修管（4）铰接，其特征在于，还包括减速机构和锁定机构，所述减速机构和锁定机构均设置在主体（2）的内部，所述锁定机构与密封盖（5）连接；
所述减速机构包括驱动轴（17）、风杯（3）、触发组件、连接轴承（13）、摩擦块（15）和两个升降杆（14），所述驱动轴（17）与传动轴（6）垂直，所述驱动轴（17）上设有安装轴承，所述驱动轴（17）通过安装轴承与主体（2）的顶部连接，所述风杯（3）设置在主体（2）的外部，所述驱动轴（17）的一端与风杯（3）固定连接，所述触发组件设置在驱动轴（17）的另一端上，所述连接轴承（13）的内圈与触发组件连接，所述升降杆（14）与驱动轴（17）平行，两个升降杆（14）分别设置在传动轴（6）的两侧，两个升降杆（14）的一端均与连接轴承（13）的外圈固定连接，所述摩擦块（15）设置在传动轴（6）的远离驱动轴（17）的一侧，所述摩擦块（15）与两个升降杆（14）均固定连接；
所述锁定机构包括密封缸（19）、活塞块（20）、密封套管（18）、输气管（8）、气缸（22）、固定板（21）和定位孔（23），所述密封缸（19）和密封套管（18）均与其中一个升降杆（14）同轴设置，所述密封缸（19）的一端与主体（2）的底部的内壁固定连接，所述密封缸（19）的另一端与密封套管（18）固定连接，所述活塞块（20）设置在密封缸（19）的内部，所述活塞块（20）与密封缸（19）滑动且密封连接，所述升降杆（14）穿过密封套管（18），所述升降杆（14）与密封套管（18）滑动且密封连接，所述升降杆（14）的远离连接轴承（13）的一端与活塞块（20）固定连接，所述固定板（21）与密封盖（5）垂直，所述固定板（21）的一端与密封盖（5）的靠近发电机（7）的一侧固定连接，所述定位孔（23）设置在固定板（21）上，所述气缸（22）的轴线与固定板（21）垂直，所述气缸（22）的缸体与主体（2）的顶部的内壁固定连接，所述气缸（22）的气杆的顶端穿过定位孔（23），所述气缸（22）的缸体通过输气管（8）与密封缸（19）的靠近密封套管（18）的一端连通。
2.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述主体（2）的内部设有PLC。
3.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述触发组件包括滑动套管（12）、弹簧（16）、两个转动杆（9）、两个连接杆（11）和两个重力块（10），所述驱动轴（17）穿过滑动套管（12）和弹簧（16），所述滑动套管（12）与驱动轴（17）滑动连接，所述驱动轴（17）的中部通过弹簧（16）与滑动套管（12）固定连接，所述弹簧（16）处于压缩状态，两个转动杆（9）关于驱动轴（17）对称设置，两个转动杆（9）的一端均与驱动轴（17）的中部铰接，两个转动杆（9）的另一端均与重力块（10）固定连接，两个转动杆（9）的中部均通过连接杆（11）与滑动套管（12）铰接，所述连接轴承（13）的内圈与滑动套管（12）的外侧固定连接。
4.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述密封缸（19）的内壁上涂有密封脂。
5.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述主体（2）的顶部设有密封圈，所述主体（2）通过密封圈与驱动轴（17）密封连接。
6.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述主体（2）上涂有防腐涂层。
7.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述摩擦块（15）上设有防滑纹。
8.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述摩擦块（15）的制作材料为橡胶。
9.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述驱动轴（17）上设有润滑脂。
10.如权利要求1所述的具有超速保护功能的安全型风力发电机，其特征在于，所述驱动轴（17）的远离风杯（3）的一端上设有限位块。
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