CN113464598A - 一种风机塔筒减震装置、风机塔筒及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于风力发电技术领域，公开了一种风机塔筒减震装置，包括设置在风机塔筒内的钢缆、导向机构、双向液压缸、液压缸、液压泵及发电机；双向液压缸设置在风机塔筒底部，包括缸体，设置在缸体两侧的活塞杆；两个活塞杆分别连接一根钢缆，钢缆的另一端通过导向机构后连接在风机塔筒顶部；双向液压缸的两个腔体上均设有进油口和出油口，进油口均与回油池连接，出油口均与液压缸的进油口连通；液压缸的出油口经液压泵与发电机连通。还公开了其工作方法，在降低塔筒震动的情况下，将振动能量转换为电能，实现能量的充分利用，该装置不仅可以解决风机塔筒震动问题，而且可以将风机塔筒震动能量回收用于发电。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风机塔筒减震装置、风机塔筒及其工作方法。
背景技术
在当前绿电技术中，风力发电是其中最重要的技术之一。随着风电行业的快速发展，大容量、大叶轮、高塔筒成为风电机组发展的主要方向。伴随风电发展的还有风机倒塔事故。这给风电运营商、风机制造商及相关各方造成重大经济损失，甚至严重的人身伤亡事故，严重影响行业健康发展。分析表明，塔筒震度是造成倒塔的重要原因之一。当前，大部分风机塔筒未安装塔筒减震装置，部分风机塔筒减震装置主要是将震动能量耗散掉，没有将震动能加以利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风机塔筒减震装置、风机塔筒及其工作方法，解决了塔筒震动问题的同时，实现了震动能的回收利用。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种风机塔筒减震装置，包括设置在风机塔筒内的钢缆、导向机构、双向液压缸、液压缸、液压泵及发电机；
双向液压缸设置在风机塔筒底部，包括缸体，设置在缸体两侧的活塞杆；
两个活塞杆分别连接一根钢缆，钢缆的另一端通过导向机构后连接在风机塔筒顶部；
双向液压缸的两个腔体上均设有进油口和出油口，进油口均与回油池连接，出油口均与液压缸的进油口连通；液压缸的出油口经液压泵与发电机连通。
进一步，在塔筒的内壁从上至下依次设有多个钢缆导引管，钢缆贯穿在钢缆导引管内。
进一步，双向液压缸的两个腔体上的进油口连接有第一单向阀，出油口连接有第二单向阀。
进一步，液压缸的出油口与液压泵之间设有第三单向阀。
进一步，液压泵和发电机通过联轴器连接，发电机的输出端通过变压器连接电网负载端。
进一步，液压缸包括缸体、设置在缸体内的弹簧和活塞，弹簧一端固定在缸体端壁上，另一端与活塞固定；设有弹簧的腔体内预注有液压油，另一腔体与双向液压缸的出油口连通。
进一步，导向机构采用滑轮。
进一步，滑轮通过支架安装在塔筒底部。
本发明还公开了一种风机塔筒，在风机塔筒内安装有多套所述的风机塔筒减震装置。
本发明还公开了所述风机塔筒减震装置的工作方法，包括以下过程：
当风机塔筒震动时，钢缆行程发生变化，钢缆拉动活塞动作，推动活塞杆运动，将双向液压缸中的液压油推入液压缸中，同时回油池给双向液压缸补充液压油；
双向液压缸中的液压油以冲击波的型式进入液压缸，液压缸中的弹簧为液压油提供恒定压力，使冲击油变成恒压油，为液压泵提供恒压、持续的液压油，驱动液压泵转动，液压泵带动发电机发电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种风机塔筒减震装置，包括设置在风机塔筒内的钢缆、导向机构、双向液压缸、液压缸、液压泵及发电机，钢缆一端连接在风机塔筒顶部，另一端通过导向机构后与双向液压缸的活塞杆连接，双向液压缸的两个腔体均与液压缸的进油口连通，液压缸的出油口经液压泵与发电机连通。当风机塔筒震动时，钢缆因塔筒弯曲而出现行程变化，拉动活塞运动，进而推动液压油进入液压缸，液压缸通过油路推动液压泵旋转，并带动发电机发电，发电机所发电量通过变压器变压后送出；当塔筒震动时，塔筒会产生弯曲，这就造成处于不同方位钢缆的长短会发生变化，塔筒震动力是非常大的，当钢缆长短发生变化时，会拉动双向液压缸活塞运动，基于液压油管相对较细，且液体有弹性，双向活塞杆在受力的情况下，只能缓慢运动，从而降低了塔筒的变形速度和变形程度，起到了减震目的。本发明在降低塔筒震动的情况下，将振动能量转换为电能，实现能量的充分利用，该装置不仅可以解决风机塔筒震动问题，而且可以将风机塔筒震动能量回收用于发电。
进一步，双向液压缸的两个腔体上的进油口连接有第一单向阀，出油口连接有第二单向阀，避免腔体中的油液进入回油池，保证在活塞杆运动时，挤出的油液全部进入液压缸，同时回油池中的油液会补充到双向液压缸的腔体中。
本发明还公开了一种风机塔筒，在风机塔筒内安装有多套所述的风机塔筒减震装置，可实现塔筒多方向减震。
本发明还公开了风机塔筒减震装置的工作方法，过程简单，将振动能量转换为电能，实现能量的充分利用，不仅解决了风机塔筒震动问题，还将风机塔筒震动能量回收用于发电。
附图说明
图1为本发明的一种风机塔筒减震装置塔筒的内部连接示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为钢缆导引管与钢缆连接处的局部放大结构示意图；
图4为本发明的一种风机塔筒减震装置塔筒能量转换原理图。
1为钢缆导引管，2为滑轮，3为支架，4为钢缆，5为双向液压缸，6为第一单向阀，7为回油池，8为第二单向阀，9为活塞，10为活塞杆，11为液压缸，12为第三单向阀，13为液压泵，14为联轴器，15为发电机，16为变压器。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1-4所示，本发明公开的一种风机塔筒减震装置，包括设置在风机塔筒内的钢缆4、导向机构、双向液压缸5、液压缸11、液压泵13及发电机15；双向液压缸5设置在风机塔筒底部，包括缸体，设置在缸体内的活塞9及连接在活塞9两侧的活塞杆10；两个活塞杆10分别连接一根钢缆4，钢缆4的另一端通过导向机构后连接在风机塔筒顶部；双向液压缸5的两个腔体上均设有进油口和出油口，进油口均与回油池7连接，出油口均与液压缸11的进油口连通，液压缸11的出油口经液压泵13与发电机15连通。
具体地，双向液压缸5包括缸体，设置在缸体内的活塞9及连接在活塞9两端的第一活塞杆10和第二活塞杆10；钢缆4设有两条，两条钢缆4的一端均连接在风机塔筒顶部，其中一条钢缆4的另一端通过导向机构后与第一活塞杆10连接；另一条钢缆4的另一端通过导向机构后与第二活塞杆10连接。
如图3所示，更优地，在塔筒的内壁从上至下依次设有多个钢缆导引管1，钢缆导引管1上开有用于贯穿钢缆4的通孔。
更优地，双向液压缸5的两个腔体上的进油口连接有第一单向阀6，出油口连接有第二单向阀8，避免腔体中的油液进入回油池7，保证在活塞杆10运动时，挤出的油液全部进入液压缸11，同时回油池7中的油液会补充到双向液压缸5的腔体中。
液压缸11的出油口与液压泵13之间设有第三单向阀12，避免油液回流。
具体地，液压泵13和发电机15通过联轴器14连接。
具体地，发电机15的输出端通过变压器16连接电网负载端，发电机15所发电量通过变压器16变压后送出。
具体地，导向机构采用滑轮2，滑轮2通过支架3安装在塔筒底部。
更优地，液压缸11包括缸体、设置在缸体内的弹簧和活塞9，弹簧一端固定在缸体端壁上，另一端与活塞9固定。此液压缸11无活塞杆10，弹簧固定，中间活塞9是可以运动的。设有弹簧的腔体内预注有液压油，将活塞9顶起，当塔筒震动时，液压油会以冲击波的型式进入液压缸11的另一腔体，液压缸11中的弹簧为液压油提供恒定压力，使冲击油变成恒压油，进而为液压泵13提供恒压、持续的液压油，驱动其转动。
本发明通过钢缆导引管1将塔筒震动变为钢缆4行程并传递到风机塔筒底部。钢缆4通过位于风机塔筒底部的导向滑轮2后连接固定于底部的双向液压缸5活塞杆10，液压缸11的另一端活塞杆10与对称的另一个设置相似的钢缆4相连。当风机塔筒震动时，钢缆4因塔筒弯曲而出现行程变化，拉动液压缸11活塞9运动，进而推动液压油进入液压缸11，液压缸11通过油路推动液压泵13旋转，并通过联轴器14与发电机15相连接，带动发电机15发电，发电机15所发电量通过变压器16变压后送出。
每个塔筒根据需要可安装多套本减震装置，实现塔筒多方向减震。
具体地，风机塔筒从上到下布置6-8根钢缆4，钢缆4通过数个焊接于塔筒上的钢缆导引管1拉到塔筒底部。当塔筒震动时，塔筒会产生弯曲，这就造成处于不同方位钢缆4的长短会发生变化。塔筒震动力是非常大的。当钢缆4长短发生变化时，会拉动双向液压缸5活塞9运动。基于液压油管相对较细，且液体有弹性，双向活塞杆10在受力的情况下，只能缓慢运动，从而降低了塔筒的变形速度和变形程度，起到了减震目的。
Claims (10)
1.一种风机塔筒减震装置，其特征在于，包括设置在风机塔筒内的钢缆(4)、导向机构、双向液压缸(5)、液压缸(11)、液压泵(13)及发电机(15)；
双向液压缸(5)设置在风机塔筒底部，包括缸体，设置在缸体两侧的活塞杆(10)；
两个活塞杆(10)分别连接一根钢缆(4)，钢缆(4)的另一端通过导向机构后连接在风机塔筒顶部；
双向液压缸(5)的两个腔体上均设有进油口和出油口，进油口均与回油池(7)连接，出油口均与液压缸(11)的进油口连通；液压缸(11)的出油口经液压泵(13)与发电机(15)连通。
2.根据权利要求1所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，在塔筒的内壁从上至下依次设有多个钢缆导引管(1)，钢缆(4)贯穿在钢缆导引管(1)内。
3.根据权利要求1所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，双向液压缸(5)的两个腔体上的进油口连接有第一单向阀(6)，出油口连接有第二单向阀(8)。
4.根据权利要求1所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，液压缸(11)的出油口与液压泵(13)之间设有第三单向阀(12)。
5.根据权利要求1所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，液压泵(13)和发电机(15)通过联轴器(14)连接，发电机(15)的输出端通过变压器(16)连接电网负载端。
6.根据权利要求1所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，液压缸(11)包括缸体、设置在缸体内的弹簧和活塞，弹簧一端固定在缸体端壁上，另一端与活塞固定；设有弹簧的腔体内预注有液压油，另一腔体与双向液压缸(5)的出油口连通。
7.根据权利要求1所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，导向机构采用滑轮(2)。
8.根据权利要求7所述的一种风机塔筒减震装置，其特征在于，滑轮(2)通过支架(3)安装在塔筒底部。
9.一种风机塔筒，其特征在于，在风机塔筒内安装有多套权利要求1～8任意一项所述的风机塔筒减震装置。
10.权利要求1～8任意一项所述风机塔筒减震装置的工作方法，其特征在于，包括以下过程：
当风机塔筒震动时，钢缆(4)行程发生变化，钢缆(4)拉动活塞(9)动作，推动活塞杆(10)运动，将双向液压缸(5)中的液压油推入液压缸(11)中，同时回油池(7)给双向液压缸(5)补充液压油；
双向液压缸(5)中的液压油以冲击波的型式进入液压缸(11)，液压缸(11)中的弹簧为液压油提供恒定压力，使冲击油变成恒压油，为液压泵(13)提供恒压、持续的液压油，驱动液压泵(13)转动，液压泵(13)带动发电机(15)发电。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202110859995.7A CN113464598A (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 一种风机塔筒减震装置、风机塔筒及其工作方法 |
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| CN202110859995.7A CN113464598A (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 一种风机塔筒减震装置、风机塔筒及其工作方法 |
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| CN (1) | CN113464598A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115596800A (zh) * | 2022-10-08 | 2023-01-13 | 华北电力大学（Cn） | 一种漂浮式风机减振装置及实现方法 |
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2021
- 2021-07-28 CN CN202110859995.7A patent/CN113464598A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115596800A (zh) * | 2022-10-08 | 2023-01-13 | 华北电力大学（Cn） | 一种漂浮式风机减振装置及实现方法 |
| CN115596800B (zh) * | 2022-10-08 | 2024-02-02 | 华北电力大学 | 一种漂浮式风机减振装置及实现方法 |
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