CN1926337B - 可变排量油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有流体排量装置的风轮机，以用于确保在转子的主轴和来自风轮机变速箱的驱动轴的一定的减小的转速下获得一定的增加的泵送排量。本发明还涉及一种具有流体排量装置的风轮机，以用于确保在转子的主轴和来自风轮机变速箱的驱动轴的一定的增加的转速下获得一定的增加的泵送排量。该装置可以是机械的、液压的、气动的或电的。另外，本发明涉及一种用于操作具有这种流体排量装置的风轮机的方法。

Description

可变排量油泵

技术领域

本发明涉及一种具有驱动轴的流体容积式泵，并且所述泵具有位于至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置。本发明还涉及一种流体供应系统，该系统包括第一泵的流体入口和流体出口，以及第二泵的流体入口和流体出口。此外，本发明涉及一种具有包括流体容积式泵的流体供应系统的风轮机。本发明还涉及一种控制风轮机的流体供应系统内的流体压力的方法。

背景技术

机械设备例如变速箱、轴承或内燃机的润滑和冷却通常通过以下原理中的任何一个实现：

具有恒定几何容积的油泵被速度恒定或可变的电动马达驱动，近年来也被可以连续改变泵速和从而改变油流量的频率受控马达驱动。只要有可用的电源，这种设置就可以由外部控制器根据瞬时需求连续调节流量。在失去外部能源的情况下，油流动停止，并且不能确保设备安全停转。

具有恒定几何容积的油泵被设备的轴例如变速箱的动力输出(PTO)轴驱动。从而，油流量直接取决于驱动轴的速度，并且不能根据瞬时需求调节。这是其中PTO-轴的速度改变的应用场合中的一个显著缺陷。在最低操作速度下获得足够的供油需要选择很大的泵，该油泵在高速范围内会提供过多的油。过量的油需要通过旁路废弃，这会增加系统的复杂性。

另外，过多的循环会使油劣化，导致过早老化，并且通常需要增加油量。与电驱动泵相比，这种轴驱动泵即使在外部电源停止的情况下仍可安全停转。因为不需要额外的功率传输，所以效率通常较高。

使轴驱动泵和电泵的优点相结合的常见方案是安装两个独立的系统，其中轴驱动泵负责在外部电源不可用时提供足够的供应，而电泵或这两个泵——即还并行地包括轴驱动泵——在正常操作时供油。两个独立的系统是成本更高和更复杂的系统。

其中油泵的几何容积变化的轴驱动泵为独立于设备的速度获得改变的油量提供了第三种可能。这种技术通常用于汽车系统和液压应用场合，但是对于大的油流量或者对于通常用于工业应用的高粘度的流体存在技术限制，这是因为这些泵的设计的抽吸能力有限。

发明内容

根据本发明的一个方面的目标是，使轴驱动流体泵例如油泵在安全停转方面的优点和电驱动泵的可变流量特性相结合，以用于大流体流量和高粘度的润滑系统。

根据本发明的第二方面的目标是，使轴驱动燃料泵例如油泵在安全启动方面的优点和电驱动泵的可变流量特性相结合，以用于大流体流量和高粘度的润滑系统。

根据本发明的第一方面的目标可通过在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间具有联接装置的泵实现。所述至少第一和第二泵送部件在驱动轴的一定的减小的转速下总体上具有一定的增加的泵送排量。

尽管转子的转速经常十分受限，但是通过在驱动轴的一定的减小的转速下提供增加的泵送排量，仍将对所选择的机械部件例如风轮机的变速箱——所述部件在风轮机空转期间处于受限运动状态——提供好得多的润滑。

根据本发明的第二方面的目标可通过具有驱动轴的泵实现，所述泵在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间具有联接装置，所述至少第一和第二泵送部件在驱动轴的一定的增加的转速下总体上具有一定的增加的泵送排量。

通过在驱动轴的一定的增加的转速下提供增加的泵送排量，可以在紧急情况下对具有不同机械部件——例如变速箱的齿轮——的风轮机提供好得多的润滑，这些机械部件在紧急情况下处于非常快的运动状态。

根据本发明的一个可能的实施例，所述驱动轴构成

-用于通过驱动该驱动轴的驱动装置驱动至少第一旋转泵送部件和至少第二旋转泵送部件的共用驱动轴，以及

-所述泵还具有位于至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的机械联接装置。

通过使驱动轴驱动至少两个泵送部件，并且通过提供机械联接装置，可在必要时断开和联接其中一个泵送部件。可选择地或另外地，可通过调节在两个泵送部件之间的机械联接装置的传递比来无限地或逐步地调节其中一个泵送部件的泵送排量。

系统具有多个设置在相同驱动轴上并且通过联接装置联接在一起的单独的泵，该联接装置将驱动轴的所有扭矩或者驱动轴的有限数量的扭矩传递给一个或多个泵。在所有扭矩被传递给所有泵的情况下，该装置被结合在能够以选定的和受控的方式分配液压流体的系统中。

在一个可选的实施例中，机械联接装置通过构成第一泵送部件的输出轴和第二泵送部件的输入轴的单个轴提供，由此所述单个轴共用于两个泵送部件。此实施例没有用于联接和断开一个泵送部件的装置以及用于无限地或逐步地调节传递比的装置。但是，在驱动轴的转速减小或增加时，通过选择具有不同的流体排量并且具有不同的流量增量变化的不同的泵送部件，仍可实现本发明的目标。

根据本发明的一个可能的实施例，所述驱动轴包括

-驱动轴，该驱动轴用于通过驱动该驱动轴的主驱动装置来驱动至少第二旋转泵送部件(2)，并且所述泵具有

-输出轴，该输出轴用于通过驱动该输出轴的次驱动装置来驱动至少第一旋转泵送部件，

-所述泵还具有位于至少第二泵送部件和驱动该输出轴的驱动装置之间的液压联接装置。

通过提供液压联接装置，可以更好地调节流体供应系统的流体排量。另外，可避免机械联接装置的可能的缺陷例如磨损和扭矩比的缓慢改变。此外，机械泵送部件和电控制的泵的优点可通过使用液压联接装置实现。

在液压联接装置的一个优选实施例中，

-液压联接装置通过构成第二泵送部件的输出口的液压出口提供，以及

-一液压入口构成用于驱动该第一泵送部件的液压马达的输入口，以及

-该液压马达包括用于驱动该至少第一旋转泵送部件的输入轴的输出轴，由此所述输出轴和所述输入轴共用于该液压马达和至少第一泵送部件。

液压马达的输出轴和第一泵送部件的输入轴是共用的这一设置使得根本没有使用机械联接装置，从而可利用液压进行所有的扭矩传递。

在遵循液压联接装置的发明思想的一个可选的实施例中，相反，这种泵在至少第一泵送部件和驱动输出轴的次驱动装置之间具有气动联接装置，或者可选择地，所述泵在至少第一泵送部件和驱动输出轴的次驱动装置之间具有电联接装置。

气动联接装置和电联接装置将扭矩分别从气动马达和电动马达传递给第一泵送部件的能力有限，但是气动联接装置和电联接装置的优点是，如果扭矩传递“介质”发生泄漏，则它们是比液压更“干净”的传递装置。在电联接装置的情况下，调节速度通常比液压和气动联接装置快。

不管联接装置是机械的、液压的、气动的、电的，或者是这些联接装置中的两个或多个的组合，该联接装置一定是能够独立于驱动轴的转速的任何变化而无限可变地调节第二泵送部件的转速的联接装置，或者能够独立于驱动轴的转速的任何变化而逐步调节第二泵送部件的转速的联接装置。

可以设想将无限调节和逐步调节相结合，当驱动轴的转速处于一定的减小的水平时——例如在风轮机空转期间——可进行无限调节，而当驱动轴的转速处于一定的增加的水平时——例如在风轮机操作期间的可能的紧急情况下——可进行逐步调节。

优选地，用于驱动该驱动轴的驱动装置是机械驱动装置例如变速箱的输出轴。但是，可以使用用于驱动该驱动轴的其它驱动装置，例如电驱动装置如电动马达，或液压驱动装置如液压马达，或风轮机的转子的主轴。在风轮机空转期间，来自电网的电能和来自风轮机转子的机械能都可以使用。在紧急情况下，来自电网的电能通常不可用。因此，电驱动装置不是紧急情况下的最优装置。必须准备备用电池或从发电机获取电能。

在一个可能的实施例中，至少第一泵送部件和至少第二泵送部件能够独立于第一和第二泵送部件的旋转方向泵送流体。如果可能，泵送部件的优选的单向旋转方向将使得可以使用专用于单向旋转的泵轮，从而可具有更高的泵送效率。

机械联接装置可以是周转轮系三路差速器，其中一个轴连接到第一泵送部件的输出驱动轴，一个轴连接到第二泵送部件的输入驱动轴，并且第三轴连接到变速马达例如电动马达或液压马达。这种周转轮系三路差速器是对联接装置实现无限调节的很好的可靠的机械装置。机械联接装置还可包括从第一泵送部件的输出驱动轴到第二泵送部件的输入驱动轴的静液压传动装置。静液压联接装置的优点是，在不同于正常操作情况的情况下仍可减少乃至消除操作问题，例如在轻风状态或在电力故障期间仍保持对轴承等的充分润滑。

该目标还可这样实现：第一泵的流体出口仅通向主流体管道，而第二泵的流体出口通向流体系统的主流体管道和分支流体管道两者来实现，所述分支流体管道具有控制阀，以用于相对于流体向主流体管道的流动来控制流体通过该分支流体管道的流动。这种具有控制阀的分支流体管道是用于实现对联接装置的无限调节的很好的可靠的液压或气动装置。分支流体管道将通向以下流体元件之一：第一泵的入口，贮液器以及第二泵的入口。

附图说明

下文将参照附图说明本发明。

图1示出根据本发明的流体容积式泵和根据本发明的流体供应系统的第一个可能的实施例，

图2示出根据本发明的流体容积式泵和根据本发明的流体供应系统的第二个可能的实施例，

图3-12示出用于控制根据本发明的流体容积式泵的各种控制方法的简图，以及

图13示出流体容积式泵的驱动轴的转速与流体容积式泵的流体排量之间的一种可能的关系的简图。

具体实施方式

图1示出包括驱动轴3的流体容积式泵，该驱动轴可以是能量转换设备例如风轮机的传动系统的动力输出装置。该驱动轴用于驱动第一泵1和第二泵2。

在所示实施例中，第一泵是单独的泵送部件，而第二泵也是单独的泵送部件。在一个可选实施例中，第一泵送部件和第二泵送部件可以是可被包含在一个壳体内的或至少形成一个单元的共用的流体容积式泵的一部分。

驱动轴3用于同时驱动第一泵1和第二泵2。第一泵的输出轴4通过纯机械的或液压机械的或气动机械的联接装置5联接到第二泵的输入轴6。联接装置5可将第一泵的输出轴4的所有扭矩传递给第二泵的输入轴6，或者联接装置5可仅传递一部分扭矩。联接装置5可设定为具有固定的扭矩传递比率，或者联接装置5可被调节以选择和控制所传递扭矩的比率。在一个可选实施例中，联接设置5是固定的，并且联接装置5由与第二泵2的输入轴6相同的第一泵1的输出轴4提供，即，两个泵1、2共用单独一个轴。

流体供应系统包括分别向第一泵1和第二泵2的相应的第一入口8和相应的第二入口9提供流体的贮液器7。在所示实施例中，贮液器7是第一泵1和第二泵2共用的贮液器。可选择地，可提供更多的贮液器，以便为流体供应系统的泵1、2中的每一个提供一个贮液器。另外，在所示实施例中，泵1、2中的每一个具有从贮液器7直接通到泵1、2的相应入口8、9。可选择的，泵1、2中的每一个可具有相应的入口8、9，这些入口设置成平行入口，但是从单个共用管道(未示出)分叉，所述单个共用入口从贮液器7通到分支的入口8、9中的每一个。

第一泵1和第二泵2分别具有相应的第一出口10和相应的第二出口11。第一泵1的第一出口10经由第一流体管道12直接通到主流体管道13，并进一步通到齿轮机构(未示出)或其它要被润滑的机械机构。第一流体管道12可具有配备用于冷却第一出口10的流体的全部或一部分的冷却单元(未示出)的平行流体管道(未示出)。另外，第一出口10具有在第一流体管道12中的流体的一定高压下打开的止回阀14。第二泵2的第二出口11经由第二流体管道15通到主流体管道13并且进一步通到齿轮机构(未示出)或其它机械机构。第二流体管道15可具有配备用于冷却第二出口11的流体的全部或一部分的冷却单元(未示出)的平行流体管道(未示出)。第二流体管道15具有在第二流体管道15中的流体的一定高压下打开的止回阀16。

第二泵的第二出口11还通到分支流体管道17，所述分支流体管道17通到第一泵1的第一入口8。分支流体管道17具有控制阀18。该控制阀可调节并且可被自动控制或人工控制以便在主流体管道13中的流体的一定低压下打开。主管道13中的一定低压可通过监控主流体管道13中的流体压力而被直接监控。可选择地，主流体管道13中的一定低压可被如下间接地监控：即，通过监控第一流体管道12和第二流体管道15中的流体压力、并将这些管道12、15中的每一个管道内的压力相加以获得主流体管道13中的压力。

第二泵2用于在如下情况下增加流到齿轮机构或其它机械机构的流体的量：即，其中驱动轴3的转速减小到一定的低水平或者增加到一定的高水平。这种情况可以是驱动轴3的转速相对于驱动轴在齿轮机构或其它机械机构的正常操作期间的正常转速减小或增加。在正常转速期间，主流体管道13内的流体压力足以提供这样的润滑作用，即确保被润滑的齿轮机构(未示出)或其它机械装置不会由于对机构的不充分润滑而过度磨损。

在正常操作条件下，来自第二泵2的出口11的流体被引导到分支流体管道17内、穿过控制阀18并被引导到第一泵1的入口8。该控制阀允许分支管道17内的流体由于如下事实而通过控制阀18，即，主流体管道13内的流体压力被监控并被确定为足够高以用于机构的润滑。因此，来自第二泵2的流体加入流向第一泵1的流体。

作为提供控制阀18的替代方案或者除了提供控制阀18之外，位于第一泵的输出轴4和第二泵的输入轴6之间的联接装置5可被调节，以便调节从第一泵的输出轴传递给第二泵的输入轴的扭矩。因此，可调节从第二泵沿分支流体管道17泵送到第一泵的入口的流体的量。因此，可省略控制阀，但是也可保留控制阀以便更好地控制泵送系统。

在驱动轴3的转速减小或增加期间，控制阀18关闭或者流体仅以减小的流量通过控制阀18。从而，来自第二泵2的出口11的流体的压力增加，该流体经由止回阀16流过第二流体管道15并流到主流体管道13。

在驱动轴3的转速减小期间，第一泵仍将流体从第一出口8泵送到主流体管道13，但是由于驱动轴3的转速减小，所以仅数量有限的流体被第一泵泵送到主流体管道13，即流体排量减小。但是，由于第二泵也将流体泵送到主流体管道13，所以在驱动轴的转速减小期间，被泵送到主流体管道13的流体的总量即总流体排量仍足以润滑齿轮机构。

在驱动轴3的转速增加期间，第一泵将流体从第一出口8泵送到主流体管道13，但是尽管驱动轴3的转速增加，仍只有数量有限的、并非足够的流体被第一泵泵送到主流体管道13，即流体排量太低。但是，由于第二泵也将流体泵送到主流体管道13，所以在驱动轴的转速增加但仍受限期间，被泵送到主流体管道13的流体的总量即总流体排量仍足以润滑齿轮机构。

作为补充或替代方案，第二泵2的泵送排量可由位于第一泵1的输出轴4和第二泵2的输入轴6之间的联接装置5控制。因此，利用联接装置5对第二泵2的泵送排量的控制可与上文所述以及附图中所示的流体系统一起使用。

可选择地，利用联接装置5对第二泵2的泵送排量的控制可与上文所述以及附图中所示的流体系统一起使用，但是，不具有所述和所示的分支流体管道17以及控制阀18，并且可能也不具有第二流体管道的止回阀16。

在第二泵2的泵送排量也被或仅被联接装置5控制的情况下，可使用不同类型的联接装置5。联接装置5可以是能够独立于驱动轴3的转速的任何变化而无限可变地调节第二泵2的输入轴6的转速的联接装置。联接装置5还可以是能够独立于驱动轴3的转速的任何变化逐步调节第二泵2的输入轴6的转速的联接装置。

驱动该驱动轴3的驱动装置(未示出)可以是电驱动装置例如电动马达，或机械驱动装置例如变速箱的输出轴，或液压驱动装置例如液压马达。

图1中所示的联接装置5可包括周转轮系三路差速器，其中一个轴连接到第一泵送部件的输出驱动轴，一个轴连接到第二泵送部件的输入驱动轴，而第三轴连接到变速马达例如电动马达或液压马达。

该联接装置可包括从第一泵的输出驱动轴到第二泵的输入驱动轴的静液压传动装置，或从第一泵的输出驱动轴到第二泵的输入驱动轴的液力传动装置，或从第一泵的输出驱动轴到第二泵的输入驱动轴的机械联接装置、粘力联接装置(viscous coupling)或电联接装置或电-机械联接装置。此外，该联接装置可基于电技术原理例如电磁传输或Eddie电流。

图2示出也包括驱动轴3的流体容积式泵，该驱动轴可以是能量转换设备例如风轮机的传动系统的动力输出装置。驱动轴3用于驱动泵2。纯液压联接装置5由闭环流体管道构成，该流体管道从泵2的流体出口11通到液压马达20的流体入口21并从液压马达20的流体出口22通到泵2的流体入口9。

闭环液压联接装置5具有控制阀23。控制阀23可调节，并且可被自动或人工控制以调节闭环液压联接装置内的在液压马达20的流体入口21之前的位置处的流体的压力。闭环液压联接装置5内的压力可在沿闭环液压联接装置5的任何位置处被监控。可选择地，对控制阀23的调节可通过监控用于在闭环液压联接装置20内建立压力的流体供应系统的主流体管道13内的压力来实现。

液压马达20的输出轴24通过纯机械的或液压机械的或气压机械的联接装置25联接到第一泵1的输入轴26。联接装置25可将液压马达20的输出轴24的所有扭矩传递给第一泵1的输入轴26，或者联接装置25可仅传递部分扭矩。该联接装置可设定为具有固定的扭矩传递比率，或者该联接装置可被调节以便选择和控制所传递扭矩的比率。在一个可选实施例中，联接装置25是固定的，并且联接装置25由与第一泵1的输入轴26相同的液压马达20的输出轴24提供，即，液压马达20和第一泵1共用单独一个轴。

在所示实施例中，第一泵是单独的泵送部件，第二泵也是单独的泵送部件。在一个可选实施例中，第一泵送部件和第二泵送部件可以是可被容纳在一个壳体内或至少形成一个单元的共用的流体容积式泵的一部分。

流体供应系统包括向第一泵1的单个第一入口8供应流体的贮液器7。在所示实施例中，第一泵1浸没在贮液器7的流体内，从而确保第一泵在所有情况下总能被供给液压润滑剂流体。第一泵1的这种布置需要在联接装置25通过贮液器7的边界时，对联接装置25在液压马达20和第一泵1之间的位置处流体密封。

可选择地，液压马达20也可浸没在贮液器7的流体内，从而不需要对联接装置25在液压马达20和第一泵1之间流体密封。可选择地，第一泵1可放置在贮液器的流体外部，例如图1所示，并且液压马达20也放置在贮液器7的流体外部，例如图2所示。

第一泵具有单个第一出口10。第一泵1的第一出口经由第一流体管道12直接通到主流体供应管道13并进一步通到齿轮机构(未示出)或要被润滑的其它机械机构。在所示实施例中，第一供应管道12和主流体供应管道13实际上没有分成两个管道，而是同一个管道。

在驱动轴3的转速减小期间，第一泵仍将流体从第一出口8泵送到主流体管道13，但是由于驱动轴3的转速减小，所以仅数量有限的流体被第一泵泵送到主流体管道13，即流体排量减小。但是，由于泵2仍操作并且由于液压马达可调节，所以可增加第一泵的泵送排量以便将更多流体泵送到主流体管道13。因此，在驱动轴的转速减小期间，被泵送到主流体管道13的流体的总量即总流体排量仍可保持足以润滑齿轮机构。

在驱动轴3的转速增加期间，第一泵将流体从第一出口8泵送到主流体管道13，但是尽管驱动轴3的转速增加，仍只有数量有限的、并非足够的流体被第一泵泵送到主流体管道13，即流体排量太低。但是，由于泵2也操作并且由于液压马达可调节，所以可增加第一泵1的泵送排量以便将更多流体泵送到主流体管道13。因此，在驱动轴的转速增加但仍受限的期间，被泵送到主流体管道13的流体的总量即总流体排量仍可增加到足以润滑齿轮机构。

在所示实施例中，在第一出口10和流体管道12之间设置有平行流体管道。其中四个平行管道配备有过滤器27，并且其中一个平行管道配备有止回阀14。具有过滤器的管道的数量可以不是四个，例如更多或更少，并且具有止回阀的管道的数量可多于一个。

在正常操作期间，来自第一泵1的流体直接通过所有过滤器27。如果一个、多个或全部过滤器27因某种原因而阻塞流体从出口10向第一流体管道12的流动，则止回阀14将打开，确保对齿轮机构或要被润滑的其它机构进行充分润滑，但这是由来自贮液器7的未被过滤的流体进行的。

在所示实施例中，在第一出口10和流体管道12之间设有冷却单元28，以用于冷却第一出口10的流体的全部或一部分。作为在流体管道12中设置冷却单元28的替代方案，可在其中还设有过滤器27的平行管道中设置一个或多个冷却单元。因此，可在多于一个管道中实现过滤和冷却两者。如果其中一个平行管道中的一个冷却单元发生故障，则设在其它平行管道中的其它冷却单元仍可用于冷却流体。

根据本发明的流体容积式泵可包括用于改变所述联接装置5的扭矩比的自动致动器。该自动致动器可以是连接到控制系统的机械装置、电气装置或液压装置。可根据供油系统的任何参数，例如根据至少两个泵1、2的出口10、11中的至少一个的压力对自动致动器进行闭环控制。自动致动器可由外部控制系统根据一个或多个参数控制，该参数描述流体供应系统的性能、或者齿轮机构或要被润滑的其它机构的性能，乃至流体供应系统和该机构作为其一部分的整个设备的性能。可以故障保护模式控制自动致动器，从而在系统发生故障时获得规定的流量，例如确保在外部电源断电的情况下设备安全停转。

在图2所示的实施例中，所述第二泵送部件2是向液压马达20提供液压的液压泵。但是，第二泵送部件2还可以是向气动马达提供气压的气压泵。基本原理与使用液压泵和液压马达时相同，只是联接装置具有气压性质而不是液压性质。当第二泵送部件是液压泵时，用于向液压泵提供液压流体的贮液器的出口优选地设置在该液压泵的入口上方的水平位置，从而确保总是能够向液压泵供应液压泵送流体。

可选择地，第二泵送部件2可用电能产生元件例如发电机代替，该发电机在流体供应系统内的位置与图2所示的第二泵2相同，并用于向电动马达20供电，该电动马达在流体供应系统内的位置与图2所示的液压马达相同。基本原理与使用液压泵和液压马达时相同，只是联接装置具有电性质而不是液压性质。

图3-12是控制流体容积式泵的各种模式的简图。图3-12所示的各种模式都是基于如下事实：即，在齿轮传动泵即第一泵送部件和用于润滑轴承等的流体泵即第二泵送部件之间的联接装置是液压的。

在所有图中，在图的顶部示出至少一个液压泵30，所述泵通过液压泵的输入轴31被驱动，所述输入轴由变速箱的齿轮轴驱动，并且在图的底部还示出至少一个液压马达32，所述泵用于通过液压马达的输出轴33驱动齿轮泵(未示出)的输入轴。

图3示出液压泵30是单向(uni-directional)的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从如图所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两者泵送流体。但是，对应的液压马达32是固定方向(one-directional)的马达，即只有当流体被泵送到如图所示位于液压马达右侧的入口时才能够操作。液压马达具有可变控制装置34，所述装置使得能够改变液压马达的输出轴的转速。在所示实施例中，该可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。

如果流体被液压泵从如图所示的左侧泵送，则流体被泵送到单向阀36，该单向阀的开启压力小于系统的其它阀38、39。然后流体被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀37，该回流阀的开启压力也小于其它阀38、39。因此，如果从液压泵的左侧泵送流体，则驱动扭矩将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

如果流体被液压泵从如图所示的右侧泵送，则流体被泵送到单向阀38，该单向阀的开启压力大于系统的其它阀36、37。然后流体也被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体也使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀39，该回流阀的开启压力也大于其它阀36、37。因此，如果从液压泵的右侧泵送流体，则驱动扭矩也将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

设置分别具有增大和减小的开启压力的回流阀的原因是基于液压泵的输入轴的旋转方向。液压泵的输入轴的旋转方向取决于风轮机的转子(未示出)的旋转方向。在具有开启压力增大的回流阀和开启压力减小的回流阀两者的液压整流器内的回流阀的可能的特征应用于下文结合液压整流器进行说明的所有实施例。液压整流器在下文说明。

如果液压泵从液压泵的左侧泵送流体，则输入轴的旋转方向对应于风轮机的转子的反向旋转方向。转子的反向旋转方向可以是轻风条件下的情况，其中突然的阵风会使转子沿转子的预期旋转方向的反向旋转。在轻风条件下，液压泵的流体排量将减小，从而需要开启压力减小的回流阀以使流体流到液压马达。在与轻风条件相反即在正常风条件或强风条件下，转子的旋转方向将总是转子的预期旋转方向，并且将总是从液压泵的右侧提供流体。在正常风和强风条件下，液压泵的流体排量将增加并且是足够的，从而可使用开启压力增加的回流阀以使流体流到液压马达。但是，在一个可选实施例中，所有回流阀36-39的开启压力可以相同。

图4示出液压泵30是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从如图所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。液压泵具有可变控制装置34，所述装置使得能够改变液压泵的流体排量。在所示实施例中，该可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。但是，对应的液压马达32是固定方向马达，即，只有当流体被泵送到如图所示位于液压马达右侧的入口时才能够操作。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧泵送，则流体被泵送到单向阀36，该单向阀的开启压力小于系统的其它阀38、39。然后流体被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀37，该回流阀的开启压力也小于其它阀38、39。因此，如果从液压泵的左侧泵送流体，则驱动扭矩将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

如果流体被液压泵从图中所示的右侧泵送，则流体被泵送到单向阀38，该单向阀的开启压力大于系统的其它阀36、37。然后流体也被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体也使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀39，该回流阀的开启压力也大于其它阀36、37。因此，如果从液压泵的右侧泵送流体，则驱动扭矩也将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

图5示出液压泵是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从图中所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。该液压泵具有可变控制装置34，所述装置使得能够改变液压泵的流体排量。在所示实施例中，该可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。对应的液压马达也是单向的，即，不管在图中所示的液压马达的“位于左侧的”入口还是“位于右侧的”入口提供流体，该液压马达均能够向输出轴施加驱动扭矩。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧或右侧泵送，则流体被直接泵送到液压马达的左侧或右侧，液压马达的左侧和右侧均具有入口。因此，被泵送到液压马达的左侧或右侧的流体使得液压马达能够操作，并且驱动扭矩被从液压马达的输出轴传递到齿轮泵(未示出)。

图6示出液压泵是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从图中所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。对应的液压马达也是单向的，即，不管在图中所示的液压马达的“位于左侧的”入口还是“位于右侧的”入口提供流体，该液压马达均能够向输出轴施加驱动扭矩。液压马达具有可变控制装置34，所述装置使得能够改变液压马达的输出轴的转速。在所示实施例中，可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧或右侧泵送，则流体被直接泵送到液压马达的左侧或右侧，液压马达的左侧和右侧均具有入口。因此，被泵送到液压马达的左侧或右侧的流体使得液压马达能够操作，并且驱动扭矩被从液压马达的输出轴传递到齿轮泵(未示出)。

图7示出液压泵是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从图中所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。对应的液压马达也是单向的，即，不管在图中所示的液压马达的“位于左侧的”入口还是“位于右侧的”入口提供流体，该液压马达均能够向输出轴施加驱动扭矩。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧或右侧泵送，则流体被直接泵送到液压马达的左侧或右侧，液压马达的左侧和右侧均具有入口。因此，被泵送到液压马达的左侧或右侧的流体使得液压马达能够操作，并且驱动扭矩被从液压马达的输出轴传递到齿轮泵(未示出)。

图8示出液压泵是固定方向泵，即只有当输入轴沿一个方向旋转并且流体从位于图中所示的液压泵左侧的入口被泵送时，才能够操作。该液压泵具有可变控制装置34，所述装置使得能够改变液压泵的流体排量。在所示实施例中，该可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。对应的液压马达也是固定方向的，即，只有当流体被泵送到图中所示的位于液压马达左侧的入口时才能够操作。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧泵送，则流体被直接泵送到液压马达的左侧。因此，被泵送到液压马达左侧的流体使得液压马达能够操作，并且驱动扭矩被从液压马达的输出轴传递到齿轮泵(未示出)。

图9示出液压泵是固定方向泵，即，只有当输入轴沿一个方向旋转并且流体从位于图中所示的液压泵的左侧的入口被泵送时，才能够操作。对应的液压马达也是固定方向的，即，只有当流体被泵送到位于图中所示的液压马达左侧的入口时才能够操作。该液压马达具有可变控制装置34，所述装置使得能够改变液压马达的输出轴的转速。在所示实施例中，可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。图9构成一种最佳的操作模式。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧泵送，则流体被直接泵送到液压马达的左侧。因此，被泵送到液压马达的左侧的流体使液压马达能够操作，并且驱动扭矩被从液压马达的输出轴传递到齿轮泵(未示出)。

图10示出液压泵是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从图中所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。但是对应的液压马达是固定方向的马达，即，只有当流体被泵送到位于图中所示的液压马达左侧的入口时才能够操作。在液压马达的入口和液压马达的出口之间设置有旁通管道40。所述旁通管道具有可变阀41和用于控制该可变阀的可变控制装置42，所述阀和所述装置使得可以改变被传送到液压马达入口的流体的排量，而与从液压泵的哪一个出口提供排量无关。在所示实施例中，可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧泵送，则流体被泵送到单向阀36，该单向阀的开启压力小于系统的其它阀38、39。然后流体被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀37，该回流阀的开启压力也小于其它阀38、39。因此，如果从液压泵的左侧泵送流体，则驱动扭矩将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

如果流体被液压泵从图中所示的右侧泵送，则流体被泵送到单向阀38，该单向阀的开启压力大于系统的其它阀36、37。然后流体也被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体也使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀39，该回流阀的开启压力也大于其它阀36、37。因此，如果从液压泵的右侧泵送流体，则驱动扭矩也将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

图11示出液压泵是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从图中所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。但是对应的液压马达是固定方向的马达，即，只有当流体被泵送到位于图中所示的液压马达左侧的入口时才能够操作。在液压泵的一个出口和另一个出口之间设置有旁通管道40。所述旁通管道具有可变阀41和用于控制该可变阀的可变控制装置42，所述阀和所述装置使得能够改变被传送到液压马达入口的流体的排量，而与从液压泵的哪一个出口提供排量无关。在所示实施例中，可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧泵送，则流体被泵送到单向阀36，该单向阀的开启压力小于系统的其它阀38、39。然后流体被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀37，该回流阀的开启压力也小于其它阀38、39。因此，如果从液压泵的左侧泵送流体，则驱动扭矩将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

如果流体被液压泵从图中所示的右侧泵送，则流体被泵送到单向阀38，该单向阀的开启压力大于系统的其它阀36、37。然后流体也被泵送到液压马达的右侧，所述右侧具有入口，从而被泵送到液压马达右侧的流体也使液压马达能够操作。流体从该液压马达流到回流阀39，该回流阀的开启压力也大于其它阀36、37。因此，如果从液压泵的右侧泵送流体，则驱动扭矩也将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

图12示出液压泵是单向的，即，能够与输入轴的旋转方向无关地泵送流体，从而能够从图中所示的液压泵的“左侧”和“右侧”两侧泵送流体。对应的液压马达也是单向的，即，不管流体是在图中所示的液压马达的“位于左侧的”入口还是“位于右侧的”入口被提供，液压马达均能够向输出轴施加驱动扭矩。在液压泵的一个出口和另一个出口之间设置有旁通管道40。所述旁通管道具有可变阀41和用于控制该可变阀的可变控制装置42，所述阀和所述装置使得能够改变被传送到液压马达入口的流体的排量，而与从液压泵的哪一个出口提供排量无关。在所示实施例中，可变控制装置将由电操作调节装置35控制，但是也可使用液压或机械控制装置和/或调节装置。

如果流体被液压泵从图中所示的左侧或右侧泵送，则流体被直接泵送到液压马达的左侧或右侧，液压马达的左侧和右侧均具有入口。因此，被泵送到液压马达的左侧或右侧的流体使得液压马达能够操作，并且驱动扭矩将从液压马达的输出轴被传递到齿轮泵(未示出)。

图13是示出驱动轴3(见图1和2)的转速和流向齿轮机构或要被润滑的其它机械机构的流体流量之间的一种可能的关系的简图。流体流量被确定为每时间单位的流体量，但是也可通过监控主流体供应管道13(见图1和2)内的压力来确定。所示简图是基于图2所示的实施例建立的。在如图1所示的实施例的情况下，在驱动轴的转速和流体流量之间将具有类似的关系。

该简图示出两条曲线，第一条连续曲线和第二条不连续曲线，该第一条连续曲线具有成线性比例的延长线，沿该曲线的整个延长线具有同一比率，而第二条不连续曲线具有成比例的延长线，沿该曲线的不同延长线具有不同的比率。第一曲线示出使用机械驱动的流体泵的已知系统的驱动轴的转速和流体流量之间的关系。第二曲线示出根据本发明的并且使用根据上述图2的流体泵的系统的驱动轴转速和流体流量之间的关系。

可以看出，当使用具有机械驱动的流体泵的已知系统时，只要驱动轴的转速减小，则流体流量和可能的润滑能力减小，反之亦然。但是，当使用根据本发明的系统时，当驱动轴的转速减小时，可沿较长的区间(interval)保持流体流量和可能的润滑能力，反之亦然。沿最初的区间，流体流量随着驱动轴的转速增加而增加。当使用已知系统时情况也是如此，不过比率要小很多。因此，通过使用本发明，与已知系统相比，可在驱动轴的非常低的转速下获得高水平的流体流量和高的润滑能力。

沿中间的区间，当使用已知系统时，流体流量仍朝向已由根据本发明的系统获得的高水平增加。当使用已知系统时，在一定的驱动轴转速下获得该高水平的流体流量，这在简图中用垂直虚线标记。驱动轴的该一定的转速例如可以是：来自风轮机变速箱的驱动轴的1.680rpm的转速。在该一定的转速之后，沿驱动轴的转速的最后的区间，流体流量水平继续成线性比例增加，其比率与第一曲线的其余部分相同，即与沿最初区间和沿中间区间的比率相同。

当使用根据本发明的系统时，当驱动轴的转速增加时，流体流量在整个中间区间内基本保持恒定地处于高水平流体流量。当达到由垂直虚线所示的一定的驱动轴转速时，根据本发明的系统被调节以使流体流量进一步增加的比率高于已知系统的比率。因此，当超过一定的驱动轴转速时，沿驱动轴转速的最后区间可获得更高的润滑能力。

第二曲线的轨迹可根据在驱动轴的不同转速下需要的润滑能力而改变。由于可以调节沿位于第一泵1和第二泵2之间(见图1)或液压马达10和第一泵1之间(见图2)的联接装置5传递的扭矩，所以可响应于在一定的驱动轴转速下对润滑的一定需要来调节流体流量和润滑能力。

该调节可根据不同参数例如风轮机的齿轮机构的尺寸和类型进行，或者如果其它机械装置要被润滑，则可根据风轮机的尺寸和类型进行。调节还可根据风轮机的当前操作条件进行，例如温度、风速和风稳定性或甚至其它参数，这些参数可能影响风轮机的机械部分，从而可能影响在风轮机操作期间对润滑的不同需要。

用于在风轮机的流体供应系统中控制流体压力和/或控制流体排量、进而控制流体供应系统的润滑能力的方法可基于不同的控制情况实现：

一种方法包括：监控影响风轮机的流体供应系统内的流体压力的至少一个参数，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，从而在被监控的至少一个参数为一定值时获得一定的增加的泵送排量。影响流体压力的参数取决于使用的联接装置的类型，并且还取决于驱动该驱动轴的驱动装置。

另一种方法包括：监控第一泵送部件和第二泵送部件中的至少一个的驱动轴的转速，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，从而在驱动轴的转速为一定值时获得一定的增加的泵送排量。驱动轴的转速是重要参数，这是因为它是驱动轴，是用于建立流体供应系统的流体压力的主源。因此，监控驱动轴的转速是获得用于控制流体压力的基础的良好手段。

另一种方法包括：监控第一泵送部件和第二泵送部件中的至少一个的驱动轴的转速的增量，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，从而在驱动轴的转速有一定的减小的增量时获得一定的增加的泵送排量。从图1以及对图1的说明可以推断出，相对于驱动轴转速的增加或减小而获知流体流量是确保在驱动轴转速的所有水平下都可实现充分润滑的好方法。

另一个方法包括：监控作为影响风轮机主轴的转速的参数的在风轮机所在地点的风速，当在至少10秒的连续的一段时间内风速为低于100m/s或高于1m/s的值时，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，从而在风轮机所在地点的风速分别处于一定的低值或一定的高值时获得一定的增加的泵送排量。

驱动轴的转速可与风轮机主轴的转速直接相关，风轮机主轴的转速可与风轮机所在地点在任何时间的风速直接相关。因此，监控在风轮机所在地点的风速可以是在驱动轴的转速的所有水平下或选定的水平下建立足够的流体压力的一种方法。

另一种方法包括：监控影响来自风轮机变速箱的驱动轴的转速的风轮机主轴的转速，当主轴转速在至少10秒的连续的一段时间内为低于100rpm或高于0.01rpm的值时，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，从而在主轴的转速分别处于一定的低值或处于一定的高值时获得一定的增加的泵送排量。

如果驱动轴是来自变速箱的输出轴，并且如果驱动轴的转速与风轮机主轴的转速直接相关，则可以监控主轴的转速以便确立驱动轴的转速。通常由于其它原因而对主轴的转速进行监控，则这种已经存在的对主轴的监控还可用于确立驱动轴的转速。

尤其在风轮机空转期间，其中风轮机由于某种原因而没有操作并且驱动轴具有一定的低转速，和/或在紧急情况期间，其中向电网的传输被切断并且驱动轴可能突然具有高转速，与已知系统相比本发明具有很大优点。所示实施例以及所述方法决不应被认为是对本发明的范围的限制。本领域技术人员所显而易见的并且在权利要求范围内的任何改变应被认为在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种控制风轮机的流体供应系统内的流体压力的方法，该流体供应系统包含流体容积式泵，所述流体容积式泵具有驱动轴(3)，并且所述流体容积式泵具有位于至少第一单独的泵送部件(1)和至少第二单独的泵送部件(2)之间的联接装置(5)，其中所述第一单独的泵送部件(1)和第二单独的泵送部件(2)中的至少一个能够被单独地控制，所述至少第一和第二泵送部件在驱动轴(3)的一定的减小的或增加的转速下总体上具有一定的增加的泵送排量，所述增加的泵送排量是通过控制所述第一单独的泵送部件(1)和第二单独的泵送部件(2)中的至少一个的泵送排量获得的，该方法包括

-监控影响风轮机的流体供应系统内的流体压力的至少一个参数，

-控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在被监控的至少一个参数为一定值时获得一定的增加的泵送排量。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括

-监控第一泵送部件和第二泵送部件中的至少一个的驱动轴的转速，

-控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在驱动轴的转速为一定值时获得一定的增加的泵送排量。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括

-监控第一泵送部件和第二泵送部件中的至少一个的驱动轴的转速的增量，

-控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在驱动轴的转速有一定的减小的增量时获得一定的增加的泵送排量。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括

-监控作为影响风轮机的主轴转速的参数的在风轮机所在地点的风速，

-当在至少10秒的连续的一段时间内风速为低于100m/s的值时，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在风轮机所在地点的风速为一定的低值时获得一定的增加的泵送排量。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括

-监控作为影响风轮机的主轴转速的参数的在风轮机所在地点的风速，

-当在至少10秒的连续的一段时间内风速为高于1m/s的值时，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在风轮机所在地点的风速为一定的高值时获得一定的增加的泵送排量。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括

-监控风轮机主轴的转速，该转速影响来自风轮机变速箱的驱动轴的转速，

-当主轴转速在至少10秒的连续的一段时间内为低于100rpm的值时，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在主轴的转速为一定的低值时获得一定的增加的泵送排量。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括

-监控风轮机主轴的转速，该转速影响来自风轮机变速箱的驱动轴的转速，

-当主轴转速在至少10秒的连续的一段时间内为高于0.01rpm的值时，控制在至少第一泵送部件和至少第二泵送部件之间的联接装置，

-从而在主轴的转速为一定的高值时获得一定的增加的泵送排量。

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