CN204573053U - 集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统，包括第一润滑单元和第二润滑单元，两者之间设置油路走向控制阀，第一润滑单元包括第一过滤器和第一泵组，第一泵组的吸油口与齿轮箱相连，将润滑油从齿轮箱中泵入过滤器后分配至润滑点；第二润滑单元包括过滤器和第二泵组，第二泵组的吸油口与齿轮箱相连，将润滑油从齿轮箱中泵入并经过滤器进行过滤。本实用新型提供的风电齿轮箱润滑系统，解决了当前发电机组整机调试和现有润滑系统泵组常发故障时，齿轮箱高速轴不易得到润滑、容易受损的问题；同时集成了旁路精滤的功能。

Description

集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统。

背景技术

风电齿轮箱是一个风力发电机组中的重要的机械部件，主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。在大型风力发电机组中，齿轮箱是机组中的核心部件之一。齿轮箱的润滑及冷却系统的正常工作对整个发电机组的工作状况及使用寿命起着关键性作用。

润滑油是风电齿轮箱的血液,对于风电齿轮箱正常运行,具有相当重要的作用。通常情况下,润滑油具有减少摩擦、降低磨损、减少动力的消耗、冷却、防腐防锈、绝缘、力的传导、减震、润滑、密封等作用。

目前，风电齿轮箱润滑系统一般分为两种，一种是电动泵式润滑系统，另一种是机械泵式润滑系统。现有技术，电动泵式润滑系统存在以下不足：(1)整机在调试阶段和检修阶段无供电、润滑系统无法工作的情况下，当有瞬时偏向大风时，风机叶片是会旋转的，虽然是顺桨，但不刹车。此时齿轮箱的高速轴得不到润滑，极易损坏齿轮箱的高速轴；(2)电动泵式润滑系统的电机在运行时经常发生损坏的情况，一旦电动泵式润滑系统的电机损坏，齿轮箱高速轴得不到润滑极易损坏。机械泵式润滑系统存在以下不足：(1)整机在调试阶段和检修阶段，当有瞬时偏向大风时风机叶片是会旋转的，虽然是顺桨，但不刹车，虽然此时机械泵会排油，但排油量极少，且还要分配给其他不关键的润滑点，导致极易损坏的高速轴处得不到足够的润滑，容易使高速轴受损；(2)因齿轮箱的油液超标时需要在停机或检修时单独启动润滑系统过滤润滑油，而齿轮箱不运转时无法运行调试机械泵式润滑系统，故而机械泵式润滑系统不利于排除主润滑系统的故障，也不能在风力发电机停机时过滤润滑油。此外，为了提高润滑油的洁净度等级、保持润滑油长期不变质，现有技术中还需要增加一套单独的旁路过滤系统，现有技术即增大了故障率、又增加了风力发电机的自损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统，解决当前发电机组整机停止运行时齿轮箱高速轴不易得到润滑、容易受损，难以进行故障排查以及不能对润滑油进行过滤的问题；同时还集成了旁路精滤的功能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统，包括第一润滑单元和第二润滑单元，所述第一润滑单元和第二润滑单元之间设置油路走向控制阀，所述第一润滑单元包括第一过滤器和第一泵组，所述第一泵组的吸油口与齿轮箱相连，第一润滑单元通过第一泵组将润滑油从齿轮箱中泵入第一过滤器后分配至润滑点，所述润滑点包括高速轴润滑点；所述第二润滑单元包括第二过滤器和第二泵组，所述第二泵组的吸油口与齿轮箱相连，第二润滑单元通过第二泵组将润滑油从齿轮箱中泵入并经第二过滤器进行过滤；所述油路走向控制阀的入口端与第二润滑单元的过滤器出口相连，所述油路走向控制阀包括两个出口，第一出口与齿轮箱相连，第二出口与第一润滑单元的高速轴进油口相连，相连后油路经过高速轴润滑点。

优选地，所述第二过滤器为旁路精滤过滤器。

优选地，所述油路走向控制阀为换向阀。

优选地，所述第二泵组为机械泵组或电动泵组。

优选地，所述高速轴润滑点上端、油路走向控制阀的第二出口与第一润滑单元相连通管路上设置有单向阀，所述单向阀控制润滑油油路走向。

本实用新型提供的集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统，包括第一润滑系统和第二润滑系统，通过油路走向控制阀将二者连接到一起，当第一润滑系统在正常工作时，第一泵组从齿轮箱中吸入润滑油，润滑油被输送至各润滑点，第二润滑系统切换为自循环模式，第二泵组从齿轮箱中吸入润滑油，润滑油经第二过滤器过滤后输送至齿轮箱；当第一润滑系统停止工作时，第二润滑系统与第一润滑系统相连通，第二泵组从齿轮箱吸入润滑油，润滑油经第二过滤器过滤后被输送至高速轴润滑点。本实用新型风电齿轮箱润滑系统具有如下优点：(1)同时具备机械式润滑系统和电动泵式润滑系统的优点，兼具旁路精滤的功能，并有效提高了对高速轴的保护功能；(2)整机在调试阶段和检修阶段，当有瞬时偏向大风时风机叶片是会旋转的，虽然是顺桨，但不刹车，此时第二润滑系统随齿轮箱运行，第二泵组将润滑油全部输给关键的高速轴润滑点；(3)第一润滑系统发生故障停止工作时，第二润滑油的第二泵组能够及时的将润滑油大量输给易损的高速轴润滑点，起到应急保护齿轮箱高速轴的作用；(4)当所有系统都正常运行时，第二润滑系统的第二泵组将从齿轮箱吸入的润滑油输送至第二过滤器进行过滤，过滤后的润滑油直接回到齿轮箱，起到旁路过滤的作用。

附图说明

图1为本实用新型集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统的结构示意图。

图中：1.第一泵组，2.第二泵组，3.油路走向控制阀，301.第一出口，302.第二出口，4.第二过滤器，5.齿轮箱，6.第一过滤器，7.温控阀组件，8.风冷油换热器，9.油路分配器，10溢流阀，11.单向阀，12.高速轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步描述。

如图1所示，本实用新型集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统，包括第一润滑单元和第二润滑单元，以及设置在第一润滑单元和第二润滑单元之间的油路走向控制阀3，所述第一润滑单元包括第一过滤器6和第一泵组1，第一泵组1的吸油口与齿轮箱5相连，第一润滑单元通过第一泵组1将润滑油从齿轮箱5中泵入经第一过滤器6后分配至润滑点，所述润滑点包括高速轴润滑点；所述第二润滑单元包括第二过滤器4和第二泵组2，所述第二泵组2的吸油口与齿轮箱5相连，第二润滑单元通过第二泵组2将润滑油从齿轮箱5中泵入并经第二过滤器4进行过滤；所述油路走向控制阀3的入口端与第二润滑单元的第二过滤器4出口相连，所述油路走向控制阀3的出口端包括两个出口，第一出口301与齿轮箱5相连，第二出口302与第一润滑单元的出油口相连，所述相连的油路经过高速轴润滑点。

本实施例中，第一润滑系统的第一泵组1的第一过滤器6的出油口到润滑点之间还依次设置有温控阀组件7、风冷油换热器8和油路分配器9，润滑油经油路分配器9分配到包括高速轴润滑点的多个润滑点处。

第一润滑系统正常工作时，油路走向控制阀3自动切换到第一出口301，即将第二润滑系统的油路切换到自循环状态，此时，第一润滑系统的第一泵组1从齿轮箱5吸入润滑油，大量的润滑油被输送至润滑点，特别是高速轴润滑点，能够的到足够的润滑油进行润滑和保护；与此同时，第二润滑系统中的第二泵组2从齿轮箱5吸入润滑油，润滑油被输送至第二过滤器4进行过滤，过滤后的润滑油直接被输送回到齿轮箱5，即第二润滑系统在第一润滑系统正常工作时是独立的，负责对润滑油进行旁路过滤。当第一润滑系统停止工作时，油路走向控制阀3自动切换到第二出口302，即将第二润滑系统的油路切换到与第一润滑系统的高速轴润滑点油路相通状态，第二润滑系统的第二泵组2吸入的润滑油经第二过滤器4过滤后被输送到高速轴润滑点，且润滑油只通过高速轴润滑点，此时输送到高速轴润滑点的润滑油量足够大，能够有效的保护高速轴。

进一步，所述油路走向控制阀3第二出口302与高速轴润滑点之间设置有溢流阀10，所述溢流阀10的出口端与齿轮箱5相连，这样，高速轴润滑点的多余润滑油能够经溢流阀10流回到齿轮箱5中。

可选的，所述第二润滑单元的第二过滤器4为精滤过滤器，过滤精度较高，过滤效果更好，实现旁路精滤系统的功能。所述第一过滤器6亦可选择精滤过滤器，提供润滑油过滤精度。

可选的，所述油路走向控制阀3为换向阀，可选用电动换向阀或液控换向阀。

所述润滑点包括齿轮箱高速轴润滑点，还包括其他机组中需要润滑或冷却的部位，如行星轮和太阳轮的轴承等。本实用新型的润滑系统能在第一润滑系统不正常工作的关键时刻或特殊时期使第二润滑系统及时有效的将润滑油分配到高速轴润滑点，具体涉及哪些润滑部位，可在风电齿轮箱的制造之前根据需求设计拟定好后再进行制造。

所述第一泵组1为电动泵组，也可根据风电齿轮箱的设计要求选用机械泵组，优选电动泵组。

所述第二泵组2为机械泵组或电动泵组，优选为机械泵组，在断电状态下仍可工作。

在所述高速轴润滑点上端、油路走向控制阀3的第二出口302与第一润滑单元相连通管路上设置有单向阀11，所述单向阀11控制润滑油油路走向，使得润滑油不会回流至第一润滑单元中。即，当第一润滑单元正常工作时，第一润滑单元中润滑油通过单向阀11流经高速轴润滑点，第二润滑单元与第一润滑单元不连通，第二润滑单元作为旁路精滤系统对润滑油进行过滤；当第一润滑单元停止工作、第二润滑单元与第一润滑单元相连通时，第二润滑单元中润滑油经油路走向控制阀3的第二出口302流经高速轴润滑点，对其进行保护，因所述单向阀11的设置，润滑油不会回流至第一润滑单元中。

上述实施例中风电齿轮润滑系统运行过程中，采用油路走向控制阀3控制第一润滑单元与第二润滑单元的连通关系，所述油路走向控制阀3将油路切换到第一出口301时，保持第一润滑单元与第二润滑单元相对独立时，第一润滑单元的第一泵组1从齿轮箱5中吸入润滑油，润滑油被输送分配至润滑点，第二润滑单元的第二泵组2从齿轮箱5中吸入润滑油，润滑油经第二过滤器4过滤后输送至齿轮箱5，此时第二泵组2起到旁路过滤的功能；所述油路走向控制阀3将油路切换到第二出口302时，保持第一润滑单元与第二润滑单元相连通，第二润滑单元的第二泵组2从齿轮箱5中吸入润滑油，润滑油被输送至高速轴润滑点且不会回流到第一润滑单元中；第二润滑单元能够向高速轴12输送足够起到保护作用的润滑油量，多余的润滑油能够从溢流阀10流回至齿轮箱5中，此时第二泵组2起到应急保护高速轴12的作用。所述油路走向控制阀3为换向阀，可选用电动换向阀或液控换向阀。本实用新型的润滑系统的运行方法既能在第一润滑单元正常工作时，使第二润滑单元作为旁路精滤系统对润滑油进行过滤，又能在第一润滑单元不工作时及时有效的向高速轴润滑点输送润滑油，对齿轮箱高速轴12提供强有效的保护作用。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种集合高速轴应急保护和旁路过滤的风电齿轮箱润滑系统，其特征在于，包括第一润滑单元和第二润滑单元，所述第一润滑单元和第二润滑单元之间设置油路走向控制阀，所述第一润滑单元包括第一过滤器和第一泵组，所述第一泵组的吸油口与齿轮箱相连，第一润滑单元通过第一泵组将润滑油从齿轮箱中泵入第一过滤器后分配至润滑点，所述润滑点包括高速轴润滑点；所述第二润滑单元包括第二过滤器和第二泵组，所述第二泵组的吸油口与齿轮箱相连，第二润滑单元通过第二泵组将润滑油从齿轮箱中泵入并经第二过滤器进行过滤；所述油路走向控制阀的入口端与第二润滑单元的过滤器出口相连，所述油路走向控制阀包括两个出口，第一出口与齿轮箱相连，第二出口与第一润滑单元的高速轴进油口相连，相连后油路经过高速轴润滑点。

2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑系统，其特征在于，所述第二过滤器为旁路精滤过滤器。

3.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑系统，其特征在于，所述油路走向控制阀为换向阀。

4.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑系统，其特征在于，所述第二泵组为机械泵组或电动泵组。

5.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑系统，其特征在于，所述高速轴润滑点上端、油路走向控制阀的第二出口与第一润滑单元相连通管路上设置有单向阀，所述单向阀控制润滑油油路走向。