CN205689742U - 一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，包括水箱、冷却系统压力罐、补水管和回水管，所述水箱内充有冷却液，所述补水管的进水口连通水箱，出水口连接冷却系统压力罐的补水口，所述回水管与补水管并联设置在水箱与冷却系统压力罐之间；所述补水管的进水口端设置有水泵；所述回水管上设置有流量传感器，流量传感器接入控制系统中。本实用新型在齿轮箱冷却系统少量漏液的情况下能自动补水，同时能够直接检测回水管流量情况，将冷却系统压力保持在设定值范围内工作，确保齿轮箱能够及时冷却，风机能够稳定运行。另外，避免检修人员登塔进行补充冷却液，也降低了维护次数和成本，提高了风机运行可靠性。

Description

一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体地说，涉及一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置。

背景技术

风力发电机运行过程中，齿轮箱等部件会产生大量的热量，为了确保发电机组长期安全稳定运行，需要对其进行有效冷却。目前运行的风力发电机组普遍采用强制风冷与液冷的冷却方式。为保证风力发电机组的正常发电，液冷系统系统的压力需要保持在一定的范围内。而当齿轮箱冷却液管路中冷却液的压力低于设定值时，会影响冷却系统冷却液的循环量，大大降低冷却效果。此时，主控系统报警停机，检修人员需要登塔对齿轮箱冷却系统补充冷却液。如果维护不及时，齿轮箱不能及时得到冷却降温，长期在高温环境下运行，会影响齿轮箱使用寿命，且影响工作效率及设备的稳定运行。而当维护次数较多时，进而造成停机次数较多，影响机组发电量，大大增加了维护成本。

申请号为CN201410175558.3的中国专利公开了一种海上风力发电机组水冷系统,包括水冷管路，检测水冷管路内冷却液的水压并发送水压信号的压力传感器，通过补水管与水冷管路的补水接口连接的水箱，水箱内充有冷却液，补水管上设置有水泵；当水冷管路内的水压小于第一预设水压值时控制水泵开启，当水冷管路内的水压大于第二预设水压值时控制水泵关闭的控制器，其与压力传感器连接。以上技术虽然实现了自动补充冷却液，但对冷却系统压力控制仍有欠缺，当补充冷却液过多使冷却系统压力过高而水泵又未关闭时，无法判定冷却液是否已经通过安全阀泄漏，因此需要更直接的方式反应回水管水流情况，应对意外情况，保证冷却系统压力的稳定。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，在齿轮箱冷却系统少量漏液的情况下能自动补水，同时能够直接检测回水管流量情况，将冷却系统压力保持在设定值范围内工作，确保齿轮箱能够及时冷却，风机能够稳定运行。另外，避免检修人员登塔进行补充冷却液，也降低了维护次数和成本，提高了风机运行可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，包括水箱、冷却系统压力罐、补水管和回水管，所述水箱内充有冷却液，所述补水管的进水口连通水箱，出水口连接冷却系统压力罐的补水口，所述回水管与补水管并联设置在水箱与冷却系统压力罐之间；所述补水管的进水口端设置有水泵；所述回水管上设置有流量传感器，流量传感器接入控制系统中。

需要说明的是，所述冷却液优选为水和乙二醇的混合物，与冷却系统压力罐内本身的冷却液物质相同，具有低温防冰冻的优点，而在气温较高时，上述冷却液也可以仅为水。为了便于描述本说明书中将“补入冷却液”简称为补水。

所述控制系统中设有PLC主控模块、输出模块和输入模块，输出模块和输入模块分别与PLC主控模块连接，所述输出模块中连接水泵，所述输入模块中连接流量传感器。

在回水管上设置流量传感器，当回水管有流量时，可以通过流量传感器反馈给输入模块，进而传输到PLC主控模块，PLC主控模块得知冷却系统水压已经高于设定值，控制系统报出压力高报警，强制水泵电机停止运行，可以避免水泵未能及时关闭而造成冷却系统压力过大的情况。

所述输出模块中还设有空气开关和接触器。

所述回水管的进水口与冷却系统压力罐的补水口连接，回水管的出水口与水箱连接。

所述回水管上设有安全阀，所述安全阀的进水口与冷却系统压力罐连接，所述流量传感器位于水箱与安全阀的出水口之间。

所述补水管上设有用于水流由水箱向冷却系统压力罐单向导通的单向阀。

所述冷却系统压力罐上设有压力传感器，所述的压力传感器接入PLC主控模块中。

所述水箱的顶端设有加液口，水箱的底端设有放液口。

所述水箱上设有液位传感器，所述液位传感器接入PLC主控模块中。

所述PLC主控模块中设有报警装置，所述报警装置为警示灯或者语音警示器。

综上可知，本装置包括水箱、冷却系统压力罐、补水管和回水管。冷却系统压力罐有压力传感器将压力值传送到PLC主控模块，根据反馈信号，PLC主控模块判断冷却系统是否低于设定最低值；当低于设定最低值时PLC主控模块控制输出模块输出高电平，接触器线圈得电，主触点闭合，补水装置水泵电机启动，水泵运转后通过单向阀给冷却水压力罐加水；当冷却系统压力达到设定最高值时，主控系统报出的压力低报警自动消除，PLC主控模块断掉输出模块高电平，接触器线圈失电，主触点断开，水泵电机停止加水。

回水管作为辅助旁路，当控制器失效，无法停止加水电机时，通过回水管安装的安全阀，冷却水通过安全阀流回水箱，避免冷却系统压力过高而造成其他部件损坏，并且旁路上还安装流量传感器，如果管路有流量，通过流量开关反馈给PLC主控模块，PLC主控模块得知冷却系统水压已经高于设定值，控制系统报出压力高报警，强制水泵电机停止运行。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型在齿轮箱冷却系统少量漏液的情况下能自动补水，同时能够直接检测回水管流量情况，将冷却系统压力保持在设定压力范围之内，避免检修人员登塔进行补充冷却液，利用风机定检工作将水箱补冷却液，大大降低齿轮箱冷却系统故障次数并且提高了风机运行可靠性，防止齿轮箱长期在高温环境下运行，延长齿轮箱使用寿命。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型定压补水装置结构示意图；

图2是本实用新型控制电路示意图；

图3是本实用新型实施例2装置结构示意图。

1水箱，2补水管，3回水管，4冷却系统压力罐，5水泵，6流量传感器，7压力传感器，8单向阀，9安全阀，10加液口，11液位传感器，12放液口,13空气开关，14接触器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

请参考附图1-2，本实用新型提供了一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，包括水箱1、冷却系统压力罐4、补水管2和回水管3。水箱1内充有冷却液，补水管2的进水口端设置有水泵5。补水管2的进水口连通水箱，出水口连接冷却系统压力罐4的补水口。回水管3与补水管2并联设置在水箱与冷却系统压力罐之间；回水管3上设置有流量传感器6，流量传感器6接入控制系统中。

控制系统中设置有PLC主控模块、输出模块和输入模块，输出模块和输入模块均与PLC主控模块连接，输出模块中连接水泵5，输入模块中连接流量传感器6。输出模块中还设有空气开关13和接触器14。

水箱1大小为60*60*50cm，内部充有冷却液，固定在风机机舱机底架上，水箱1的顶端设有加液口10，水箱的底端设有放液口12，水箱1上还设有液位传感器11，液位传感器接入PLC主控模块中，PLC主控模块中设有报警装置，报警装置为警示灯或者语音警示器。

补水管2的进水口连接水泵5的出水口，补水管2的出水口连接冷却系统压力罐4的进水口。补水管上设有单向阀8，单向阀8位于水泵的出口与冷却系统压力罐的补水口之间，可以确保冷却液从水箱流向冷却系统压力罐，不产生回流。

回水管3的进水口与冷却系统压力罐4的补水口连接，回水管3的出水口与水箱1连接。回水管3上除设有流量传感器6外，还设有安全阀9，安全阀9的进水口与冷却系统压力罐连接，流量传感器6位于水箱与安全阀的出水口之间。当冷却系统压力罐压力过大时，罐内冷却液通过安全阀流入回水管，进入水箱，降低冷却系统压力罐的压力。

冷却系统压力罐4设有压力传感器7，压力传感器7接入PLC主控模块中。冷却系统正常工作的压力设定值为1.2-2.8bar，即设定最低值为1.2bar，设定最高值为2.8bar。

工作过程：

冷却系统压力罐4的压力传感器7将压力值传送到PLC主控模块，根据反馈信号，PLC主控模块判断冷却系统是否低于设定最低值1.2bar。当低于设定最低值时，PLC主控模块压力低报警响起，PLC主控模块控制输出模块输出高电平，空气开关13闭合，接触器14线圈得电，主触点闭合，补水装置水泵5的电机启动，水泵运转后通过单向阀8给冷却水压力罐4加水；当冷却系统压力达到设定最高值2.8bar时，主控模块的压力低报警自动消除，PLC主控模块断掉输出模块高电平，空气开关13断开，接触器14线圈失电，主触点断开，水泵电机停止加水。

当冷却系统压力罐的压力大于设定值时，如为3.0bar时，回水管3中的安全阀9(单向阀)打开，冷却液流回水箱1。同时，冷却液流过流量传感器6，流量传感器6的常闭触点断开，因此输入模块无输入信号，PLC主控模块没有收到输入模块的反馈信号，表明回水管旁路已经打开，可判断冷却系统水压已经高于设定值，主控模块报出压力高报警，强制水泵电机停止运行，以免冷却系统压力过大损坏设备。

安装流量传感器，可以直接反应回水管中有无冷却液流过。当输出模块失效，无法停止水泵电机时，如果回水管有流量，可以通过流量传感器反馈给PLC主控模块，主控模块报出压力高报警，强制水泵电机停止运行，以免冷却系统压力过大损坏设备。

实施例2

参考附图3，本实施方式与实施例1的区别为，回水管的出水口与水泵的出水口连接，不需要在水箱上设置回水管接口，其它连接方式相同，工作方式相同。

综上所述，本实用新型在齿轮箱冷却系统少量漏液的情况下能自动补水，同时能够直接检测回水管流量情况，将冷却系统压力保持在设定压力范围之内，避免检修人员登塔进行补充冷却液，利用风机定检工作将水箱补冷却液，大大降低齿轮箱冷却系统故障次数并且提高了风机运行可靠性，防止齿轮箱长期在高温环境下运行，延长齿轮箱使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，包括水箱、冷却系统压力罐、补水管和回水管，所述水箱内充有冷却液，所述补水管的进水口连通水箱，出水口连接冷却系统压力罐的补水口，所述回水管与补水管并联设置在水箱与冷却系统压力罐之间；所述补水管的进水口端设置有水泵；所述回水管上设置有流量传感器，流量传感器接入控制系统中。

2.根据权利要求1所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述控制系统中设有PLC主控模块、输出模块和输入模块，输出模块和输入模块分别与PLC主控模块连接，所述输出模块连接水泵，所述输入模块中连接流量传感器。

3.根据权利要求2所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述输出模块中还设有空气开关和接触器。

4.根据权利要求1所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述回水管的进水口与冷却系统压力罐的补水口连接，回水管的出水口与水箱连接。

5.根据权利要求4所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述回水管上设有安全阀，所述安全阀的进水口与冷却系统压力罐连接，所述流量传感器位于水箱与安全阀之间。

6.根据权利要求1所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述补水管上设有用于水流由水箱向冷却系统压力罐单向导通的单向阀。

7.根据权利要求1所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述冷却系统压力罐上设有压力传感器，所述的压力传感器接入PLC主控模块中。

8.根据权利要求1所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述水箱的顶端设有加液口，水箱的底端设有放液口。

9.根据权利要求1所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述水箱上设有液位传感器，所述液位传感器接入PLC主控模块中。

10.根据权利要求2所述的风机齿轮箱冷却系统定压补水装置，其特征在于，所述PLC主控模块中设有报警装置，所述报警装置为警示灯或者语音警示器。