一种单缸全周期做功的漂浮摆式波浪能发电系统的制作方法

本发明涉及波浪能发电系统，具体涉及一种单缸全周期做功的漂浮摆式波浪能发电系统。

背景技术：

一方面，现有的波浪能发电装置中，大多是以单个液压缸单行程做功实现能量转换，结构简单，易于实现，但存在做功时间短、波浪能利用率低和发电时间间断的明显不足。

另一方面，现有的波浪能发电装置受波浪冲击影响大，设备易损坏。而波浪能发电装置布置在岸边或海面上，维修不便。一个运行平稳的机械运动结构设计不仅能提高波浪能发电装置的可靠性，更能推广波浪能发电技术的使用。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明的目的在于提供了一种单缸全周期做功的漂浮摆式波浪能发电装置。机械传动的设计能较平稳的吸收波浪能，避免巨大的波浪冲击对装置的破坏；液压系统的设计可实现单缸全周期做功，波浪能做功时间翻倍，能量输出更加平稳，受波浪冲击影响减小，发电质量更高。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括双作用式液压油缸、基座、浮体、第一连接杆和第二连接杆；浮体为内部空心密封结构，第一连接杆和第二连接杆的一端焊接在浮体上，第一连接杆和第二连接杆的另一端与基座的后端水平杆铰接，使得浮体随波浪的起伏绕支点摆动；双作用式液压油缸的有杆端与浮体铰接，双作用式液压油缸的无杆端与基座的前端水平杆铰接，浮体的摆动带动双作用式液压油缸活塞杆的伸缩，从而使浮体摆动的机械能经双作用式液压油缸的液压系统，转化为液压能传递发电机进行发电。

所述液压系统，包括：双作用式液压油缸、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一安全阀、第二安全阀、高压压力表、高压蓄能器、发电机、低压蓄能器、低压压力表、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、液压马达和回油系统；

双作用式液压油缸的无杆腔与第一单向阀的出口和第二单向阀的入口相连，第一单向阀入口和第二单向阀出口之间连有第一安全阀；双作用式液压油缸的有杆腔与第三单向阀的入口和第四单向阀的出口相连，第三单向阀出口和第四单向阀入口之间连有第二安全阀；

第二单向阀的出口和第三单向阀的出口均为高压油管，分别经第一截止阀接高压压力表，经第二截止阀接高压蓄能器后，并与液压马达入口相接，液压马达连接发电机进行发电；第一单向阀的入口和第四单向阀的入口均为低压油管，分别接回油系统，经第四截止阀接低压压力表，经第三截止阀接低压蓄能器后，并与液压马达出口相接。

所述回油系统，包括：电动机、液压泵、溢流阀、滤油器和油箱；溢流阀的一端接低压油管，溢流阀的另一端接油箱，由电动机驱动的液压泵的一端接低压油管，液压泵的一端经滤油器接油箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明机械传动的设计能较平稳的吸收波浪能，避免巨大的波浪冲击对装置的破坏；液压系统的设计可实现单缸全周期做功，波浪能做功时间翻倍，能量输出更加平稳，受波浪冲击影响减小，发电质量更高。具有良好的技术效果。

附图说明

图1是本发明的总体结构图。

图2是本发明的液压缸与浮体铰接部分的结构图。

图3是本发明的液压系统图。

图4是本发明在波浪带动浮体远离水平位置，液压油缸被拉伸时，液压系统内工作过程图。

图5是本发明在波浪带动浮体回到水平位置，液压油缸被压缩时，液压系统内工作过程图。

图中：1、双作用式液压油缸，2、基座，3、浮体，4、第一连接杆，5、第二连接杆，6、第一单向阀，7、第二单向阀，8、第三单向阀， 9、第四单向阀，10、第一安全阀，11、第二安全阀，12、高压压力表，13、高压蓄能器，14、发电机，15、低压蓄能器，16、低压压力表，17、第一截止阀，18、第二截止阀，19、第三截止阀，20、第四截止阀，21、液压马达，22、电动机，23、液压泵，24、溢流阀，25、滤油器，26、油箱，27、高压油管，28、低压油管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，本发明包括双作用式液压油缸1、基座2、浮体3、第一连接杆4和第二连接杆5；浮体3为内部空心的钢铁焊接而成的密封结构，第一连接杆4和第二连接杆5的一端焊接在浮体3上，第一连接杆4和第二连接杆5的另一端与基座2的后端水平杆铰接，使得浮体3随波浪的起伏绕支点摆动；双作用式液压油缸1的有杆端与浮体3铰接，双作用式液压油缸1的无杆端与基座2的前端水平杆铰接，浮体3的摆动带动双作用式液压油缸1活塞杆的伸缩，从而使浮体摆动的机械能经与双作用式液压油缸1相连的液压系统，转化为液压能传递给发电机进行发电。这里的液压系统是和液压缸通过液压管路直接相连，液压系统是安装在岸上的，和机械系统并无直接接触，故图中没有画出。

当浮体3位于水平位置时，浮体3、第一连接杆4和第二连接杆5和双作用式液压油缸1在同一水平面。此时，双作用式液压油缸2被压缩到最短。当浮体3在波浪带动下向上或向下做远离水平位置运动时，双作用式液压油缸1均被拉伸；当浮体3在波浪带动下向上或向下做靠近水平位置运动时，双作用式液压油缸1均被压缩。即在一个波浪周期内，双作用式液压油缸1完成两次拉伸与压缩。

如图3所示，所述液压系统，包括：双作用式液压油缸1、第一单向阀6、第二单向阀7、第三单向阀8、第四单向阀9、第一安全阀10、第二安全阀11、高压压力表12、高压蓄能器13、发电机14、低压蓄能器15、低压压力表16、第一截止阀17、第二截止阀18、第三截止阀19、第四截止阀20、液压马达21和回油系统。

双作用式液压油缸1的无杆腔与第一单向阀6的出口和第二单向阀7的入口相连，第一单向阀6入口和第二单向阀7出口之间连有第一安全阀10；双作用式液压油缸1的有杆腔与第三单向阀8的入口和第四单向阀9的出口相连，第三单向阀8出口和第四单向阀9入口之间连有第二安全阀11；第二单向阀7的出口和第三单向阀8的出口均为高压油管27，分别经第一截止阀17接高压压力表12，经第二截止阀18接高压蓄能器13后，并与液压马达21入口相接，液压马达21连接发电机14进行发电；第一单向阀6的入口和第四单向阀9的入口均为低压油管28，分别接回油系统，经第四截止阀20接低压压力表16，经第三截止阀19接低压蓄能器15后，并与液压马达21出口相接。

如图3所示，所述回油系统，包括：电动机22、液压泵23、溢流阀24、滤油器25和油箱26；溢流阀24的一端接低压油管28，溢流阀24的另一端接油箱26，由电动机22驱动的液压泵23的一端接低压油管28，液压泵23的一端经滤油器25接油箱26。

液压系统中双作用式液压油缸1无杆腔被挤压时，高压油经第二单向阀7流入高压油管27，带动液压马达21工作，液压马达21连接发电机14进行发电，从液压马达21流出的低压油进入低压油管28，经第四单向阀9流回双作用式液压油缸1有杆腔；双作用式液压油缸1有杆腔被挤压时，高压油经第三单向阀8流入高压油管27，带动液压马达21工作，液压马达21连接发电机14进行发电，从液压马达21流出的低压油进入低压油管28，经第一单向阀6流回双作用式液压油缸1无杆腔。本发明中的高压是指液压系统压力范围在大于2Mpa而小于16Mpa,低压是指液压系统压力范围在0.1Mpa-2Mpa。

本发明的具体实施工作过程如下：

（1）整体系统在下水运作之前，首先要对液压系统进行充油，确保液压系统充满油，检查油箱的密封性，检查各铰接部分转动是否平滑，确保无卡死现象。

（2）根据当地潮位情况选择装置合适的布放水深，将基座固定在岸边或水底。

（3）如图4所示，当波浪水位带动浮体3远离水平位置，双作用式液压油缸1被拉伸时。有杆腔受压流出的液压油流经第三单向阀8，注入高压油路27。低压油管28中的液压油流经第一单向阀6补充到双作用式液压油缸1的无杆腔。在液压强差作用下，油液从高压油管27流经液压马达21进入到低压油管28。发电机14在液压马达21的带动下工作。

（4）如图5所示，当波浪水位带动浮体3靠近水平位置，双作用式液压油缸1被压缩。无杆腔受压流出的液压油流经第二单向阀7，注入高压油路27。低压油路28中的液压油流经第四单向阀9补充到双作用式液压油缸1的有杆腔。在液压强差作用下，油液从高压油管27流经液压马达21进入到低压油管28。发电机14在液压马达21的带动下工作。

（5）当液压系统中低压回路回油压力不足时，主动开启电动机22带动液压泵23工作，将油箱26中的油经滤油器25过滤后补充进低压油管28中，提升回油压力。

（6）当液压系统中低压回路回油压力过大时，溢流阀24开启，多余的油将通过溢流阀24回到油箱26中。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。