液体更换装置和风力发电机组的制作方法

1.本公开属于风力发电技术领域，尤其涉及一种液体更换装置和风力发电机组。


背景技术：

2.风力发电机组通常包括塔架和设置于塔架顶部的机舱，为了使风力发电机组保持良好的运行状态，避免局部温度过高，风力发电机组还包括冷却系统，例如机舱内可以设置有冷却系统，以对发电机等部件进行降温。
3.冷却系统可以包括液冷系统和风冷系统，液冷系统因为占地面积小，降温效率高等优势而被广泛使用。
4.目前，在处于高空中的液冷系统更换冷却液时，通常需要将冷却系统内的废液外排到中转容器中，借助电梯将中转容器运送至地面，再借助电梯将新的冷却液运送至高空，并注入到液冷系统内。如此，更换冷却液占用的时间较长，需要长时间占用电梯，导致电梯的有效占用率降低。


技术实现要素：

5.本公开的主要目的之一在于提供一种液体更换装置，以适用于风力发电机组更换冷却液。
6.针对上述目的，本公开提供如下技术方案：
7.本公开的一个方面，提供一种液体更换装置，适用于风力发电机组，所述液体更换装置包括机架、泵体以及转接模块，所述泵体固定于所述机架上，所述泵体具有泵体进液口和泵体出液口，所述泵体进液口用于与液体源连通；所述转接模块包括主体部和设置于所述主体部上的压力检测装置，其中，所述主体部具有第一进液口和模块出液口，所述第一进液口通过管路与所述泵体出液口连通，所述模块出液口选择性地通过管路与所述风力发电机组的机舱冷却系统的进液管连通；所述压力检测装置用于监测所述泵体的输出压力。
8.本公开一示例性实施例，所述转接模块包括第一开关阀，所述第一开关阀设置于所述模块出液口，以能够控制所述模块出液口打开或者关闭。
9.可选地，所述转接模块还包括控制器和压力开关，所述压力开关用于监测所述转接模块内的液体压力，所述控制器用于接收所述压力开关的监测数据，并根据所述监测数据控制所述压力开关的导通或断开。
10.具体地，所述转接模块还包括流量传感器，所述流量传感器设置于所述第一进液口，所述控制器用于接收所述流量传感器的监测数据并根据所述监测数据控制所述泵体的工作状况。
11.进一步地，所述转接模块还包括流量控制阀，所述流量控制阀用于监测所述模块出液口的流量，所述控制器用于接收所述流量控制阀的监测数据，并根据所述监测数据控制所述泵体的工作状况。
12.本公开另一示例性实施例，所述转接模块还包括第二进液口和第二开关阀，所述
第二开关阀设置于所述第二进液口，以能够控制所述第二进液口打开或者关闭，所述第二进液口用于连通所述机舱冷却系统的排液管，在所述机舱冷却系统排液时，所述模块出液口用于连接废液收集池。
13.可选地，所述转接模块还包括紧急排液口和第三开关阀，所述第三开关阀设置于所述紧急排液口，以能够控制所述紧急排液口打开或者关闭。
14.进一步地，所述压力检测装置为数字式压力传感器，所述数字式压力传感器具有显示屏，以能够显示监测数据。
15.本公开另一示例性实施例，所述模块出液口选择性地连接所述机舱冷却系统的进液管或废液收集池，在所述模块出液口与所述进液管连接时，所述液体源中的液体能够加注进所述机舱冷却系统；在所述模块出液口与所述废液收集池连接时，所述机舱冷却系统中的废液能够排出至所述废液收集池。
16.本公开另一方面提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如下所述的液体更换装置。
17.本公开提供的液体更换装置和风力发电机组至少具有如下有益效果：本公开提供的液体更换装置将借助泵体直接将液体泵送至高空的冷却系统中，无需额外占用电梯，从而提高了电梯的有效占用率。
附图说明
18.通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
19.图1为本公开一示例性实施例提供的风力发电机组的结构示意图。
20.图2为图1中的转接模块的结构示意图。
21.图3为图1中的泵体与机架组装状态结构图。
22.附图标记说明：
23.1、第一开关阀；
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2、第二开关阀；
24.3、压力检测装置；
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4、流量控制阀；
25.5、压力开关；
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6、第三开关阀；
26.7、紧急排液口；
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8、流量传感器；
27.9、第一进液口；
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10、阀座；
28.21、滚轮；
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30、液体源；
29.40、废液收集池；
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50、机舱冷却系统；
30.100、转接模块；
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200、机架；
31.300、泵体；
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400、控制器；
32.301、泵体进液口；
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302、泵体出液口；
33.303、伺服电机；
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304、泵体基座。
具体实施方式
34.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本公开的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略
它们的详细描述。
35.本公开提供一种风力发电机组，该风力发电机组可以包括塔架、设置于塔架顶端的机舱、与机舱相连的叶轮，作为示例，叶轮可连接在位于机舱内的发电机上，以通过叶轮的旋转带动发电机发电。
36.为了使风力发电机组保持良好的运行环境，风力发电机组还可以包括冷却系统，以为产热部件进行降温。作为示例，风力发电机组可以包括机舱冷却系统，以用于为发电机冷却。可选地，机舱内可以设置有冷却系统，以为发电机等部件进行降温。
37.作为示例，机舱冷却系统50可以为液冷系统，液冷系统可以包括冷却管路和设置于冷却管路内的冷却液，本公开提供的冷却系统可以包括液体更换装置和冷却管路，本实施例将以机舱内的机舱冷却系统为例进行说明。
38.参照图1至图3，具体地，液体更换装置包括机架200、泵体300以及转接模块100，泵体300固定于机架200上，泵体300具有泵体进液口301和泵体出液口302，泵体进液口301用于与液体源30连通；转接模块100包括主体部10和设置于主体部10上的压力检测装置3，其中，主体部10具有第一进液口9和模块出液口，第一进液口9通过管路与泵体300的泵体出液口302连通，模块出液口用于与风力发电机组的机舱冷却系统50连通；压力检测装置3用于监测泵体300的输出压力。
39.本公开提供的风力发电机组，通过该液体更换装置向冷却管路中添加新的冷却液，或者借助该液体更换装置将冷却管路中的废液排出，无需借助电梯，从而可以避免电梯被无效占用，提高了电梯的有效占用率。
40.作为示例，转接模块100可以固定于机架200上，但不以此为限，也可以固定于泵体300上。
41.液体更换装置通过设置压力检测装置3可以实时监测泵体300的输出压力，以用于确定机舱冷却系统50内的冷却液加注压力和加注量是否合格。作为示例，该压力检测装置3可以为数字式压力传感器，可以具有显示屏以显示泵体300的输出压力，操作者可以直观了解冷却液加注压力。
42.本公开中，液体更换装置可以作为机舱冷却系统50的外界辅助装置，在需要向机舱冷却系统50内注入冷却液时，或者需要将机舱冷却系统50中的废液排出时，可以将液体更换装置与机舱冷却系统连通。如此，通过使用该液体更换装置为机舱冷却系统50的液体更换提高了便捷性，且液体更换装置可以选择性接通，在液体更换装置闲置时，无需对其进行监测，从而降低了机舱冷却系统50的运维成本。
43.进一步地，为了提高液体更换装置拆装的便捷性，液体更换装置中的液体管路可以使用快速接头连接，但不以此为限。为了降低液体更换装置的研发成本，快速接头可以市面购得，例如但不限于，快速接头可以为卡套式管接头，此处不再赘述。
44.参照图2，本公开提供的机架200可以为鼠笼式结构，该机架200具有容纳腔，泵体300可以设置在该容纳腔内，如此可以对泵体300进行保护，避免意外磕碰。在液体更换装置搬运过程中，呈鼠笼式结构的机架200方便操作者抓握，从而进一步提高了液体更换装置的使用便捷性。进一步地，在机架200的底部还可以设置有滚轮21，方便推拉挪动该液体更换装置的位置。可选地，为了提高液体更换装置的使用可靠性，机架200还包括驻车制动器(图未示)，以在液体更换装置运送至预定位置时，避免机架200出现溜车现象。
45.泵体300可以通过焊接工艺固定在机架200上，也可以通过紧固件将泵体300连接在机架200上，在此不做过多限定。
46.作为示例，液体更换装置还包括伺服电机303，伺服电机303的输出轴可以与泵体300连接，以通过伺服电机303带动泵体300运行，即本实施例中伺服电机303作为泵体300的驱动件，但不以此为限。本公开提供的液体更换装置由泵体300和伺服电机303一起组成动力源，为液体更换装置提供动力。
47.继续参照图1至图3，转接模块100包括第一开关阀1，第一开关阀1设置于模块出液口，以能够控制模块出液口打开或者关闭。如此，通过设置第一开关阀1可以选择性地控制转接模块100与机舱冷却系统接通，防止冷却液倒流，从而进一步提高了液体更换装置的使用可靠性。进一步地，转接模块100还包括流量传感器8，流量传感器8设置于第一进液口9，该流量传感器8用于监测进入该主体部10内的液体流量，从而控制机舱冷却系统的液体加注流量。
48.可选地，转接模块100还包括压力开关5，压力开关5用于监测转接模块100内的液体压力，从而控制机舱冷却系统的液体加注压力。如此，通过压力开关5和流量传感器8配合，来监测机舱冷却系统的冷却液加入压力和加注流量，进一步提高了液体更换装置的使用可靠性。
49.进一步地，转接模块100还包括控制器400，控制器400用于接收压力开关5的监测数据，并根据监测数据控制压力开关的导通或断开。压力开关5设置预定压力，在压力开关5监测的实际压力值小于该预定压力时，压力开关5可以处于导通状态，此时转接模块100内的冷却液可以顺利进入到机舱冷却系统。当压力开关5监测的实际压力值大于该预定压力时，控制器400控制该压力开关关闭，此时转接模块100内的冷却液不再进入机舱冷却系统，从而对机舱冷却系统实施过压保护，使机舱冷却系统的加注压力不会超过上述预定压力。作为示例，在压力开关5处于关闭状态时，控制器400可以控制伺服电机303停止运行，即控制泵体300停止工作，但不以此为限。
50.除此，控制器400还能够接收流量传感器8的流量数据，且能够根据该流量数据控制伺服电机303停止运行，即控制泵体300停止工作，但不以此为限。
51.本公开提供的液体更换装置，通过流量传感器8和控制器400的配合，防止机舱冷却系统加注流量过大或过小；通过压力开关5和控制器400配合，防止机舱冷却系统加注压力过大或者过小。当流量传感器8的监测数据不在预定范围时，控制器400发出故障信号，以提示操作者。当压力开关5的监测数据不在预定范围时，控制器400发出故障信号，以提示操作者。只有在流量传感器8的监测数据和压力开关5的监测数据都在预定范围时，液体更换装置可以正常运行。
52.本实施例中，液体更换装置包括流量传感器8、压力开关5以及控制器400，通过流量传感器8、压力开关5以及控制器400的配合向机舱冷却系统安全可靠地加注冷却液，从而进一步提高了液体更换装置的使用可靠性。
53.继续参照图1至图3，转接模块100还包括流量控制阀4，流量控制阀4用于监测模块出液口的流量，控制器400用于接收流量控制阀4的监测数据，并根据监测数据控制泵体300的工作状况，进而控制冷却液的加注速度。
54.进一步地，为了减少液体更换装置的拆装步骤，转接模块100还包括第二进液口和
第二开关阀2，第二开关阀2设置于第二进液口，以能够控制第二进液口打开或者关闭，第二进液口用于连通冷却系统的排液管，模块出液口用于连接废液收集池40。
55.具体地，在使用液体更换装置时，尤其适用于机舱冷却系统的冷却液更换过程，可以先将第二进液口与机舱冷却系统的排液管连接，初始时，第二开关阀2可以处于关闭状态，即机舱冷却系统未通过第二进液口与液体更换装置导通。
56.同时，第一进液口9可以与泵体出液口302连接，泵体进液口301与液体源连通，初始时，泵体300尚未启动，即液体源中的冷却液不能向空中的机舱冷却系统主动流动。
57.进一步地，模块出液口可以选择性地与废液收集池40或者机舱冷却系统50的进液管连接，且初始时，第一开关阀1处于关闭状态，即机舱冷却系统未通过模块出液口与液体更换装置导通。
58.模块出液口与废液收集池40连接还是与机舱冷却系统连接，需要根据不同的工作模式确定。具体地，机舱冷却系统中冷却液的更换大致可以包括废液清理过程和新液添加过程。
59.当需要向机舱冷却系统添加冷却液时，模块出液口与机舱冷却系统的进液管连接。具体地，在新液添加过程中，第一开关阀1处于打开状态，第二开关阀2处于关闭状态，泵体300启动，在泵体300的压力作用下，新液可以从液体源压入或者吸入到泵体300中，再经转接模块100后进入到机舱冷却系统。作为示例，新液可以从泵体进液口301进入到泵体300内，再经泵体出液口302离开泵体300，并经第一进液口9进入到转接模块100，继而经模块出液口离开转接模块100而进入到机舱冷却系统。
60.在需要将机舱冷却系统中的废液排出时，模块出液口可以与废液收集池40连接。具体地，在废液清理过程中，液体更换装置可以用于引导机舱冷却系统中的废液排出到废液收集池40中，此时泵体300停止运行，第一开关阀1处于打开状态，第二开关阀2处于打开状态。
61.可选地，液体更换装置可以布置于机舱的下方，例如但不限于，液体更换装置可以设置在风力发电机组所在位置的陆地上或海面上，由于机舱冷却系统的地势高于液体更换装置所在位置的地势，在废液清理过程中，可以无需借助泵体300，利用液体更换装置和机舱冷却系统之间的地势差即可实现废液流动。
62.由于机舱冷却系统位于空中，因此机舱冷却系统中的废液处于高势能，即废液能够在重力作用下向下流动，由机舱冷却系统的排液管流出的废液，经第二进液口进入到转接模块100，再经模块出液口离开该转接模块100而进入到废液收集池40。
63.如此，在使用液体更换装置对机舱冷却系统进行冷却液更换时，可以先将转接模块100的第一开关阀1和第二开关阀2均关闭，并将第一进液口9与泵体出液口302连接，将第二进液口与机舱冷却系统的排液管连接，只调整模块出液口即可，在新液添加过程中，将模块出液口与机舱冷却系统的进液管连接，以用于向进液管中加注新的冷却液(新液)。在废液清理过程中，模块出液口的管路与进液管断开，并将该管路连接在废液收集池40上，第一开关阀1和第二开关阀2均打开，机舱冷却系统的废液可以流入到废液收集池40。减少了液体更换装置的管路拆装过程，从而提高了机舱冷却系统的冷却液的更换效率。
64.为了进一步提高液体更换装置的使用可靠性，转接模块100还包括紧急排液口7和第三开关阀6，第三开关阀6设置于紧急排液口7，以能够控制紧急排液口7打开或者关闭。在
模块出液口排液故障时，紧急排液口7可以用于排液，以避免转接模块100内压力过大。紧急排液口7设置有第三开关阀6，且由带第三开关阀6控制紧急排液口7的打开或者关闭，通常情况下，第三开关阀6处于关闭状态，在出现故障等紧急情况下，第三开关阀6可以被打开，从而实现泄压。作为示例，第三开关阀6可以为手动蝶阀，也可以为自动开关阀，但不以此为限。
65.本公开提供的液体更换装置，可以直接将冷却液从低势能位置压送至高势能位置，简化了机舱冷却系统的冷却液更滑步骤，提高了更换效率，且该过程中无需借助电梯，提高了电梯的有效占用率。
66.除此，本公开提供的液体更换装置可以选择性安装到风力发电机组上，因此在风力发电机运行过程中无需对其进行监测，降低了运维成本。进一步地，该液体更换装置的管路可以布置在塔架外，从而降低意外泄漏而与塔架内电器元件接触的风险，进一步提高了风力发电机组的使用可靠性。
67.本公开提供的液体更换装置尤其适用于大兆瓦机型，例如但不限于，塔架高度不低于130米，但不以此为限。
68.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
69.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
70.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
71.本公开所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。