一种风电集中润滑系统及其浮板式柱塞泵的制作方法

本发明涉及一种风电集中润滑系统及其浮板式柱塞泵。

背景技术：

1、随着风能技术的发展，风力发电机组数量越来越多，风力发电机组内的各类摩擦副的润滑已经由传统人工润滑逐渐转变为自动集中润滑，但由于风力发电机组一般多安置在西北高海拔区域，其环境温度较低，对于集中润滑系统的抗低温性能提出了更高的要求。

2、柱塞泵为现有常用的润滑泵得到广泛应用，但传统柱塞泵在面对高寒地区润滑脂黏稠度较高、流动阻力较大的压力下，其柱塞副的抽吸能力明显不足，主要表现在柱塞副抽空故障，柱塞副抽空不仅影响柱塞泵的正常泵送，而且还会导致后续分配器出现故障。常见的柱塞泵包括搅杆式和弹簧活塞式两种。

3、其中弹簧活塞式通过在油箱中设置弹簧活塞、旋转压油板等结构，向下挤压油箱中的润滑脂，以提高油箱中润滑脂向下蠕动的能力，但是，由于空间限制，柱塞副一般设置在下方的泵头中，柱塞副的进脂口距离旋转压油板具有相当远的距离，加之两者之间狭小空间对于润滑脂蠕动的阻力，使得柱塞副对润滑脂的抽吸依然不足，抽空概率依然很高；而弹簧活塞结构在油箱中润滑脂较多时，其弹簧提供给活塞以及活塞下方的润滑脂较大的润滑脂，但随着油箱中润滑脂的逐渐消耗，弹簧逐渐舒展，弹簧施加给活塞的挤压力越来越小，逐渐失去对润滑脂的挤压能力，尤其在低温、高粘度润滑脂的情况下，其作用力更是十分有限，依然无法避免柱塞副抽空问题。而且弹簧活塞结构占用油箱空间太多，严重影响油箱的储脂量。另一方面，弹簧活塞机构的柱塞泵在油箱首次加注润滑脂时，因该结构的封闭性，无法避免的会在润滑脂中混入气泡，气泡的存在更是会导致柱塞副抽空，柱塞副抽空后将导致后续分配器的柱塞副工作故障，系统无法继续使用。

4、而搅杆式的柱塞泵在油箱内设置搅杆和旋转压油板等结构，搅杆将油箱内壁上黏附的润滑脂挂下，并对润滑脂有一定搅拌作用，旋转压油板对油箱底部润滑脂有一定的向下挤压作用，但是搅杆泵无法解决从油箱底部到柱塞副这段狭小区域的润滑脂驱动问题，柱塞副依然容易抽空。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的在于提供一种既能解决柱塞副抽空问题，又能避免润滑脂中气泡过大而导致系统故障，而且油箱中储脂空间不会受到过多占用的浮板式柱塞泵；本发明的目的还在于提供一种使用上述浮板式柱塞泵的风电集中润滑系统。

2、本发明的浮板式柱塞泵的技术方案如下：浮板式柱塞泵包括：

3、泵头，包括依次传动连接的减速电机、偏心轮传动机构和柱塞副，柱塞副包括阀体和柱塞，阀体具有进脂口和出脂口；

4、油箱，装在泵头上部；

5、导向杆，吊装在油箱轴线处，下部具有限位台；

6、浮板，滑动装配在导向杆上，外径与油箱内径一致，由轻质材质制成，外边沿具有上翻的翻沿，翻沿与油箱内壁面导向滑动配合；浮板依靠其下表面与润滑脂液面的粘附力而随润滑脂液面下滑，并将油箱内壁上黏附的润滑脂刮下；

7、辅助抽脂机构，包括聚脂杯、转轴、柱形螺旋压油片、锥形螺旋压油片和传动链轮组，锥形螺旋压油片的外径自上而下递减，聚脂杯的上部延伸至油箱内，聚脂杯的下部开口与所述进脂口对接，聚脂杯的下部固定在所述阀体上、中部相对于泵头固定，转轴与聚脂杯同轴设置，聚脂杯的中央自上而下设置有至少两个同轴的轴承座，轴承座通过支撑杆相对于聚脂杯固定，转轴通过轴承转动装配在各轴承座上，聚脂杯包括位于下部的下锥形段、位于中部的筒形段和位于上部的至少一段上锥形段，柱形螺旋压油片和锥形螺旋压油片同轴安装在转轴上，柱形螺旋压油片位于筒形段内，锥形螺旋压油片位于上锥形段内，传动链轮组包括安装在减速电机的输出轴上的主动链轮、安装在转轴上的从动链轮以及分别与主动链轮和从动链轮传动连接的链条，聚脂杯中对应于链条设置有避让孔；转轴上沿径向设置有多根切割杆，在随转轴旋转时将润滑脂中的大气泡切割成小气泡；

8、减速电机的输出轴旋转时，经过传动链轮组驱动转轴、柱形螺旋压油片、锥形螺旋压油片旋转，从而将聚脂杯中的润滑脂朝向进脂口输送。

9、本方案的有益效果如下：本技术通过在柱塞副的进脂口处设置的辅助抽脂机构，一方面，可以直接将油箱底部的润滑脂抽入聚脂杯，并持续将润滑脂朝向下方输送，直至经过聚脂杯的下部开口直接进入到柱塞副的进脂口，解决润滑脂抽吸“最后一段”的驱动力不足问题，相对于现有技术，无需设置旋转压油板和配油盘，其聚脂杯上部延伸至油箱下部且具有较大的覆盖范围，配合锥形螺旋压油片和柱形螺旋压油片两级增压，即使没有设置弹簧活塞或旋转压油板，也不会导致柱塞副抽空；而本技术的辅助抽脂机构直接从油箱底部接引，为油箱底部的润滑脂提供泵送力，并将其直接送至柱塞副的进脂口，从而很好解决柱塞副抽空问题，尤其针对低温环境、高黏稠度润滑脂的泵送。而且由于无需另外设置额外的动力，直接利用润滑泵中原有减速电机的输出轴作为动力源即可。该结构的柱塞泵尤其适合高寒低温区域以及润滑脂特别粘稠的场景下使用，很大程度上解决行业难题，对于集中润滑系统在更广领域的推广提供可能。另外，聚脂杯这样结构的设置，使得即满足进脂口较小的前提，又尽可能提高聚脂杯的储存能力，且上部喇叭状结构方便了润滑脂的进入，也扩大了螺旋压油片的影响范围，使更多的润滑脂得以顺利进入聚脂杯中；

10、另一方面，不再设置弹簧、活塞等机构，而是改为轻质、薄板状的浮板，浮板材质较轻，且下表面可以与粘稠的润滑脂贴合，在润滑脂本身粘附力以及浮板下表面与润滑脂液面之间紧密贴合的吸力作用下，当润滑脂依靠重力以及下方辅助抽脂机构抽吸而下降时，浮板跟随润滑脂液面的下降而下移，下移过程即可将黏附在油箱内壁上的润滑脂刮下；可见，采用浮板替换弹簧活塞机构，其体积大大减少，油箱的有效储脂空间显著提高，且配合辅助抽脂机构的强力抽吸作用，依靠润滑脂与浮板之间的作用力，将油箱内壁上黏附的润滑脂刮下，也避免空气从油箱上部进入到润滑脂中，即浮板相当于将润滑脂封闭在一个空间内，使润滑脂与空气隔绝；

11、再者，切割杆设置在转轴上，且位于聚脂杯中，利用转轴的旋转带动切割杆旋转，切割杆将经过聚脂杯的润滑脂中包含的气泡团切割后变成更小的气泡团，从而避免气泡过大而导致柱塞副间歇性抽空，尤其是避免大气泡进入集中润滑系统后续的分配器柱塞时导致分配器无法正常工作。

12、进一步地，切割杆在水平面内两侧对称设置有切割刃，切割刃的厚度自远离切割杆的中轴线向靠近切割杆的中轴线递增。由于气泡是裹挟在润滑脂中，切割杆直径太大的话可能会导致气泡从侧边“绕过”，即无法切入气泡中，若切割杆直径太小的话，切割后的两部分气泡团由于被分隔的距离较短，可能会出现继续“融合”的情况，使得气泡依然是大气泡；通过将切割杆设置为两边薄、中间后的结构后，不仅便于切入气泡，还能给分割后的气泡之间提供足够的分隔距离，从而实现更有效切割大气泡为小气泡的目的。

13、进一步地，切割杆的中轴线处设置有圆孔。圆孔的设置则在保证切割杆直径足够的前提下，尽量减小切割杆重量。

14、进一步地，浮板的下表面为光滑镜面。光滑镜面的设置，可以使浮板与润滑脂液面之间贴合更紧密，使两者之间空气更不易存在，从而可以利用类似洗盘的真空吸力作用增加浮板与润滑脂之间的吸附力，使得浮板可以克服更大的移动阻力。

15、进一步地，浮板由塑料或泡沫材料制成。尽量减轻浮板重量，避免润滑脂外翻至浮板上部。

16、进一步地，浮板通过导向套导向滑动装配在导向柱上。使浮板移动过程中更不易倾斜。

17、进一步地，柱塞副有多个，各柱塞副一一对应设置辅助抽脂机构，各辅助抽脂机构的主动链轮沿减速电机的输出轴上下间隔设置。当多个柱塞副都需要辅助抽脂机构时，采用主动链轮上下间隔设置的方式可避免各链条彼此干涉。

18、进一步地，柱形螺旋压油片和/或锥形螺旋压油片的螺距自上而下递减以逐渐增压。由于越靠近聚脂杯的底部也就越靠近柱塞副的进脂口，越靠近进脂口润滑脂的蠕动在被柱塞副抽吸时蠕动越快，为了避免由于螺旋压油片的驱动力不足或其他原因导致的润滑脂在聚脂杯内流动太缓慢而供应不足，所以采用螺距自上而下递减以逐渐增大螺旋压油片的输送压力，从而满足以上需求；另一方面，当聚脂杯的下部为缩口结构时，越靠下，润滑脂流动阻力越大，所需要的驱动力也越大，也需要增压。

19、进一步地，聚脂杯的侧壁上设置有多个小孔。若小孔设置在聚脂杯的上部，则可以便于聚脂杯侧边的润滑脂流入聚脂杯中，避免聚脂杯侧边盲区内的润滑脂长期不流动而出现基础油析出、干结、变质等问题；而所聚脂杯下部设置小孔，可以在螺旋压油片抽吸供应的润滑脂过多而超过柱塞副的抽吸能力时，多余的润滑脂可以从小孔流出到聚脂杯外面，从而将聚脂杯外部侧边的润滑脂向上推动，即促进聚脂杯外侧面的润滑脂的流动，避免一些润滑脂长期不流动。

20、进一步地，聚脂杯的上部具有杯盖，杯盖中部具有圆孔，圆孔的孔径与锥形螺旋压油片的最大外径一致。杯盖的设置，可以对于锥形螺旋压油片的输送起到促进作用，使聚脂杯中润滑脂沿内壁外翻时可以朝向锥形螺旋压油片蠕动，而非直接外翻而流出聚脂杯。

21、本发明的风电集中润滑系统的技术方案如下：风电集中润滑系统包括分配器、油管和浮板式柱塞泵，浮板式柱塞泵包括：

22、泵头，包括依次传动连接的减速电机、偏心轮传动机构和柱塞副，柱塞副包括阀体和柱塞，阀体具有进脂口和出脂口；

23、油箱，装在泵头上部；

24、导向杆，吊装在油箱轴线处，下部具有限位台；

25、浮板，滑动装配在导向杆上，外径与油箱内径一致，由轻质材质制成，外边沿具有上翻的翻沿，翻沿与油箱内壁面导向滑动配合；浮板依靠其下表面与润滑脂液面的粘附力而随润滑脂液面下滑，并将油箱内壁上黏附的润滑脂刮下；

26、辅助抽脂机构，包括聚脂杯、转轴、柱形螺旋压油片、锥形螺旋压油片和传动链轮组，锥形螺旋压油片的外径自上而下递减，聚脂杯的上部延伸至油箱内，聚脂杯的下部开口与所述进脂口对接，聚脂杯的下部固定在所述阀体上、中部相对于泵头固定，转轴与聚脂杯同轴设置，聚脂杯的中央自上而下设置有至少两个同轴的轴承座，轴承座通过支撑杆相对于聚脂杯固定，转轴通过轴承转动装配在各轴承座上，聚脂杯包括位于下部的下锥形段、位于中部的筒形段和位于上部的至少一段上锥形段，柱形螺旋压油片和锥形螺旋压油片同轴安装在转轴上，柱形螺旋压油片位于筒形段内，锥形螺旋压油片位于上锥形段内，传动链轮组包括安装在减速电机的输出轴上的主动链轮、安装在转轴上的从动链轮以及分别与主动链轮和从动链轮传动连接的链条，聚脂杯中对应于链条设置有避让孔；转轴上沿径向设置有多根切割杆，在随转轴旋转时将润滑脂中的大气泡切割成小气泡；

27、减速电机的输出轴旋转时，经过传动链轮组驱动转轴、柱形螺旋压油片、锥形螺旋压油片旋转，从而将聚脂杯中的润滑脂朝向进脂口输送。

28、本方案的有益效果如下：本技术通过在柱塞副的进脂口处设置的辅助抽脂机构，一方面，可以直接将油箱底部的润滑脂抽入聚脂杯，并持续将润滑脂朝向下方输送，直至经过聚脂杯的下部开口直接进入到柱塞副的进脂口，解决润滑脂抽吸“最后一段”的驱动力不足问题，相对于现有技术，无需设置旋转压油板和配油盘，其聚脂杯上部延伸至油箱下部且具有较大的覆盖范围，配合锥形螺旋压油片和柱形螺旋压油片两级增压，即使没有设置弹簧活塞或旋转压油板，也不会导致柱塞副抽空；而本技术的辅助抽脂机构直接从油箱底部接引，为油箱底部的润滑脂提供泵送力，并将其直接送至柱塞副的进脂口，从而很好解决柱塞副抽空问题，尤其针对低温环境、高黏稠度润滑脂的泵送。而且由于无需另外设置额外的动力，直接利用润滑泵中原有减速电机的输出轴作为动力源即可。该结构的柱塞泵尤其适合高寒低温区域以及润滑脂特别粘稠的场景下使用，很大程度上解决行业难题，对于集中润滑系统在更广领域的推广提供可能。另外，聚脂杯这样结构的设置，使得即满足进脂口较小的前提，又尽可能提高聚脂杯的储存能力，且上部喇叭状结构方便了润滑脂的进入，也扩大了螺旋压油片的影响范围，使更多的润滑脂得以顺利进入聚脂杯中；

29、另一方面，不再设置弹簧、活塞等机构，而是改为轻质、薄板状的浮板，浮板材质较轻，且下表面可以与粘稠的润滑脂贴合，在润滑脂本身粘附力以及浮板下表面与润滑脂液面之间紧密贴合的吸力作用下，当润滑脂依靠重力以及下方辅助抽脂机构抽吸而下降时，浮板跟随润滑脂液面的下降而下移，下移过程即可将黏附在油箱内壁上的润滑脂刮下；可见，采用浮板替换弹簧活塞机构，其体积大大减少，油箱的有效储脂空间显著提高，且配合辅助抽脂机构的强力抽吸作用，依靠润滑脂与浮板之间的作用力，将油箱内壁上黏附的润滑脂刮下，也避免空气从油箱上部进入到润滑脂中，即浮板相当于将润滑脂封闭在一个空间内，使润滑脂与空气隔绝；

30、再者，切割杆设置在转轴上，且位于聚脂杯中，利用转轴的旋转带动切割杆旋转，切割杆将经过聚脂杯的润滑脂中包含的气泡团切割后变成更小的气泡团，从而避免气泡过大而导致柱塞副间歇性抽空，尤其是避免大气泡进入集中润滑系统后续的分配器柱塞时导致分配器无法正常工作。

31、进一步地，切割杆在水平面内两侧对称设置有切割刃，切割刃的厚度自远离切割杆的中轴线向靠近切割杆的中轴线递增。由于气泡是裹挟在润滑脂中，切割杆直径太大的话可能会导致气泡从侧边“绕过”，即无法切入气泡中，若切割杆直径太小的话，切割后的两部分气泡团由于被分隔的距离较短，可能会出现继续“融合”的情况，使得气泡依然是大气泡；通过将切割杆设置为两边薄、中间后的结构后，不仅便于切入气泡，还能给分割后的气泡之间提供足够的分隔距离，从而实现更有效切割大气泡为小气泡的目的。

32、进一步地，切割杆的中轴线处设置有圆孔。圆孔的设置则在保证切割杆直径足够的前提下，尽量减小切割杆重量。

33、进一步地，浮板的下表面为光滑镜面。光滑镜面的设置，可以使浮板与润滑脂液面之间贴合更紧密，使两者之间空气更不易存在，从而可以利用类似洗盘的真空吸力作用增加浮板与润滑脂之间的吸附力，使得浮板可以克服更大的移动阻力。

34、进一步地，浮板由塑料或泡沫材料制成。尽量减轻浮板重量，避免润滑脂外翻至浮板上部。

35、进一步地，浮板通过导向套导向滑动装配在导向柱上。使浮板移动过程中更不易倾斜。

36、进一步地，柱塞副有多个，各柱塞副一一对应设置辅助抽脂机构，各辅助抽脂机构的主动链轮沿减速电机的输出轴上下间隔设置。当多个柱塞副都需要辅助抽脂机构时，采用主动链轮上下间隔设置的方式可避免各链条彼此干涉。

37、进一步地，柱形螺旋压油片和/或锥形螺旋压油片的螺距自上而下递减以逐渐增压。由于越靠近聚脂杯的底部也就越靠近柱塞副的进脂口，越靠近进脂口润滑脂的蠕动在被柱塞副抽吸时蠕动越快，为了避免由于螺旋压油片的驱动力不足或其他原因导致的润滑脂在聚脂杯内流动太缓慢而供应不足，所以采用螺距自上而下递减以逐渐增大螺旋压油片的输送压力，从而满足以上需求；另一方面，当聚脂杯的下部为缩口结构时，越靠下，润滑脂流动阻力越大，所需要的驱动力也越大，也需要增压。

38、进一步地，聚脂杯的侧壁上设置有多个小孔。若小孔设置在聚脂杯的上部，则可以便于聚脂杯侧边的润滑脂流入聚脂杯中，避免聚脂杯侧边盲区内的润滑脂长期不流动而出现基础油析出、干结、变质等问题；而所聚脂杯下部设置小孔，可以在螺旋压油片抽吸供应的润滑脂过多而超过柱塞副的抽吸能力时，多余的润滑脂可以从小孔流出到聚脂杯外面，从而将聚脂杯外部侧边的润滑脂向上推动，即促进聚脂杯外侧面的润滑脂的流动，避免一些润滑脂长期不流动。

39、进一步地，聚脂杯的上部具有杯盖，杯盖中部具有圆孔，圆孔的孔径与锥形螺旋压油片的最大外径一致。杯盖的设置，可以对于锥形螺旋压油片的输送起到促进作用，使聚脂杯中润滑脂沿内壁外翻时可以朝向锥形螺旋压油片蠕动，而非直接外翻而流出聚脂杯。