高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统，包括电动泵、三通管、安全阀、递进式主分配器、润滑小齿轮、配有可编程逻辑控制器的电气控制器，还包括辅助块，在辅助块上设置的接近开关，所述接近开关的感应头一端穿入到所述辅助块的内部，所述中间块内部包括一个活动柱塞，在所述活动柱塞上设置有指示销，所述指示销的一端穿入到所述辅助块的内部靠近接近开关的感应头一端的下方，所述电动泵、接近开关与所述配有可编程逻辑控制器的电气控制器电气控制连接。该系统在运行中可自动检测是否发生堵塞，且检测到堵塞后立即自动关闭电动泵，不受人为和环境的限制，从而降低了风电机组维护成本和提高了系统的使用寿命。
【专利说明】高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种偏航自动润滑系统，尤其涉及一种高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统。
【背景技术】
[0002]风力发电成为新能源利用的主要方式之一，装机容量快速增长。风机偏航系统是兆瓦级风力发电机组必不可少的组成部分，偏航齿圈的润滑能够有效减小偏航电机的负荷，使风机运行平稳，延长偏航系统寿命。但是，在我国风能资源丰富的西南、西北地区，大部分为高原环境。高海拔风电机组的偏航系统需要定期进行润滑维护。高原地区的低气温、低气压和盐雾环境等气候特点使人工润滑维护变得非常困难。
[0003]目前，在风电机组中采用自动润滑系统对其进行润滑，通过自动润滑系统对各润滑点进行定量供油，使偏航齿圈保持适当的润滑油膜。自动润滑系统在运行中经常发生系统堵塞的问题，一般监控系统是否堵塞，需要人工观察润滑脂在电动润滑泵运行时是否由安全阀溢回存储罐或观察润滑部位是否出现干摩擦，但是，对于工作在高原地区复杂的环境中的风电机组，采用人工的方式去监控系统是否堵塞，特别是需要去观察润滑部位是否出现干摩擦，这样实际做起来是非常困难的，且人工监控系统发生堵塞到采取措施关闭电动泵之间会有一段时间，在这段时间内，电动泵会继续工作从而对整个系统的使用寿命造成影响；另外，一般运用在风电机组中的自动润滑系统，采用的是周期性的对润滑点进行定量供油，这种供油方式不是根据风机运行状态来进行供油，会出现有时供油量过多而造成一些问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统，该系统在运行中可自动检测是否发生堵塞，且检测到堵塞后立即自动关闭电动泵，不受人为和环境的限制，从而降低了风电机组维护成本和提高了系统的使用寿命。
[0005]为解决以上的技术问题，本实用新型的技术方案为:高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统，包括电动泵、三通管、安全阀、递进式主分配器、润滑小齿轮、配有可编程逻辑控制器的电气控制器，所述电动泵通过高压胶管与所述三通管的一端连接，所述三通管的另一端通过高压胶管与所述安全阀连接，所述安全阀通过高压胶管与所述电动泵连接，所述三通管的余下的一端通过高压胶管与所述递进式主分配器连接，所述润滑小齿轮的齿端面上设置有注油孔，所述递进式主分配器通过高压胶管与所述润滑小齿轮的注油孔相连，所述润滑小齿轮的轮齿上设置有出油孔，所述润滑小齿轮与需润滑的偏航齿圈相互啮合，还包括设置在所述递进式主分配器的中间块上的辅助块，在辅助块上设置的用来监测所述偏航自动润滑系统是否发生堵塞的接近开关，所述接近开关的感应头一端穿入到所述辅助块的内部，所述中间块内部包括一个活动柱塞，在所述活动柱塞靠近接近开关的一端上设置有指示销，所述指示销一端与所述活动柱塞连接，其另外一端穿入到所述辅助块的内部靠近接近开关的感应头一端的下方，所述电动泵、接近开关与所述配有可编程逻辑控制器的电气控制器电气控制连接。
[0006]优选的，所述润滑小齿轮数量设置为2个，每个润滑小齿轮设置有9个轮齿，每个轮齿上设置有3个出油孔。
[0007]优选的,所述2个润滑小齿轮对称设置在所述偏航齿圈的两侧。
[0008]优选的，所述主分配器与所述润滑小齿轮之间设置有直涨芯、弯涨芯和直接头，所述主分配器与所述直涨芯的一端连接，所述直涨芯的另一端通过高压胶管与所述弯涨芯的一端相连接，所述弯涨芯的另一端通过所述直接头与所述润滑小齿轮的注油孔连接。
[0009]优选的，在所述电动泵还设置有用来监测油位的油位开关，所述油位开关与所述配有可编程逻辑控制器的电气控制器电气控制连接。
[0010]本实用新型的有益效果在于:该系统适用于工作环境复杂的高原环境，在运行中可自动检测系统是否发生堵塞，发生堵塞时，自动报警且立即关闭电动泵，而不需要采用人工的方式去监控系统是否堵塞，特别是需要去观察润滑部位是否出现干摩擦，不受人为和环境的限制，一方面降低了风电机组维护成本，另一方面，减短了系统发生堵塞到关闭电动泵之间的时间，减少了系统堵塞对其本身产生的影响，提高了系统的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例的结构原理图；
[0012]图2为本实用新型实施例中润滑小齿轮与偏航齿圈相互啮合处的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型实施例中润滑小齿轮的油路结构示意图；
[0014]图4为本实用新型实施例中递进式主分配器结构示意图；
[0015]图5为本实用新型实施例中接近开关检测系统是否堵塞的原理结构示意图；
[0016]图6为本实用新型实施例中接近开关的监控状态图；
[0017]图7为本实用新型实施例中自动润滑步骤图；
[0018]图中:1.电动泵，2.三通管，3.安全阀，4.递进式主分配器，5.润滑小齿轮，6.高压胶管，7.注油孔，8.出油孔，9.偏航齿圈，10.接近开关，11.注油接头，12.直涨芯，13.弯涨芯，14.直接头，15.油位开关，16.油道，17.中间块，18.指示销，19.活动柱塞，20.辅助块。
[0019]【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。
[0021]如图1至图5所示，高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统，包括电动泵1、三通管2、安全阀3、递进式主分配器4、润滑小齿轮5、配有可编程逻辑控制器(PLC)的电气控制器(图中未表示出)，所述电动泵I通过高压胶管6与所述三通管2的一端连接，所述三通管2的另一端通过高压胶管6与所述安全阀3连接，所述安全阀3通过高压胶管6与所述电动泵I连接，所述三通管2的余下的一端通过高压胶管6与所述递进式主分配器4连接，所述润滑小齿轮5的齿端面上设置有两个注油孔7，所述递进式主分配器4通过高压胶管6与所述润滑小齿轮5的注油孔7相连，所述润滑小齿轮5的轮齿上设置有出油孔8，所述润滑小齿轮5与需润滑的偏航齿圈9相互啮合，还包括设置在所述递进式主分配器4的中间块17上的辅助块20，在辅助块20上设置的用来监测所述偏航自动润滑系统是否发生堵塞的接近开关10，所述接近开关10的感应头一端穿入到所述辅助块20的内部，所述中间块17内部包括一个活动柱塞19,在所述活动柱塞19靠近接近开关10的一端上设置有指示销18，所述指示销18 —端与所述活动柱塞19连接，其另外一端穿入到所述辅助块20的内部靠近接近开关10的感应头一端的下方，所述电动泵1、接近开关10与所述配有可编程逻辑控制器的电气控制器电气控制连接。所述电动泵I上设置有注油接头11，用注油器将润滑油从所述注油接头11处加入到电动泵I中，自动润滑系统通过电动泵I供压，将润滑油送入所述递进式主分配器4，通过所述递进式主分配器4将润滑油按设定好的比例分配到所述润滑小齿轮5处，通过所述润滑小齿轮5的注油孔7将润滑油注入润滑小齿轮5，润滑油经过润滑小齿轮5内部的油道16从润滑小齿轮5轮齿上的出油孔8流出，通过所述润滑小齿轮5的出油孔8将润滑油输出至与所述润滑小齿轮5相互啮合的偏航齿圈9上，随着偏航齿圈9带动润滑小齿轮5转动，从而将润滑油脂均匀的涂抹到偏航齿圈9上与润滑小齿轮5相接触的表面，实现良好的润滑。当油压超过所述安全阀3设定的压力值时，润滑油从安全阀3溢流回电动泵I中。如图4和图5所示，所述递进式主分配器4采用BEKA公司的MX-F4/4，用来监测系统工作时是否堵塞，所述辅助块20端部设置有螺纹接口，所述接近开关10采用PNP式接近开关，其通过所述辅助块20端部的螺纹接口与辅助块20螺纹连接且所述接近开关10的感应头一端穿入到所述辅助块20的内部，所述指示销18 —端与所述活动柱塞19固定连接，其另外一端穿入到所述辅助块20的内部靠近接近开关10的感应头一端的下方，在柱塞20的工作行程中，所述指示销18在柱塞20的带动下做左右往复运动，使得指示销18的另外一端往复的靠近和离开接近开关10的感应区域，从而使得接近开关10发出周期性的脉冲信号，所述接近开关10在此处的功能相当于一个脉冲发生器，PLC程序通过接近开关10发出的脉冲信号的情况来判断系统是否堵塞，如图6所示的三种类型状态，当信号为周期性的脉冲信号时，如图6中的A类型时，表示系统工作正常；当没有信号，如图6中的B类型，或是脉冲信号的脉宽一直持续的情况下，如图6中的C类型时，表示系统堵塞，这时，PLC程序就会自动报警，并且自动关闭电动泵I。
[0022]从图2可以得知，所述润滑小齿轮5数量设置为2个，每个润滑小齿轮设置有9个轮齿，每个轮齿上设置有3个出油孔8，每个小齿轮上一共有27个出油孔8，这样设置能达到较好的润滑效果。
[0023]从图1可以得知，所述2个润滑小齿轮5对称设置在所述偏航齿圈9的两侧，这样设置能使风机偏航润滑时减少偏航的角度，降低偏航磨损。
[0024]如图1和图2所示，所述主分配器4与所述润滑小齿轮5之间设置有直涨芯12、弯涨芯13和直接头14，所述主分配器4与所述直涨芯12的一端连接，所述直涨芯12的另一端通过高压胶管6与所述弯涨芯13的一端相连接，所述弯涨芯13的另一端通过所述直接头14与所述润滑小齿轮5的注油孔7连接。所述直接头14可防止灰尘进入管件接缝处，并且在工作时能有效的防止振动产生的松动现象，使系统更安全。在本实施中，所述直接头14采用BEKA公司生产的MlOXl型的直接头。
[0025]所述的偏航自动润滑系统还包括油位开关15，所述油位开关15设置在所述电动泵I上，用来监测电动泵I中的油位，所述油位开关15与所述配有可编程逻辑控制器(PLC)的电气控制器电气控制连接。油位开关15信号为常闭，当电动泵I内有油时，系统接受到连续信号；当电动泵I内缺油达到最低油位时，油位开关15的信号由常闭变为常开，此时没信号，PLC程序发出警报并自动关闭电动泵1，避免对系统的使用寿命造成影响。
[0026]所述润滑系统通过电动泵I输出不大于280bar的工作压力，将润滑脂输送至主分配器4，然后以1.8cc/min的注油量输出润滑脂对偏航齿圈9进行润滑。润滑系统的主要参数为:
[0027]最大工作压力(安全阀设定压力)280 bar
[0028]油箱容积4kg
[0029]出油量120mm3 / 转，1.8cc/min
[0030]工作转速15rpm
[0031]工作电压230V /AC
[0032]正常最大工作电流3A
[0033]系统堵塞电流4.5A
[0034]堵塞时停止工作时间小于IS
[0035]工作温度范围-40°C~+800C
[0036]运行海拔2500~4000米
[0037]自动润滑系统通过电动泵I供压 实现向各个润滑部位泵注，电动泵I供压则依靠PLC程序实现自动供压。自动润滑系统工作步骤如图7所示，偏航润滑设计发生在等风状态；当风机进入等风状态时，自动润滑系统自动检查距上次偏航润滑的时间，如未超出15天，则不启动电动泵I供压，避免频繁偏航润滑。如果已经超出15天，则根据机舱位置，判断是左偏航或者是右偏航，然后启动电动泵I供压进行自动润滑，在偏航润滑时，程序会判断偏航是否到达极限位置，如达到极限位置，则退出偏航润滑；同时判断润滑时间是否超时，超时退出偏航润滑；同时判断偏航角度是否达到180度，如达到180度则退出偏航和偏航自动润滑，结束本次偏航润滑。这样设计是为了使自动润滑系统根据风机运行状态来进行供油，避免出现有时供油量过多而造成浪费的问题。
[0038]综上所述，该系统适用于工作环境复杂的高原环境，在运行中可自动检测系统是否发生堵塞，发生堵塞时，自动报警且立即关闭电动泵，而不需要采用人工的方式去监控系统是否堵塞，特别是需要去观察润滑部位是否出现干摩擦，不受人为和环境的限制，一方面降低了风电机组维护成本，另一方面，减短了系统发生堵塞到关闭电动泵之间的时间，减少了系统堵塞对其本身产生的影响，提高了系统的使用寿命；该系统根据风机运行状态对其进行自动润滑，避免了出现有时供油量过多而造成浪费的问题。
[0039]以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关【技术领域】的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。
【权利要求】
1.高原型兆瓦级风电机组的偏航自动润滑系统，包括电动泵、三通管、安全阀、递进式主分配器、润滑小齿轮、配有可编程逻辑控制器的电气控制器，所述电动泵通过高压胶管与所述三通管的一端连接，所述三通管的另一端通过高压胶管与所述安全阀连接，所述安全阀通过高压胶管与所述电动泵连接，所述三通管的余下的一端通过高压胶管与所述递进式主分配器连接，所述润滑小齿轮的齿端面上设置有注油孔，所述递进式主分配器通过高压胶管与所述润滑小齿轮的注油孔相连，所述润滑小齿轮的轮齿上设置有出油孔，所述润滑小齿轮与需润滑的偏航齿圈相互啮合，其特征在于:还包括设置在所述递进式主分配器的中间块上的辅助块，在辅助块上设置的用来监测所述偏航自动润滑系统是否发生堵塞的接近开关，所述接近开关的感应头一端穿入到所述辅助块的内部，所述中间块内部包括一个活动柱塞，在所述活动柱塞靠近接近开关的一端上设置有指示销，所述指示销一端与所述活动柱塞连接，其另外一端穿入到所述辅助块的内部靠近接近开关的感应头一端的下方，所述电动泵、接近开关与所述配有可编程逻辑控制器的电气控制器电气控制连接。
2.根据权利要求1所述的偏航自动润滑系统，其特征在于:所述润滑小齿轮数量设置为2个，每个润滑小齿轮设置有9个轮齿，每个轮齿上设置有3个出油孔。
3.根据权利要求2所述的偏航自动润滑系统，其特征在于:所述2个润滑小齿轮对称设置在所述偏航齿圈的两侧。
4.根据权利要求1、2或3所述的偏航自动润滑系统，其特征在于:所述主分配器与所述润滑小齿轮之间设置有直涨芯、弯涨芯和直接头，所述主分配器与所述直涨芯的一端连接，所述直涨芯的另一端通过高压胶管与所述弯涨芯的一端相连接，所述弯涨芯的另一端通过所述直接头与所述润滑小齿轮的注油孔连接。
5.根据权利要求4所述的偏航自动润滑系统，其特征在于:在所述电动泵还设置有用来监测油位的油位开关，所述油位开关与所述配有可编程逻辑控制器的电气控制器电气控制连接。
【文档编号】F16N29/04GK203421469SQ201320501664
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】丁桂林, 叶伟, 郭锐, 张元林, 杨十力, 宋建秀, 颜毅斌, 符伟杰, 翟大勇 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司