РЕГУЛИРУЕМОЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО СОЛНЕЧНОГО ТРЕКЕРА Российский патент 2023 года по МПК H02S20/32 

Изобретение относится к области солнечной энергетики, к фотоэнергетическим установкам с автоматической системой ориентации солнечной панели в двух плоскостях, и может найти применение в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также может быть использовано в качестве энергетической установки индивидуального пользования.

Известно аналоговое устройство для генерации солнечной энергии (патент JP2015153055A, G05D3/00; H01L31/042, опубликовано 24.08.2015), которое включает в себя насосную станцию, блоки линейных гидравлических приводов по двум координатам для регулировки высоты и азимута, каждый из которых состоит из двунаправленного гидравлического насоса, гидроцилиндра, резервуара для хранения гидравлической жидкости, обратного клапана, предохранительного клапана, двигателя и реверсивного двухходового электрического гидравлического насоса.

Данное устройство имеет недостатки: сложность конструкции, неоправданное количество насосов и клапанов на одну систему, что увеличивает стоимость оборудования в целом, не предусмотрена функция работы при отключении питания насоса путем поддержания давления в системе во время аварийной или нештатной ситуации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является гидравлическое устройство солнечного трекера (патент RU2769457С1, Н02S20/32, опубликовано 31.03.2022), включающее в себя нерегулируемый насос, электродвигатель, гидроцилиндры, блоки линейных гидравлических приводов, обратные и предохранительные клапаны, пневмогидроаккумулятор, реле давления, фильтр, дросселирующие многопозиционные гидрораспределители с электромагнитным управлением, датчики перемещения, систему слежения за солнцем, аккумуляторную систему хранения энергии.

Недостатком прототипа является то что, при дроссельном регулировании возникают большие потери энергии и нагрев рабочей жидкости, для компенсации чего требуется установка теплообменников. Возможна неустойчивость привода при изменении нагрузки на исполнительных гидродвигателях. Из-за колебаний давлений на участках гидросистемы отдельные гидроцилиндры могут как быстро ускоряться под нагрузкой, так и внезапно останавливаться, что приводит к негативным эксплуатационным факторам.

Задача изобретения – обеспечение нечувствительности к изменениям нагрузок, вызванных внешними воздействиями, путем внедрения в устройство регулятора насоса, клапанов постоянного перепада давления, дросселирующих золотников, реагирующих на внешние воздействия системы регулирования, и увеличение КПД устройства, посредством изменения объема рабочей жидкости насоса.

Технический результат – повышение устойчивости устройства к внешним воздействиям.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве солнечного трекера, содержащем гидравлический бак с насосом и предохранительным клапаном, подающим рабочую жидкость в поршневые полости гидроцилиндров, связанных с напорной и сливной магистралями через многопозиционный гидрораспределитель с электромагнитным управлением, фильтр с предохранительным клапаном в сливной линии магистрали, в отличие от прототипа применены клапаны постоянного перепада давления, дросселирующие пропорциональные распределители, находящиеся в напорных линиях гидроцилиндров, клапаны «или», при чем насос оснащен регулятором по расходу и давлению.

Благодаря введению в гидравлическое устройство солнечного трекера регулируемого по давлению и расходу насоса и клапанов постоянного давления повышается КПД устройства и обеспечивается индивидуальный подвод давления к гидроцилиндрам, необходимый для преодоления нагрузки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема гидравлическая принципиальная устройства солнечного трекера.

Регулируемое гидравлическое устройство солнечного трекера содержит гидробак 1 с насосом 2, включающим предохранительный клапан 3, который соединен с клапанами перепада давления 4, дросселирующими пропорциональными распределителями 5 и гидроцилиндрами 6 посредством напорных линий, которые соединены с клапанами «или» 7 через трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель с электромагнитным управлением 9 с регулятором насоса 8. В сливной линии магистрали установлен фильтр 10 с предохранительным обратным клапаном 11.

Гидропривод солнечного трекера работает следующим образом. Рабочая жидкость из гидробака 1 подается насосом 2 к гидроцилиндрам 6. Регулирование подачи рабочей жидкости осуществляется посредством регулятора насоса 8. Каждый гидроцилиндр 6 имеет возможность дистанционно изменять рабочий объем. Предохранительный клапан 3 предотвращает поломку привода вследствие перегрузки. При отсутствии сигналов управления пружины пропорциональных распределителей 5 выставляют золотники в нейтральное положение (как показано на чертеже). Давление и расход от насоса поступают к пропорциональным распределителям 5, но так как проходные сечения золотников закрыты, то связанное с этим повышение давления, посредством воздействия на поршень управляющего цилиндра насоса выводит насос 2 на минимальную производительность, а гидроцилиндры 6 не перемещаются. При подаче управляющего сигнала на электромагниты распределителей 5 золотники перемещаются пропорционально входящему сигналу, и рабочая жидкость поступает на вход гидроцилиндров 6. Давление перед пропорциональным распределителем падает, клапан постоянного перепада давления 4 фиксирует это падение давления и открывается, обеспечивая расход, достаточный для преодоления внешней нагрузки. В результате открытия клапана давление до него падает и поршень управляющего цилиндра регулятора перемещается под действием силы натяжения пружины, рабочий объём насоса 2 увеличивается. Под действием перепада давления скорость перемещения штока гидроцилиндра 6 увеличивается пропорционально управляющему сигналу согласно программе управления. Номинальное давление в системе устанавливается в соответствии с текущей нагрузкой, для чего, с помощью клапанов «или» 7, отбирается давление из наиболее нагруженных гидроцилиндров 6 и сообщается на регулятор насоса 8. Регулятор выставляет давление питания достаточное для преодоления внешней нагрузки и обеспечивающее наилучшие энергетические характеристики.

Позиционирование платформы солнечного трекера осуществляется за счет подачи регулирующего сигнала с датчиков обратной связи на электромагнит трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя с электромагнитным управлением 9.

Изобретение позволяет обеспечить нечувствительность устройства к изменению нагрузки на выходных валах гидроцилиндров, путем обеспечения необходимого расхода и давления на каждый гидроцилиндр, за счет внедрения регулируемого насоса, клапанов постоянного перепада давления, дросселирующих золотников.

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к фотоэнергетическим установкам с автоматической системой ориентации солнечной панели в двух плоскостях. Технический результат – повышение устойчивости устройства к внешним воздействиям. Достигается тем, что устройство солнечного трекера содержит гидравлический бак с насосом и предохранительным клапаном, подающим рабочую жидкость в поршневые полости гидроцилиндров, связанных с напорной и сливной магистралями через многопозиционный гидрораспределитель с электромагнитным управлением, фильтр с предохранительным клапаном в сливной линии магистрали, клапаны постоянного перепада давления, дросселирующие пропорциональные распределители, находящиеся в напорных линиях гидроцилиндров, клапаны «или», причем насос оснащен регулятором по расходу и давлению. 1 ил.

Гидравлическое устройство двухосевого солнечного трекера, включающее в себя гидравлический бак с насосом и предохранительным клапаном, подающим рабочую жидкость в поршневые полости гидроцилиндров, связанных с напорной и сливной магистралями через многопозиционный гидрораспределитель с электромагнитным управлением, фильтр с предохранительным клапаном в сливной линии магистрали, отличающееся тем, что оно содержит клапаны постоянного перепада давления, дросселирующие пропорциональные распределители, находящиеся в напорных линиях гидроцилиндров, клапаны «или», причем насос оснащен регулятором по расходу и давлению.