Гидравлическая система управления ветроагрегатом Советский патент 1990 года по МПК F03D7/04 

Изобретение относится к ветро- энергетике и касается гидравлических систем, управляющих работой ветро- агрегата.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

На фиг.1 представлена принципиальная схема гидравлической системы управления ветроагрегатом;на фиг.2 - принципиальная схема логического блока; на фиг.З - конструкция датчика скорости ветра.

Гидравлическая система управления ветроагрегатом содержит кинематическ связанный с поворотными лопастями 1 ветроколеса гидроцилиндр 2 изменения угла установки, двухпозиционный распределитель 3, соединенный с напорной 4 и исполнительной 5 магистралями, связанными соответственно с источником 6 жидкости высокого давле- ния и сливной магистралью 7, датчик 8 угловой скорости, вибрационный датчик 9 и связанные между собой дроссель 10 и обратный клапан 11. Система дополнительно содержит под- соединенную параллельно к исполнительной магистрали 5 тормозную гидролинию 12, тормоз 13 ветроколеса с гидроцилиндром 14,имеющим пружинную 15 и управляющую 16 полости,последняя из которых соединена с тормозной гидролинией 12, блокирующий гидроцилиндр 17, кинематически связанный с гидроцилиндром 2 изменения

угла установки и также имеющий пру жинную полость 18 и управляющую полость 19, соединенную с исполнительной магистралью 5, и устройство штормовой зашиты, включающее источник сжатого воздуха 20, датчик 21 скорости ветра, связанный с ними логический блок 22 с управляющей пневмолинией 23 и мембранный привод 24 со штоком, рабочая камера которого сообщена с управляющей пневмолинией 23, причем двухпозиционный распределитель 3 подпружинен и снабжен механической защелкой 25, соединенной со штоком мембранного привода 24, датчиком 8 угловой скорости и вибрационным датчиком 9, а дроссель 10 и обратный клапан 11 установлены на тормозной гидролинии 12 параллельно друг другу.

Логический блок 22 снабжен триггером 2b, реле 27 времени, мембранным приводом 28 со штоком, перекрывающим при перемещении управляющую пневмолинию 23, и двоичным счетчиком 29 сигналов, вход которого и триггер 26 связаны с датчиком 21 скорости ветра, а выход - с управляющей пневмолинией 23, причем выход реле 27 времени соединен с рабочей камерой мембранного привода 28 логического блока. Датчик 21 скорости ветра выполнен в виде стойки 30, жестко закрепленного на ней пневмоприемника, состоящего из двух направленных навстречу друг другу сопел 31, одно из которых под

ключено к источнику 20 сжатого воздуха, а другое - к триггеру 26 и счетчику 29 логического блока 22, установленной на стойке 30 при помощи подшипников 32 оси 33 и жестко закрепленных на ней флюгерной плоскости 34 и диска 35, расположенного между соплами 31 и имеющего отверстие 36, расположенное на том же радиусе, что и сопла 31. Кроме этого, система содержит гидроусилитель 37, и логический блок 22 снабжен клапаном 38.

При нормальной работе ветроагрега- та сигналы с чувствительного элемента преобразуются в гидроусилителе 37 в пропорциональные им расходы жидкости, направленные от напорной магистрали 4 через подпружиненный двухпо- зиционный распределитель 3 по исполнительной магистрали 5 к гидроцилиндру 2 изменения угла установки. Благодаря наличию давления в исполнительной магистрали 5 тормоз 13 растормаживается, сжимая при этом пружину в пружинной полости 15. По той же причине блокирующий гидроцилиндр 17 занимает крайнее правое положение, сжимая при этом пружину, размещенную в пружинной полости 18 блокирующе го гидроцилиндра 17. Таким образом, при наличии давления в исполнительной магистрали 5 ветроагрегат расторможен, блокирующий гидроцилиндр 17 выполняет роль жесткой тяги, а распределитель 3 установлен на механической защелке 25 в положение,соеди- няющее напорную магистраль 4 с исполнительной магистралью 5. Его пружина при этом сжата. Источник 20 сжатого воздуха обеспечивает сжатым воздухом одно из сопел 31 пневмоприемника и логический блок 22.

При скорости ветра, близкой к штормовой, флюгерная плоскость 34 откло- нйется на угол, соответствующий штормовому ветру. Тогда отверстие 36 в диске 35 устанавливается соосно соплам 31 и сжатый воздух от источника 20 сжатого воздуха поступает в логический блок 22. Здесь сигнал запоминается триггером 26, реле 27 времени задерживает его на время, за ко- торое ветроколесо не успевает разогнаться до недопустимой угловой ско- рости, а двоичный счетчик 29 сигналов подсчитывает сигналы, поступившие от датчика 21 скорости ветра. Мембранный привод 28 логического блока 22 открыJ5

2519 6

вает управляющую пневмолинию 23 при работе реле 27 времени посредством воздействия на управляющий элемент клапана 38. Но сигнал поступает лишь тогда, когда счетчик 29 сигналов отмечает трехкратное его повторение в течение периода срабатывания реле 27 времени.

5

0

5 o

г

5

0

0 .

После поступления по управляющей пневмолинии 23 в рабочую камеру мембранного привода 24 последний своим IIITQKOM освобождает механическую защелку 25 двухпозиционного распределителя 3 и он под действием своей пружины переключается, соединяя исполнительную магистраль 5 со сливной магистралью 7 и одновременно отсекая напорную магистраль 4. При этом давление в исполнительной 5 магистрали и тормозной гидролинии 12 пропадает и жидкость начнет вытесняться на слив соответственно тормозного 14 и блокирующего гидроцилиндров. В это время происходит сраба-, тывание тормоза, а движение штока блокирующего гидроцилиндра 17 вызывает поворот лопастей 1 на угол, соответствующий остановке ветроколеса, независимо от положения штока гидроцилиндра 17. Причем благодаря наличию в тормозной гидролинии 12 обратного клапана 11 и регулируемого дросселя 10 время торможения можно регулировать. При увеличении угловой скорости ветроколеса выше допустимого значения механическую защелку 25 освобождают соответственно или датчик 8 угловой скорости, или вибрационный датчик 9.

Формула изобретения

1. Гидравлическая система управления ветроагрегатом, содержащая кинематически связанный с поворотными лопастями ветроколеса гидроцилиндр изменения угла установки, двухпозиционный распределитель,соединенный с напорной и исполнительной магистралями,связанными соответственно с ис - точником жидкости высокого давления и сливной магистралью, датчик угловой скорости, вибрационный датчик и связанные между собой дроссель и обратный клапан, отличающаяся тем, что, с целью повышения

надежности работы, система дополни- тельно содержит подсоединенную параллельно к исполнительной магистрали тормозную гидролинию, тормоз ветро- колеса с гидроцилиндром, имеющим пружинную и управляющую полости, последняя из которых соединена с тормозной, гидролинией, блокирующий гидроцилиндр, кинематически связанный с гид- роцилиндром изменения угла установки и. также имеющий пружинную полость и управляющую полость, соединенную с исполнительной магистралью, и устройство штормовой защиты, включающее источник сжатого воздуха, датчик скорости ветра, связанный с ними логический блок с управляющей пневмоли- нией и мембранный привод со штоком, рабочая камера которого сообщена с управляющей пневмолинией, причем двухпбзиционный распределитель подпружинен и снабжен механической защелкой, соединенной со штоком мембранного привода,датчиком угловой скорости и вибрационным датчиком, а дроссель и обратный клапан установлены на тормозной гидролинии параллельно друг другу.

2.Система по п.1,отлича- ю щ а я с я тем, что логический блок снабжен триггером, реле времени, мембранным приводом со штоком, перекрывающим при перемещении управляющую пневмолинию, и двоичным счетчиком сигналов, вход которого и триггер связаны с датчиком скорости

ветра, а выход - с управляющей пневмолинией, причем выход реле времени соединен с рабочей камерой мембранного привода логического блока.

3.Система поп.1,отлича- ю щ а я с я тем, что датчик скорости ветра выполнен в виде стойки, жестко закрепленного на ней пневмо- приемника, состоящего из двух направленных навстречу друг другу со0 пел, одно из которых подключено к источнику сжатого воздуха, а другое - к триггеру и счетчику логического блока, установленной на стойке при помощи подшипников оси и же5 стко закрепленных на ней флюгерной плоскости и диска, расположен- ного между соплами и имеющего отверстие, расположенное на том же радиусе, что и сопла.

Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет повысить надежность системы в работе. Система содержит кинематически связанные между собой и поворотными лопастями 1 ветроколеса блокирующий гидроцилиндр 17 с пружиной 18 и управляющей 19 полостями и гидроцилиндр 2 изменения угла установки, тормоз 13 с гидроцилиндром 11, снабженным пружиной 15 и управляющей 16 полостями, соединенный с напорной 4 и исполнительной 5 магистралями подпружиненный двухпозиционный распределитель 3 с механической защелкой 25, с которой связаны датчик 8 угловой скорости, вибрационный датчик 9 и устройство штормовой защиты с логическим блоком (ЛБ) 22. ЛБ 22 снабжен триггером, реле времени, мембранным приводом со штоком, перекрывающим при перемещении управляющую пневмолинию 23, и двоичным счетчиком сигналов, входы которого и триггера связаны с датчиком 21 скорости ветра, а выход-с управляющей пневмолинией 23. Причем выход реле времени соединен с рабочей камерой мембранного привода ЛБ 22. Датчик 21 скорости ветра выполнен в виде стойки, жестко закрепленного на ней пневмоприемника, состоящего из двух направленных навстречу сопл, одно из которых подключено к источнику сжатого воздуха, а другое - к триггеру и счетчику сигналов ЛБ 22, установленной на стойке при помощи подшипников оси и жестко закрепленных на ней флюгерной плоскости и диска, расположенного между соплами и имеющего отверстие, расположенное на том же радиусе, что и сопла. При скорости ветра, близкой к штормовой, флюгерная плоскость отклоняется на угол, соответсвующий штормовому ветру, отверстие в диске устанавливается соосно с соплами, а сжатый воздух от источника 20 сжатого воздуха поступит в ЛБ 22. После трехкратного повторения сигнала о штормовом ветре срабатывают тормоз 13 и блокирующий гидроцилиндр 17, что приводит к останову ветроколеса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

о-Г

2В

1

2В

I

гь

28

т

38

23

3

Фиг. I

Е

Ш

S&,

31

/

з;

X

w

tt

Z

x

J2

И

7-7

J5 j;

фиг.З