專利名稱：塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的液壓傳動(dòng)裝置，具體涉及一種用于塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的定日鏡上的電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱集中型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其基本形式是利用獨(dú)立跟蹤太陽的定日鏡群，將陽光聚集到固定在塔頂部的接收器上，用以產(chǎn)生高溫，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽或高溫氣體，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。定日鏡是一種由鏡面(反射鏡)、鏡架(支撐結(jié)構(gòu))、跟蹤傳動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)等組成的聚光裝置，用于跟蹤接收并聚集反射太陽光線進(jìn)入位于接收塔頂部的集熱器內(nèi)。跟蹤傳動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)是保證定日鏡運(yùn)動(dòng)和定位的重要裝置，其性能決定定日鏡的工作效率，進(jìn)而影響整個(gè)塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。因此，定日鏡的傳動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)是塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在定日鏡的傳動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)中，其傳動(dòng)裝置是重要的一環(huán)，因?yàn)槎ㄈ甄R需要將太陽光反射到距離地面60米甚至更高的塔頂部的接收器，所以定日鏡位置的微小變化都會(huì)引起反射光在接收器上較大的偏差，所以現(xiàn)有定日鏡大多數(shù)采用無間隙齒輪減速器、液壓傳動(dòng)或兩者的組合。齒輪減速器的傳動(dòng)方式的缺點(diǎn)是無間隙齒輪加工精度要求非常高，制造成本高，傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)比固定，無法適應(yīng)全天候工作，在大輸出載荷時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，齒輪容易磨損且磨損后嚴(yán)重影響跟蹤定位精度，維修成本高，因此大面積和大質(zhì)量的定日鏡傳動(dòng)中均采用液壓傳動(dòng)裝置。液壓傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)是出力大，但現(xiàn)有的定日鏡液壓傳動(dòng)裝置包括油泵、油缸、控制閥及各種管路，系統(tǒng)需要的空間也很大；液壓回路為開式回路，油液在沙漠等惡劣環(huán)境下容易被污染，而且各種控制閥及相關(guān)的電氣設(shè)備較多，發(fā)生故障的概率就大，需要定期的檢查和維護(hù)，增加維護(hù)成本；而且采用閥控原理的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)效率較低，最高效率約為70 %，這也制約了定日鏡液壓傳動(dòng)裝置的推廣。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的定日鏡的液壓傳動(dòng)裝置存在安裝空間大、效率低、控制可靠性差的問題，進(jìn)而提供一種塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型所述塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置包括直流伺服電機(jī)、雙向定量泵、預(yù)壓式空氣濾清器、 密閉壓力油罐、補(bǔ)油閥總成、雙向液壓鎖總成和擺動(dòng)液壓馬達(dá)，所述直流伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與雙向定量泵的動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵通過雙向液壓鎖總成與擺動(dòng)液壓馬達(dá)連接，雙向定量泵與擺動(dòng)液壓馬達(dá)之間的兩條油路構(gòu)成閉式回路，補(bǔ)油閥總成的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵與擺動(dòng)液壓馬達(dá)之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥總成的第三進(jìn)出油口與密閉壓力油罐的進(jìn)出油口連接，雙向定量泵的泄油口與密閉壓力油罐的進(jìn)油口連通，預(yù)壓式空氣濾清器的進(jìn)出空氣口與密閉壓力油罐的進(jìn)出空氣口連通。[0006]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制可靠、重量輕、安裝體積小、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的使用可使塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的定日鏡具有跟蹤精度高、制造成本低、能源利用率高的優(yōu)點(diǎn)。本裝置采用模塊化集成設(shè)計(jì)，沒有泵站及過長(zhǎng)的管路，安裝體積小，裝置中沒有電液伺服閥或電液比例閥，沒有溢流和節(jié)流損失，因此可靠性提高，控制也更加簡(jiǎn)單，是一種傳動(dòng)效率高、輸出負(fù)載大，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單方便的定日鏡液壓傳動(dòng)裝置。本實(shí)用新型的具體優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面?zhèn)鲃?dòng)裝置通過控制直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間來控制擺動(dòng)液壓馬達(dá)的方向、速度和位移，去除了閥芯容易卡滯的電液(電磁)閥，減少控制元件數(shù)目，簡(jiǎn)化了液壓控制回路，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。本實(shí)用新型中，直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)環(huán)境的改變(如風(fēng)力的大小)而改變， 并可無級(jí)調(diào)速，而不是總工作在固定轉(zhuǎn)速上。去除了溢流閥和節(jié)流閥，避免了溢流損失和節(jié)流損失，傳動(dòng)效率和能源利用率高于傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)裝置，節(jié)能高效。本實(shí)用新型采用液壓閉式回路，儲(chǔ)油罐體積小，與外界密封性好，在惡劣的環(huán)境中(如風(fēng)沙大的沙漠中，這也是太陽能發(fā)電站的主要選址之一)亦能工作良好。當(dāng)擺動(dòng)液壓馬達(dá)達(dá)到指定位置而停止時(shí)，直流伺服電機(jī)亦可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，直到下一次跟蹤定位指令的發(fā)出，這也節(jié)省了能源。此時(shí)，擺動(dòng)液壓馬達(dá)的位置靠雙向液壓鎖總成來保持，省去了機(jī)械鎖緊裝置。本實(shí)用新型采用閉式液壓系統(tǒng)，油箱體積很小，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、油罐及集成閥塊與擺動(dòng)液壓馬達(dá)直接相連接，無外置的液壓管路，使得傳動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置的體積更小，并實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，方位角和高度角調(diào)整時(shí)均可采用該傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，互換性好，該裝置可以整體安裝，發(fā)生故障亦可整體替換，維護(hù)簡(jiǎn)單快捷。

圖1是本實(shí)用新型的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一如圖1所示，本實(shí)施方式包括直流伺服電機(jī)1、雙向定量泵2、預(yù)壓式空氣濾清器3、密閉壓力油罐4、補(bǔ)油閥總成5、雙向液壓鎖總成6和擺動(dòng)液壓馬達(dá)9，所述直流伺服電機(jī)1的動(dòng)力輸出軸與雙向定量泵2的動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵2通過雙向液壓鎖總成6與擺動(dòng)液壓馬達(dá)9連接，雙向定量泵2與擺動(dòng)液壓馬達(dá)9之間的兩條油路構(gòu)成閉式回路20，補(bǔ)油閥總成5的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵2與擺動(dòng)液壓馬達(dá) 9之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥總成5的第三進(jìn)出油口與密閉壓力油罐4的進(jìn)出油口連接，雙向定量泵2的泄油口與密閉壓力油罐4的進(jìn)油口連通，預(yù)壓式空氣濾清器3的進(jìn)出空氣口與密閉壓力油罐4的進(jìn)出空氣口連通。雙向液壓鎖總成6串聯(lián)在閉式回路20中，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)及驅(qū)動(dòng)裝置的雙向傳動(dòng)， 又能在傳動(dòng)裝置停止工作時(shí)封閉液壓回路，鎖定擺動(dòng)液壓馬達(dá)9。補(bǔ)油閥總成5并聯(lián)在閉式回路20上并通過油管與密閉壓力油罐4連通，密閉壓力油罐4、補(bǔ)油閥總成5和預(yù)壓式空氣濾清器3組成的無動(dòng)力補(bǔ)油裝置。直流伺服電機(jī)1與雙向定量泵2根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)置在閥塊上，也可以設(shè)置在擺動(dòng)液壓馬達(dá)9上。
具體實(shí)施方式
二 如圖1所示，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于所述預(yù)壓式空氣濾清器3由空氣過濾器3-1、進(jìn)氣單向閥3-2和排氣單向閥3-3組成，所述的空氣過濾器3-1的進(jìn)出空氣口同時(shí)與進(jìn)氣單向閥3-2的進(jìn)氣口和排氣單向閥3-3的出氣口連接，進(jìn)氣單向閥3-2的出氣口和排氣單向閥3-3的進(jìn)氣口同時(shí)與密閉壓力油罐4的進(jìn)出空氣口連接，所述進(jìn)氣單向閥3-2和排氣單向閥3-3通過油管并聯(lián)構(gòu)成回路3-4，空氣過濾器 3-1與回路3-4的一端串接，回路3-4的另一端與密閉壓力油罐4連通。在密閉壓力油罐4 上安裝預(yù)壓式空氣濾清器3，可保證密閉壓力油罐具有一定的正壓力。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖1所示，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二的不同點(diǎn)在于所述補(bǔ)油閥總成5由兩個(gè)插裝式液控單向閥5-1對(duì)接構(gòu)成。由兩個(gè)插裝式液控單向閥5-1 串接構(gòu)成的補(bǔ)油閥總成5并聯(lián)在閉式回路中，能可靠地保證定量泵的吸油口與(小型)密閉壓力油罐4內(nèi)液壓油相通，補(bǔ)償雙向定量泵2和擺動(dòng)液壓馬達(dá)9的泄漏，保證低壓管道 (油管)內(nèi)的壓力大于空氣分離壓，防止氣穴現(xiàn)象和空氣滲入。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四如圖1所示，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三的不同點(diǎn)在于所述雙向液壓鎖總成6由兩個(gè)液控單向閥6-1組成，兩個(gè)液控單向閥6-1對(duì)稱串聯(lián)在閉式回路 20上。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五如圖1所示，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或四的不同點(diǎn)在于還包括兩個(gè)壓力傳感器7和截止閥8，所述截止閥8并聯(lián)在閉式回路20上，截止閥8與閉式回路20連接處分別連接有壓力傳感器7。補(bǔ)油閥總成5、雙向液壓鎖總成6、截止閥8 集成為一個(gè)集成閥體，使得液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。補(bǔ)油閥總成5、雙向液壓鎖總成6、壓力傳感器7接口、截止閥8均可集成到一個(gè)閥塊上，使得閉式液壓傳動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊。密閉壓力油罐4與所述集成閥塊相通。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或四相同。
具體實(shí)施方式
六如圖1所示，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五的不同點(diǎn)在于還包括聯(lián)軸器，直流伺服電機(jī)1的動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器與雙向定量泵2的動(dòng)力輸入軸連接。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
五相同。以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制，凡采用等同變換或者是等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)具體實(shí)施方式
的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型的目的。工作原理本實(shí)用新型中，通過改變直流伺服電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向、速度和運(yùn)行時(shí)間，控制擺動(dòng)液壓馬達(dá)9的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度和位移。在(小型)密閉壓力油罐4上安裝預(yù)壓式空氣濾清器3。預(yù)壓式空氣濾清器3由空氣過濾器、進(jìn)氣單向閥、排氣單向閥等組成，作用是保證密閉壓力油罐4內(nèi)恒定的正壓力，提高雙向定量泵2的自吸能力。補(bǔ)油閥總成5并聯(lián)在閉式回路中，補(bǔ)油閥兩端分別連接到雙向定量泵2的A、B 口，A、B 口隨著雙向定量泵2的旋轉(zhuǎn)方向改變而由吸油口轉(zhuǎn)變?yōu)槌鲇涂诨蛳喾?。?dāng)A為出油口，B為吸油口時(shí)，A點(diǎn)壓力油推開補(bǔ)油閥總成5中的與吸油口 B相連的插裝式液控單向閥5-1，使得雙向定量泵2的吸油口 B 與密閉壓力油罐4相通。反之亦然。所以補(bǔ)油閥總成5保證雙向定量泵2的吸油口總能與密閉壓力油罐4內(nèi)液壓油相通，補(bǔ)償閉式回路中的泄漏，保證低壓管道內(nèi)的壓力大于空氣分離壓，防止氣穴現(xiàn)象和空氣滲入。 本實(shí)用新型去掉傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中電磁方向閥、壓力閥和速度閥，避免了節(jié)流和溢流損失；用擺動(dòng)馬達(dá)替代現(xiàn)有液壓定日鏡傳動(dòng)裝置中的油缸作為執(zhí)行元件，省去了直線運(yùn)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，本實(shí)用新型中采用性能可靠的直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，電機(jī)帶動(dòng)可雙向回轉(zhuǎn)的定量泵為擺動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力，通過改變電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)速時(shí)間來實(shí)現(xiàn)跟蹤定位系統(tǒng)的方向、速度和位置控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)定日鏡方位角和高度角的精確控制。
權(quán)利要求1.塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于它包括直流伺服電機(jī) ⑴、雙向定量泵⑵、預(yù)壓式空氣濾清器⑶、密閉壓力油罐⑷、補(bǔ)油閥總成(5)、雙向液壓鎖總成(6)和擺動(dòng)液壓馬達(dá)(9)，所述直流伺服電機(jī)(1)的動(dòng)力輸出軸與雙向定量泵(2)的動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵( 通過雙向液壓鎖總成(6)與擺動(dòng)液壓馬達(dá)(9)連接，雙向定量泵O)與擺動(dòng)液壓馬達(dá)(9)之間的兩條油路構(gòu)成閉式回路(20)，補(bǔ)油閥總成(5)的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵O)與擺動(dòng)液壓馬達(dá)(9)之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥總成(5)的第三進(jìn)出油口與密閉壓力油罐⑷的進(jìn)出油口連接，雙向定量泵(2)的泄油口與密閉壓力油罐(4)的進(jìn)油口連通，預(yù)壓式空氣濾清器(3)的進(jìn)出空氣口與密閉壓力油罐(4) 的進(jìn)出空氣口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述預(yù)壓式空氣濾清器(3)由空氣過濾器(3-1)、進(jìn)氣單向閥(3-2)和排氣單向閥(3-3) 組成，所述的空氣過濾器(3-1)的進(jìn)出空氣口同時(shí)與進(jìn)氣單向閥(3-2)的進(jìn)氣口和排氣單向閥(3-3)的出氣口連接，進(jìn)氣單向閥(3-2)的出氣口和排氣單向閥(3-3)的進(jìn)氣口同時(shí)與密閉壓力油罐的進(jìn)出空氣口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述補(bǔ)油閥總成(5)由兩個(gè)插裝式液控單向閥(5-1)對(duì)接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述雙向液壓鎖總成(6)由兩個(gè)液控單向閥(6-1)組成，兩個(gè)液控單向閥(6-1)對(duì)稱串聯(lián)在閉式回路00)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置， 其特征在于它還包括兩個(gè)壓力傳感器(7)和截止閥(8)，所述截止閥(8)并聯(lián)在閉式回路 (20)上，截止閥(8)與閉式回路00)連接處分別連接有壓力傳感器(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于它還包括聯(lián)軸器，直流伺服電機(jī)(1)的動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器與雙向定量泵O)的動(dòng)力輸入軸連接。
專利摘要塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置。它涉及用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的液壓傳動(dòng)裝置，它解決了現(xiàn)有的定日鏡的液壓傳動(dòng)裝置存在安裝空間大、效率低、控制可靠性差的問題。其中，直流伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與雙向定量泵的動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵通過雙向液壓鎖總成與擺動(dòng)液壓馬達(dá)連接，雙向定量泵與擺動(dòng)液壓馬達(dá)之間的兩條油路構(gòu)成閉式回路，補(bǔ)油閥總成的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵與擺動(dòng)液壓馬達(dá)之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥總成的第三進(jìn)出油口與密閉壓力油罐的進(jìn)出油口連接，雙向定量泵的泄油口與密閉壓力油罐的進(jìn)油口連通，預(yù)壓式空氣濾清器的進(jìn)出空氣口與密閉壓力油罐的進(jìn)出空氣口連通。它適用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F03G6/06GK202165230SQ201120309239
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者李季成, 蘇文海, 趙立軍 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)