專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳的先導(dǎo)回路的制作方法
用于控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳的先導(dǎo)回路本發(fā)明涉及一種用于控制變槳控制式風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng)的啟用的先導(dǎo)回路 (pilot circuitry)ο
背景技術(shù)：
多年來(lái)已知具有用于調(diào)節(jié)葉片的變槳角度的葉片變槳系統(tǒng)的風(fēng)輪機(jī)，這些風(fēng)輪機(jī)通常采用電變槳驅(qū)動(dòng)裝置或液壓變槳驅(qū)動(dòng)裝置。例如聯(lián)合技術(shù)公司(United Technologie) 的專(zhuān)利US 4，348，155和US 4，352，634公開(kāi)了液壓變槳驅(qū)動(dòng)裝置的早期實(shí)例。多年來(lái)已知用于具有葉片的可變槳距的風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng)，該緊急順槳系統(tǒng)用于將葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到順槳位置，即，在該順槳位置中葉片被取向成使得翼弦平行于風(fēng)并且前緣沿風(fēng)向指向，使得在疾風(fēng)期間避免了對(duì)風(fēng)輪機(jī)的破壞。本發(fā)明的目的是提供一種用于控制緊急順槳系統(tǒng)的改進(jìn)的系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)的部件發(fā)生故障而防止風(fēng)輪機(jī)操作及產(chǎn)生動(dòng)力的程度較小，從而改善風(fēng)輪機(jī)的可用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種先導(dǎo)回路，其用于通過(guò)先導(dǎo)壓力控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng)的啟用，其中所述先導(dǎo)回路包括用于提供先導(dǎo)壓力的至少兩個(gè)并聯(lián)控制回路。這使得例如通過(guò)選擇器將所述控制回路有選擇地連接至所述緊急順槳系統(tǒng)，從而允許增加對(duì)所述先導(dǎo)回路自身發(fā)生故障的情形的控制。優(yōu)選地，設(shè)置一選擇器，用于在所述控制回路發(fā)生故障的情況下有選擇地防止所述控制回路將所述先導(dǎo)壓力提供給所述緊急順槳系統(tǒng)。通過(guò)至少加倍設(shè)置提供所述先導(dǎo)壓力的所述控制回路并且引入所述選擇器，所述先導(dǎo)回路將獲得大大提高的可靠性。所述選擇器優(yōu)選地適于對(duì)比所述至少兩個(gè)并聯(lián)的控制回路的所述先導(dǎo)壓力，并且禁用提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力的控制回路，而其余的至少一個(gè)控制回路提供不啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。當(dāng)所述控制回路設(shè)計(jì)成使得所述控制回路的某一元件發(fā)生故障將導(dǎo)致涉及到的控制回路提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力時(shí)， 該特征將確保防止發(fā)生故障的控制回路導(dǎo)致所述風(fēng)輪機(jī)的操作的不希望有的停機(jī)。具體地，在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述控制回路可以包括至少兩個(gè)閥并且設(shè)計(jì)成使得所述控制回路中的一個(gè)閥發(fā)生故障將導(dǎo)致該控制回路提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。還優(yōu)選地是，啟用緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力低于不啟用緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。因此，所述先導(dǎo)回路發(fā)生故障或者例如先導(dǎo)壓力管線或接收所述先導(dǎo)壓力的另一個(gè)部件中存在泄漏將導(dǎo)致所述葉片順槳和所述風(fēng)輪機(jī)停機(jī)，即故障安全。所述選擇器可以優(yōu)選地包括選擇閥，該選擇閥配備有由所述控制回路提供的先導(dǎo)壓力驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)液壓致動(dòng)器。另選地，所述選擇閥可以裝備有螺線管致動(dòng)器，其中對(duì)螺線管的電壓控制基于由所述控制回路提供的所述先導(dǎo)壓力的測(cè)量值。在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述選擇器是一個(gè)或更多個(gè)滑閥。
將所述滑閥用于選擇性地防止所述控制回路將所述先導(dǎo)壓力提供給所述緊急順槳系統(tǒng)是有利的，因?yàn)樗龌y簡(jiǎn)單、便宜且可靠。通常，所述滑閥是這樣一種閥，其通常借助在其內(nèi)自由移動(dòng)的球或其它阻塞閥元件允許流體從兩個(gè)源中的一個(gè)源從其流過(guò)?；y通常包括兩個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口，并且當(dāng)通過(guò)其中一個(gè)輸入口施加來(lái)自流體的壓力時(shí)，所述壓力朝向相反的輸入口推動(dòng)所述球， 從而阻塞所述相反的輸入口。這防止了所述流體穿過(guò)該相反的輸入口，但是允許所述流體能夠通過(guò)布置在中間的所述輸出口流出。由此，兩個(gè)不同的控制回路能將先導(dǎo)壓力有選擇地提供給所述緊急順槳系統(tǒng)，而沒(méi)有從一個(gè)控制回路回流到另一個(gè)控制回路的危險(xiǎn)。在本發(fā)明的一方面，所述選擇器是兩個(gè)或更多個(gè)滑閥，并且其中所述滑閥并聯(lián)聯(lián)接。將兩個(gè)或更多個(gè)滑閥并聯(lián)聯(lián)接是有利的，因?yàn)檫@為所述先導(dǎo)回路提供關(guān)于所述選擇器的冗余，從而使所述系統(tǒng)更有效且可靠。本發(fā)明的另一方面提供一種先導(dǎo)回路，該先導(dǎo)回路用于通過(guò)先導(dǎo)壓力來(lái)控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng)的啟用，其中，所述先導(dǎo)回路包括至少一個(gè)控制回路，所述至少一個(gè)控制回路包括至少兩個(gè)閥，并且所述先導(dǎo)回路布置成使得，即使在其中一個(gè)閥發(fā)生故障的情況下所述控制回路也能提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。優(yōu)選地，兩個(gè)閥都具有兩個(gè)位置，從而提供四種閥位置組合，并且所述四種閥位置組合中的三種閥位置組合提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力，并且所述四種閥位置組合中的一種閥位置組合提供不啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。這意味著提供不啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力的所述閥位置組合能用于正常操作；而對(duì)于緊急停機(jī)順槳，可使用提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力的所述閥位置組合中的一種。剩余的兩種組合則能用于其中一個(gè)閥發(fā)生故障的情況。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)輪機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子和用于控制所述葉片的變槳角度的葉片變槳系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子具有至少兩個(gè)葉片，所述葉片變槳系統(tǒng)包括至少一個(gè)液壓致動(dòng)器和緊急順槳系統(tǒng)，所述緊急順槳系統(tǒng)用于在緊急停機(jī)的情況下通過(guò)所述至少一個(gè)液壓致動(dòng)器將所述葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到順槳位置，其中所述葉片變槳系統(tǒng)還包括如本文所述的根據(jù)本發(fā)明的先導(dǎo)回路。在有利的實(shí)施方式中，所述風(fēng)輪機(jī)包括用于每個(gè)葉片的液壓式葉片變槳驅(qū)動(dòng)裝置以及緊急順槳系統(tǒng)，所述液壓式葉片變槳驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一個(gè)液壓致動(dòng)器，所述緊急順槳系統(tǒng)包括液壓蓄能器，所述液壓蓄能器適于提供用于驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)液壓致動(dòng)器的加壓液壓流體，以將所述葉片變槳到緊急順槳位置。


參照附圖在下文討論本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中圖1示出了從前方看的大型現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)；圖2示出了從前方看的包括三個(gè)葉片的風(fēng)輪機(jī)輪轂；圖3示出了從側(cè)面看的風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的簡(jiǎn)化橫截面；圖4是處于正常操作狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的先導(dǎo)回路的實(shí)施方式的示意圖；圖5是處于緊急順槳狀態(tài)的根據(jù)圖4的先導(dǎo)回路的示意圖6是包括圖4和圖5的實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)的液壓變槳系統(tǒng)的一部分的示意圖； 以及圖7是先導(dǎo)回路的替代實(shí)施方式的示意圖。附圖標(biāo)記和符號(hào)列表1風(fēng)輪機(jī)2塔架3機(jī)艙4轉(zhuǎn)子5葉片6液壓式葉片變槳系統(tǒng)7輪轂8液壓式葉片變槳驅(qū)動(dòng)裝置9變槳軸承10變速箱11制動(dòng)器12發(fā)電機(jī)13逆變器14機(jī)艙結(jié)構(gòu)件15用于第一葉片的線性液壓致動(dòng)器16先導(dǎo)回路17壓力管線18液箱管線19先導(dǎo)壓力管線20a第一控制回路20b第二控制回路21選擇閥22a第一流量控制裝置的節(jié)流孔22b第二流量控制裝置的節(jié)流孔23a第一流量控制裝置的止回閥23b第二流量控制裝置的止回閥24a第一控制回路的二位三通閥24b第二控制回路的二位三通閥25a第一控制回路的二位二通閥25b第二控制回路的二位二通閥26a控制壓力管線26b控制壓力管線27活塞28缸29活塞桿室
30活塞桿31底室32液壓泵33液箱34三位四通比例液壓閥35液壓蓄能器36蓄能器閥37蓄能器止回閥38緊急供應(yīng)止回閥39緊急排放止回閥40a第一滑閥40b第二滑閥41壓力計(jì)T比例液壓閥的液箱口P比例液壓閥的壓力液口A比例液壓閥的第一工作液口B比例液壓閥的第二工作液口P1連接至第一葉片的變槳系統(tǒng)的壓力管線P2連接至第二葉片的變槳系統(tǒng)的壓力管線P3連接至第三葉片的變槳系統(tǒng)的壓力管線Ppl連接至第一葉片的變槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力管線Pp2連接至第二葉片的變槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力管線Pp3連接至第三葉片的變槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力管線
具體實(shí)施例方式圖1示出了風(fēng)輪機(jī)1，所述風(fēng)輪機(jī)1包括塔架2和定位在塔架2的頂部上的風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙3。包括三個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片5的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子4通過(guò)伸出機(jī)艙3前面的低速軸連接至機(jī)艙 3。圖2示出了從前方看的包括輪轂7和三個(gè)葉片5的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子4。如所示的是變槳軸承9，這些變槳軸承布置在葉片5和輪轂7之間以使葉片5能繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)并且傳遞主要來(lái)自三個(gè)不同源的力。葉片5 (當(dāng)然還有軸承9本身)受重力的恒定影響。重力的方向根據(jù)葉片5的位置而變化，導(dǎo)致在變槳軸承9上存在不同負(fù)荷。 當(dāng)葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)中時(shí)，軸承9還受離心力的影響，該離心力主要產(chǎn)生軸承9上的軸向拉力。最后軸承9受葉片5上的風(fēng)力負(fù)荷的影響。該力是軸承9上的最大負(fù)荷并且產(chǎn)生軸承9必須經(jīng)受的巨大力矩。所有變槳軸承9上的負(fù)荷以及來(lái)自所有變槳軸承9的負(fù)荷必須被傳遞到輪轂7并且進(jìn)一步傳遞到風(fēng)輪機(jī)1的其余部分，并且同時(shí)變槳軸承9必須使葉片5能進(jìn)行變槳調(diào)節(jié)。在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子4包括三個(gè)葉片5，但是在其他實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子4可以包括一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)葉片5。
在本實(shí)施方式中，風(fēng)輪機(jī)1是變槳調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)1，但是在其他實(shí)施方式中，風(fēng)輪機(jī)同樣可以是主動(dòng)失速調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)1，因?yàn)樽儤{(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)1和主動(dòng)失速調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)1兩者都包括用于使葉片5變槳的液壓式葉片變槳系統(tǒng)6。圖3示出了從側(cè)面看的現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)輪機(jī)1的機(jī)艙3的簡(jiǎn)化截面。機(jī)艙3存在多種變型和構(gòu)造，但是在大多數(shù)情況下機(jī)艙3中的傳動(dòng)系幾乎總是包括下列部件中的一個(gè)或更多個(gè)變速箱10、聯(lián)軸器(未示出)、某種制動(dòng)系統(tǒng)11和發(fā)電機(jī)12?，F(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)1的機(jī)艙3 還可包括變頻器13和附加的外圍設(shè)備，諸如其他的功率處理設(shè)備、控制箱、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。包括機(jī)艙部件10、11、12、13的整個(gè)機(jī)艙3的重量由機(jī)艙結(jié)構(gòu)件14承載。部件10、 11、12、13通常被放置在該公用負(fù)荷承載機(jī)艙結(jié)構(gòu)件14上并/或連接至該公用負(fù)荷承載機(jī)艙結(jié)構(gòu)件14。在該簡(jiǎn)化的實(shí)施方式中，負(fù)荷承載機(jī)艙結(jié)構(gòu)件14例如呈連接部件10、11、12、 13的一些或全部的床基架形式僅沿著機(jī)艙3的底部延伸。在另一實(shí)施方式中，負(fù)荷承載結(jié)構(gòu)件14可以包括齒輪罩，該齒輪罩能通過(guò)主軸承(未示出)將轉(zhuǎn)子4的負(fù)荷傳遞到塔架2 ； 或者負(fù)荷承載結(jié)構(gòu)件14可以包括諸如網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的若干個(gè)互連部件。在該實(shí)施方式中，液壓式葉片變槳系統(tǒng)6包括用于每個(gè)葉片5的液壓式葉片變槳驅(qū)動(dòng)裝置8，該液壓式葉片變槳系統(tǒng)8具有用于使葉片5旋轉(zhuǎn)的呈線性液壓致動(dòng)器15的形式的裝置，每個(gè)裝置分別都連接至輪轂7和相應(yīng)一個(gè)葉片5。圖4和圖5所示的先導(dǎo)回路16連接至用于將加壓液壓流體輸送到回路16的壓力管線17 ；用于在低壓下(通常基本上在大氣壓下)排出液壓流體的液箱管線18 ；以及先導(dǎo)壓力管線19，通過(guò)該先導(dǎo)壓力管線19，先導(dǎo)壓力被從先導(dǎo)回路16提供到用于葉片5的緊急順槳系統(tǒng)，如圖6所示。先導(dǎo)回路16包括第一控制回路20a ；第二控制回路20b ；三位四通選擇閥21，用于選擇控制回路20a、20b中的一者或兩者以提供先導(dǎo)壓力；以及兩個(gè)流量控制裝置，所述流量控制裝置每個(gè)均包括節(jié)流孔22a、22b和止回閥23a、23b?？刂苹芈?0a、20b中的每一個(gè)均包括兩個(gè)閥，即二位三通閥Ma、24b和二位二通閥25a、25b。來(lái)自控制回路20a、20b中的每一個(gè)的控制壓力經(jīng)由控制壓力管線^5a、26b被供給到選擇閥21的液壓致動(dòng)器。在該實(shí)施方式中，選擇器21是三位四通方向控制閥，但是在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，方向控制閥可包括不同數(shù)量的口，諸如三個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)，并且該閥可包括不同數(shù)量的有限位置，諸如兩個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)，或者選擇器21可以是不同的閥類(lèi)型，諸如通斷閥、滑閥或其它閥裝置。在正常操作中，兩個(gè)控制回路20a、20b的閥Ma、Mb、25a、25b中的每個(gè)的螺線管致動(dòng)器如圖4所示被激勵(lì)，來(lái)自壓力管線17的液壓壓力經(jīng)過(guò)二位三通閥Ma、24b但被二位二通閥25a、25b阻止傳遞到液箱管線18。節(jié)流孔22a、22b約束加壓流體流向先導(dǎo)壓力管線19的流動(dòng)。選擇閥21定位在其中央位置，因?yàn)閬?lái)自兩個(gè)控制回路20a、20b的相同的控制壓力彼此抵消，就像選擇閥21的偏置彈簧致動(dòng)器之間的力彼此抵消那樣。來(lái)自兩個(gè)控制回路20a、20b的通過(guò)兩個(gè)節(jié)流孔22a、22b的加壓流體在選擇閥21中混合并且被引向先導(dǎo)壓力管線19，在該先導(dǎo)壓力管線處，該加壓流體控制緊急順槳系統(tǒng)，如參照?qǐng)D6在下文描述的。先導(dǎo)壓力管線19中的高先導(dǎo)壓力控制風(fēng)輪機(jī)的正常操作，即僅當(dāng)先導(dǎo)壓力如圖5所示下降時(shí)啟用緊急順槳系統(tǒng)。
圖5中的示意圖示出了啟用風(fēng)輪機(jī)的緊急停機(jī)的情況，這是由于諸如在風(fēng)輪機(jī)中發(fā)生大的故障、風(fēng)輪機(jī)與主電網(wǎng)突然斷開(kāi)、或者主電網(wǎng)電壓突然下降引起的。兩個(gè)控制回路 20a、20b的閥Ma、Mb、25a、2^被去激勵(lì)并且彈簧致動(dòng)器將閥偏壓到如所示的位置。因此， 來(lái)自壓力管線17的壓力將不會(huì)經(jīng)過(guò)二位三通閥Ma J4b，并且二位二通閥25a、25b將通向液箱管線18。存在于先導(dǎo)壓力管線19中的壓力將通過(guò)選擇閥21和止回閥23a、2!3b經(jīng)由二位二通閥2如、2恥排到液箱管線18，因此先導(dǎo)壓力將立即下降，導(dǎo)致緊急順槳系統(tǒng)被啟用而將葉片5朝向順槳位置驅(qū)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)液壓致動(dòng)器上的控制壓力下降至液箱壓力時(shí)，選擇閥21將保持平衡。先導(dǎo)回路16采用故障安全原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便使得在啟用緊急停機(jī)的情況下， 該回路16將降低先導(dǎo)壓力；以及即使在控制回路閥Ma、Mb、25a、2^中的一個(gè)發(fā)生故障的情況下也可以在啟動(dòng)情況下獲得高先導(dǎo)壓力。而且，在風(fēng)輪機(jī)的正常操作期間，所述閥中的一個(gè)發(fā)生故障不應(yīng)當(dāng)迫使風(fēng)輪機(jī)執(zhí)行緊急停機(jī)。因此，可以獲得風(fēng)輪機(jī)的改進(jìn)的可用性。在風(fēng)輪機(jī)的正常操作期間啟用緊急停機(jī)的情況下，二位三通閥Ma、Mb中的一個(gè)可能會(huì)發(fā)生故障，使得該閥將保持在如圖4所示的激勵(lì)位置。對(duì)應(yīng)的二位二通閥25a、25b 在被去激勵(lì)時(shí)將指引來(lái)自壓力管線17并經(jīng)過(guò)發(fā)生故障的二位三通閥Ma、24b的加壓流體流向液箱管線18。因此，該二位二通閥2如、2恥操作以確保二位三通閥Ma、24b發(fā)生故障不會(huì)阻止這樣的情形緊急停機(jī)啟用而導(dǎo)致葉片5順槳。假如二位二通閥25a、25b中的一個(gè)發(fā)生故障并且保持在如圖4所示的激勵(lì)位置，則對(duì)應(yīng)的二位三通閥Ma、24b在其被去激勵(lì)時(shí)將關(guān)閉從壓力管線17流動(dòng)的流路并且通向液箱管線18，從而降低控制回路20a、20b中的壓力。在風(fēng)輪機(jī)的計(jì)劃停機(jī)或緊急停機(jī)之后重新啟動(dòng)操作時(shí)，控制回路閥Ma J4b、25a、 25b的一個(gè)可能會(huì)出現(xiàn)故障。假如二位三通閥Ma、Mb中的一個(gè)發(fā)生故障使得該閥將保持在如圖5所示的去激勵(lì)位置，則來(lái)自壓力管線17的加壓流體將不被允許經(jīng)過(guò)該出故障的閥 24a,24b。因此，從控制回路20a、20b經(jīng)由對(duì)應(yīng)的控制壓力管線^a、26b被供給到選擇閥21 的液壓致動(dòng)器的控制壓力將保持是低的；而來(lái)自另一個(gè)控制回路20a、20b的控制壓力將變高，因?yàn)樵摽刂苹芈返拈yMa、Mb、25a、2^被激勵(lì)。因此，選擇閥21的液壓致動(dòng)器將由于不同的控制壓力而向一側(cè)移動(dòng)位置，使得僅來(lái)自功能齊全的控制回路20a、20b的加壓流體將被供給到先導(dǎo)壓力管線19并且風(fēng)輪機(jī)1將能執(zhí)行重新啟動(dòng)操作。類(lèi)似地，假如二位二通閥25a、25b中的一個(gè)發(fā)生故障，該閥25a、2^將保持通向液箱管線18，相應(yīng)地在該控制回路20a、20b中將不會(huì)積累壓力。因此，控制回路20a、20b的閥Ma、Mb、25a、25b中的一個(gè)發(fā)生故障將不會(huì)阻止風(fēng)輪機(jī)重新啟動(dòng)。假如在風(fēng)輪機(jī)1的正常操作期間其中一個(gè)控制回路20a、20b的閥Ma、Mb、25a、 2 中的一個(gè)發(fā)生故障，則該控制回路20a、20b的控制壓力管線^a、26b中的控制壓力將下降，并且選擇閥21的液壓致動(dòng)器的動(dòng)作將確保閥21向一側(cè)移動(dòng)位置，使得僅來(lái)自功能齊全的控制回路20a、20b的加壓流體將被供給到先導(dǎo)壓力管線19，從而風(fēng)輪機(jī)1將繼續(xù)正常操作而不受閥Ma、Mb、25a、2^發(fā)生故障的影響。假如控制回路20a、20b中的一個(gè)發(fā)生故障，來(lái)自功能齊全的控制回路20a、20b的高控制壓力將在選擇閥21中連接至來(lái)自發(fā)生故障的控制回路20a、20b的低控制壓力，在選擇閥21處兩種控制壓力混合。這能最終在控制壓力管線^a、26b中產(chǎn)生均衡壓力從而適當(dāng)
9地防止選擇閥21移動(dòng)位置。鑒于此，節(jié)流孔22a、22b被設(shè)置在控制壓力管線^a、26b之間而將控制回路20a、20b連接至選擇閥21，使得從功能齊全的控制回路20a、20b通過(guò)選擇閥 21進(jìn)入到發(fā)生故障的控制回路20a、20b的加壓流體流將在進(jìn)入對(duì)應(yīng)的控制壓力管線^a、 26b之前經(jīng)過(guò)節(jié)流孔22a、22b，從而遭受壓降，該壓降足以確保選擇閥21的液壓致動(dòng)器之間的壓差使得選擇閥21適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)位置。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于風(fēng)輪機(jī)1的單個(gè)葉片5的液壓式葉片變槳系統(tǒng)的主要部件的示意圖，該液壓式葉片變槳系統(tǒng)包括線性液壓致動(dòng)器15，該線性液壓致動(dòng)器15具有可移位地布置在缸28內(nèi)的活塞27，該缸28由活塞27分成缸28的活塞桿室四或前室(包括活塞桿30的內(nèi)室)以及底室31或后室(不包括活塞桿30的內(nèi)室)?；钊麠U30連接至(未示出)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子4的輪轂7，并且缸觀連接至(未示出)葉片5，從而當(dāng)壓力下的流體被施加到活塞桿室四或被施加到底室31時(shí)實(shí)現(xiàn)葉片5的角位移。加壓流體從液壓泵32向線性液壓致動(dòng)器15的流動(dòng)由比例液壓閥34控制。液壓泵32可以被布置成用于整個(gè)系統(tǒng)，以向每個(gè)葉片5的液壓式葉片變槳系統(tǒng)提供加壓流體， 或者多個(gè)液壓泵可以被獨(dú)立地布置成用于如圖6所示的每個(gè)葉片以及用于中央系統(tǒng)。比例液壓閥34具有經(jīng)由壓力管線17連接至液壓泵32的壓力液口 P和經(jīng)由液箱管線18連接至低壓液箱33的液箱口 T。閥34中的一個(gè)工作液口 A連接至線性液壓致動(dòng)器 15的底室31，而另一個(gè)工作液口 B連接至線性液壓致動(dòng)器15的活塞桿室四。比例液壓閥34由彈簧朝向中立中間位置偏壓，在該中立中間位置中，液口被關(guān)閉并且沒(méi)有流體流過(guò)閥。比例液壓閥34可以借助于螺線管或單獨(dú)控制的加壓先導(dǎo)流體而沿一個(gè)方向移動(dòng)，使得壓力液口 P朝向第一工作液口 A逐漸打開(kāi)，并且液箱口 T朝向第二工作液口 B逐漸打開(kāi)；或者閥34可以沿相反方向移動(dòng)，從而導(dǎo)致壓力液口 P朝向第二工作液口 B逐漸打開(kāi)并且液箱口 T朝向第一工作液口 A逐漸打開(kāi)。因此，比例液壓閥34的操作可以用來(lái)使得活塞27沿一個(gè)方向或另一方向有選擇地移動(dòng)，從而以可控且可變的變槳速度沿一個(gè)方向或另一個(gè)方向使葉片變槳。在風(fēng)輪機(jī)1的正常操作期間來(lái)自壓力管線17的加壓流體填充液壓蓄能器35，假如通過(guò)降低先導(dǎo)壓力管線19中的先導(dǎo)壓力來(lái)從先導(dǎo)回路16啟動(dòng)緊急順槳操作，來(lái)自液壓蓄能器35的加壓液壓流體被供給到線性液壓致動(dòng)器15以便驅(qū)動(dòng)葉片5的順槳而不管由于泵32可能會(huì)不運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的壓力管線17中的可能壓力不足。先導(dǎo)壓力管線19中的先導(dǎo)壓力的降低將關(guān)閉蓄能器閥36并且僅允許流體能夠經(jīng)由蓄能器止回閥37離開(kāi)蓄能器35。 緊急供應(yīng)止回閥38在正常操作下由先導(dǎo)壓力關(guān)閉并且在緊急順槳操作期間被打開(kāi)以使流體從蓄能器35流到缸觀的底室31。類(lèi)似地，緊急排放止回閥39將被打開(kāi)以允許缸觀的活塞桿室四中的液壓流體能夠直接排放到液箱33而繞過(guò)比例液壓閥34。因此，液壓蓄能器35中的加壓流體將改變活塞27的位置并且經(jīng)由活塞桿30將葉片5朝向順槳位置轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然的是，圖6所示的系統(tǒng)被示意地示出并且系統(tǒng)的多種變型是可能的，例如包括這樣的裝置，該裝置控制流體從蓄能器35到缸觀的底室31的流率以便控制葉片的順槳的角速度。圖7所示的先導(dǎo)回路16與如圖4和圖5所示的系統(tǒng)的不同之處在于，三位四通方向控制閥以及包括節(jié)流孔22a、22b和止回閥23a、2!3b的兩個(gè)流量控制裝置被替換為兩個(gè)滑閥40a、40b，每個(gè)滑閥40a、40b均用作選擇器21。
在該實(shí)施方式中，第一控制回路20a和第二控制回路20b兩者都連接至并聯(lián)連接的第一滑閥40a和第二滑閥40b。該系統(tǒng)包括用于形成冗余的兩個(gè)滑閥40a、40b，而在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，該系統(tǒng)可僅包括一個(gè)滑閥、包括三個(gè)滑閥、或甚至更多個(gè)滑閥。為了進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)的可靠性，兩個(gè)滑閥40a、40b中的每個(gè)閥均連接至其自身的單獨(dú)的先導(dǎo)壓力管線19，而在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，滑閥40a、40b能連接至同一先導(dǎo)壓力管線19。為了更進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)的可靠性，兩個(gè)控制回路20a、20b中的每個(gè)均設(shè)置有壓力計(jì)41以監(jiān)控每個(gè)控制回路20a、20b的情況，假如其中一個(gè)控制回路20a、20b中的壓力偏離預(yù)期壓力太多，則很可能已經(jīng)發(fā)生故障。但是由于系統(tǒng)的冗余，風(fēng)輪機(jī)能用其余的控制回路20a、20b安全地繼續(xù)操作，直到導(dǎo)致意外壓力讀數(shù)的問(wèn)題被解決。
權(quán)利要求
1.一種先導(dǎo)回路(16)，所述先導(dǎo)回路用于借助先導(dǎo)壓力控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng) (19、35、36、37、38、39)的啟用，其中，所述先導(dǎo)回路(16)包括用于提供先導(dǎo)壓力的至少兩個(gè)并聯(lián)的控制回路O0a，20b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的先導(dǎo)回路(16)，該先導(dǎo)回路(16)包括選擇器(21)，在一控制回路(20a、20b)發(fā)生故障的情況下，所述選擇器有選擇地防止該控制回路O0a、20b) 將所述先導(dǎo)壓力提供給所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的先導(dǎo)回路(16)，其中，所述選擇器適于比較所述至少兩個(gè)并聯(lián)的控制回路O0a、20b)的先導(dǎo)壓力，并禁用提供啟用所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、 37、38、39)的先導(dǎo)壓力的控制回路O0a、20b)，而其余的至少一個(gè)控制回路提供不啟用所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)的先導(dǎo)壓力。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)回路(16)，其中，所述控制回路Q(chēng)0a、20b) 均包括至少兩個(gè)閥0^、24b、2fe、2^)，并且設(shè)計(jì)成使得所述控制回路Q(chēng)0a、20b)的一個(gè)閥(Ma、Mb、25a、25b)發(fā)生故障將導(dǎo)致所述控制回路(20a、20b)提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)的先導(dǎo)壓力。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)回路(16)，其中，啟用所述緊急順槳系統(tǒng) (19、35、36、37、38、39)的先導(dǎo)壓力低于不啟用所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)的先導(dǎo)壓力。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)回路(16)，其中，所述選擇器包括選擇閥(21)，所述選擇閥配備有由所述控制回路(20a、20b)提供的先導(dǎo)壓力驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)液壓致動(dòng)器。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)回路(16)，其中，所述選擇器是一個(gè)或更多個(gè)滑閥GOa、40b)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)回路(16)，其中，所述選擇器是兩個(gè)或更多個(gè)滑閥G0a、40b)，并且所述滑閥(40a、40b)并聯(lián)連接。
9.一種先導(dǎo)回路(16)，所述先導(dǎo)回路用于借助先導(dǎo)壓力控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)的啟用，其中，所述先導(dǎo)回路(16)包括至少一個(gè)控制回路(20a、 20b)，所述至少一個(gè)控制回路(20a、20b)包括至少兩個(gè)閥0^、24b、2fe、2^)，并且所述先導(dǎo)回路(16)布置成使得即使在其中一個(gè)閥發(fā)生故障的情況下，所述控制回路(20a、20b)也能提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的先導(dǎo)壓力(16)，其中，兩個(gè)閥分別具有兩個(gè)位置，從而提供了四種閥位置組合，并且所述四種閥位置組合中的三種閥位置組合提供用于啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力，而所述四種閥位置組合中的一種閥位置組合提供不啟用所述緊急順槳系統(tǒng)的先導(dǎo)壓力。
11.一種風(fēng)輪機(jī)⑴，所述風(fēng)輪機(jī)⑴包括具有至少兩個(gè)葉片(5)的轉(zhuǎn)子⑷；以及用于控制所述葉片(5)的變槳角度的葉片變槳系統(tǒng)(6)，所述葉片變槳系統(tǒng)(6)包括至少一個(gè)液壓致動(dòng)器(15)和緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)，所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、 37、38、39)在緊急停機(jī)的情況下借助所述至少一個(gè)液壓致動(dòng)器(1 將所述葉片( 轉(zhuǎn)動(dòng)到順槳位置，所述葉片變槳系統(tǒng)(6)還包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)回路 (16)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)輪機(jī)(1)，該風(fēng)輪機(jī)(1)針對(duì)每個(gè)葉片包括具有至少一個(gè)液壓致動(dòng)器(1 的液壓式葉片變槳驅(qū)動(dòng)裝置(8)和具有液壓蓄能器(3 的緊急順槳系統(tǒng)，所述液壓蓄能器適于提供加壓液壓流體，所述加壓液壓流體用于驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)液壓致動(dòng)器(15)以將所述葉片(5)的變槳到緊急順槳位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳的先導(dǎo)回路。公開(kāi)了先導(dǎo)回路(16)，所述先導(dǎo)回路(16)用于借助先導(dǎo)壓力控制風(fēng)輪機(jī)的緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)的啟用，其中，所述先導(dǎo)回路(16)包括用于提供先導(dǎo)壓力的至少兩個(gè)并聯(lián)的控制回路(20a、20b)。優(yōu)選地，設(shè)置選擇器(21)，以在一控制回路(20a、20b)發(fā)生故障的情況下有選擇地防止該控制回路(20a、20b)將所述先導(dǎo)壓力提供給所述緊急順槳系統(tǒng)(19、35、36、37、38、39)。
文檔編號(hào)F15B11/02GK102477944SQ20111038417
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者J·B·馬德森, J·L·安德森 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司