用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统的制作方法

文档序号:15898067发布日期:2018-11-09 21:20阅读:165来源:国知局

本实用新型涉及风力发电机组的机舱罩的检测领域,更具体地讲,涉及一种用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统。



背景技术:

近年来,我国风电行业得到了迅猛发展,随着风力发电机组装机量的增加,风力发电机组(特别是海上风力发电机组)的环境适应性问题引起了广泛的关注。

对于海上风力发电而言,海上风能资源丰富,风速稳定,但工作环境相对复杂,降雨、台风等自然问题对风力发电机组提出了严峻的挑战,特别是对风力发电机组的机舱罩的要求尤为严格。

作为风力发电机组隔绝外界环境干扰的第一层屏障,机舱罩的密封性能对保证机组湿度、整洁度以及安全性有至关重要的作用,一旦机舱罩漏水,水流渗入机舱内,轻则可导致器件损坏、机组停机,重则可能引发起火爆炸,造成严重的财产损失。

然而,由于机舱罩体积较大,目前针对机舱罩的淋雨试验仍处在尝试阶段,还没有形成完善的试验方案,也没有专门针对风力发电机组的机舱罩的淋雨试验设备。而现有的大、中、小型淋雨试验设备尺寸较小,难以满足一次性对风力发电机组的机舱罩整体进行淋雨密封试验。此外,现有淋雨试验设备的降雨量不足,需要分块试验,难以进行全面的检测,并且也无法模拟不同等级的降雨量。此外,现有淋雨试验设备在喷淋过程中仅能自上而下喷淋,喷射方向单一,灵活性差,无法高度还原降雨角度复杂的海上环境。



技术实现要素:

为了解决现有技术无法对风力发电机组的机舱罩进行一次性淋雨试验等问题,本实用新型提供一种用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统。

本实用新型的一方面提供一种用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统,用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可包括:喷淋系统,喷淋系统包括蓄水池、驱动装置、输水管路和喷水单元,蓄水池可用于储水,驱动装置可将蓄水池中的水通过输水管路输送到喷水单元,输水管路可自下而上延伸,喷水单元可设置在输水管路的上部,以能够从上方和/或侧面向风力发电机组的机舱罩喷水;检测系统,检测系统可包括连接到喷淋系统并检测喷淋系统中的水压的压力检测单元;控制装置,控制装置可连接到驱动装置,并且根据压力检测单元检测到的水压来控制驱动装置向喷水单元输送的水压,从而控制喷水单元的喷水水平。

优选地,喷水单元可包括沿着输水管路的延伸方向分开安装在输水管路上的第一喷水构件和第二喷水构件,第一喷水构件和第二喷水构件的喷淋方向可以不同。

优选地,第一喷水构件和第二喷水构件可分别包括呈螺旋状的喷嘴。

优选地,喷淋系统还可包括分水装置,分水装置的进水口可连接到驱动装置,分水装置的出水口可连接到输水管路。

优选地,压力检测单元可包括设置在分水装置处的第一压力检测器和设置在喷水单元处的第二压力检测器。

优选地,检测系统还可包括温度检测单元,温度检测单元可包括设置在蓄水池中的第一温度检测器以及设置在驱动装置中的第二温度检测器。

优选地,用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统还可包括设置在喷水单元的下方的传动单元,传动单元可包括用于放置风力发电机组的机舱罩的传送台和用于引导传送台的移动的导轨。

优选地,用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统还可包括循环系统,循环系统可包括集水装置和过滤装置,集水装置可包括挡水外壳和导流槽,挡水外壳可围住风力发电机组的机舱罩,以防止来自喷水单元的水向外溅射,导流槽可设置在挡水外壳下方,并引导从挡水外壳和风力发电机组的机舱罩流下的水,以将水汇聚到蓄水池中,过滤装置可连接在蓄水池和驱动装置之间,其中,挡水外壳与输水管路可固定连接。

优选地,导流槽可设置在传送台的与挡水外壳相邻的侧部上。

优选地,检测系统还可包括设置在蓄水池中的酸碱度检测器和水位检测器。

根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可对体积较大的风力发电机组的机舱罩进行淋雨试验,解决了现有技术难以一次性试验的问题。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可模拟不同等级的降雨环境,并且能够达到仿真暴雨级别的降雨强度,从而可高度还原复杂的海上降雨环境。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可实现多角度喷淋与整体喷淋的功能,并且可根据需要进行局部喷淋,灵活性较好,并且可使用螺旋喷嘴,与传统的水柱状喷淋构件相比,能够以雨滴状进行喷淋,大大提高了对实际降雨环境的仿真度。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统包括检测系统,可实时地检测淋雨试验系统的各项数据,提高试验的准确性和安全性。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统包括循环系统,可回收并再利用喷淋用水,以节约水资源。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统包括传动单元,便于移动体积较大的机舱罩。

附图说明

图1是示意性示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统的立体图。

图2是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统的内部示图。

图3是图1的A部分的装置连接关系的示意图。

图4是图1的B部分的放大示图。

图5是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统的喷水单元中的喷水构件的示意图。

图6是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统的框图。

附图标号说明:

1:淋雨试验系统,2:地基平台,100:喷淋系统,110:蓄水池,120:驱动装置,130:输水管路,140:喷水单元,141:第一喷水构件,142:第二喷水构件,150:分水装置,160:流量计,200:检测系统,210:压力检测单元,211:第一压力检测器,212:第二压力检测器,220:温度检测单元,221:第一温度检测器,222:第二温度检测器,230:酸碱度检测器,240:水位检测器,300:控制装置,400:循环系统,410:集水装置,411:挡水外壳,412:导流槽,420:过滤装置,500:传动单元,510:传送台,520:导轨。

具体实施方式

现在将参照附图更全面地描述本实用新型的实施例,在附图中示出了本实用新型的示例性实施例。这里描述的特征可按照不同的方式实施或组合,并且将不被解释为局限于这里所描述的实施例。

参照图1至图4,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统1可安装或搭建在地基平台2上,淋雨试验系统1可包括喷淋系统100、检测系统200和控制装置300。

喷淋系统100可包括蓄水池110、驱动装置120、输水管路130和喷水单元140。

蓄水池110可用于储水。尽管图1中未示出蓄水池110的具体位置,但是可通过本领域中已知的方法(例如,利用管道等)将蓄水池110与下面将描述的驱动装置120或过滤装置420连接。

驱动装置120可将蓄水池110中的水通过输水管路130输送到喷水单元140。具体来说,驱动装置120可从蓄水池110中抽取水,并将所抽取的水提供给例如输水管路130和喷水单元140等下水路装置。驱动装置120可以是诸如水泵等的吸液传动装置。

输水管路130可自下而上延伸,输水管路130可固定在地基平台2上,并且可具有一定的刚性强度,以支撑其自身的形状。输水管路130可以是由诸如铜等金属材料制成的金属管路。如图1和图2所示,输水管路130可并排布置在喷淋区域的两侧。此外,尽管图中示出喷淋区域的每侧上设置有三个驱动装置120和六个输水管路130,但是其数量不限于此,可根据实际需要进行增减。输水管路130的一端可连接到驱动装置120或下面将描述的分水装置150,其另一端可设置有喷水构件,以将水输送到喷水构件。

喷水单元140可设置在输水管路130的上部,以能够从上方和/或侧面向风力发电机组的机舱罩喷水。

如图1和图4所示,喷水单元140可安装在多个输水管路130上,作为示例,喷水单元140可包括沿着输水管路130的延伸方向分开安装在输水管路130上的第一喷水构件141和第二喷水构件142。具体来说,第一喷水构件141可设置在输水管路130的末端,用于自上而下进行喷淋,第二喷水构件142可与第一喷水构件141间隔一定距离设置,其喷淋方向可不同于第一喷水构件141的喷淋方向,例如可相对于竖直方向倾斜,以实现对风力发电机组的机舱罩的不同方向的喷淋,使得淋雨试验系统的喷淋方式更贴近真实的淋雨环境。第一喷水构件141可直接安装在输水管路130的末端端口上,第二喷水构件142可通过三通管安装在输水管路130上。

此外,为了使不同的喷水单元140(例如,第一喷水构件141和第二喷水构件142)以不同的角度进行喷淋,输水管路130可包括具有不同的延伸方向的部分,如图1和图2所示,可以分为三个部分,第一部分为从下而上竖直延伸,第二部分为与竖直方向成角度的倾斜延伸,第三部分为与竖直方向垂直的水平延伸,例如,第一喷水构件141可设置在输水管路130的第三部分水平延伸的末端,使得第一喷水构件141自上而下地竖直喷淋,第二喷水构件142可设置在输水管路130的第二部分倾斜延伸的某一位置,使得第二喷水构件142可倾斜地喷淋。当然不限于此,可以根据实际喷水单元的喷淋角度改变输水管路130的延伸方向,以满足不同角度的喷淋。

第一喷水构件141和第二喷水构件142可以是诸如喷头、喷嘴等任意喷水构件,优选地,第一喷水构件141和第二喷水构件142可以是如图5所示的前端呈螺旋状的喷嘴,使得输送的水在一定水压下通过喷嘴后能够呈雨滴状分散滴落在一定范围内,这样的喷嘴与传统的水柱状喷淋构件相比,能够以雨滴状进行喷淋,大大提高了对实际降雨环境的仿真度。

喷淋系统100还可包括分水装置150,分水装置150的进水口通过总水管路连接到驱动装置120,并将来自驱动装置120的水平均分压分配给分别与分水装置150的多个出水口相连的多个输水管路130,从而将分配后的水提供到连接在各个输水管路130上的多个喷水单元140。作为示例,分水装置150可以是液压分配器,但不限于此,只要其可平均分配来自驱动装置120的水压即可。如上所述地设置分水装置150可节约设置驱动装置120的成本、简化管路结构,但是,在驱动装置120与输水管路130一一对应设置的情况下,也可不设置分水装置150。

如图1所示,根据本实用新型的淋雨试验系统1可包括对称设置在喷淋区域两侧的多对驱动装置120和分水装置150,每个分水装置150接收来自相应的驱动装置120的水,并且优选地,连接到每个分水装置150的输水管路130可以为两个管路,并且两个管路的输水长度相同,以确保由分水装置150分配后的水压在经由不同的输水管路130到达各个喷水单元140时保持水压相等的状态,从而使不同喷淋位置的喷淋雨强一致,提高淋雨试验的可靠性。

控制装置300连接到驱动装置120,用于控制驱动装置120的输水动力。例如,控制装置300可连接到驱动装置120,从而根据需要的降雨水平(例如,降雨强度)通过控制装置300调节驱动装置120输出的水压,并且可通过调节水压来调节雨滴速度和雨滴直径。这里,输出的水压可通过预设的降雨强度与输出水压的映射来确定,也可以通过预置程序自动计算确定。控制装置300可手动调节,也可通过计算机程序控制进行调节。在驱动装置120为水泵等电力吸液传动装置的情况下,控制装置300可以是控制驱动装置120的输出水压的变频器,变频器可通过控制电机功率来调节输出水压,从而实现不同水平的降雨。如图1和2中所示,控制装置300可与驱动装置120对应地设置,例如,控制装置300可与驱动装置120一一对应地设置,以对每个驱动装置120进行分别控制。

此外,在输水管路130上还可设置有流量计160,以实时监测输水管路130中水流的流量。此外,尽管图中未示出,但是每个输水管路130上还可设置有开关喷水单元140的开关阀或换向阀以及防止水流回流的单向阀。

根据本实用新型的检测系统200可包括检测喷淋系统100中的水压的压力检测单元210。

压力检测单元210可包括第一压力检测器211,第一压力检测器211可设置在分水装置150处,以检测经分水装置150分配后的水压。作为示例,第一压力检测器211可以是压力表。

压力检测单元210还可包括第二压力检测器212。第二压力检测器212可邻近喷水单元140设置在输水管路130上,以检测经过输水管路130后流至喷水单元140处的水压,从而可直接检测喷淋水压。优选地,可在喷水单元140的第一喷水构件141和第二喷水构件142处分别设置第二压力检测器212,以精确检测不同喷水位置的水压。

压力检测单元210可在试验过程中实时监测水路中各位置的水压,当水压过大或不足时,可通过相应的压力检测器进行反馈,控制装置300可根据压力检测单元210检测到的水压来控制驱动装置120向喷水单元140输送的水压,从而实现预设的淋雨雨强。其中,第一压力检测器和第二压力检测器的数量与实际监测水路所需要的数量匹配设置即可。

此外,根据本实用新型的检测系统200还可包括温度检测单元220。温度检测单元220可包括第一温度检测器221和第二温度检测器222。

第一温度检测器221可设置在蓄水池110中,用于检测蓄水池110中的水的温度和环境温度,优选地,蓄水池110中的水温可保持在15℃左右,环境温度可保持在15℃至25℃的范围内,从而可进一步贴近真实的雨水环境。当水温和环境温度不适宜进行试验时,可停止试验。

第二温度检测器222可设置在驱动装置120中,以实时地检测驱动装置120的工作温度,确保工作的安全性。例如,在工作过程中,当第二温度检测器222检测到驱动装置120中的电机温度超过阈值时,可反馈告警信号,以手动或自动停止整个淋雨试验系统1的操作。

此外,根据本实用新型的检测系统200还可包括设置在蓄水池110中的酸碱度检测器230和水位检测器240。酸碱度检测器230可用于检测蓄水池110中水的酸碱度,以确保蓄水池110中水的pH值适合用于淋雨试验,当水的pH值超出预设范围时可能会对机舱罩的表面造成腐蚀等,此时应避免进行淋雨试验。水位检测器240可实时监测蓄水池110中的蓄水量,当蓄水水位低于阈值时,应及时供给,以确保试验正常进行。例如,当蓄水水位低于阈值时,水位检测器240可反馈告警信号,以手动或自动打开供水阀门进行供水。

检测系统200中包括的上述各种检测器既可用于在试验过程中实时监测系统参数、及时告警,也可用于在淋雨试验开始前对整个系统进行自检测。

根据本实用新型的风力发电机组的淋雨试验系统1还可包括循环系统400(如图6中虚线所示过程),用于回收和再利用喷淋后的水。循环系统400可包括集水装置410和过滤装置420。

集水装置410可包括挡水外壳411和导流槽412。挡水外壳411可围住风力发电机组的机舱罩,以防止来自喷水单元140的水向外溅射。如图1所示,挡水外壳411可形成为两端开放的通道结构,以允许风力发电机组的机舱罩进入其内部空间,但是挡水外壳411不限于此,其也可形成为一端开放的通道,以更好地回收喷淋水。

挡水外壳411可由诸如铝合金板等板状材料制成,也可由钢筋混凝土搭建而成。挡水外壳411可与输水管路130固定连接。挡水外壳411可直接设置在地基平台2上。然而,在挡水外壳411由板状材料制成的情况下,如图1所示,挡水外壳411可由具有一定支撑强度的输水管路130来支撑,无需另外的支撑构件,从而可简化淋雨试验系统的整体结构。

如图4所示,挡水外壳411的与喷水单元140对应的位置处可设置有开口,喷水单元140可通过开口伸入到由挡水外壳411围成的内部空间中,以进行喷淋。此外,挡水外壳411的形状可与输水管路130上延伸的不同部分的形状相对应,例如,图4中挡水外壳411的顶表面可形成有水平部分和倾斜部分,以分别安装第一喷水构件141和第二喷水构件142。

导流槽412设置在挡水外壳411下方,承接被挡水外壳411阻挡而沿挡水外壳411的内壁流下的水以及沿风力发电机组的机舱罩的表面流下的水,并将水汇聚到蓄水池110。导流槽412上可设置有排水孔,汇聚到导流槽412中的水可通过排水孔流入位于导流槽412下方的排水通道中,排水通道中的水可汇聚到蓄水池110。在此,如图1所示,排水通道可以是位于地基平台2中的地沟或排水槽。

过滤装置420可连接在蓄水池110与驱动装置120之间,对从蓄水池110流出的循环水进行过滤,并将过滤后的水提供给驱动装置120。如图1所示,过滤装置420的一端可连接到多个驱动装置120,其另一端可连接到蓄水池110(图1中省略)。这里,过滤装置420可通过驱动装置120提供的抽水动力接收来自蓄水池110的水,或者过滤装置420自身也可从蓄水池110抽取水进行过滤。尽管图2中示出了在喷淋区域的两侧分别设置有过滤装置420,但是也可通过调整管道布局使用一个过滤装置420进行过滤,并将过滤后的水提供给分布在喷淋区域两侧的各个驱动装置120。

根据本实用新型的风力发电机组的淋雨试验系统1还可包括传动单元500,传动单元500包括用于放置风力发电机组的机舱罩的传送台510和引导传送台510的移动的导轨520。传送台510上可设置有滚动轮,导轨520可以是引导滚动轮的移动的轨道,以便于利用传动单元500将风力发电机组的机舱罩传送到喷淋区域中。如图2所示,在淋雨试验系统1包括传动单元500的情况下,上面描述的导流槽412可设置在传送台510的与挡水外壳411相邻的侧部上,以在挡水外壳411的下方收集水。然而,导流槽412的构造不限于此,其也可设置在挡水外壳411的下边缘处,并形成为承接沿挡水外壳411内壁以及沿风力发电机组的机舱罩的表面流下的水的槽。

尽管图1中示出了淋雨试验系统1包括传动单元500且导流槽412设置在传送台510上的示例,但是挡水外壳411和导流槽412的构造不限于此,只要确保导流槽412位于挡水外壳411的内壁和风力发电机组的机舱罩下方以承接沿内壁和机舱罩的表面流下的水,且位于地基平台2的排水通道上方以将所承接的水排放到排水通道即可。这里,地基平台2可以是淋雨试验区域的地面,也可以是另外搭建的试验平台,只要其能承载淋雨试验系统及风力发电机组的机舱罩等设备即可。

尽管上面未详细示出各个装置、部件之间的水路连接关系,但是其可通过本领域技术人员已知的各种水管管道进行连接,并且管道的布局、固定方式以及与装置、部件之间的接合方式等可根据实际需要进行设置。此外,由于根据本实用新型的风力发电机组的淋雨试验系统1的体积较大,且对强度要求较高,因此,在搭建和运行过程中,可根据实际需要增加相关辅助设施,例如,搭建试验场地、安装消防设施等。此外,上面描述的控制装置、检测系统以及淋雨试验系统中的其他装置可根据装置的实际功能通过处理器、计算机或其他任意电子组件进行控制,或者响应于指令或软件等进行控制,或者直接手动控制。

根据本实用新型的实施例,应用上述淋雨试验系统1的工作区域可包括吊物区域、试验区域和检查区域,吊物区域主要用于完成风力发电机组的机舱罩在传送台510上的安装以及防雨前处理(包括一些空洞部分的密封等),试验区域即进行淋雨试验的喷淋区域,检查区域用于在淋雨试验后进行检查及余水排净等操作,如场地限制,也可将吊物区域与检查区域合并。

下面将对根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统1的操作步骤进行描述。

首先,在试验前,先将风力发电机组的机舱罩吊装在置于吊物区域中的传送台510上,并进行必要的密封,例如密封发电机结合处等。

接着,利用计算机控制淋雨试验系统1启动,进行系统自检。待确认水位、水温、环境温度、酸碱度等数据均正常后,驱动装置120开始工作,喷水单元140开始喷淋。

然后,接收从压力检测单元210反馈的水压信号,根据试验需要调节控制装置300,直到达到期望的水压值,待压力检测单元210的实时反馈稳定后,此时喷淋雨强为期望的试验雨强,向前移动传送台510,进入试验区域。

随后,待传送台510全部进入试验区域后,停止移动传送台510,开始试验计时。待达到试验要求时间后,停止淋雨试验系统1的操作,启动传送台510,离开试验区域,进入检查区域,对漏水情况进行检查,试验完毕。

在淋雨试验期间,如果计算机未收到从压力检测单元210发来的反馈或者接收到的反馈值超出阈值,或者计算机接收到检测系统200的其他检测器的异常数据(例如,驱动装置120的电机温度过高或蓄水池110的水位、水温、酸碱度等数据异常),则系统异常告警,暂停试验,待检查、调试好后继续试验。

如上面所述,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可对体积较大的风力发电机组的机舱罩进行淋雨试验,解决了现有技术难以一次性试验的问题。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可模拟不同等级的降雨环境,并且能够达到仿真暴雨级别的降雨强度,从而可高度还原复杂的海上降雨环境。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统可实现多角度喷淋与整体喷淋的功能,并且可根据需要进行局部喷淋,灵活性较好,并且可使用螺旋喷嘴,与传统的水柱状喷淋构件相比,能够以雨滴状进行喷淋,大大提高了对实际降雨环境的仿真度。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统包括检测系统,可实时地检测淋雨试验系统的各项数据,提高试验的准确性和安全性。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统包括循环系统,可回收并再利用喷淋用水,以节约水资源。

此外,根据本实用新型的用于风力发电机组的机舱罩的淋雨试验系统包括传动单元,便于移动体积较大的机舱罩。

虽然本实用新型包括特定的示例,但是理解本实用新型的内容之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被理解为描述性含义,而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术,和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构造、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、构造、装置或者电路中的组件,则可获得适当的结果。因此,本实用新型的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同物限定,权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本实用新型中。

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