一种具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及波浪能利用的技术领域，特别是涉及一种具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统。
【背景技术】
[0002]波浪能是海洋能源中最引人注目的。在不受地形影响的广阔海域，波浪能广泛存在，如何将波浪能转换为电能或其他形式的能量成为能源研宄领域的一个重大课题。相应的波浪能转换方式多种多样，如气动转换，振荡水柱转换，齿轮齿条转换，低水头发电机转换，直线发电机转换等。
[0003]对于漂浮式波浪发电装置，其远离大陆，在环境恶劣的大洋中工作，环境条件苛刻和维护装备难以到达是该类型波浪能装置所面临的主要问题，若要使漂浮式波浪发电装置长期工作，采用合理、可靠、高效的能量转换系统至关重要，然而目前其尚无可靠的专用波浪能转换系统。若利用水力发电、火力发电、柴油机发电装置的常规能量转换系统充当波浪能转换系统，由于常规能量转换系统需要相对稳定的输入能量才能使设备有效运行，而波浪发电装置接收的波浪能会在短周期内存在较大变化，例如在一个波浪能周期内(3-8秒)，波浪能功率从每米O千瓦变化至几十千瓦，再从每米几十千瓦变化到O千瓦，剧烈的波浪能功率变化将会使常规能量转换系统很难正常工作，甚至在多次高频振荡中招致破坏。另外，波浪发电装置在远离人类居住区的海洋中工作，维护与保养难以及时达到，这样就要求波浪能转换系统能够在无人值守的条件下长期稳定工作，元件可靠、系统稳定是其必备条件，而目前大多波浪能转换系统还不能做到在大洋中长期自治运行。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本发明提出了一套具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统，以适应不稳定的波浪能流密度，波浪发电装置投放海洋后，波浪能转换系统能自适应地切换发电状态，使发电装置能够长期高效、稳定的独立运行。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
[0007]一种具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统，包括由波浪能驱动的液压缸、按设定速率范围向液压缸的工作腔压入液压油的密封油箱、用于向密封油箱充气的气瓶，以及预充高压气体的蓄能器、自治液压控制器、液压马达和液压用能设备，所述气瓶的出口通过气管连接密封油箱的上端，并在所述气管上设置用于保持密封油箱内设定压力的减压阀，该密封油箱的下端经由第一进油管通向所述液压缸的工作腔入口，该工作腔的出口经由第一出油管通向输油干路，从输油干路上依次引出第二进油管、第三进油管，第二进油管通向所述蓄能器的下端，第三进油管连接至所述自治液压控制器的入口，自治液压控制器的出口连接第二出油管的一端，所述液压马达设置在第二出油管上，并且液压马达的输出轴与液压用能设备的输入轴相连，第二出油管的另一端通向回油干路，回油干路连接回所述密封油箱的下端。
[0008]本发明的进一步改进有:
[0009]所述的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统还包括从所述蓄能器下端的第二进油管部位引出并通向所述回油干路的第一回油旁路，该第一回油旁路上依次串接第一溢流阀和第一单向阀。
[0010]所述的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统还包括从第一出油管上引出并通向第一进油管的第二回油旁路，该第二回油旁路上设有液压缸出油阀组。
[0011]在所述液压马达出油处的第二出油管部位设有并联连接的过滤器和第二单向阀。
[0012]所述密封油箱的上端还设有第二溢流阀。
[0013]在所述气瓶出口处的气管部位设有第一气压表，在靠近所述密封油箱的气管部位设有第二气压表。
[0014]所述的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统还包括分别串接在所述气管、第一进油管、第二进油管、第三进油管上以及并联连接在第一溢流阀两端的球阀。
[0015]本发明的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统，在波浪能驱动和气瓶的稳压作用下，使密封油箱内的油液被依次压入液压缸、蓄能器、自治液压控制器、液压马达、密封油箱中，形成做功循环，在此过程中将高频不稳定的波浪能储蓄至一定临界值后转换为相对稳定的电能或其他形式的能量，实现小浪况下间断供能，中等浪况下连续供能，大于设计浪况时，液压系统供能的同时溢流，始终保持系统有最优输出。
[0016]本发明的优点是:1、可对高频不稳定的波浪能进行积蓄，再向液压用能设备正常的释放，避免了高频振荡和冲击，使常规液压马达、液压用能设备在能量转换系统中仍能稳定、高效运转，既解决了用能质量问题，又延长了使用寿命；2、在蓄能后进行波浪能转换，可实现小浪况下间断供能，中等浪况下连续供能，大于设计浪况时，若蓄能器压力剧增至安全值之上，则第一溢流阀自动打开，并经由第一单向阀回油，保护蓄能器及其管路安全，实现在供能的同时溢流，保持系统始终有最优输出；3、第二单向阀可以避免液压马达出油处的过滤器堵塞引起的故障；4、在密封油箱内部压力大于设定的安全值时，第二溢流阀自动打开，释放压力，可保证密封油箱的安全；5、可由第一气压表、第二气压表分别显不气瓶、密封油箱内的气压；6、利用各部件管路间设置的球阀，可使各个部件及时切入或切出系统，实现在不停机工况下维修和保养系统，也便于对系统进行扩展或删减，具有很强的灵活性。
【附图说明】
[0017]图1是本发明结构示意图；
[0018]图2是本发明的模块化扩展图；
[0019]附图标记说明:10、密封油箱；11、气瓶；12、第一气压表；13、减压阀；14、第二气压表；17、第二溢流阀；20、液压缸；30、蓄能器；33、第一溢流阀；34、第一单向阀；40、液压马达；42、自治液压控制器；43、液压用能设备；44、过滤器；45、第二单向阀；51、气管；53、第一进油管；54、第一出油管；55、第二回油旁路；56、输油干路；57、第二进油管；58、第一回油旁路；59、第三进油管；513、回油干路。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0021]实施例
[0022]如图1所示，一种具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统，包括由波浪能驱动的液压缸20、按设定速率范围向液压缸20的工作腔压入液压油的密封油箱10、用于向密封油箱10充气的气瓶11，以及预充高压气体的蓄能器30、自治液压控制器42、液压马达40和液压用能设备43，所述气瓶11的出口通过气管51连接密封油箱10的上端，并在所述气管51上设置用于保持密封油箱10内设定压力的减压阀13，该密封油箱10的下端经由第一进油管53通向所述液压缸20的工作腔入口，该工作腔的出口经由第一出油管54通向输油干路56，从输油干路56上依次引出第二进油管57、第三进油管59，第二进油管57通向所述蓄能器30的下端，第三进油管59连接至所述自治液压控制器42的入口，自治液压控制器42的出口连接第二出油管的一端，所述液压马达40设置在第二出油管上，并且液压马达40的输出轴与液压用能设备43的输入轴相连，第二出油管的另一端通向回油干路513，回油干路513连接回所述密封油箱10的下端。
[0023]本发明的进一步改进有:
[0024]所述的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统还包括从所述蓄能器30下端的第二进油管57部位引出并通向所述回油干路513的第一回油旁路58，该第一回油旁路58上依次串接第一溢流阀33和第一单向阀34。
[0025]所述的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统还包括从第一出油管54上引出并通向第一进油管53的第二回油旁路55，该第二回油旁路55上设有液压缸出油阀组。
[0026]在所述液压马达40出油处的第二出油管部位设有并联连接的过滤器44和第二单向阀45。
[0027]所述密封油箱10的上端还设有第二溢流阀17。
[0028]在所述气瓶11出口处的气管51部位设有第一气压表12，在靠近所述密封油箱10的气管51部位设有第二气压表14。
[0029]所述的具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统还包括分别串接在所述气管
51、第一进油管53、第二进油管57、第三进油管59上以及并联连接在第一溢流阀33两端的球阀。
[0030]本发明中的气瓶11，可以是氮气瓶或其它充有惰性气体的气瓶，在此以氮气瓶为例进行介绍。
[0031]本发明中，密封油箱10上端通过气管51与氮气瓶11连接，氮气瓶11至密封油箱1之间通过气管51依次安装了气压表12、减压阀13、气压表14、球阀15、球阀16，密封油箱10上端通过气管51连接溢流阀17。密封油箱10下端通过第一进油管53连接至液压缸20的工作腔，密封油箱10至液压缸20之间，依次安装了球阀19、球阀26、单向阀21。液压缸20的工作腔通过第一出油管54、输油干路56、第二进油管57连接至蓄能器30，第一出油管54上安装了锥形单向阀25，第二进油管57上安装了球阀31 ;同时，第一出油管54至第一进油管53之间安装了锥形单向阀24、球阀22和溢流阀23。蓄能器30通过第一回油旁路58与回油干路513连接，并且在第一回油旁路58上，球阀32与溢流阀33并行连接后再连接单向阀34 ;同时，蓄能器30通过第二进油管57、第三进油管59与自治液压控制器42连接，第三进油管59上安装有球阀41，自治液压控制器42通过第二出油管的一端510与液压马达40进油口连接，液压马达40输出轴与液压用能设备43输入轴连接，液压马达40的卸油口通过油管511与管路512连接，在液压马达40的出油处，单向阀45与过滤器44并行连接后再连接单向阀46，并通过第二出油管的另一端512、回油干路513与密封油箱10的下端连接。
[0032]本发明具有蓄能环节可自治运行的波浪能转换系统，其各元件及单元功能与工作状态介绍如下:
[0033]密封油箱10为液压油容器，内注入大于