新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备及方法与流程

本发明涉及风电法兰冷却，具体地说，涉及新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备。

背景技术：

1、风电法兰也叫做风塔法兰，主要用途为连接塔筒各段或塔筒与轮毂、轮毂与叶片之间的结构件,通常采用螺栓连接，风电法兰在生产的时候需要对原坯进行热处理，在热处理正火或正火加回火出炉后,法兰的温度大约在900度，需要对法兰环件进行冷却，俗称为退火，退火是金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却，目的是降低硬度，改善切削加工性，消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向，因此对法兰环件进行冷却具有重要意义。以前大多是采用自然冷却,在冬天由于环境温度低,法兰冷却的快,但是在夏天由于环境温度高.法兰就冷却的慢.冷却时间长.这样就会影响法兰工件的机械性能要求。目前常见的冷却装置就是使用水对其进行喷洒冷却，但存在喷洒不均匀从而使有的部位无法得到有效的喷洒降温，并且法兰的降温速率得不到有效稳定的控制，不能做到自动智能控制；另外由于风电法兰环件体积较大、也比较厚，外径尺寸最大的有10米,冷却装置无法做到灵活移动、多方位均匀地对风电法兰进行冷却，直接影响风电法兰环件的冷却，严重制约风电法兰的加工生产效率和产品质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括支撑架机构、支撑架驱动机构、多个喷管、喷管悬挂机构、上下位置调节机构、喷管前后位置伸缩机构、喷管进水机构、控制箱，所述支撑架机构上设有支撑架驱动机构，支撑架驱动机构驱动支撑架机构移动，所述的支撑架机构上设有上下位置调节机构，所述的上下位置调节机构和喷管悬挂机构相连，通过上下位置调节机构来调节喷管悬挂机构的上下位置，所述的喷管悬挂机构上设有喷管前后位置伸缩机构，所述的喷管安装在喷管前后位置伸缩机构上，通过喷管前后位置伸缩机构来调节喷管的前后位置，所述的喷管进水机构和喷管连接，水源通过喷管进水机构输送到喷管中，所述的喷管上均安装有喷头，其特征在于：所述支撑架机构上设有控制箱，所述的支撑架驱动机构、上下位置调节机构、喷管悬挂机构、喷管前后位置伸缩机构、喷管进水机构均与控制箱电连接，在所述的喷管悬挂机构上还设有多个红外温度计和一个测距仪，所述的多个红外温度计和一个测距仪均与控制箱电连接，所述的红外温度计测量风力发电法兰的温度，所述的测距仪测量喷管与风力发电法兰距离，所述的控制箱根据多个红外温度计测定的数值对喷管悬挂机构、上下位置调节机构、喷管进水机构进行控制调节。

3、作为本发明的一种优选技术方案：所述的支撑架机构包括底座、竖直支架、顶支架，所述竖直支架竖直固定在底座上，顶支架水平固定在竖直支架的上端。

4、作为本发明的一种优选技术方案：所述的上下位置调节机构包括第一伺服电机、丝杆、导向杆、移动横梁，所述的第一伺服电机固定安装在底座上并与控制箱电连接，第一伺服电机的输出轴与丝杆连接，在顶支架和底座间还固定设置一个导向杆，移动横梁上设有第一通孔和螺纹孔，第一通孔与导向杆滑动配合，丝杆和螺纹孔螺纹连接，第一伺服电机驱动丝杆转动并带动移动横梁沿导向杆上下滑动。

5、作为本发明的一种优选技术方案：所述的喷管悬挂机构包括一根竖轴，在竖轴上固定设置一个与竖轴同轴心的圆柱形基座，竖轴贯穿基座的两端，在基座的四周沿圆周方向对称固定设置有多个三角形的横架，横架的底部设有环形的加强支撑，所述移动横梁上固定设有支座，支座上安装有第二伺服电机并与控制箱电连接，移动横梁上还设有供竖轴穿过的第二通孔，第二伺服电机的输出轴与竖轴上端连接，所述第二伺服电机驱动喷管悬挂机构旋转。

6、作为本发明的一种优选技术方案：所述的喷管前后位置伸缩机构包括电动伸缩杆、滑块、滑轨，所述喷管前后位置伸缩机构上开设有通槽，通槽内固定安装电动伸缩杆并与控制箱电连接，通槽两侧设有滑轨，滑块固定连接在电动伸缩杆的前端，在电动伸缩杆的驱动下滑块在通槽内沿滑轨滑动，所述的喷管固定悬挂在滑块的下端。

7、作为本发明的一种优选技术方案：所述的喷管进水机构包括进水套管、进水管、流量调节阀，进水套管固定安装在第二通孔下端，进水套管与进水管固定连接，进水管上安装流量调节阀，所述流量调节阀与控制箱电连接，所述进水套管内安装有轴承和防止水漏出的密封件，竖轴从进水套管中穿过并与轴承配合，所述竖轴为中空轴结构，进水套管、竖轴圆周上均开设有供水流入的进水口，所述输出轴下部固定设有出水管，所述出水管与喷管通过波纹管相连接。

8、作为本发明的一种优选技术方案：所述的支撑架驱动机构设在靠近喷头悬挂机构这一侧的底座下方，包括滚轮座、第三电机、主动轮，滚轮座与底座转动连接，滚轮座上设有第三电机并与控制箱电连接，电机输出轴与主动轮固定连接，在远离喷头悬挂机构一侧的底座下方转动连接有从动轮。

9、作为本发明的一种优选技术方案：所述的横架为10个，所述的喷头为超声波喷头、所述的波纹管为不锈钢波纹管。

10、作为本发明的一种优选技术方案：所述的红外温度计和测距仪安装在横架的底面，所述的红外温度计有10个，所述控制箱内设有温度存储单元、温度判断单元、控制调节单元、显示单元，所述温度存储单元存储预定降温速率，所述温度判断单元根据10个红外温度计测量温度值计算出平均温度值和实际降温速率，并将实际降温速率与预定降温速率进行比较并反馈给控制调节单元，所述控制调节单元控制第一伺服电机转动来调节喷头的上下位置、控制第二伺服电机转速来调节喷头旋转速度、控制流量调节阀开度来调节喷头的进水量，所述显示单元显示平均温度值和测距仪测定值。

11、采用本发明新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备对风力发电法兰进行喷雾降温时，其方法包括如下步骤：

12、移动新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备到待冷却风力发电法兰的附近：操控控制箱上开关启动第三电机，驱动主动轮转动，将喷头移动到待冷却风力发电法兰的上方；

13、调节上下位置使喷头位于待冷却风力发电法兰上方的设定位置：操控控制箱上开关启动第一伺服电机，第一伺服电机运转带动丝杆转动，通过横梁的上下滑动带动喷头的上下移动，根据控制箱里显示单元显示测距仪测定的距离值，将喷头移动到待冷却风力发电法兰上方的设定位置；

14、启动智能喷雾降温：第二伺服电机运转，喷头开始旋转，流量调节阀打开，水进入喷头，超声波喷头开始喷雾，电动伸缩杆开始动作并带动喷头前后移动对风力发电法兰进行喷雾降温，红外线温度计测定风力发电法兰的温度并传到控制箱，控制箱的温度判断单元将实际降温速率与预定降温速率进行比较并反馈给控制调节单元，所述控制调节单元控制第一伺服电机转动来调节喷头的上下位置、控制第二伺服电机转速来调节喷头旋转速度、控制流量调节阀开度来调节喷头的进水量，实现智能喷雾降温；

15、喷雾降温结束：红外温度计测定风力发电法兰温度到达设定值，流量调节阀关闭，第一伺服电机启动驱动喷头往上移动，第二伺服电机停止，电动伸缩杆停止动作，喷雾降温结束；

16、移走新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备：操控控制箱上开关启动第三电机，驱动主动轮转动，将新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备移回到指定地点。

17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1）本发明新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备采用了上下位置调节机构、喷头前后位置伸缩机构以及在伺服电机的驱动下喷头悬挂机构可以旋转的设计，可以对风电法兰各个部分进行均匀降温冷却，使得热处理件降温过程快速、均匀，钢结构的法兰工件晶粒细化和碳化物部分均匀，改善加工性能，稳定工件的尺寸，防止变形与开裂；2）针对不同规格尺寸的风力发电法兰，本发明新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温通过支撑架驱动机构和喷头前后位置伸缩机构配合调节位置，可以对不同直径尺寸的风力发电法兰进行冷却降温，适用范围更广。3）本发明新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备采用了超声波喷头，相比普通的喷头，具有装置简单、喷出雾点细微，可达3-7微米、雾化充分，节能节水、成本低而效果好、喷头不堵塞等优点。4）本发明新能源风力发电法兰的升降式智能喷雾降温设备可以根据红外温度计测定的温度进行计算比对降温冷却的速率，根据冷却速率的快慢相应调节冷却水的流量、喷头旋转移动的速度、喷头离风力发电法兰上下距离来实现预先设定的降温冷却速率，使得风力发电法兰的降温冷却速度得到有效稳定的控制,实现了对新能源风力发电法兰喷雾降温的自动智能化控制。