一种太阳能斯特林发动机液压行程转换器的制作方法

本实用新型涉及太阳能动力输出设备技术领域，特别是涉及一种太阳能斯特林发动机斜盘倾斜角度控制装置。

背景技术：

随着各国经济迅速发展，给能源与环境领域带来了极其严峻的挑战，常规能源日益匮乏，全球环境污染日渐严重，节能与环保成为了当代世纪的两大主题。太阳能热发电系统是实现可持续发展的新型清洁高效能源技术之一。太阳能斯特林发动机是太阳能光热发电系统的关键部件，不断开发研究和改善优化斯特林热机的性能的重要性日益突显。 为了使斯特林发动机满足特定工作条件的输出要求，研究斯特林发动机功率控制装置具有非常重要的意义。

本实用新型申请人先前提出的一种太阳能斯特林发动机斜盘倾斜角度控制装置具备一定的可行性，但为满足各种特定的工作环境需求，仍然需要更加精确、及时与可靠的调节控制系统。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，操作方便，且能有效地简化斯特林发动斜盘倾斜角度控制，更好的保证斜盘倾斜角度控制的及时性以及控制精度的太阳能斯特林发动液压行程转换器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种太阳能斯特林发动机液压行程转换器，包括行程转换器与液压控制系统；所述行程转换器包括行程转换器壳体及安装在行程转换器壳体内的主轴；行程转换器壳体内壁上设有两个旋转叶片Ⅰ，主轴侧面上设有两个旋转叶片Ⅱ，旋转叶片Ⅰ、旋转叶片Ⅱ沿着行程转换器壳体半径设置，将行程转换器壳体分成四个隔离腔；所述的主轴上设有两个进油通道，分别向四个隔离腔进油；

所述的液压控制系统包括油箱、液压泵、压力控制阀、三位四通换向阀及单向阀；所述的液压泵的进油口与油箱连通，液压泵的出油口通过管路与三位四通换向阀的P口连接，该管路上设有压力控制阀Ⅰ，三位四通换向阀的A口和B口分别与主轴上两个进油通道的进口连通；三位四通换向阀的T口连回油箱，三位四通换向阀的T口连回油箱的管路上设有单向阀。

上述的太阳能斯特林发动机液压行程转换器中，液压控制系统的液压泵与油箱连通的管道上设有过滤器，液压泵出油口还连接有卸压阀，卸压阀的出油口与油箱连通；液压泵出油口与压力控制阀Ⅰ连接的管路上设有蓄能器。

上述的太阳能斯特林发动机液压行程转换器中，液压控制系统的三位四通换向阀的T口连接单向阀进口的管路上设有压力控制阀Ⅱ，单向阀出口与油箱连接的管路上设有过滤器。

上述的太阳能斯特林发动机液压行程转换器中，所述的每个旋转叶片Ⅱ上设有两个挡块，两个挡块对称设置在旋转叶片Ⅱ的两侧。

上述的太阳能斯特林发动机液压行程转换器中，所述旋转叶片Ⅰ、旋转叶片Ⅱ的端部均设有密封组件。

上述的太阳能斯特林发动机液压行程转换器中，所述的两个旋转叶片Ⅱ极轴对称，两个旋转叶片Ⅰ极轴对称；所述的四个隔离腔分为两组，每组隔离腔的两个隔离腔极轴对称；两组隔离腔分别与主轴上的两进油通道连通；进油通道包括轴向通道和径向通道，轴向通道与径向通道连通，径向通道沿直径设置，两个出口分别与一组隔离腔的两个隔离腔连通。

上述的太阳能斯特林发动机液压行程转换器中，三位四通换向阀包括阀体、控制阀芯和线性电机，控制阀芯置于阀体内，线性电机通过联轴器与控制阀芯的端部连接，线性电机能驱动控制阀芯移动，控制三位四通换向阀的供油与回油；所述的阀体安装在主轴上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1．本实用新型结构简单，操作方便，本实用新型通过控制液压油压力和流向，实现斜盘倾斜角度的控制，有效地简化了斜盘倾斜角度控制装置结构，提高了斜盘倾斜角度控制精度，保证了斜盘角度控制的及时性。

2．本实用新型在旋转叶片中设置挡块，有效地解决了斯特林发动机启停困难的问题。

3．本实用新型的三位四通换向阀的控制阀芯与线性电机相连，通过电子信号控制器控制阀芯移动，实现液压系统控制，有效地保证了斜盘位置的调节与保持。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的行程转换器的结构图。

图3是图2中A-A剖视图。

图4是本实用新型的液压控制系统的原理图。

图5是本实用新型的三位四通换向阀原理图。

图6是本实用新型的三位四通换向阀结构图。

图7是含有本实用新型的斯特林发动机的结构图。

图8是齿轮减速系统局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1-4所示，本实用新型包括行程转换器与液压控制系统；所述行程转换器包括行程转换器壳体45及安装在行程转换器壳体45内的主轴3。行程转换器壳体45内壁上设有两个旋转叶片Ⅰ17、19，主轴3侧面上设有两个旋转叶片Ⅱ16、18，旋转叶片Ⅰ、旋转叶片Ⅱ沿着行程转换器壳体45的半径设置，将行程转换器壳体分成四个隔离腔12、13、14、15。所述旋转叶片Ⅰ、旋转叶片Ⅱ的端部均设有密封组件20。每个旋转叶片Ⅱ上设有两个挡块21，两个挡块21对称设置在旋转叶片Ⅱ的两侧，有效地解决了斯特林发动机启停困难问题。

两个旋转叶片Ⅱ16、18极轴对称，两个旋转叶片Ⅰ17、19极轴对称。四个隔离腔12、13、14、15分成两组，隔离腔12和隔离腔14为一组，另两个为一组，每组的两个隔离腔极轴对称。所述的主轴3上设有两个进油通道，两个进油通道分别与两组隔离腔连通。进油通道包括轴向通道（两个进油通道的轴向通道分别为轴向通道8、轴向通道9）和径向通道（两个进油通道的径向通道分别为径向通道10、径向通道11），轴向通道与径向通道连通（轴向通道8与径向通道10连通，轴向通道9与径向通道11连通），径向通道沿直径设置，两个出口分别与一组隔离腔的两个隔离腔连通（径向通道10的出口连通隔离腔12和隔离腔14，径向通道11的出口连通隔离腔13和隔离腔15）。

如图3所示，所述的液压控制系统包括油箱32、泄压阀24、液压泵23、压力控制阀Ⅰ28、三位四通换向阀27及单向阀；所述的液压泵23的进油口与油箱32连通，液压泵23的进油口与油箱32连通的管道上设有过滤器22。液压泵23的出油口通过管路26与三位四通换向阀27的P口连接，卸压阀24的进油口与管路26连接，卸压阀24出口连回油箱。管路26上设有蓄能器25及压力控制阀Ⅰ28。三位四通换向阀27的A口和B口分别与主轴上两个进油通道的进口连通；三位四通换向阀的T口连回油箱，三位四通换向阀的T口连回油箱的管路32上依次设有压力控制阀Ⅱ29、单向阀及过滤器30。

如图5、6所示，本实用新型的三位四通换向阀27包括阀体42、控制阀芯40和线性电机41，控制阀芯40置于阀体42内，线性电机41通过联轴器49与控制阀芯40的端部连接，驱动控制阀芯40移动，控制三位四通换向阀27的供油与回油。所述的阀体42安装在主轴3上。

本实用新型专利工作原理如下：

如图3所示，通过控制流入隔离腔13、15与隔离腔12、14中液压油的压力，从而控制行程转换器壳体45相对于主轴3转动，从而实现斜盘倾斜角度调节。当高压油通过径向通道10流进隔离腔13与隔离腔15时，隔离腔13与隔离腔膨胀，导致行程转换器壳体绕主轴顺时针旋转，当旋转叶片Ⅱ18旋转至图示18b位置时，旋转叶片Ⅱ被止档块档住，达到极限位置。相对应的斜盘6的倾斜角度也达到最大倾斜角度位置，即活塞组件5最小行程位置。相反，当高压油通过径向通道11供油时，隔离腔12与隔离腔14膨胀，同时隔离腔13与隔离腔15中液压油被排出，旋转叶片Ⅱ18沿逆时针旋转，当旋转叶片Ⅱ18到达极限位置18a时，斜盘6达到倾斜角度最小位置，即活塞组件5行程最大位置。通过控制供油通道供应一定压力液压油，从而实现对斜盘6在最小倾斜角度与最大倾斜角度间的调节。

如图1、7所示，本实用新型使用时，本实用新型的主轴3与斯特林发动机的主轴为同一主轴，本实用新型的行程转换器壳体45安装在斜盘的下方，行程转换器壳体45通过齿轮减速系统44与斜盘6连接。斯特林发动机活塞组件5通过滑靴2连接于斜盘上。斯特林发动机工作过程中，通过活塞组件的往复运动驱动斜盘-主轴旋转，从而将热能转换为机械能。斜盘6倾角调节过程中，通过行程转换器1及齿轮减速系统44驱动斜盘6底部的锥齿轮7旋转，从而促使斜盘6绕轴颈轴线转动，实现斜盘6倾斜角度调节。

如图8所示，齿轮减速系统44包括环形齿轮19、固定齿圈50、一个或多个（优选3个）行星齿轮51、一个或多个（优选3个）行星齿轮31、及移动齿圈49。行星齿轮51置于环形齿轮19和固定齿圈50之间，分别与环形齿轮19和固定齿圈50啮合。行星齿轮51与相对应的行星齿轮31同轴连接，所述的移动齿圈49与行星齿轮31啮合，移动齿圈49上设有锥齿轮1，锥齿轮1与斜盘6底部的锥齿轮7啮合。在斜盘倾角调节过程中，通过控制固定齿圈50与移动齿圈49的齿数差异，实现系统减速的目的，确保斜盘倾斜角度的准确调节。在斯特林发动机正常工作过程中，通过调节移动齿圈49与行星齿轮31的啮合齿数，从而使行程转换器壳体叶片19与锥齿轮7的转速保持一直，保证斯特林发动机正常工作。