技术领域
[0001] 本
发明涉及液压驱动技术领域，尤其涉及一种多缸联动式的，适用于大功率
风力发
电机组叶轮三销锁定的液压系统。
背景技术
[0002]
液压技术一般应用于重型、大型、特大型设备，液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它利用若干回路有机组合成为完成一定控制功能的
传动系统，来完成
能量的传递、转换和控制。
[0003] 因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上得到广泛的重视和应用。如在风力发电领域，
发电机组叶轮的
制动就可以启用液压控制。液压控制系统可以和智能控制技术、计算机控制技术等技术结合起来，这样就能够在更多的场合中发挥作用，也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。
[0004] 比如，风力发电机是一种将
风能转化为
电能的设备，在进行叶轮组装时及组装后对叶轮中的各种装置进行维护保养时，维护人员在进入叶轮前，必须先将叶轮进行锁定，使其不能旋转，以确保工作人员生命安全。有的风机，在进行单
叶片吊装时，以及单叶片更换时，也需要使用锁定销对叶轮进行锁定。对于叶轮的锁定，通常是通过将安装在基架上的锁定销插入到叶轮上的锁定孔中来实现，锁定销的插拔过程，就完全可以使用液压控制系统来驱动。
[0005] 对于小功率风力发电机，通常用一个锁定销就可以承担叶轮的维护
载荷。但对于大型风力发电机要承担的载荷很大，通常需要使用两个或多个锁定销来实现叶轮锁定。在此情况下，如果采用液压控制系统来操纵锁定销，就必须用合理的液压油路来控制各锁定销，完成两个或多个锁定销的按序工作。
发明内容
[0006] 本发明针对上述叶轮锁定的工作需求，提供一种
风机叶轮三销锁定液压系统。此液压系统连接三个
液压缸，每个液压缸
活塞杆上连接一锁定销，在液压系统的控制作用下，分别操控各个液压缸的动作，实现各液压缸携带的锁定销有序工作的目的。
[0007] 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种风机叶轮三销锁定液压系统，包括第一工作组和第二工作组，所述第一工作组包括第一供油油路、第一回油油路，所述第一供油油路和所述第一回油油路经过第一控制
阀与第一液压缸连接，所述第一液压缸的
活塞杆连接双向锁定销；
[0008] 所述第二工作组包括第二供油油路、第二回油油路，所述第二供油油路和所述第二回油油路经过第二
控制阀并联连接第二液压缸和第三液压缸，所述第二液压缸、所述第三液压缸的活塞杆分别连接单向锁定销一和单向锁定销二；且在所述第二供油油路上并联设置一减压阀和一
单向阀，所述单向阀在第二液压缸和第三液压缸无杆腔回流方向上导通。
[0009] 进一步地，所述第一供油油路与所述第一液压缸的无杆腔连通，所述第一回油油路与所述第一液压缸的有杆腔连通。
[0010] 进一步地，所述第二供油油路同时与所述第二液压缸、第三液压缸的无杆腔连通，所述第二回油油路同时与所述第二液压缸、第三液压缸的有杆腔连通。
[0011] 进一步地，所述第一控制阀和所述第二控制阀为三位四通电磁换向阀。
[0012] 再进一步地，所述第一控制阀为O型三位四通电磁换向阀，所述第二控制阀为P型三位四通电磁换向阀。
[0013] 所述O型三位四通电磁换向阀的P口与所述第一供油油路的进油端连通，R口与所述第一回油油路的回油端连通，A口与第一液压缸的无杆腔连通，B口与第一液压缸的有杆腔连通；所述P型三位四通电磁换向阀的P口与所述第二供油油路的进油端连通，R口与所述第二回油油路的回油端连通，A口同时与所述第二液压缸、第三液压缸的无杆腔连通，B口同时与所述第二液压缸、第三液压缸的有杆腔连通。
[0014] 进一步地，所述减压阀设置在所述P型三位四通电磁换向阀的A口与所述第二液压缸及所述第三液压缸之间的所述第二供油油路上。
[0015] 进一步地，在所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸上均设置活塞杆
位置开关；一电控系统，电控连接各所述位置开关和所述第一控制阀、第二控制阀。
[0016] 进一步地，所述第一供油油路和所述第二供油油路共同与一主供油油路连接，所述主供油油路经驱动组件与油箱连接；所述第一回油油路和所述第二回油油路同时与一主回油油路相连，所述主回油油路与所述油箱连接。
[0017] 再所述驱动组件包括
液压泵和
电动机，所述
液压泵与所述电动机电连接，所述液压泵的进油口与所述油箱连接，所述液压泵的出油口与所述主供油油路连接。
[0018] 再进一步地，在所述主供油油路和所述主回油油路之间连接有保护支路，保护支路上设置一安全溢流阀。
[0019] 本发明通过电控系统对电磁控制阀的控制，可以实现双向锁定销和单向锁定销有序伸出和退回的动作。
[0020] 本发明的有益效果主要体现在：由于液压传动具有：1)
惯性力小，当过载或停车时不会发生大的冲击，2)能在给定范围内平稳地自动调整牵引速度，并可实现无极调速，3)换向容易，4)操作控制简便，自动化程度高等优点，所以特别适用于叶轮锁定销的控制。
[0021] 所以本发明通过对液压系统的合理布局，获得一种多液压缸的联动控制回路，在所述液压系统中，通过两个控制阀的并联设置，可以获得两个控制阀先后控制两组液压缸的策略，以及通过在同一个控制阀的控制下并联设置多个液压缸，可以实现同组中多个液压缸带动的多个锁定销的同步动作。
[0022] 另外，由于在同一个控制阀的油路中，将同组的多个液压缸并联连接，有杆腔和无杆腔又是各自连通，并通过设置减压阀和单向阀，形成差动模式，所以可以加快锁定销的运行速度，并节省能量。
[0023] 所以本发明特别适用于多个锁定销同时工作的场合，尤其是要求多个锁定销既具有差序动作又具有同步动作的场合，如风机叶轮三销锁定场合。
[0024] 本发明的其他特征和优点将在随后的
说明书中阐述，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
[0025] 附图仅用于示出具体
实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0026] 图1为风机叶轮三销锁定结构示意图。
[0027] 图2为本发明风机叶轮三销锁定液压系统实施例的原理图。
[0028] 图中，1-油箱，2-液压泵，3-电动机，4-安全溢流阀，10-双向锁定销，20-单向锁定销一，30-单向锁定销二，11-第一液压缸，12-第二液压缸，13-第三液压缸，100-主供油油路，200-主回油油路，101-第一供油油路，102-第一回油油路，103-第一控制阀，201-第二供油油路，202-第二回油油路，203-第二控制阀，204-减压阀，205-单向阀。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本
申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
[0030] 如图1所示，对于采用锁定销来锁定叶轮的这种方式，经过大量实验发现，当使用三个锁定销锁定叶轮时，如果全部采用双向锁定销10(锁定销能对叶轮顺、逆
时针两个旋转方向都起限定作用)，固然是好，但是由于锁定销需与锁定孔两侧均贴合，所以安装时会非常紧凑，周向间隙几乎没有，同时由于加工和装配误差的不可避免性，就会很难将所有双向锁定销都能找正、插入到锁定孔中。因此有人提出了一个双向锁定销和两个单向锁定销：单向锁定销一20、单向锁定销二30(只对叶轮一个旋转方向起限定作用)的配合使用方式，这对安装带来了便利。但是正因为有单向锁定销的存在，它只能对叶轮单一旋转方向进行限定，所以，安装时必须先将双向锁定销插入到锁定孔中，保证叶轮的基本稳定，然后才能将单向锁定销陆续插入，这样才能保证所有锁定销都能安装进去，且都能发挥作用；同理，在退出时，必须是先将单向锁定销退出，然后才能是双向锁定销退出。在这种工况下，如果采用液压控制系统来操纵锁定销，就必须合理安排各锁定销的工作顺序，才能完成多个锁定销的按序工作。
[0031] 因此，如图2所示，本发明实施例提供一种风机叶轮三销锁定液压系统，包括两组工作组，称为第一工作组和第二工作组。其中第一工作组组成结构中包括第一液压缸11、第一供油油路101、第一回油油路102，第一供油油路101与第一液压缸11的无杆腔连通，第一回油油路102与第一液压缸11的有杆腔连通，第一液压缸11活塞杆与双向锁定销10连接。
[0032] 第一工作组中还包括第一控制阀103，第一供油油路101和第一回油油路102都通过第一控制阀103与第一液压缸11控制连接。第一控制阀103通过
接口同时接装在第一供油油路101和第一回油油路102上。
[0033] 本实施例中优选地，第一控制阀103为一比例换向阀，其用于控制液压油的流向。更为具体地，第一控制阀103采用O型三位四通电磁换向阀，其具有P口、R口、A口和B口。P口表示压力油进油口，R表示通油箱或油泵的回油口，A、B表示通液压缸或油
马达等执行机构的工作油口，所以，P口与第一供油油路101的进油端连通，R口与第一回油油路102的回油端连通，A口通过第一供油油路101与第一液压缸11的无杆腔连通，B口通过第一回油油路102与第一液压缸11的有杆腔连通。由于第一控制阀103为电磁换向阀，因而其可以更方便地控制工位转换，使用更加方便。当然，第一控制阀103并不限于此，其可以是任何能够实现换向的阀或阀组。
[0034] 按液压缸的工作状态，第一控制阀103具有伸出、退回和待机三种工位。第一控制阀103接通电源后，电控系统先让第一控制阀103的电磁
铁b1得电(此时a1断电)，使阀的P口和A口连通，R口和B口连通，液压油进入第一液压缸11的无杆腔，活塞杆伸出，带动双向锁定销10伸出，第一液压缸11的有杆腔中的液压油流回油箱1中。双向锁定销10伸出到位后，第一控制阀103的电
磁铁b1、a1都断电，阀的P口和A口，R口和B口均断开，第一控制阀103处于待机工位。电控系统再启动第一控制阀103的电磁铁a1得电时，阀的P口和B口连通，R口和A口连通，液压油进入第一液压缸11的有杆腔，活塞杆缩回，带动双向锁定销10退回，第一液压缸11的无杆腔中的液压油流回到油箱1中。
[0035] 第二工作组与第一工作组部分结构相似但也有差异，第二工作组的组成结构中包括两个液压缸：第二液压缸12、第三液压缸13，以及第二供油油路201、第二回油油路202，第二液压缸12、第三液压缸13都连接在第二供油油路201和第二回油油路202上。其中第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔与第二供油油路201连通，第二液压缸12、第三液压缸13的有杆腔与第二回油油路202连通。第二液压缸12的活塞杆与单向锁定销一20连接，第三液压缸13的活塞杆与单向锁定销二30连接。
[0036] 进一步讲，第二工作组中还包括一第二控制阀203，第二供油油路201和第二回油油路202都是通过第二控制阀203与第二液压缸12、第三液压缸13控制连接的。第二控制阀203通过其接口同时接装在第二供油油路201和第二回油油路202上。本发明中，优选地，第二控制阀203为一比例控制阀，其也是用于控制液压油的流向。更为具体地，第二控制阀203采用P型三位四通电磁换向阀，其具有P口、R口、A口和B口，P口与第二供油油路201的进油端连通，R口与第二回油油路202的回油端连通，A口通过第二供油油路201同时与第二液压缸
12的无杆腔、第三液压缸13的无杆腔连通，B口通过第二回油油路202同时与第二液压缸12的有杆腔、第三液压缸13的有杆腔连通。所以，第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔是并联的，第二液压缸12、第三液压缸13的有杆腔也是并联的，也即第二液压缸12和第三液压缸
13是并联连接在第二供油油路201和第二回油油路202之间的。由于第二控制阀203为电磁换向阀，因而其可以更方便地控制工位转换，使用更加方便。当然，第二控制阀203并不限于此，其可以是任何能够实现换向的阀或阀组。
[0037] 进一步地，第二工作组中还包括一减压阀204，减压阀204设置在第二控制阀203的A口与第二、第三液压缸之间的第二供油油路201上，用于保护第二供油油路201上的压力，也就是保护第二液压缸12和第三液压缸13的无杆腔中的压力，以此避免锁定销在压力过大情况下伸出过量。并且，为了实现在减压阀204断开的情况下第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔中的油能够回流到油箱1中，还在第二供油油路201上与减压阀204并联设置一单向阀205。
[0038] 按照液压缸的工作状态，第二控制阀203也具有伸出、退回和待机三种工位。第二控制阀203接通电源后，电控系统先让第二控制阀203的电磁铁b2得电(此时a2断电)，第二控制阀203处于伸出工位。第二控制阀203的P口与A口、B口连通，液压油同时进入第二液压缸12和第三液压缸13的无杆腔和有杆腔，但是此时由于无杆腔小，有杆腔大，所以无杆腔的油压比有杆腔大，第二液压缸12和第三液压缸13的活塞杆都伸出，同时带动单向锁定销一20、单向锁定销二30伸出；伴随第二液压缸12和第三液压缸13的活塞杆向外伸出，有杆腔中的液压油流出，再经过第二控制阀203的B口、A口进入第二液压缸12和第三液压缸13的无杆腔中，辅助增强无杆腔的进油压力，由此形成差动模式，这样可加快单向锁定销一20、单向锁定销二30的伸出速度。
[0039] 当单向锁定销一20、单向锁定销二30伸出到位后，由于第二供油油路201仍在供油，如果此时液压油再继续推动第二液压缸12和第三液压缸13的活塞杆，势必会造成对单向锁定销一20、单向锁定销二30的损坏，所以在第二供油油路201上设置减压阀204。将单向锁定销一20、单向锁定销二30伸出到位时的第二液压缸12和第三液压缸13的无杆腔中的压力设定为减压阀204断开的
阈值，只要第二供油油路201中液压油的压力超过减压阀204断开的阈值，减压阀204就断开。减压阀204断开后，由于第二供油油路201中液压油的压力仍在上升，第二液压缸12和第三液压缸13的有杆腔中的压力也在上升，第二液压缸12和第三液压缸13的活塞杆就势必有回退的趋势；但是，此时由于第二控制阀203的B口和A口是相通的，所以第二液压缸12和第三液压缸13的有杆腔的压力与B口压力、A口压力均相同，都大于第二液压缸12和第三液压缸13的无杆腔的压力；所以与减压阀204并联的单向阀205与第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔相连的一端的压力小于与第二控制阀203的A口相连的一端的压力；而单向阀205是在第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔向油箱1回流的方向上导通的，所以单向阀205不能打开，第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔的油不能流出，压力依然维持；所以第二液压缸12、第三液压缸13的活塞杆无法回退，单向锁定销一20、单向锁定销二30维持在当前状态。
[0040] 当压力达到减压阀204的设定值后，减压阀204断开，保证第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔的压力不高于设计值，防止楔紧效应造成锁定销卡死。当单向锁定销一20、单向锁定销二30伸出到位后，第二控制阀203的电磁铁b2、a2都断电，此时第二控制阀203处于待工工位。
[0041] 当电控系统再启动第二控制阀203的电磁铁a2得电时，第二控制阀203处于待工工位。阀的P口和B口连通，R口和A口连通，液压油进入第二液压缸12、第三液压缸13的有杆腔，活塞杆缩回，带动单向锁定销一20、单向锁定销二30退回，第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔中的液压油经单向阀205、第二控制阀203的A、R口，流回至油箱1中。
[0042] 如图2所示，两组工作组的供油、回油都可由一个统一的油箱1完成，所以第一供油油路101和第二供油油路201可以由一主供油油路100供油，主供油油路100由驱动组件自油箱1中引出液压油，其中所述驱动组件包括液压泵2和电动机3，液压泵2与电动机3连接，液压泵2受电动机3驱动而从油箱1中
抽取液压油，液压泵2的出油口与主供油油路100连接，将液压油输送至主供油油路100内。主供油油路100引出油箱1后，分支成两条供油油路，称为第一供油油路101和第二供油油路102。
[0043] 进一步讲，在本实施例中，液压泵2可以是定量泵或
变量泵。
[0044] 同理，第一回油油路102和第二回油油路202也可以由一主回油油路200回油，第一回油油路102和第二回油油路202均连接至主回油油路200，主回油油路200与油箱1连接。
[0045] 进一步讲，为了防止油压过高，保证油路内各元件的安全性，在主供油油路100和主回油油路200之间还连接有保护支路，该保护支路的一端连接在主供油油路100上，另一端连接在主回油油路200上，在保护支路上设置一安全溢流阀4。安全溢流阀4可以为压力控制阀。安全溢流阀4的作用是当主供油油路100的压力升高到一定值时，将液压油泄回到油箱1，防止液压油压力进一步升高，对设备造成危害。尤其是当单向锁定销一20和单向锁定销二30处于完全伸出工位时，为了避免供油压力过高致使第二液压缸12、第三液压缸13的活塞杆回退，所以设定当第二液压缸12、第三液压缸13的活塞杆达到回退设定压力时，安全溢流阀4溢流泄压。
[0046] 本实施例中，由于该液压系统是用三个锁定销对
风力发电机组的叶轮进行锁定，因此，通过电控系统对第一控制阀103和第二控制阀203的控制，可以分别实现第一工作组中第一液压缸11带动的双向锁定销10的动作和第二工作组中第二液压缸12带动的单向锁定销一20、第三液压缸13带动的单向锁定销二30动作，完成第一工作组和第二工作组的有序工作。
[0047] 优选地，为了便于控制，提高自动化
水平，本实施例中第一控制阀103和第二控制阀203都选为电磁控制阀，由电控系统控制。再优选地，为了便于换向控制，第一控制阀103选为O型三位
四通阀，第二控制阀203选为P型三位四通阀。O型三位四通阀和P型三位四通阀上都具有两个电磁铁，电控系统通过控制O型三位四通阀和/或P型三位四通阀上的哪一个电磁铁得电(或不得电)，控制油路的导通形式。
[0048] 再进一步讲，如果在第一液压缸11、第二液压缸12、第三液压缸13上均设置活塞杆位置开关，可以使电控系统更加准确地获知活塞杆的位置，及时做出控制判断。
[0049] 本发明实施例的工作描述如下：
[0050] a)将双向锁定销10连接在由第一控制阀103控制的第一液压缸11活塞杆上，将单向锁定销一20、单向锁定销二30分别连接在由第二控制阀203控制的第二液压缸12、第三液压缸13的活塞杆上，初始状态为双向锁定销、单向锁定销完全缩回；
[0051] b)叶轮制动时必须先锁定双向锁定销10，所以，电控系统先启动第一控制阀103接通电源，让电磁铁b1得电(此时a1断电)，使阀的P、A口连通，R、B口连通，液压油进入双向锁定销10所在的第一液压缸11的无杆腔，双向锁定销10伸出，将叶轮对中，双向锁定销10推出过程中，第一液压缸11的有杆腔的油流回油箱1；
[0052] 在双向锁定销10完全伸出之前，第一液压缸11上的位置开关随时向电控系统发出
信号，电控系统关闭第二控制阀203，防止单向锁定销被误操作；
[0053] c)双向锁定销10完全伸出，并将叶轮对中、锁定后，第一液压缸11上的位置开关发出信号，电控系统控制第一控制阀103的电磁铁b1断电，同时启动第二控制阀203接通电源；
[0054] d)电控系统首先让第二控制阀203的电磁铁b2得电(此时a2断电)，第二控制阀203的P口同时与A、B口连通，此时第二液压缸12、第三液压缸13的两个有杆腔与第二供油油路201连通，两个无杆腔与第二回油油路202连通，第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔的压力油推动两个单向锁定销伸出，第二液压缸12、第三液压缸13的有杆腔的压力油流出，再经过阀的B、A口进入第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔，形成差动模式，这样加快单向锁定销一20、单向锁定销二30的伸出速度；
[0055] e)减压阀204和单向阀205并联连接在进入第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔的油路上，且单向阀205在进入液压缸无杆腔的油路的方向上截止，当单向锁定销一20、单向锁定销二30伸出，液压油压力上升，压力达到减压阀204的设定值后，减压阀204断开，保证第二液压缸12、第三液压缸13的无杆腔压力不高于设计值，防止楔紧效应造成锁定销卡死；
[0056] f)两个单向锁定销都伸出并锁定后，第二液压缸12、第三液压缸13上的位置开关发出信号，电控系统启动第一控制阀103与电源断开，防止双向锁定销被误操作；
[0057] g)当叶轮锁定工作完成后，首先启动第二控制阀203，第二控制阀203的电磁铁a2得电(此时b2断电)，第二控制阀203的P、B口连通，R、A口连通，压力油进入第二液压缸12、第三液压缸13的有杆腔，无杆腔的油被压出，经单向阀205、第二控制阀203的A、R口，流回油箱1，单向锁定销一20、单向锁定销二30回退；然后电控系统关闭第二控制阀203的电源；
[0058] h)当单向锁定销完全退回后，第二液压缸12、第三液压缸13上的位置开关发出信号，电控系统再启动第一控制阀103，首先让第一控制阀103的电磁铁a1得电，阀的P、B口连通，R、A口连通，液压油进入第一液压缸11的有杆腔，双向锁定销10退回。
[0059] 经过以上操作，完成了双向锁定销伸出—单向锁定销伸出—单向锁定销缩回—双向锁定销缩回的动作过程。当然，如果不是应用于此叶轮锁定场合，电控系统完全不必按照这样的顺序调控各电磁换向阀，根据工作需要调控即可。
[0060] 总之，本发明所述液压系统中，通过在系统中并联接入两个控制阀，可以实现分别控制两组工作油路的目的，以及通过在同一控制阀油路上并联连接几个液压缸，就可以实现同时控制多个液压缸的目的。并且，在控制油路上，通过控制阀的选择，还可以实现液压缸有杆腔与无杆腔的连通，形成差动模式，加快与液压缸连接的执行元件—锁定销的运行速度，从而节省能量。
[0061] 以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以
权利要求的保护范围为准。
