[发明专利]调整风力发动机的叶片或叶片组倾角的装置

说明书

本发明涉及一种调整风力发动机的叶片或叶片组倾角的装置。

众所周知，通过风的作用可以使风车或风力发动机旋转，将机械能提供给由它们驱动的装置，例如它们可使机械能转变成电能。风力发动机装有一个螺旋桨件或转子，螺旋桨件或转子上带有一个或多个叶片，风作用在叶片上使该转子转动。

无论何时，转子的某个或每个叶片的倾角必须保证作用在某叶片上的空气量是常量，以确保最佳的空气动力效应。当转子的转速改变时，叶片相对空气的速度在强度和方向上都发生变化，而为了确保全部的气体动力效应保持在一个高水平常量上，倾角随后也必须变化，该倾角也称为叶毂上叶片的倾角。

在转子开始启动时它的转速较低，此时需要一个相当大的倾角，在保证高效率的前提下，随着转子的转速增加到最大允许值，倾角应逐渐减小。从力学角度看，如果风速上升到使转子转速达到可能危害发动机结构的速度时，那么必须改变倾角，以便降低转子的叶片组或某个叶片的作用，使其不致于超过最大转速。

另外，还需要使转子的叶片组或叶片处于一个不受风力影响的位置上，或称“停止位置”，在该处风不能使转子转动。

为此目的，调整风力发动机的叶片倾角的装置，基本上采用杠杆、万向节、齿轮、球面或凸轮装置，但这些机构占据了可观的空间，因而明显地限制了转子叶毂的几何结构，并且结构相当复杂，所以它们需要经常维修。

另外，公知的装置常设有靠计算机频繁地进行控制的电类型的控制装置，因此，这样的控制装置即昂贵可靠性又差，还须要不间断地供给电能。

美国专利US-4，348，156叙述这类问题的解决方案，示出一种装置，可用于调节风力发动机的叶片或叶片组倾角;US-4，503，673也公开过这类调节装置，包括完全不同于本发明的电和/或电子装置及探测器等。

因而需要提供一种风力发动机，其中叶片倾角可调，它是用尺寸小，结构简单可靠的执行装置调节，它具有一个自动调整角度的装置，其运转可靠，相对独立操作，不须要电源和计算机。

本发明可满足上述需要，提供了一种用于调节风力发动机的叶片或叶片组的倾角的装置，它至少包括一个双作用液压执行器，为了改变叶片的倾角，该执行器具有连到叶片或叶片组上的装置。该执行器由一个具有泵的液压回路控制，转子使泵运转，提供一个与转子自身转速成比例的输出，通过一个控制阀组件将液压流体输送到执行器，该阀组件所控制的进入执行器的流体量与泵的输出量成比例。

该执行器有一活塞，其活塞在朝向称为后腔室的一边有一压力作用面，后腔室中的压力调节的活塞的运动并通过适当的连接装置使叶片或叶片组的倾角向叶片的停止位置变化，朝向后腔室一边的活塞作用面比朝向称为前腔室一边的表面要大。当转子达到最大速度时，前腔室中的压力使叶片或叶片组朝着规定的倾角旋转。

所提供的执行器的活塞，带有可轴向移动的弹性组件，它们在其相反方向上起作用，并可使活塞处于一个相应的平衡位置，活塞通过一个适当的连接装置使叶片产生一个倾角，在该倾角下转子适于再启动。

控制和供应执行器的液压回路包括一个油泵，它靠转子机械地带动，并通过一个阀组件将流体输入执行器，该阀组件包括用于控制执行器位置的装置，其位置取决由泵提供的瞬时流量。

在本发明的一个实施例中，该阀组件包括一条直接从油泵输出口通入液压缸前腔室的管路，还包括一条输入液压缸后腔室的管路，它从通入前腔室的管路中分出，并再从后腔室的管路上分支出一卸压管路。在通入后腔的管路上分支出的卸压管路的上游处有一流量补偿控制阀，当流量大于某一调定值时，该阀能在上游压力区产生一个增量，使前腔室的压力增加，并使叶片朝着它的最大运转速度的位置转动。在液压缸室的两输入管路之间，还有一条连接管路，该管路上装有一顺序控制阀，当顺序 控制阀的调定压力比保持叶片位于其最高运转的位置上时的压力大的多的时候，其顺序控制阀开启。

可以将阀组件所控制的执行器以恒速移动，它包括一个第二流量补偿控制阀，该阀位于液压缸的前腔室的输入管线上，即在输入管路到后腔室的分支点和附加连接管路的分支点间的中间位置上，该附加连接管路位于各液压缸室的两输入管线之间，在该连接管路上装有一顺序控制阀。所述的第二流量补偿控制阀调定的一个流量值与转子的最大设计转速相对应。