包括具有自動維護的至少一個液壓氣動蓄能器的設備的製作方法與工藝

2023-07-15 15:13:01 2

本發明涉及包括一個或多個液壓氣動蓄能器（hydropneumaticaccumulator）的任何設備，尤其涉及一種允許所述蓄能器或每一個蓄能器在其整個使用期內自動地被保持在最佳操作條件下的改進。本發明特別適用於配備有一個或多個液壓氣動蓄能器的任何設備，所述液壓氣動蓄能器例如由於高的佔空比（dutycycle）和/或維護成本高昂而位於接觸受限和/或接觸起來危險的和/或不容許頻繁幹預的環境中。

背景技術：
液壓氣動蓄能器由剛性貯存器組成，其中限定了兩個隔間：一個隔間填充有加壓氣體，通常被稱為「氣體空間」，一個隔間填充有液體，通常被稱為「液體空間」。具有柔性隔膜的分隔器（spearator）在兩個隔間之間形成共用可變形壁。氣體空間包括位於剛性貯存器對應端的閥，通過該閥，一定量的加壓氣體可以被注入並且被限制在該氣體空間中。該氣體空間的負載決定了蓄能器的一定工作範圍。應用是為數眾多的。在後者中，可能提及用於吸收峰值壓力的「抗脈動」能量的存儲。還可能提及特別是在起落架（landinggear）中的制動援助，或者相反地，可能提及回收例如在卡車中的能量，其中能量在制動階段被回收並在加速恢復期間被恢復。本發明尤其關心的另一個應用領域為風力渦輪機。這種蓄能器用於在緊急停止的情況下順流（feather）風力渦輪機的葉片。在這種情況下，蓄能器被安裝在風力渦輪機的旋轉部分，即，位於特別難接觸到的位置。閥的質量和具有柔性隔膜的分隔器的組成材料的滲透等級在原則上允許後者的負載保持相當長時間段。然而，不可能完全避免任何小的氣體洩漏，因此，從長遠看，存在蓄能器的效率下降。這就是為什麼必須時常重新加載氣體空間的原因。為此，已知的是例如通過提供維修人員、含有加壓氣體的移動罐將加壓氣源連接到該閥。在上述提及的應用中，存在一些應用，針對這些應用該「手動」重新加載變為精密的、甚至是非常嚴格的和/或危險的操作。

技術實現要素：
通過本發明，可以通過提供自動加載氣體空間的可能性來解決該問題。更特別地，本發明涉及包括至少一個液壓氣動蓄能器的設備，所述至少一個液壓氣動蓄能器包括液體空間和預先加載的氣體空間，所述氣體空間用壓力大於選定最小值的氣體來填充，其特徵在於，所述設備包括用於在所述氣體空間的負載的壓力落至低於所述選定最小值時接連重新調整所述氣體空間的負載的裝置，所述裝置包括經由空氣系統連接到用於加載所述氣體空間的閥的加壓氣源，所述空氣系統包括至少一個具有兩個位置的常閉型回注電磁閥，通過用於計算將氣體重新注入到所述氣體空間中的接連循環的單元控制所述至少一個回注電磁閥；其特徵在於，所述計算單元接收代表在所述液體空間中存在的液壓壓力或通過後者傳送的液壓動力的至少一個信號，以及其特徵在於，所述計算單元的控制輸出通過生成接連循環來控制所述回注電磁閥的接連打開和關閉循環，以在每次當所述氣體空間的壓力落至低於所述選定最小值時重新調整所述氣體空間的負載。在所述空氣系統中，尤其是在所述加壓氣源和所述回注閥之間，可以發現用於控制通過所述加壓氣源傳送的氣體壓力的減壓閥、可調節噴嘴(用於調節加載時間)和止回閥。優選地，這些部件以此順序串聯連接。根據特定的實施例，流量計可以被插入到所述空氣系統中，用於在前述重新注入循環期間確定重新注入的氣體的量。該流量計包括連接到計算單元的信號輸出，這樣設計是為了基於連續的流量測量來確定重新注入的氣體的量。根據另一種可能性，所述計算單元包括觸發輸入，所述觸發輸入能夠接收代表用於重新調整所述氣體空間的負載的命令的信號。根據一個可能的實施例，設置有壓力傳感器以測量所述氣體空間中存在的壓力，所述壓力傳感器的輸出連接到所述計算單元的數據輸入，以確定待重新注入的所述氣體的量。換言之，在重新注入循環期間，氣體被重新注入，直到所述氣體空間中存在的壓力再次達到期望值。所述設備的特徵還在於，所述設備包括用於測量所述氣體空間的氣體溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器的輸出連接到所述計算單元的數據輸入，以確定待重新注入的所述氣體的量。如稍後將看到的，涉及到氣體溫度的測量來作為用於確定用來停止重新注入的氣體空間中的壓力值的校正值。根據另一種可替代的設備，所述設備包括多個蓄能器或多組蓄能器以及對應的回注閥。所述空氣系統連接到全部的所述回注閥，以及所述計算單元包括連接為用於獨立地驅動所述回注閥的各個控制輸出。因此，儘管有單個加壓氣源和共用空氣系統，然而，重新注入循環仍然可以在給定時刻僅關注單個蓄能器或蓄能器組。可選擇地，這種與相同的回注閥關聯的蓄能器組由並聯連接的多個蓄能器組成。根據另一個有利的特徵，所述設備還包括常開型放氣閥，所述常開型放氣閥連接到所述或每一個前述加載閥，並在前述重新注入循環期間被所述計算裝置控制關閉。根據另一種可替代的設備，該放氣閥可以是唯一的。在這種情況下，該放氣閥連接至處於所述回注閥直接上遊的前述空氣系統。而且，該放氣閥在重新注入循環期間被控制關閉。優選地，所述加壓氣源包括包括至少一個壓縮氣體的罐。該罐將被優選地布置在容易接近的位置，從而能夠被容易地更換。在這種罐中的氣體的壓力大於用於預先加載所述液壓氣動蓄能器的最大壓力。附圖說明參照以下僅以例舉方式給出的、結合附圖所做的針對根據其原理的設備的多個實施例的說明，可以更好地理解本發明，並且本發明的其它特徵將變得更為清晰明顯，在附圖中：圖1是根據本發明設備的第一可行實施例的方框圖；圖2是示出一種可替代的設備的類似方框圖；圖3是示出該設備的另一個實施例的方框圖；圖4是示出設備的擴展可能性的局部方框圖；以及圖5是示出一種可替代的設備與圖4類似的視圖。具體實施方式圖1中所示的設備包括至少一個液壓氣動蓄能器11，該至少一個液壓氣動蓄能器11通常包括剛性貯存器12，在該剛性貯存器12中限定了氣體空間13和液體空間14。這兩個具有可變容積的空間共用貯存器12的內部容積。它們包括通過具有柔性隔膜15的分隔器形成的共用壁。預定量的加壓氣體被限制在氣體空間中。加載閥17與氣體空間連通，並且允許將期望的氣體量加載到氣體空間中。原則上，因此發現氣體被限制在所述氣體空間中。液體空間包括連接到有用液壓迴路（未示出）的出口19。該設備包括裝置20，該裝置20用於重新調整連接到加載閥17的氣體空間的負載。這些重新調整裝置包括：此處由加壓氣罐組成的加壓氣源22、特別包括常閉型受控回注閥（reinjectionvalve）26的空氣系統24、以及用於計算將氣體重新注入到氣體空間中的循環的單元27。設置所述計算單元27是為了控制閥26。根據優選的實例，閥26為電磁閥（solenoidvalve），其電信號輸入26a連接到計算單元27的特定控制輸出29。加壓氣源22的出口配備有手動致動隔離閥23。空氣系統24在該閥23和加載閥17之間延伸。它包括：從隔離閥23開始的串聯連接的減壓閥31、可調節噴嘴33和止回閥35。減壓閥允許控制通過加壓氣源傳送的氣體的壓力，噴嘴允許調整加載時間。這裡，加壓氣源22是簡單的壓縮氣體的罐，其可以很容易地被改變。止回閥35的出口連接到閥26的氣動入口。閥26的氣動出口連接到加載閥17。用於排氣的安全閥39連接在隔離閥23和減壓閥31之間的一點上。常開型放氣閥41（這裡，有利地為電磁閥）連接到所述或每一個前述加載閥17，並被計算單元27控制關閉。電磁閥41被連接為使其被計算單元的輸出30驅動。電磁閥41在重新注入循環開始時被驅動關閉。計算單元27通常包括微處理器和電子電路，其能夠詳細描述（elaborating）用於電磁閥26和41的電控制信號，特別是用於接收和處理來自各種傳感器的信號以詳細描述電控制信號。將不對該計算單元進行詳細描述。計算單元27的應用觸發了用於將氣體重新注入到氣體空間中的循環。為了這樣做，在圖1的實例中，為了開啟該循環，通過代表存在（prevail）於液體空間14中的液壓的信號來驅動。因此，根據該示例，循環觸發輸入47連接到液體空間的壓力傳感器48的輸出。當該壓力達到低閾值時，計算單元27將驅動信號發送到輸出30和29，用於分別接連關閉電磁閥41以及打開電磁閥26。計算單元27特別地包括補償電路45，通過布置為與來自閥17的下遊的所述氣體空間的氣體接觸的壓力傳感器50和溫度傳感器52，該補償電路45給出了適應重新注入氣體的量的可能性，該重新注入的氣體的量依賴於包含在所述氣體空間中的氣體的壓力和溫度（與參考值相比）。更具體地，壓力傳感器50測量存在於氣體空間中的壓力，並且其輸出連接到所述計算單元27的數據輸入50a，以確定待重新注入的氣體的量。另外，溫度傳感器52給出了測量氣體空間中的氣體溫度的可能性，並且其輸出連接到所述計算單元的數據輸入52a，以確定待重新注入的氣體的量。通過假設後者是處於它的依賴於蓄能器11被投入使用的設備特性的預定額定負載，補償電路45在存儲器中包含根據氣體空間中的溫度T的壓力P的正常變化。在圖1中，這些變化用直線D來示意。如果輸入47接收到來自傳感器48的詳細描述的用於觸發重新注入循環的命令，則補償電路45從傳感器50和52接收代表氣體空間中實際壓力和溫度的信息。這允許確定從直線D偏移的待更正的點(P,T)，該點導致了能夠確定值ΔP。為了詳細描述發送到輸出29和30的驅動信號，該值被加載在合適的軟體中，該軟體對ΔP的值重複地執行測試55。更具體地，只要測試ΔP≠0為正，則閥26保持打開，而閥41保持關閉，這允許通過來自加壓氣源的氣體來連續地重新加載氣體空間。當測試55變為負時，即ΔP=0時，驅動信號消失，且電磁閥26關閉而電磁閥41打開，使得閥17的入口與大氣接觸。當用於重新注入加壓氣體的循環通過氣源22被提供（deliver）（隔離閥23被打開）時，安全閥39保持關閉。該氣體在減壓閥31和可調節噴嘴33的控制下流動。該氣體穿過止回閥35和電磁閥26，以通過迫使閥17來重新加載氣體空間13，直到由計算單元27（更具體地為補償電路45）確定的值ΔP恢復到零。圖2中示出了一種可替代的設備，與參照圖1描述的部件相類似的部件具有相同的附圖標記，因此將不再對其進行描述。可替代的設備的特徵在於，所述設備包括插入到空氣系統中的流量計57。該流量計包括信號輸出，該信號輸出連接到計算單元，以確定在前述重新注入循環期間重新注入的氣體量。計算單元27整體與圖1的計算單元類似，但設置補償電路是為了特別地從像之前那樣獲得的值ΔP推斷出表示待重新注入的用於重新加載氣體空間13的氣體量的值Q0。計算單元27根據應用到連接至流量計57的信號輸出58的數據輸入57a的流量信息來確定重新注入的氣體的量Q。合適的軟體重複執行用於詳細描述可用於輸出29和30的驅動信號的測試55A。該測試將氣體空間中在重新注入循環開始時引入的氣體量的值Q（從流量計57推斷的值）與通過補償電路45確定的值Q0進行比較。用於觸發重新注入循環的命令與前面的示例類似，是基於液體空間的壓力測量（傳感器48）而被詳細描述的。在圖3的示例中仍能發現圖2中設備的基本部件，特別地，流量計57插入到空氣系統24中，通過該流量計57，計算單元可實時確定在重新注入循環的任何時刻被重新注入到氣體空間中的氣體的量Q。像之前實施例中的電磁閥26、41一樣，該循環通過這兩個電磁閥的致動來開始和結束。然而，在該示例中，該循環不是由在液體空間中檢測到的壓力不足而觸發的，而是由通過表示被傳送至液壓氣動蓄能器11所連接的設備的液壓動力的信號所觸發的專用電子組件60來觸發的。該電子組件的設計取決於相關設備的類型，而且是在本領域技術人員所能達到的範圍之內。如果測量的液壓動力達到一定低閾值，則專用電子組件60詳細描述用於觸發循環的信號，該信號被施加到用於驅動計算單元27的觸發輸入47。這可以通過確定一種先驗的（priori）且一次性確定的待重新注入到每一個重新注入循環中的氣體的量Q0而被簡化。在這種情況下，可以去掉電路45以及傳感器50、52，當然也可以去掉傳感器48，該循環通過專用電子組件60被激活。當然，通過使用電路45和傳感器50、52，即，通過取消值ΔP來控制重新注入的氣體，圖3中描述的觸發控制的類型也可以適用於圖1的設備，而無需任何流量計。在圖4中，示出了設置有與相應的回注閥關聯的多個蓄能器11或多組蓄能器11a的設備。如圖所示，與相同的回注閥26關聯的、由多個蓄能器組成的一組蓄能器11a並聯連接。空氣系統24連接到所有回注閥26，而未示出的計算單元包括連接為用於獨立地驅動所述回注閥的各個控制輸出。在圖4的示例中，每一個蓄能器11或每組蓄能器11a與特定的常開型放氣閥41關聯。每個閥直接連接到每個加載閥17，並在與相關的蓄能器或相關的蓄能器組相對應的重新注入循環期間由計算單元控制每個閥關閉。每個閥41通過計算單元的特定輸出來控制。反之，在圖5的實施例中，放氣閥41是唯一的。該常開閥連接至處於所述回注閥或每一個回注閥的直接上遊的空氣系統24。根據該示例，該閥因此被連接為止回閥35的下遊。在重新注入循環期間，該閥被控制為關閉。