一種風力發電機組穿線管密封結構及風力發電機組的製作方法
2024-04-12 11:39:05 1
1.本發明涉及風力發電技術領域，具體涉及一種風力發電機組穿線管密封結構及風力發電機組。
背景技術：
2.風力發電機組的傳動系統，包括主軸總成、偏航總成、齒輪箱、聯軸器、發電機和機座組成。主軸總成與風輪輪轂連接。低速轉動的風輪的動力通過輪轂和主軸傳遞，並由齒輪箱增速後傳遞給發電機，實現將風能轉換為機械能，再轉換為電能。
3.風力發電機組的傳動系統中設置有電纜空心軸，電纜空心軸內套設有穿線管，穿線管用於穿設動力電纜。齒輪箱的行星架和空心軸之間設置密封，防止齒輪箱內的潤滑油洩露進穿線管內，與動力電纜接觸，腐蝕動力電纜的外皮，或滲入電滑環內，導致通訊故障。但目前風電機組傳動系統的穿線管內常因密封效果不好或容易失效，出現漏油情況。
技術實現要素：
4.本發明要解決的技術問題在於克服現有技術中的穿線管兩端密封效果差，存在漏油的缺陷，從而提供一種風力發電機組穿線管密封結構及風力發電機組。
5.為了解決上述問題，本發明一方面提供了一種風力發電機組穿線管密封結構，包括穿線管，穿線管設於風力發電機組的主軸及風力發電機組的齒輪箱的空心軸內，穿線管的第一端與主軸之間設有第一密封組件，穿線管的第二端與空心軸之間設有第二密封組件；第一密封組件包括第一密封套筒，第一密封套筒固定設於穿線管和主軸之間的間隙內，第一密封套筒和穿線管之間密封連接；第二密封組件包括第二密封套筒和排油筒，第二密封套筒固定設於穿線管和空心軸之間的間隙內，第二密封套筒和穿線管之間密封連接；排油筒具有第一密封端面和第二密封端面，第一密封端面位於空心軸內，並與第二密封套筒的端面抵接配合，第二密封端面位於空心軸的外側，並與空心軸的端面抵接配合，排油筒具有排油通道，空心軸和第二密封套筒之間的間隙與排油通道連通。
6.可選的，第一密封套筒的內周壁設有至少一個用於穿線管的軸向密封的第一密封圈；
7.和/或，
8.第二密封套筒的內周壁設有至少一個用於穿線管的軸向密封的第二密封圈。
9.可選的，第一密封套筒包括伸出主軸外的第一密封段，第一密封段的外壁上設有一圈限位凸沿，第一密封套筒通過連接板與主軸固定連接，連接板抵接在限位凸沿和主軸端面之間。
10.可選的，連接板和主軸的對接端面上設有沿主軸的徑向密封的第三密封圈。
11.可選的，排油筒的第二密封端面上設有沿空心軸的徑向密封的第四密封圈。
12.可選的，排油筒的外周壁和空心軸的內壁抵接，兩者的對接面上設有第五密封圈。
13.可選的，排油筒包括軸向相互垂直的第一筒段和第二筒段，第一筒段的側壁開設
有環形的第一排油孔，第二筒段設有第二排油孔，第一排油孔和第二排油孔連通構成排油通道。
14.可選的，穿線管包括相互連通的本體段和補償段，本體段和補償段之間通過第一密封套筒連接；補償段的一端伸出主軸的端面。
15.可選的，第一密封套筒和/或第二密封套筒包括密封脹套以及設於密封脹套兩側的推環，密封脹套的側壁沿周向間隔設有至少兩個通孔，通孔的兩端開設有錐形槽；推環具有與錐形槽相配合的錐形面；各推環沿周向間隔設有適於與通孔一一對應的連接孔，兩個推環中，至少一個推環的連接孔為螺紋孔；兩個推環通過一根脹緊螺栓緊固地連接在兩端的錐形槽內。
16.本發明另一方面提供了一種風力發電機組，包括以上技術方案中任一項所述的風力發電機組穿線管密封結構。
17.本發明具有以下優點：
18.1.利用本發明的技術方案，穿線管的第一端和主軸之間設置第一密封套筒，第一密封套筒和穿線管之間密封連接，對油液起到密封阻隔的作用，能夠防止主軸中心孔內的油液向穿線管的第一端流動；通過穿線管的第二端和空心軸之間設置第二密封套筒，第二密封套筒和穿線管之間密封連接，對油液起到密封阻隔的作用，能夠防止空心軸內的油液向穿線管的第二端流動；通過設置排油筒，排油筒的第一密封端面、第二密封端面將第二密封套筒以及空心軸之間的間隙封閉，並通過排油通道將多餘的油液及時的排出，防止油液堵塞，壓力增大造成新的洩露，做到及時疏油，有效降低漏油風險。本發明中，穿線管的第一端和主軸之間通過第一密封套筒密封連接，穿線管的第二端和空心軸之間通過第二密封套筒密封連接，能夠有效避免油液從向穿線管的兩端洩露，從而有效的保護穿線管內的電纜，並且，結構簡單，第一密封套筒和第二密封套筒容易拔出，方便定期更換，操作方便，可以在空中直接維修，無需在空中用吊機分離主軸和齒輪箱，甚至直接報廢主軸或齒輪箱，密封效果可靠，且方便直接更換，大大降低了維修成本。
19.2.通過在第一密封套筒的內周壁上設置第一密封圈，第一密封圈起到了對穿線管的軸向進行密封阻隔的作用，能夠進一步提高穿線管的第一端和主軸之間的密封效果；相應的，在第二密封套筒的內周壁上設置第二密封圈，能夠進一步提高穿線管的第二端和空心軸之間的密封效果。
20.3.在穿線管的第一端，連接板和主軸的對接端面上設置第三密封圈，一方面，能夠起到防止油液由主軸端面沿徑向向穿線管的第一端洩露，進一步提高穿線管的第一端的密封效果，另一方面，能夠防止油液向外滲漏至機艙內，對機艙造成汙染。
21.4.在穿線管的第二端，通過在排油筒的第二密封端面上設置第四密封圈，能夠有效的阻止空心軸端的油液沿徑向的洩露，進一步提高穿線管的第二端的密封效果。
22.5.在穿線管的第二端，通過在排油筒的外周壁和空心軸的內壁之間設置第五密封圈，能夠有效的阻止空心軸端的油液沿軸向的洩露，進一步提高穿線管第二端的密封效果。
23.6.通過設置密封脹套和推環，由於脹套和推環之間存在錐形的配合面，當擰緊脹緊螺栓，能夠使推環相互靠近，從而通過錐形的配合面將密封脹套撐開，使密封脹套沿徑向膨脹，密封脹套的外圈和主軸或空心軸密封連接，密封脹套的內圈和穿線管密封連接，從而實現穿線管兩端的密封。該結構適用於主軸和穿線管的間距較大的情況，密封效果可靠，同
時方便拆裝維修。
附圖說明
24.為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
25.圖1示出了本發明實施例提供的風力發電機組的傳動系統的局部結構示意圖；
26.圖2示出了圖1中a處的結構放大圖；
27.圖3示出了圖1中b處的結構放大圖；
28.圖4示出了圖3中排油筒的結構示意圖；
29.圖5示出了本發明第一密封套筒和第二密封套筒的第二種實施方式的結構示意圖。
30.附圖標記說明：
31.1、第一密封組件；11、第一密封套筒；111、限位凸沿；12、第一密封圈；13、連接板；14、第三密封圈；15、第一螺栓；16、第二螺栓；2、第二密封組件；21、第二密封套筒；22、第二密封圈；23、第四密封圈；24、第五密封圈；3、排油筒；31、第一密封端面；32、第二密封端面；33、排油通道；34、第一筒段；341、第一排油孔；35、第二筒段；351、第二排油孔；41、密封脹套；411、錐形槽；42、推環；421、錐形面；43、脹緊螺栓；10、穿線管；101、本體段；102、補償段；20、主軸；30、齒輪箱；40、空心軸。
具體實施方式
32.下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
33.在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
34.在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
35.此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。
36.為了便於介紹本發明的技術方案，以下結合附圖以及具體的實施例來詳細說明，但實施例不應看作是對本發明的限制。
37.實施例1
38.一種風力發電機組穿線管密封結構，參照圖1-圖4，包括穿線管10，穿線管10設於風力發電機組的主軸20及風力發電機組的齒輪箱30的空心軸40內，穿線管10的第一端與主軸20之間設有第一密封組件1，穿線管10的第二端與空心軸40之間設有第二密封組件2；第一密封組件1包括第一密封套筒11，第一密封套筒11固定設於穿線管10和主軸20之間的間隙內，第一密封套筒11和穿線管10之間密封連接；第二密封組件2包括第二密封套筒21和排油筒3，第二密封套筒21固定設於穿線管10和空心軸40之間的間隙內，第二密封套筒21和穿線管10之間密封連接；排油筒3具有第一密封端面31和第二密封端面32，第一密封端面31位於空心軸40內，並與第二密封套筒21的端面抵接配合，第二密封端面32位於空心軸40的外側，並與空心軸40的端面抵接配合，排油筒3具有排油通道33，空心軸40和第二密封套筒21之間的間隙與排油通道33連通。
39.利用本發明的技術方案，穿線管10的第一端和主軸20之間設置第一密封套筒11，第一密封套筒11和穿線管10之間密封連接，對油液起到密封阻隔的作用，能夠防止主軸20中心孔內的油液向穿線管10的第一端流動；通過穿線管10的第二端和空心軸40之間設置第二密封套筒21，第二密封套筒21和穿線管10之間密封連接，對油液起到密封阻隔的作用，能夠防止空心軸40內的油液向穿線管10的第二端流動；通過設置排油筒3，排油筒3的第一密封端面31、第二密封端面32將第二密封套筒21以及空心軸40之間的間隙封閉，並通過排油通道33將多餘的油液及時的排出，防止油液堵塞，壓力增大造成新的洩露，做到及時疏油，有效降低漏油風險。此外，在排油通道33發生堵塞時，可以直接拆卸排油筒3，而無需拆卸空心軸40，大大降低了維修成本。本發明中，穿線管10的第一端和主軸20之間通過第一密封套筒11密封連接，穿線管10的第二端和空心軸40之間通過第二密封套筒21密封連接，能夠有效避免油液從向穿線管10的兩端洩露，從而有效的保護穿線管10內的電纜，並且，結構簡單，第一密封套筒11和第二密封套筒21容易拔出，方便定期更換，操作方便，可以在空中直接維修，無需在空中用吊機分離主軸20和齒輪箱30，甚至直接報廢主軸20或齒輪箱30，密封效果可靠，且方便直接更換，大大降低了維修成本。
40.具體的，圖1中，左側為穿線管10的第一端，右側為穿線管10的第二端。
41.可選的，第一密封套筒11的內周壁設有至少一個用於穿線管10的軸向密封的第一密封圈12；和/或，第二密封套筒21的內周壁設有至少一個用於穿線管10的軸向密封的第二密封圈22。
42.可選的，第一密封套筒11的內周壁上開設有至少一個環形的第一密封槽，當設置多個第一密封槽時，多個第一密封槽沿第一密封套筒11的軸向間隔設置；在環形的第一密封槽內設置第一密封圈12，各第一密封槽內對應設置一個第一密封圈12。同樣的，第二密封套筒21的內周壁上開設有至少一個環形的第二密封槽，當設置多個第二密封槽時，多個第二密封槽沿第二密封套筒21的軸向間隔設置。上述的「多個」包括兩個。
43.可選的，第一密封槽遠離穿線管10的第一端設置，和/或，第二密封槽遠離穿線管10的第二端設置。這樣，第一密封圈12遠離穿線管10的第一端設置，第二密封圈22遠離穿線管10的第二端設置，能夠延長油液的洩露路徑，提升穿線管10的第一端和第二端的密封效果。
44.參照圖2和圖3，本實施例中，第一密封套筒11在遠離穿線管10的第一端處間隔設
有三個第一密封圈12；第二密封套筒21在遠離穿線管10的第二端處間隔設有三個第二密封圈22。
45.具體的，第一密封套筒11和穿線管10之間過盈配合，能夠進一步提升對穿線管10第一端密封效果。
46.同樣的，第二密封套筒21和穿線管10之間過盈配合，能夠進一步提升對穿線管10的第二端的密封效果。
47.可選的，第一密封套筒11的兩端開設有安裝孔，在安裝孔內擰入第二螺栓16，可進一步地將第一密封套筒11緊固連接於穿線管10上。將第一密封套筒11和穿線管10連接好後，裝入主軸的中心孔內。
48.通過在第一密封套筒11的內周壁上設置第一密封圈12，第一密封圈12起到了對穿線管10的軸向的密封阻隔作用，能夠進一步提高穿線管10的第一端和主軸20之間的密封效果；相應的，在第二密封套筒21的內周壁上設置第二密封圈22，能夠進一步提高穿線管10的第二端和空心軸40之間的密封效果。
49.可選的，第一密封套筒11包括伸出主軸20外的第一密封段，第一密封套筒11的第一密封段的外壁上設有一圈限位凸沿111，第一密封套筒11通過連接板13與主軸20固定連接，連接板13抵接在限位凸沿111和主軸20端面之間。
50.可選的，連接板具有中心孔，連接板的中心孔套裝在第一密封套筒11上。具體的，本實施例中，連接板13為法蘭板。在主軸20的端面上開設螺紋孔，將法蘭板的中心孔套裝在第一密封套筒11外，再通過第一螺栓15將法蘭板和主軸20的端面擰緊。第一密封套筒11插入穿線管10和主軸20之間的間隙中，直至第一密封套筒11的限位凸沿111與連接板13，即法蘭板的端面抵接，即安裝到位。需要維修更換時，拆卸法蘭板上的第一螺栓15以及第一密封套筒11上的沿徑向的第二螺栓16，即可將第一密封套筒11拔出。
51.可選的，連接板13和主軸20的對接端面上設有沿主軸20的徑向密封的第三密封圈14。在穿線管10的第一端，連接板13和主軸20的對接端面上設置第三密封圈14，能夠起到由主軸20端面沿穿線管10的徑向向穿線管10方向的油液的洩露，進一步提高穿線管10的第一端的密封效果。具體的，參照圖2，在連接板13的與主軸20對接的端面上開設環形的第三密封槽，在第三密封槽內嵌設第三密封圈14，隨連接板13一同安裝於主軸20的端面上，一方面能夠防止主軸20和連接板13的對接端面之間的油液沿徑向向穿線管10的第一端洩露，另一方面，能夠防止油液向外滲漏至機艙內，對機艙造成汙染。
52.可選的，參照圖1，穿線管10包括相互連通的本體段101和補償段102，本體段101和補償段102通過第一密封套筒11連接；補償段102的一端伸出主軸20的端面。設置補償段102用於穿線管10長度不足的情況，即穿線管10的本體段101的第一端位於主軸20內，通過設置補償段102，將穿線管10延長，補償段102的一端伸出主軸20外，上述的第一密封套筒11上的沿徑向設置的第二螺栓16一個擰緊抵接在穿線管10的補償段102上，一個擰緊抵接在穿線管10的本體段上。
53.可選的，在第一密封套筒11的內壁的中部設置一個環形的安裝凸沿，安裝凸沿的內徑不小於穿線管10的內徑。在裝入第一密封套筒11時，使安裝凸沿抵接在穿線管10的本體段101的端面上，在第一密封套筒11內再裝入穿線管10的補償段102，使補償段102的端面與安裝凸沿抵接，則補償段102安裝到位。
54.可選的，第一密封圈12設於本體段101和第一密封套筒11之間，即遠離穿線管10的第一端設置。
55.可選的，當穿線管10的第一端沒有伸出主軸20外時，第一密封套筒11的第一密封段伸出穿線管10的第一端；當穿線管10設有補償段102，且補償段102伸出至主軸20外側，如圖2所示，則第一密封套筒11的第一密封段的長度不必長於補償段102伸出主軸20的長度。參照圖3，第二密封套筒21伸出穿線管10的第二端，但沒有伸出空心軸40，即第二密封套筒21完全位於空心軸40內。
56.可選的，排油筒3的第一密封端面31為與第二密封套筒21的端面配合的環形端面；排油筒3的第二密封端面32為與空心軸40的端面配合的環形端面。
57.可選的，參照圖3，結合圖4，排油筒3的第二密封端面32上設有沿空心軸40的徑向密封的第四密封圈23。在穿線管10的第二端，通過在排油筒3的第二密封端面32上設置第四密封圈23，能夠有效的阻止空心軸40端的油液沿徑向的洩露，進一步提高穿線管10的第二端的密封效果。
58.可選的，排油筒3的外周壁和空心軸40的內壁抵接，兩者的對接面上設有第五密封圈24。在穿線管10的第二端，通過在排油筒3的外周壁和空心軸40的內壁之間設置第五密封圈24，能夠有效的阻止空心軸40端的油液沿軸向的洩露，進一步提高穿線管10第二端的密封效果。
59.可選的，排油筒3包括軸向相互垂直的第一筒段34和第二筒段35，第一筒段34的側壁開設有環形的第一排油孔341，第二筒段35設有第二排油孔351，第一排油孔341和第二排油孔351連通構成排油通道33。具體的，參照圖3，由於第二密封套筒21位於空心軸40內，沒有伸出空心軸40，因此，第一筒段34的一端伸入空心軸40內，其第一密封端面31和第二密封套筒21的端部抵接。
60.具體的，排油筒3的第二筒段35上，圍繞周向間隔開設有多個螺栓孔，螺栓孔的軸線與第一筒段34的軸線平行，螺栓孔避開第二排油孔351；在空心軸40的軸端開設有對應的螺栓孔，在螺栓孔內擰入螺栓，將排油筒3安裝於空心軸40的軸端。當排油通道33堵塞時，只需拆卸螺栓，將排油筒3拆卸下來清理或更換，無需拆卸空心軸40，維修方便，且能夠降低維修成本。
61.實施例2
62.參照圖5，本實施例中，提供第一密封套筒11和/或第二密封套筒21的另一種實施例。
63.具體的，第一密封套筒11和/或第二密封套筒21包括密封脹套41以及設於密封脹套41兩側的推環42，密封脹套41的側壁沿周向間隔設有至少兩個通孔，通孔的兩端開設有錐形槽411；推環42具有與錐形槽411相配合的錐形面421；各推環42沿周向間隔設有適於與通孔一一對應的連接孔，兩個推環42中，至少一個推環42的連接孔為螺紋孔；兩個推環42通過一根脹緊螺栓43緊固地連接在兩端的錐形槽411內。
64.通過設置密封脹套41和推環42，由於脹套和推環42之間存在錐形的配合面，當擰緊脹緊螺栓43，能夠使推環42相互靠近，從而通過錐形的配合面將密封脹套41撐開，使密封脹套41沿徑向膨脹，密封脹套41的外圈和主軸20或空心軸40密封連接，密封脹套41的內圈和穿線管10密封連接，從而實現穿線管10兩端的密封。該結構適用於主軸20和穿線管10的
間距較大的情況，密封效果好可靠，同時方便拆裝維修。
65.實施例3
66.一種風力發電機組，包括以上技術方案中任一項所述的風力發電機組穿線管密封結構。
67.根據上述描述，本專利申請具有以下優點：
68.1、通過第一密封組件1和第二密封組件2同時將穿線管10的兩端進行密封，第一密封套筒11能夠防止油液向穿線管10的第一端滲漏，第二密封套筒21能夠防止油液向穿線管10的第二端滲漏，從而實現兩端的油液的封堵，有效地將油液和穿線管10內的電纜隔離，結構簡單，密封效果好；並且，第一密封套筒11和第二密封套筒21可以直接抽出更換或維修，大大降低了漏油維修成本；通過設置排油筒3，可以做到及時的疏油，防止油液過多，壓力增大導緻密封失效，及時排油，有效地降低了漏油風險，同時，當排油通道33發生堵塞時，可直接拆卸排油筒3進行維修，無需拆卸將空心軸40從齒輪箱內拆下，甚至直接報廢空心軸40大大降低了維修成本。
69.2、第一密封圈12和第二密封圈22，能夠沿穿線管10的軸向對穿線管10的兩端進行密封阻隔，進一步提升密封效果；
70.3、第三密封圈14、第四密封圈23和第五密封圈24，分別可以在穿線管10的兩端，沿穿線管10的徑向和軸向進行雙向的密封，進一步提升密封效果。
71.4.第一密封套筒11和/或第二密封套筒21選用密封脹套41和推環42的結構，不僅密封效果好，而且能夠適用於主軸20和穿線管10的間距較大的情況，保證穿線管10的兩端的密封效果。
72.顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。