[發明專利]水力與電力混合驅動裝置

有效

• 申請號: 201210216567.3
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102722216A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 馬紅玉;章立新;葉舟;李志斌;葉軍;公彥良;劉婧楠;姬翔宇;李坤隆;劉躍;胡斌;許鶴華;吳英健;陳永保;朱佩菁
• 申請（專利權）人: 上海理工大學;上海電力學院
• 主分類號: G05G5/06
• 分類號: G05G5/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種水力與電力混合驅動裝置，尤其是一種廣泛應用于各種水力驅動裝置的輸出端，起到自動調節電力輔助做功，穩定系統工況的水力與電力混合驅動裝置。

背景技術

目前很多運行系統內的流體都有一定的壓力，在很多情況下，這部分壓力沒有被利用，如果能夠充分利用流體本身的余壓，利用水力驅動裝置驅動設備運行，則可以很大程度上減少電耗，達到節能減排降低生產成本的目的。但是在實際運行中，負荷等各種因素的變化導致流體壓力發生改變，水力驅動設備的輸出功率不穩定，造成系統運行不穩定，長期如此對系統設備會造成損壞，且很多情況下設備無法運行在設計工況，無法實現預期的要求。

以利用冷卻水處理廢熱的機械通風冷卻塔為例。

冷卻塔風機是循環水系統的核心設備，就循環水設備治理情況看，無論是從設備的數目、維修工作量、耗電量等哪個方面來講，冷卻塔風機都占有很大比重。風機臺數占車間設備總量的57%，維修工時占總量的60%，電耗占總量的22%。傳統的冷卻塔多采用電機驅動的風機輸送空氣,?存在運行費用高、噪聲大等缺點。

流體在進入冷卻塔之前本身存在一定的余壓，如果能夠充分利用這部分余壓，則可以很大程度上減少電耗，達到節能減排降低生產成本的目的。如石化行業因工藝需要有不少來自高塔的冷卻水，有余壓可利用。利用這部分水位落差推動水輪機做功進而帶動風機，就可以省去電機，節省電耗；再如旋轉噴霧冷卻塔，是靠水壓的反沖作用帶動風機旋轉，也不需要電機。以上都是利用水力直接驅動設備做功，無需電機從而減少系統電耗的實例。

但是在實際運行中，由于用戶負荷的變化以及氣候變化，冷卻塔的負載一直在變化。運行工況的不穩定，水壓、流量等的變化，導致風機運行不穩定，長期如此對風機等設備會造成損壞，且很多情況下無法獲得所需風量，無法實現冷卻要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明是要提供一種水力與電力混合驅動裝置，該裝置加工安裝簡便，運行可控；將單純的水力驅動改造為水電混合驅動,充分利用具有一定壓力的水流沖刷或噴射所得動力帶動負載，使用清潔可再生的水能代替部分電能，并將節能降耗技術應用到生產實際中,既保證了冷卻流程能夠正常進行，又減少了CO₂的排放。

為實現本發明的目的，采用的技術方案如下：

一種水力與電力混合驅動裝置，由調節機構、?水力驅動裝置、電機驅動裝置、光電開關組成，其特點是：調節機構包括一根豎立主軸、三根調節支桿、三根彈簧、三個實心球以及一個錐形摩擦從動輪，調節支桿的一端與豎立主軸頂端采用活動式支點連接，另一端與實心球固定連接，中部通過彈簧連接錐形摩擦從動輪，錐形摩擦從動輪與豎立主軸通過花鍵傳動連接，并沿豎立主軸上下滑動；電機驅動裝置輸出軸上固定一錐形摩擦主動輪，并與調節機構上的錐形摩擦從動輪構成摩擦輪組，監測摩擦從動輪位置的光電開關位于豎立主軸兩側，用于自動調節電機驅動裝置的啟停，水力驅動裝置的轉軸與調節機構豎立主軸連接。

水力驅動裝置的轉軸為水平軸，通過錐形摩擦輪組與調節機構的豎立主軸連接。

當水壓下降，水力驅動裝置轉速下降，調節機構的錐形摩擦從動輪下降與電機驅動裝置的錐形摩擦主動輪接觸，光電開關啟動電機驅動裝置。

豎立主軸上的花鍵上部直徑略大于下部直徑，用于水壓增大時錐形摩擦從動輪向上移動的限位。

實心球固定在調節支桿末端，調節支桿隨豎立主軸轉動時帶動實心球一起轉動，實心球旋轉半徑隨轉速變化，使調節支桿和豎立主軸之間的夾角變動，實現錐形摩擦從動輪的上下移動。

本發明的有益效果是：?

本發明巧妙地將水力與電力驅動裝置聯系在了一起，用于當水力不足時的電力輔助驅動。適用于任何形式的水力驅動裝置。根據系統水壓變化自動調節啟停電機，該方式具有監測的實時性和調節的及時性。并且由于彈簧的作用，給電機提供了一定緩沖的時間，避免造成電機頻繁啟停和空載。本發明既充分利用了系統余壓，節約了能源，又根據工況變化適時輔以電力，保證了系統的安全穩定運行。

附圖說明

圖1是本發明應用于旋轉噴霧裝置時的結構示意圖；

圖2是調節機構立體示意圖；

圖3是調節機構在水力單獨驅動時的示意圖；

圖4是調節機構在水電混合驅動時的示意圖；

圖5是水力驅動裝置主視圖；

圖6是圖5的俯視圖；

圖7是本發明應用于水力驅動裝置時水力輸出功率和風機輸出功率與轉速關系曲線圖。

具體實施方式