CN115977860B - 用于海浪动力发电机组的液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压控制系统，尤其是公开了一种用于海浪动力发电机组的液压控制系统，属于液压控制装备设计制造技术领域。提供一种能有效的将海洋波浪能和潮汐能转化为可供人类使用的能源的用于海浪动力发电机组的液压控制系统。所述的液压控制系统至少包括潮汐发电控制单元和液压站，所述潮汐发电控制单元的油液输送端与所述的液压站连接，通过所述潮汐发电控制单元与外部动力浮子连接的潮汐发电机组在该潮汐发电控制单元的配合下利用海浪的涨落潮动力驱动潮汐发电机组发电。

Description

用于海浪动力发电机组的液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，尤其是涉及一种用于海浪动力发电机组的液压控制系统，属于液压控制装备设计制造技术领域。

背景技术

海洋的波浪能和潮汐能是取之不尽用之不竭的清洁能源，将这种来自宇宙的自然能量转化为人类所需的能源，如电能成为了人类能源不可缺少的一部分。潮汐能是海水受到月球、太阳等天体引力作用而产生的一种周期性海水自然涨落现象；波浪能是由大气层和海洋在相互影响的过程中，由于在风和海水重力作用下形成永不停息、周期性上下波动的波浪，波浪能具有一定的动能和势能。现有技术中如何实现海洋的波浪能和潮汐能的有效利用尚没有可供借鉴的技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效的将海洋波浪能和潮汐能转化为可供人类使用的能源的用于海浪动力发电机组的液压控制系统。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于海浪动力发电机组的液压控制系统，所述的液压控制系统至少包括潮汐发电控制单元和液压站，所述潮汐发电控制单元的油液输送端与所述的液压站连接，通过所述潮汐发电控制单元与外部动力浮子连接的潮汐发电机组在该潮汐发电控制单元的配合下利用海浪的涨落潮动力驱动潮汐发电机组发电。

进一步的是，所述的液压控制系统还包括波浪发电控制单元，所述波浪发电控制单元的油液输送端也与所述的液压站连接；通过所述波浪发电控制单元与外部动力浮子连接的波浪发电机组，在该波浪发电控制单元的配合下利用海浪在各个方向上的波浪动力驱动波浪发电机组发电。

上述方案的优选方式是，所述的液压控制系统还包括浮子高度调节与锁定油缸组，外部的动力浮子通过连入潮汐发电控制单元的所述浮子高度调节与锁定油缸组沿垂直方向锁定。

进一步的是，所述的浮子高度调节与锁定油缸组包括电机泵组、二级伸缩油缸和液压绞车，所述的二级伸缩油缸和所述的液压绞车通过所述电机泵组输出的驱动力沿垂直方向锁定外部的动力浮子。

上述方案的优选方式是，所述的潮汐发电控制单元至少包括两组换向阀和两组平衡阀，所述潮汐发电控制单元的一个输液端通过浮子高度调节与锁定油缸组的电机泵组与液压站连接，浮子高度调节与锁定油缸组的二级伸缩油缸和液压绞车分别通过一组所述的换向阀和一组所述的平衡阀并联在电机泵组的末端。

进一步的是，所述的潮汐发电控制单元还包括加载控制阀和溢流阀，所述电机泵组的输出端上布置有所述的加载控制阀，潮汐发电控制单元的另一个输液端通过所述的换向阀与液压站连接。

上述方案的优选方式是，所述的波浪发电控制单元包括波浪能转换油缸组和发电机驱动阀组，所述发电机驱动阀组的一端与所述的液压站连接，所述发电机驱动阀组的另一端与所述波浪能转换油缸组的一个端部连接，所述波浪能转换油缸组的另一个端部与所述的液压站连接。

进一步的是，所述的波浪能转换油缸组包括至少四组并联的液压缸，各组液压缸的有杆端分别同时与液压站连接，各组液压缸的无杆端通过一个输送端并联后与发电机驱动阀组连接，各组液压缸的无杆端通过另一个输送端与液压站连接，在各组液压缸的无杆端的两个输送端上均串接有单向阀，各组所述的液压缸分别通过其内部布置活塞杆与浮子连接。

上述方案的优选方式是，在各组液压缸并联后的输送端上还连接有高压过滤器和蓄能器。

进一步的是，所述的发电机驱动阀组包括一级压力控制阀、二级压力控制阀、发电机马达、比例换向阀、节流阀和进油单向阀，并联的一级压力控制阀、二级压力控制阀、发电机马达和节流阀的一端均与液压站连接，并联的一级压力控制阀、二级压力控制阀、发电机马达和节流阀的另一端通过高压过滤器与并联后的各组液压缸末连接液压站的一端连接，所述的比例换向阀布置在一级压力控制阀与二级压力控制阀之间的并联线上。

本发明的有益效果是：本申请提供技术方案通过设置一套至少包括潮汐发电控制单元和液压站的液压控制系统，并使所述潮汐发电控制单元的油液输送端与所述的液压站连接，然后使通过所述潮汐发电控制单元与外部动力浮子连接的潮汐发电机组在该潮汐发电控制单元的配合下利用海浪的涨落潮动力驱动潮汐发电机组发电。这样，便至少可以有效的将海洋的潮汐通过所述的潮汐发电控制单元在液压站的配合下转化成潮汐发电控制单元控制下发出的电能，实现本申请能有效的将海洋波浪能和潮汐能转化为可供人类使用的能源的目的。

附图说明

图1为本发明用于海浪动力发电机组的液压控制系统的结构示意图。

图中标记为：潮汐发电控制单元1、液压站2、波浪发电控制单元3、浮子高度调节与锁定油缸组4、电机泵组5、二级伸缩油缸6、液压绞车7、换向阀8、平衡阀9、加载控制阀10、溢流阀11、波浪能转换油缸组12、发电机驱动阀组13、液压缸14、单向阀15、活塞杆16、高压过滤器17、蓄能器18、一级压力控制阀19、二级压力控制阀20、发电机马达21、比例换向阀22、节流阀23、进油单向阀24。

具体实施方式

如图1所示是本发明提供的一种能有效的将海洋波浪能和潮汐能转化为可供人类使用的能源的用于海浪动力发电机组的液压控制系统。所述的液压控制系统至少包括潮汐发电控制单元1和液压站2，所述潮汐发电控制单元1的油液输送端与所述的液压站2连接，通过所述潮汐发电控制单元1与外部动力浮子连接的潮汐发电机组在该潮汐发电控制单元1的配合下利用海浪的涨落潮动力驱动潮汐发电机组发电。本申请提供技术方案通过设置一套至少包括潮汐发电控制单元和液压站的液压控制系统，并使所述潮汐发电控制单元的油液输送端与所述的液压站连接，然后使通过所述潮汐发电控制单元与外部动力浮子连接的潮汐发电机组在该潮汐发电控制单元的配合下利用海浪的涨落潮动力驱动潮汐发电机组发电。这样，便至少可以有效的将海洋的潮汐通过所述的潮汐发电控制单元在液压站的配合下转化成潮汐发电控制单元控制下发出的电能，实现本申请能有效的将海洋波浪能和潮汐能转化为可供人类使用的能源的目的。

上述实施方式，为了最大限度的利用海洋能，同时又简化本申请所述液压控制系统的结构，提高整个系统的紧凑性，本申请所述的液压控制系统还包括波浪发电控制单元3和浮子高度调节与锁定油缸组4，所述波浪发电控制单元3的油液输送端也与所述的液压站2连接；通过所述波浪发电控制单元3与外部动力浮子连接的波浪发电机组，在该波浪发电控制单元3的配合下利用海浪在各个方向上的波浪动力驱动波浪发电机组发电；外部的动力浮子通过连入潮汐发电控制单元的所述浮子高度调节与锁定油缸组4沿垂直方向锁定。此时，优选的方式为，所述的浮子高度调节与锁定油缸组4包括电机泵组5、二级伸缩油缸6和液压绞车7，所述的二级伸缩油缸6和所述的液压绞车7通过所述电机泵组5输出的驱动力沿垂直方向锁定外部的动力浮子。

进一步的，为了尽可能的利用现有的标准件，减小专用零部件的使用，便于制造、组装以及后续的统领修，本申请所述的潮汐发电控制单元1至少包括两组换向阀8和两组平衡阀9，所述潮汐发电控制单元1的一个输液端通过浮子高度调节与锁定油缸组4的电机泵组5与液压站2连接，浮子高度调节与锁定油缸组8的二级伸缩油缸6和液压绞车7分别通过一组所述的换向阀8和一组所述的平衡阀9并联在电机泵组5的末端。此时，为了便于控制，本蝇请所述的潮汐发电控制单元1还包括加载控制阀10和溢流阀11，所述电机泵组5的输出端上布置有所述的加载控制阀10，潮汐发电控制单元1的另一个输液端通过所述的换向阀8与液压站2连接。相应的，本申请所述的波浪发电控制单元3包括波浪能转换油缸组12和发电机驱动阀组13，所述发电机驱动阀组13的一端与所述的液压站2连接，所述发电机驱动阀组13的另一端与所述波浪能转换油缸组12的一个端部连接，所述波浪能转换油缸组12的另一个端部与所述的液压站2连接。此时，所述的波浪能转换油缸组12包括至少四组并联的液压缸14，每组液压缸14的有杆端分别同时与液压站2连接，各组液压缸14的无杆端通过一个输送端并联后与发电机驱动阀组13连接，各组液压缸14的无杆端通过另一个输送端与液压站2连接，在各组液压缸14的无杆端的两个输送端上均串接有单向阀15，各组所述液压缸14分别通过其内部布置的活塞杆16与浮子连接。关且在各组液压缸14并联后的输送端上还连接有高压过滤器17和蓄能器18。此时，优选的方式为，所述的发电机驱动阀组13包括一级压力控制阀19、二级压力控制阀20、发电机马达21、比例换向阀22、节流阀23和进油单向阀24，并联的一级压力控制阀19、二级压力控制阀20、发电机马达21和节流阀23的一端均与液压站2连接，并联的一级压力控制阀19、二级压力控制阀20、发电机马达21和节流阀23的另一端通过高压过滤器17与并联后的各组液压缸14末连接液压站2的一端连接，所述的比例换向阀22布置在一级压力控制阀19与二级压力控制阀20之间的并联线上。

综上所述，本申请的设计理念为，潮汐推动浮子的上升和下降，浮子的升降带动丝杠的旋转，丝杆旋转带动发电机旋转，从而发电，发出的电能可用于任何需要用电的设备或装置，浮子位置的高低调节可通过二级伸缩油缸来调节，可满足不通潮位高度均可发电；

波浪推动浮子的前后左右摆动，摆动机构驱动液压缸往复运动，通过单向阀组成的桥式回路不断的从油箱吸油，排油，从而产生持续液压能，传递至控制阀块和蓄能器，通过控制阀组可以使马达持续运转，从而驱动发动机工作。比例电磁阀失电，则可以锁死摆动机构；比例电磁阀得电则发电机工作开始发电。

本申请上述液压控制系统的工作原理为，海浪推动液压缸伸出，油缸无干腔吸油，液压油通过管路经过进油单向阀18进入到液压缸的无杆腔，有杆腔中的液压油排回油箱；当海浪推动液压缸缩回时，液压缸16的有杆腔通过管路从油箱中吸油，液压缸16无杆腔中的液压油被油缸增加后通过出油单向阀17流出，通过蓄能器13吸油脉动后通过比例阀进入到发电机马达11，高压油推动发电机马达旋转，马达带动发电机旋转，从而实现将海洋的波浪能转化为电能的功能；可以调节比例换向阀的开口大小来控制发电机马达的旋转速度，从而控制发电机的发电功率，防止海浪能量过高损坏发电机；以上工作流程往复运动，无需额外提供能量，只要有海浪便可持续发电。

Claims (6)

1.用于海浪动力发电机组的液压控制系统，其特征在于：所述的液压控制系统至少包括潮汐发电控制单元（1）和液压站（2），所述潮汐发电控制单元（1）的油液输送端与所述的液压站（2）连接，通过所述潮汐发电控制单元（1）与外部动力浮子连接的潮汐发电机组在该潮汐发电控制单元（1）的配合下利用海浪的涨落潮动力驱动潮汐发电机组发电，

所述的液压控制系统还包括波浪发电控制单元（3），所述波浪发电控制单元（3）的油液输送端也与所述的液压站（2）连接；通过所述波浪发电控制单元（3）与外部动力浮子连接的波浪发电机组，在该波浪发电控制单元（3）的配合下利用海浪在各个方向上的波浪动力驱动波浪发电机组发电，

所述的液压控制系统还包括浮子高度调节与锁定油缸组（4），外部的动力浮子通过连入潮汐发电控制单元的所述浮子高度调节与锁定油缸组（4）沿垂直方向锁定，

所述的浮子高度调节与锁定油缸组（4）包括电机泵组（5）、二级伸缩油缸（6）和液压绞车（7），所述的二级伸缩油缸（6）和所述的液压绞车（7）通过所述电机泵组（5）输出的驱动力沿垂直方向锁定外部的动力浮子，

所述的潮汐发电控制单元（1）至少包括两组换向阀（8）和两组平衡阀（9），所述潮汐发电控制单元（1）的一个输液端通过浮子高度调节与锁定油缸组（4）的电机泵组（5）与液压站（2）连接，浮子高度调节与锁定油缸组（4）的二级伸缩油缸（6）和液压绞车（7）分别通过一组所述的换向阀（8）和一组所述的平衡阀（9）并联在电机泵组（5）的末端。

2.根据权利要求1所述的用于海浪动力发电机组的液压控制系统，其特征在于：所述的潮汐发电控制单元（1）还包括加载控制阀（10）和溢流阀（11），所述电机泵组（5）的输出端上布置有所述的加载控制阀（10），潮汐发电控制单元（1）的另一个输液端通过所述的换向阀（8）与液压站（2）连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于海浪动力发电机组的液压控制系统，其特征在于：所述的波浪发电控制单元（3）包括波浪能转换油缸组（12）和发电机驱动阀组（13），所述发电机驱动阀组（13）的一端与所述的液压站（2）连接，所述发电机驱动阀组（13）的另一端与所述波浪能转换油缸组（12）的一个端部连接，所述波浪能转换油缸组（12）的另一个端部与所述的液压站（2）连接。

4.根据权利要求3所述的用于海浪动力发电机组的液压控制系统，其特征在于：所述的波浪能转换油缸组（12）包括至少四组并联的液压缸（14），各组液压缸（14）的有杆端分别同时与液压站（2）连接，各组液压缸（14）的无杆端通过一个输送端并联后与发电机驱动阀组（13）连接，各组液压缸（14）的无杆端通过另一个输送端与液压站（2）连接，在各组液压缸（14）的无杆端的两个输送端上均串接有单向阀（15），各组所述的液压缸（14）分别通过其内部布置的活塞杆（16）与浮子连接。

5.根据权利要求4所述的用于海浪动力发电机组的液压控制系统，其特征在于：在各组液压缸（14）并联后的输送端上还连接有高压过滤器（17）和蓄能器（18）。

6.根据权利要求5所述的用于海浪动力发电机组的液压控制系统，其特征在于：所述的发电机驱动阀组（13）包括一级压力控制阀（19）、二级压力控制阀（20）、发电机马达（21）、比例换向阀（22）、节流阀（23）和进油单向阀（24），并联的一级压力控制阀（19）、二级压力控制阀（20）、发电机马达（21）和节流阀（23）的一端均与液压站（2）连接，并联的一级压力控制阀（19）、二级压力控制阀（20）、发电机马达（21）和节流阀（23）的另一端通过高压过滤器（17）与并联后的各组液压缸（14）末连接液压站（2）的一端连接，所述的比例换向阀（22）布置在一级压力控制阀（19）与二级压力控制阀（20）之间的并联线上。