CN204691987U - 变桨柜及风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变桨柜及风力发电机。该变桨柜包括：柜体，柜体的柜壁设置有第一通孔和供螺纹连接件穿过的第一固定通孔；弹性密封件，弹性密封件沿第一通孔的边沿设置于柜壁的内壁面上，弹性密封件上设置有第二固定通孔；刚性限位件，刚性限位件设置在第二固定通孔内，刚性限位件上设置有第三固定通孔，第三固定通孔、第二固定通孔和第一固定通孔三者贯通。该变桨柜的密封更加可靠，使用寿命更高。

Description

变桨柜及风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备领域，尤其涉及变桨柜及风力发电机。

背景技术

变桨***是变速变桨风力发电机组的重要组成部分。当风力发电机组承受的风速在额定风速以上时，风力发电机组通过调节叶片桨距角来实现稳定风力发电机组输出功率的目的，同时若叶片承受过大的载荷可能造成叶片损坏，因此变桨***对风力发电机组的安全运行也起到至关重要作用。故而变桨***的稳定运行和维护是风力发电机组持续输出功率的重要保障。

由于风力发电机组的叶轮轮毂暴露在外，风沙及雨水容易进入，因此对于安装在该轮毂中的变桨柜的防护等级一般要求在IP54以上。而变桨柜内的部分需散热的电控器件需要穿出变桨柜进行柜外散热，因此，变桨柜在此处需加强密封防护，以达到安全等级要求。现有的对此处进行密封的密封结构较多直接采用密封橡胶进行密封，由于后期密封橡胶存在蠕变及老化等问题，造成密封橡胶弹力减小甚至消失，这使得固定电控器件的紧固螺栓容易松动，造成损失，且会造成密封无法满足要求的问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种变桨柜及风力发电机，以解决现有技术中的变桨柜的柜体密封结构老化后电控器件与柜体连接不可靠的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种变桨柜，其包括：柜体，柜体的柜壁设置有第一通孔和供螺纹连接件穿过的第一固定通孔；弹性密封件，弹性密封件沿第一通孔的边沿设置于柜壁的内壁面上，弹性密封件上设置有第二固定通孔；刚性限位件，刚性限位件设置在第二固定通孔内，刚性限位件上设置有第三固定通孔，第三固定通孔、第二固定通孔和第一固定通孔三者贯通。

进一步地，变桨柜还包括：固定结构，固定结构设置在柜壁上，固定结构具有与第三固定通孔贯通的螺纹孔。

进一步地，固定结构为部分容置在第一固定通孔内的拉铆母，拉铆母铆接在柜壁上，刚性限位件贴合在拉铆母上。

进一步地，刚性限位件的厚度小于弹性密封件的未压缩状态的厚度。

进一步地，变桨柜还包括加强结构，加强结构固定设置在柜壁上，加强结构上设置有减重孔。

进一步地，加强结构为加强板，加强板上还设置有第二通孔，第二通孔与第一通孔贯通。

进一步地，柜体上固定设置有带有螺纹通孔的承载件，承载件与柜体紧固螺栓螺纹连接。

进一步地，柜体紧固螺栓的螺帽与承载件之间设置有防护密封组件。

进一步地，承载件的端面上设置有容纳凹槽，容纳凹槽的开口朝向柜体紧固螺栓的螺帽，防护密封组件包括：弹性密封垫，弹性密封垫设置在容纳凹槽内；垫圈，垫圈设置在弹性密封垫上，且与承载件的端面贴合。

另一方面，提供一种风力发电机，包括变桨柜，变桨柜为上述的变桨柜。

本实用新型的实施例的变桨柜通过在弹性密封件内设置刚性限位件保证电控器件与柜体连接为硬连接，不会因为弹性密封件老化而产生松动，弹性密封件起减震和辅助密封的作用，避免了以往弹性密封件老化后柜体电控器件连接不可靠的问题。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施例的变桨柜的立体结构示意图；

图2为图1中的变桨柜的仰视图；

图3为图2中的A-A向视图；

图4为图2中的B-B向视图。

附图标记说明：

1、柜体；11、柜壁；12、第一通孔；13、第一固定通孔；2、加强结构；21、减重孔；22、第二通孔；3、弹性密封件；31、第二固定通孔；4、固定结构；41、螺纹孔；5、刚性限位件；51、第三固定通孔；6、柜体紧固螺栓；7、承载件；8、弹性密封垫；9、垫圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例变桨柜及具有其的风力发电机进行详细描述。

参见图1至4所示，根据本实用新型的实施例，变桨柜包括用于承载其它部件的柜体1。由于变桨柜内的一些电控器件需要穿出柜体1进行柜外散热，因此在柜体1的柜壁11上开设第一通孔12以供电控器件穿出。可以根据不同的布置和设计需求而具体选定第一通孔12的开设位置，在本实施例中，柜壁11可为柜体1的底壁，也即，第一通孔12开设在柜体1的底壁上。

电控器件通过螺栓或螺钉等螺纹连接件与柜体1实现固定连接。柜体1上开设有供螺纹连接件穿出的第一固定通孔13，由于连接处存在缝隙，而变桨柜的IP(INGRESS PROTECTION)防护等级要求较高，故而需要在连接处实现密封。在现有技术中采用密封橡胶垫进行密封时，密封橡胶垫夹紧在螺纹连接件与柜体1之间。由于密封橡胶垫使用一段时间后密封橡胶垫会蠕变及老化，造成密封橡胶垫弹力减小甚至消失，紧固用的螺纹连接件容易松动，造成螺纹连接件与柜体连接不可靠，进而造成电控器件固定不可靠影响变桨柜的安全性。

本实用新型的技术原理是通过在弹性密封件3的第二固定通孔31内设置刚性限位件5，使得电控器件的螺纹连接件与柜体1之间的连接为硬连接，不会因弹性密封件3老化导致的弹性下降造成螺纹连接件松动而影响电控器件固定的可靠性。

参见图3所示，在本实施例中，变桨柜还包括弹性密封件3、刚性限位件5和固定结构4。

其中，弹性密封件3位于柜壁11的内壁上(例如，可粘接在柜壁11的内壁上)，且沿第一通孔12的边沿设置，以保证弹性密封件3能够对电控器件与柜体1的连接处进行密封。当然，在其它实施例中，弹性密封件3的设置位置可以根据不同的需求而改变，例如，弹性密封件3的边沿可以与第一通孔12的孔壁具有一定的距离，只要能够实现电控器件与柜体1之间的密封即可。

在弹性密封件3上设置有供螺栓或螺钉等螺纹连接件穿过的第二固定通孔31，刚性限位件5设置在第二固定通孔31内，用于限位支撑，刚性限位件5上设置有供螺纹连接件穿过的第三固定通孔51。第二固定通孔31、第三固定通孔51和第一固定通孔13三者贯通，以供螺纹连接件穿过柜壁11，将电控器件与柜体1固定连接。

在本实施例中，弹性密封件3为橡胶密封垫，具体地，为耐老化的三元乙丙橡胶制成的密封垫。需要说明的是，弹性密封件3可以为任何具有弹性的材料，只要能够实现对连接处的密封即可。刚性限位件5为金属垫柱，其材质可以根据具体需求选定。在其它实施例中，刚性限位件5可以为非金属材质的垫体。

固定结构4用于与螺纹连接件配合，实现电控器件与柜体1的固定。在本实施例中，固定结构4设置在柜壁11上且部分容置在第一固定通孔13内，固定结构4具有与第三固定通孔51对应的螺纹孔41。

在安装电控器件的过程中，将螺纹连接件依次穿过第二固定通孔31、第三固定通孔51和第一固定通孔13后与螺纹孔41配合，随着螺纹连接件的拧紧，电控器件先与弹性密封件3接触，并压缩弹性密封件3，直至电控器件与刚性限位件5接触后停止，相应螺纹连接件旋入相应的固定结构4的螺纹孔41内并完成相应力矩后，安装完成。此时，弹性密封件3处于压缩密封状态，无回弹及塌陷压力。

由于弹性密封件3的第二固定通孔31内嵌了刚性限位件5，使得需紧固的电控器件实际与刚性限位件5接触，形成硬连接，不会因弹性密封件3老化导致的弹性下降造成螺栓松动，保证了电控器件安装的可靠性和耐用性，提高了变桨柜的使用寿命，降低了维护成本。

刚性限位件5的厚度优选小于弹性密封件3的未压缩状态的厚度。电控器件安装时，先与弹性密封件3接触，然后弹性密封件3开始压缩，直至电控器件与刚性限位件5接触后停止，然后安装螺纹连接件，将电控器件固定到柜壁11上，这时弹性密封件3处于压缩状态，无回弹及塌陷压力，起到了密封作用。在达到压缩极限之前，对弹性密封件3的压缩程度越大，其密封效果越好且在老化后造成的影响越小。

当然，在其他实施方式中，刚性限位件5的厚度可以大于或等于弹性密封件3的未压缩状态的厚度。这时，为了在电控器件安装后能压缩弹性密封件3，以实现其密封作用，可以在电控器件的相应连接部设置朝向弹性密封件3的凸缘，电控器件安装时，该凸缘先与弹性密封件3接触，并压缩弹性密封件3，直至电控器件与刚性限位件5接触后停止，然后安装螺纹连接件，将电控器件固定到柜壁11上，这时弹性密封件3处于压缩状态，无回弹及塌陷压力，起到了密封作用。

普通螺纹连接一般不作为密封使用，为了防止雨水灰尘等对螺纹连接件的腐蚀，保证变桨柜的使用寿命，同时提高变桨柜的IP防护等级，固定结构4的螺纹孔41优选为盲孔，这样保证螺纹连接件伸出柜体1的部分不会外露，防止其被腐蚀损坏，使其在拆卸时更加方便。

进一步优选地，固定结构4为拉铆母，拉铆母铆接在柜壁11上，且其一端伸入弹性密封件3的第二固定通孔31内，刚性限位件5贴合在拉铆母的端面上，以保证刚性限位件5与拉铆母配合的缝隙可以被弹性密封件3密封。

在其它实施例中，固定结构4可以通过其它方式固定在柜体1上，也可以为其它带有螺纹孔的零件，例如在柜体1上焊接螺母等。若电控器件与柜体1的紧固方式改变，固定结构4可以根据具体地紧固方式的不同而换成相应的结构。

参见图1和2，为了加强柜体1的底部的结构强度，保证柜体1可以对置于柜体1内的部件进行可靠支撑，在柜体1的底部固定设置了加强结构2。具体地，加强结构2固定设置在柜壁11的远离弹性密封件3的侧面上，也即柜体1的底壁的外侧面上。这样可以较为方便地将加强结构2与柜体1进行连接，加工成本更低。

为了减轻变桨柜的整体质量，加强结构2上设置有减重孔21。减重孔21的设置位置以不影响柜体1的结构强度为宜。

在本实施例中，加强结构2为加强板，该加强板为厚底板，其具体厚度可以根据不同的承载需求选定。加强板上还设置有第二通孔22，第二通孔22与第一通孔12贯通，其孔径大于第一通孔12的孔径，以保证需要柜外散热的电控器件可以穿出柜体1和加强板进行散热。加强结构2与柜体1的底壁可以焊接在一起，缝隙处用密封胶填平。

通过在柜体1的底部采用镂空的加强板进行焊接加强既能保证较好的结构强度和较为简单的柜体结构，又能免去进行钣金折弯并在变桨柜的柜体1四周焊接加强等繁琐工序，使加工更加简单方便，同时降低了柜体1的重量。

参见图4所示，变桨柜的柜体1的固定根据总体设计需求，有时需要通过螺杆或螺栓固定，例如当变桨柜安装在叶轮轮毂上时，需要柜体紧固螺栓6与叶轮轮毂上的螺纹孔连接，这需要柜体紧固螺栓6穿过柜体1。现有技术中为了保证柜体1的IP防护等级，柜体紧固螺栓6通过焊接的方式固定在柜体1上，这使得柜体紧固螺栓6的拆卸不便。若在变桨柜与叶轮轮毂吊装的过程中碰伤柜体紧固螺栓6的螺纹造成无法安装的问题后很难通过更换柜体紧固螺栓6进行维修。

为解决这一问题，在柜体1上设置了带有螺纹通孔的承载件7作为孔位加强，承载件7以密封方式固定在柜体1上、例如焊接在柜体1上，保证柜体1的IP防护等级，而柜体紧固螺栓6与承载件7螺纹连接，保证柜体紧固螺栓6便于拆卸，若柜体紧固螺栓6出现损伤需要更换时，直接将柜体紧固螺栓6取下更换新的即可。

在本实施例中，柜体紧固螺栓6的螺帽与承载件7之间设置有防护密封组件，以进行密封。

具体地，承载件7的端面上设置有围设在螺纹通孔外的容纳凹槽，且容纳凹槽的开口朝向螺帽。防护密封组件包括弹性密封垫8和垫圈9。弹性密封垫8设置在容纳凹槽内，垫圈9设置在弹性密封垫8上，且与承载件7的端面贴合，螺帽压设在垫圈9上，当柜体紧固螺栓6拧紧的过程中弹性密封垫8逐渐被压紧在容纳凹槽内实现密封。

根据本实用新型的另一方面提供一种风力发电机，该风力发电机包括变桨柜，该变桨柜为上述的变桨柜。使用上述变桨柜的风力发电机耐用性更好，防护可靠，且加工成本低。

本实用新型的变桨柜具有如下效果：

能够确保穿墙的电控器件的密封结构耐用性好、可靠性高，解决了电控器件柜外散热和柜体IP防护的问题，其IP防护等级能够达到IP55。

能够在不降低柜体强度的前提下，有效降低柜体质量，减少加工工序并降低成本。

能够满足风力发电机的叶轮轮毂安装环境，在柜体紧固螺栓损伤后可以轻松更换，避免了由于小的磕伤、瑕疵等导致的维修不便的问题，同时穿墙的柜体紧固螺栓始终处于密封状态，保证柜体整体的IP防护级别。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种变桨柜，其特征在于，包括：

柜体(1)，所述柜体(1)的柜壁(11)设置有第一通孔(12)和供螺纹连接件穿过的第一固定通孔(13)；

弹性密封件(3)，所述弹性密封件(3)沿所述第一通孔(12)的边沿设置于所述柜壁(11)的内壁面上，所述弹性密封件(3)上设置有第二固定通孔(31)；

刚性限位件(5)，所述刚性限位件(5)设置在所述第二固定通孔(31)内，所述刚性限位件(5)上设置有第三固定通孔(51)，所述第三固定通孔(51)、所述第二固定通孔(31)和所述第一固定通孔(13)三者贯通。

2.根据权利要求1的变桨柜，其特征在于，所述变桨柜还包括：

固定结构(4)，所述固定结构(4)设置在所述柜壁(11)上，所述固定结构(4)具有与所述第三固定通孔(51)贯通的螺纹孔(41)。

3.根据权利要求2的变桨柜，其特征在于，所述固定结构(4)为部分容置在所述第一固定通孔(13)内的拉铆母，所述拉铆母铆接在所述柜壁(11)上，所述刚性限位件(5)贴合在所述拉铆母上。

4.根据权利要求1的变桨柜，其特征在于，所述刚性限位件(5)的厚度小于所述弹性密封件(3)的未压缩状态的厚度。

5.根据权利要求1至4中任一项的变桨柜，其特征在于，所述变桨柜还包括加强结构(2)，所述加强结构(2)固定设置在所述柜壁(11)上，所述加强结构(2)上设置有减重孔(21)。

6.根据权利要求5的变桨柜，其特征在于，所述加强结构(2)为加强板，所述加强板上还设置有第二通孔(22)，所述第二通孔(22)与所述第一通孔(12)贯通。

7.根据权利要求1至4中任一项的变桨柜，其特征在于，所述柜体(1)上固定设置有带有螺纹通孔的承载件(7)，所述承载件(7)与柜体紧固螺栓(6)螺纹连接。

8.根据权利要求7的变桨柜，其特征在于，所述柜体紧固螺栓(6)的螺帽与所述承载件(7)之间设置有防护密封组件。

9.根据权利要求8的变桨柜，其特征在于，所述承载件(7)的端面上设置有容纳凹槽，所述容纳凹槽的开口朝向所述柜体紧固螺栓(6)的螺帽，所述防护密封组件包括：

弹性密封垫(8)，所述弹性密封垫(8)设置在所述容纳凹槽内；

垫圈(9)，所述垫圈(9)设置在所述弹性密封垫(8)上，且与所述承载件(7)的端面贴合。

10.一种风力发电机，包括变桨柜，其特征在于，所述变桨柜为权利要求1至9中任一项所述的变桨柜。