CN209241294U - 一种电力吊舱用多介质滑环结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力吊舱用多介质滑环结构，包括一滑环组件，所述滑环组件包括一壳体以及自上而下依次分布连接的油液、气滑环、信号滑环、电滑环及动力滑环，所述油液、气滑环上连接有雾化器，该雾化器分别与一进液通道、一进气通道相连，动力滑环的底端连接一油雾喷口；一控制组件，所述控制组件包括设置在壳体旁侧的PLC控制***；一存储组件，所述存储组件包括一与PLC控制***相连的存储罐。本实用新型的优点在于：可以实时检测驱动电机的温度转速压力等参数，充分利用油液、气滑环的特点，将油液雾化注入电机并给予反馈调节，实现对吊舱内电机驱动监测保护的自动控制，以此大幅度增加整个电机驱动***的使用寿命和安全保障。

Description

一种电力吊舱用多介质滑环结构

技术领域

本实用新型涉及一种船用滑环结构，特别涉及一种电力吊舱用多介质滑环结构。

背景技术

通常情况下，电滑环和油液、气滑环是独立的两套机构，并且基本运用于不同的场所，电滑环主要运用风电、航空、航天设备上、油液、气滑环更多的是运用于气缸、液压***上。而吊舱式推进器，采用永磁电机直接驱动方式螺旋桨轴，同时能实现360度全回转，为了更方便，高效的转化电机动力源，信号源，需要采用高精度、高效率、高冗余性、空间利用性高的电滑环。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电力吊舱用多介质滑环结构，把船舶***电力、润滑冷却油液等有效、安全的传输到推进器驱动部分，且实时监测调整驱动部分的运行状态，并可以进行人为和自动控制，保障驱动部分平稳高效运行。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种电力吊舱用多介质滑环结构，其创新点在于：包括

一滑环组件，所述滑环组件包括一壳体以及自上而下依次分布连接的油液、气滑环、信号滑环、电滑环及动力滑环，其中信号滑环与电滑环置于壳体内，所述信号滑环的转子的上端从壳体的上端伸出后与油液、气滑环的转子相连，所述油液、气滑环上连接有雾化器，该雾化器分别与一进液通道、一进气通道相连，动力滑环的下端从壳体的下端伸出，并通过螺栓与壳体固定，动力滑环的底端连接一油雾喷口；

一控制组件，所述控制组件包括设置在壳体旁侧的PLC控制***，该PLC控制***与油液、气滑环、信号滑环、电滑环相连；

一存储组件，所述存储组件包括一与PLC控制***相连的存储罐。

进一步的，所述动力滑环的转子上设置有三相铜排，每相铜排由两组铜排组成，每组铜排并接而成，且在每组铜排的连接处均包裹有绝缘层。

进一步的，所述壳体的上下两侧位于与信号滑环的转子的接触处及与动力滑环的接触处均设置有密封圈。

进一步的，所述油液、气滑环通过旋转接头与信号滑环的转子相连。

进一步的，所述信号滑环的转子、电滑环的转子及动力滑环的转子的中部部分均具有数块用于内部管道连接的绝缘支撑块。

进一步的，在壳体内还设置有一冷却组件，所述冷却组件包括内置于壳体内的冷却风机，所述冷却风机有一对，分布在信号滑环的两侧，并分别位于电滑环的上方。

本实用新型的优点在于：本实用新型具有低电压，大电流，高效率，低磨损，散热好，多介质等特点，电压范围为AC380~AC3000V ，过载能力150%，信号环数量不低于60个，油液、气环数量不低于20个，该多介质滑环，电流较大，信号较多、工艺之复杂，可以实时检测驱动电机的温度转速压力等参数，充分利用油液、气滑环的特点，将油液雾化注入电机并给予反馈调节，实现对吊舱内电机驱动监测保护的自动控制，以此大幅度增加整个电机驱动***的使用寿命和安全保障。

通过将油液、气滑环放置在所有滑环的最上方，也是考虑泄漏问题，在长期的振动等环境下，该旋转接头处总会出现松动，故将此油液、气滑环置于最上方，少许的泄漏液不会影响。

油液、气滑环上连接有雾化器，该雾化器分别与一进液通道、一进气通道相连。通过雾化器的设置，使得进气通道内的高速气流和进液通道内的润滑油通过雾化器混成油雾，油雾随着滑环由油雾喷口注入电机轴承内部，在轴承的上下轴瓦及轴间应有足够厚度的润滑油膜，使上下轴瓦与轴分开， 降低摩擦损耗。

对于存储罐的设置，可以在存储罐内存放所需的润滑冷却油和排出的废油废气，不会造成污染。

对于冷却组件的设置，通过两个冷却风机的配合，从而能够对滑环进行冷却，减少温度带来的磨损和点蚀现象。

在壳体的上下两侧均设置密封圈，从而能够对壳体与信号滑环、动力滑环的接触处进行密封，确保整个壳体的密封效果，避免造成泄露。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的电力吊舱用多介质滑环结构的示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示的一种电力吊舱用多介质滑环结构，包括

一滑环组件，滑环组件包括一壳体17以及自上而下依次分布并通过各自的转子相连接的油液、气滑环7、信号滑环4、电滑环2及动力滑环1，其中信号滑环4与电滑环2均置于壳体17内，信号滑环4的转子的上端从壳体17的上端伸出后与油液、气滑环7的转子相连，油液、气滑环7通过旋转接头与信号滑环4的转子相连，信号滑环4与油液、气滑环7外部用轴承支撑固定，信号滑环4的定子用固定块固定在壳体17上，动力滑环1的下端从壳体17的下端伸出，并通过螺栓实现动力滑环1与壳体17固定，并采用轴承支撑，动力滑环1的定子与壳体17固定一起，在动力滑环1的底端连接一油雾喷口16，动力滑环1与电机相连，从而为整个***提供动力。通过将油液、气滑环7放置在所有滑环的最上方，也是考虑泄漏问题，在长期的振动等环境下，油液、气滑环7与信号滑环4连接用的旋转接头处总会出现松动，故将此油液、气滑环7置于最上方，少许的泄漏液不会影响整体的使用，整体的外壳防护等级本身有IP44，完全可以起到防护作用。

动力滑环1电压范围AC380-AC660V，过载能力150%，该动力滑环1属于低电压大电流高过载，由于低转速运行，对于刷架的磨损较小，可以做到免维护；信号滑环4的额定电压DC30V以下，数量不低于60环，安装于动力滑环上方便于检修；油液、气滑环7安装于整体电滑环的上方，单独布置于电滑环的外壳表面，拆装方便，便于检修、清洁。

在动力滑环1的转子上设置有三相铜排，每相铜排由两组铜排组成，每组铜排并接而成，且在每组铜排的连接处均包裹有绝缘层。动力滑环1的转子与推进器的转舵体相连，同时动力滑环1的转子上自带铜排与推进器转舵体的铜排完美对接，动力滑环1的定子与转子之间的碳刷采用维护性能、损耗少的材料，基本实现免维护，动力滑环1的定子连接外部动力接线盒5。

在油液、气滑环7上连接有雾化器14，该雾化器14分别与一进液通道6、一进气通道5相连，在进液通道6、进气通道5上连接有流量控制阀9，在油液、气滑环7上还连接有其他通道15。通过雾化器14的设置，使得进气通道5内的高速气流和进液通道6内的润滑油通过雾化器14混成油雾，油雾随着滑环由油雾喷口16注入电机轴承内部，在轴承的上下轴瓦及轴间应有足够厚度的润滑油膜，使上下轴瓦与轴分开， 降低摩擦损耗。

在壳体17的上下两侧位于与信号滑环4的转子的接触处及与动力滑环1的接触处均设置有密封圈，其在安装时，在壳体17上具有容密封圈嵌入的凹槽，密封圈嵌入凹槽内后，密封圈内外侧分别贴合信号滑环4的转子的外壁或动力滑环1的外壁、壳体17的凹槽的内壁处，从而实现密封。在壳体的上下两侧均设置密封圈，从而能够对壳体与信号滑环、动力滑环的接触处进行密封，确保整个壳体的密封效果，防止油液、气带来的泄漏导致绝缘问题。

信号滑环4的转子与动力滑环1的转子的中部部分均具有数块用于内部管道连接的绝缘支撑块7，用于内部管路连接。

在壳体17内还设置有一冷却组件，冷却组件包括内置于壳体17内的冷却风机3，冷却风机3有一对，并分布在信号滑环4的两侧，且位于动力滑环1的上方。对于冷却组件的设置，由于本结构电压低，电流大，长时间的运行中，肯定会产生损耗，带来一定的温升，因此，通过两个冷却风机3的配合，从而能够对滑环进行冷却，减少温度带来的磨损和点蚀现象。

一控制组件，控制组件包括设置在壳体1旁侧的PLC控制***12，该PLC控制***12具有一显示模块11、一按键模块12，该PLC控制***12与油液、气滑环7、信号滑环4、电滑环2相连，其中，电滑环2为电滑环为PLC控制***12提供所需的电力，信号滑环4为PLC控制***12提供处理各种情况所需的参数信号，油液、气滑环7分别负责在PLC控制***12下为驱动部分输送压缩气体和润滑冷却油。

一存储组件，存储组件包括一与PLC控制***12相连的存储罐13，存储罐13通过其他通道15与油液、气滑环7相连，在其他通道15上还安装有闸阀8。对于存储罐13的设置，可以在存储罐13内存放所需的润滑冷却油和排出的废油废气，不会造成污染。

PLC控制***12内部可以通过信号滑环4采集需要的信息参数以此来计算润滑油的注入量，程序内设定的计算公式为：

润滑油供油量为：Q=0.75hbν

其中h为轴承所需的最小粘膜厚度，b为轴承承载区宽度，ν为轴承转速。

ψ为相对间隙，s为轴承最小间隙，d为轴承直径。

对于采用油冷却的轴承, 需增大油的供量 , 多余的油沿轴瓦两边的凹槽流过轴承表面。带走摩擦产生的热量 ，冷却油的供量为 :

u为摩擦系数;F 为轴承负荷。

式中:θ₁为轴承进油温度，θ₂为轴承出油温度。

Q_m=d·R/0.35 Q_m为进口处油雾量L/min;R为转子列数。

由此可见轴承内部的润滑油注入量以及补充周期是依照轴承的大小、工作温度、转速和负荷而定。需保证轴承工作温度保持在30℃~61℃才能正常运转，超过正常温度就会对电机轴承进行不同程度损坏。所以有必要实时监控的参数而这些参数会通过4信号滑环会及时反馈到PLC控制***12上，并且可以在显示模块11上呈现，排出的废气废油会从其他通道15在闸阀8的控制下排出回到存储罐13，一个循环过后PLC控制***12会再次收集信号参数，根据预设的公式再次通过流量控制阀9调整油液、气的流量形成完整的闭环调节***。进气通道5和进液通道6油雾流量、压力可以通过按键模块10精确调节，压力、温度、流量、转速均可以通过信号滑环4采集信号并在显示模块11展现和被按键模块10实时调节，并可设置报警装置。

相比其它润滑结构，油雾润滑形成的油膜均匀且连续，能充分润滑各个摩擦部位；压缩空气也会带走部分摩擦所产生的热量，降低轴承温度；使用很少量的润滑油节省润滑成本。机械的润滑应在适时，适量，适用，少量而高频率的供油润滑可以降低油脂损耗，完整的润滑可延长机器部件的使用寿命，此结构可在正确的时间供给正确的油量，自动及重复润滑轴承与滑轴。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种电力吊舱用多介质滑环结构，其特征在于：包括

一滑环组件，所述滑环组件包括一壳体以及自上而下依次分布连接的油液、气滑环、信号滑环、电滑环及动力滑环，其中信号滑环与电滑环置于壳体内，所述信号滑环的转子的上端从壳体的上端伸出后与油液、气滑环的转子相连，所述油液、气滑环上连接有雾化器，该雾化器分别与一进液通道、一进气通道相连，动力滑环的下端从壳体的下端伸出，并通过螺栓与壳体固定，动力滑环的底端连接一油雾喷口；

一控制组件，所述控制组件包括设置在壳体旁侧的PLC控制***，该PLC控制***与油液、气滑环、信号滑环、电滑环相连；

一存储组件，所述存储组件包括一与PLC控制***相连的存储罐。

2.根据权利要求1所述的电力吊舱用多介质滑环结构，其特征在于：所述动力滑环的转子上设置有三相铜排，每相铜排由两组铜排组成，每组铜排并接而成，且在每组铜排的连接处均包裹有绝缘层。

3.根据权利要求1所述的电力吊舱用多介质滑环结构，其特征在于：所述壳体的上下两侧位于与信号滑环的转子的接触处及与动力滑环的接触处均设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的电力吊舱用多介质滑环结构，其特征在于：所述油液、气滑环通过旋转接头与信号滑环的转子相连。

5.根据权利要求1所述的电力吊舱用多介质滑环结构，其特征在于：所述信号滑环的转子、电滑环的转子及动力滑环的转子的中部部分均具有数块用于内部管道连接的绝缘支撑块。

6.根据权利要求1所述的电力吊舱用多介质滑环结构，其特征在于：在壳体内还设置有一冷却组件，所述冷却组件包括内置于壳体内的冷却风机，所述冷却风机有一对，分布在信号滑环的两侧，并分别位于电滑环的上方。