風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于風(fēng)力渦輪的不對稱扭矩限制耦合系統(tǒng)，其中前向扭矩限制離合器和反向扭矩限制離合器以成對關(guān)系提供，且所述反向扭矩限制離合器具有的特有滑動扭矩明顯小于所述前向扭矩限制離合器的特有滑動扭矩。在公開的特定實(shí)施方案中，不對稱的扭矩限制器使風(fēng)力渦輪與發(fā)電機(jī)軸互連。耦合件包括輸入殼體和輸出轂，且超速機(jī)構(gòu)插入在這兩者之間。第一扭矩限制機(jī)構(gòu)和所述輸入殼體與轂之間的超速機(jī)構(gòu)以串聯(lián)互連提供，而第二扭矩限制機(jī)構(gòu)和所述輸入殼體與輸出轂之間的超速機(jī)構(gòu)以并聯(lián)互連提供。
【專利說明】風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本案是2010年8月18日提交的共同未決專利申請12/858，688的部分接續(xù)案。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文中本發(fā)明屬于電力傳輸裝置的領(lǐng)域，且更特別地說屬于風(fēng)力渦輪中使用的扭矩限制離合器。明確地說，本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)風(fēng)力渦輪免受由扭矩反向造成的軸承和齒輪損壞。本發(fā)明提供一種在風(fēng)力渦輪上使用的不對稱的扭矩限制耦合系統(tǒng)，其中正向扭矩限制離合器和反向扭矩限制離合器以成對的關(guān)系提供，且所述反向扭矩限制離合器的特有滑動扭矩是所述正向扭矩限制離合器的特有滑動扭矩的一小部分。本發(fā)明專注于提供這樣一種扭矩限制離合器配置作為現(xiàn)有系統(tǒng)的改進(jìn)方案或作為原始設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0004]在過去十年已經(jīng)安裝數(shù)萬風(fēng)力渦輪，幾乎全部是使用并入定位在渦輪葉片與發(fā)電機(jī)之間的變速箱作為增速器的類似傳動系統(tǒng)。變速箱通常經(jīng)過專門設(shè)計且希望確保軸承和齒輪適當(dāng)對齊以采取其專門的設(shè)計負(fù)載。這些設(shè)計負(fù)載通常集中在正向操作旋轉(zhuǎn)方向上。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高反向扭矩會影響變速箱的軸承和齒輪的壽命。在扭矩反向期間，齒輪和軸承變成未對準(zhǔn)，在接觸表面上引起高度集中的負(fù)載。即使是中等的反向扭矩峰值也會損壞未對準(zhǔn)的軸承和齒輪。存在多種操作狀態(tài)，包括傳動系和變速箱中的扭轉(zhuǎn)振動，其中一些會在反向傳動方向上造成嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)。這些狀態(tài)會發(fā)生在(a)當(dāng)電接觸器將風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)接合到柵格時啟動之后；(b)在緊急制動期間；(c)在當(dāng)卡鉗制動器接合時的常規(guī)制動期間；(d)在柵格斷開連接事件期間；和(e)在各種電力故障和控制失效的任一種期間。
[0005]雖然用于風(fēng)力渦輪的變速箱通常設(shè)計有20年的軸承和齒輪壽命，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)力渦輪設(shè)計中的變速箱的平均壽命是7年到11年的級別。變速箱更換的成本極高，不僅是直接成本，在停工期也是如此。事實(shí)上，據(jù)信許多風(fēng)力渦輪設(shè)計中的過早變速箱故障已經(jīng)成為反向扭矩負(fù)載的主要原因，因為未曾提供有效保護(hù)。許多風(fēng)力渦輪具有傳統(tǒng)的摩擦扭矩限制耦合件，通常設(shè)置在風(fēng)力渦輪的額定扭矩的150%至200%。這些不會對反向負(fù)載下的未對準(zhǔn)的軸承和齒輪提供保護(hù)。本發(fā)明專注于一種不對稱的扭矩限制器耦合系統(tǒng)，其中設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)正向方向上的高扭矩和設(shè)置在反向方向上的低扭矩會顯著改進(jìn)變速箱壽命。
發(fā)明概要
[0006]根據(jù)前述內(nèi)容，本發(fā)明的第一方面是提供一種風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)，其中在正向和反向操作方向上都提供變速箱保護(hù)。
[0007]本發(fā)明的另一方面是提供一種風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)，其中提供具有不對稱性質(zhì)的雙向保護(hù)。
[0008]本發(fā)明的又一方面是提供一種風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)，其中提供反向扭矩限制器，其特有滑動扭矩是正向方向上的特有滑動扭矩的一小部分。
[0009]本發(fā)明的又一方面是提供一種風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)，其中離合器機(jī)構(gòu)被封圍、密封和干燥，且在惰性氣體環(huán)境中操作。
[0010]本發(fā)明的又另一方面是提供一種風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)，其包括用于監(jiān)視葉片軸與發(fā)電機(jī)軸之間的相位角和滑動來評定關(guān)聯(lián)到變速箱的扭矩的系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的又一方面是提供一種風(fēng)力渦輪扭矩限制離合器系統(tǒng)，其易于適應(yīng)現(xiàn)有風(fēng)力渦輪用于增強(qiáng)的操作和耐久性。
[0012]通過風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)中的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行詳細(xì)描述時顯而易知的本發(fā)明的前述和其它方面，所述風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)包括連接到具有高速輸出軸的增速變速箱的風(fēng)力渦輪，和具有輸入軸的發(fā)電機(jī)，所述改進(jìn)處包括:耦合系統(tǒng)，其使所述輸出軸與輸入軸互連，所述耦合系統(tǒng)是不對稱的，其在第一正向旋轉(zhuǎn)傳動方向上具有第一特有滑動扭矩，且在第二反向旋轉(zhuǎn)傳動方向上具有第二特有滑動扭矩，所述第二特有滑動扭矩被設(shè)置成大致為零。
[0013]本發(fā)明的其它方面通過一種使風(fēng)力渦輪與發(fā)電機(jī)軸互連的不對稱扭矩限制器達(dá)成，其包括:輸入殼體和輸出轂；超速機(jī)構(gòu)，其插入在所述輸入殼體與輸出轂之間；第一扭矩限制機(jī)構(gòu)，其和所述輸入殼體與輸出轂之間的所述超速機(jī)構(gòu)串聯(lián)互連；和第二扭矩限制機(jī)構(gòu)，其和所述輸入殼體與輸出轂之間的所述超速機(jī)構(gòu)并聯(lián)互連。
[0014]附圖簡述
[0015]為了全面了解本發(fā)明的各個方面和結(jié)構(gòu)，應(yīng)參考下文詳細(xì)描述和附圖，其中:
[0016]圖1是根據(jù)先前技術(shù)的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的功能示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方案的功能示意圖，特別調(diào)適為具有傳統(tǒng)扭矩限制器的現(xiàn)有耦合系統(tǒng)的翻新方案；
[0018]圖3是之前不包括扭矩限制器的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的翻新方案的功能示意圖；
[0019]圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有不對稱的扭矩限制耦合件且作為原始設(shè)備實(shí)施的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的功能示意圖；
[0020]圖5是適用于執(zhí)行圖4的系統(tǒng)的不對稱扭矩限制耦合件的截面圖；
[0021]圖6是圖5的實(shí)施方案的坡道和滾柱式單向離合器機(jī)構(gòu)的部分剖面圖；和
[0022]圖7是可調(diào)整彈簧加載機(jī)構(gòu)的部分剖面圖，其迫使壓力板接合圖5的本發(fā)明串聯(lián)連接的扭矩限制機(jī)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在參考附圖且更特別參考圖1，可見根據(jù)先前技術(shù)制造的風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)一般由數(shù)字10標(biāo)明。系統(tǒng)10包括附接到低速渦輪軸14的一串渦輪葉片12。渦輪軸14穿到變速箱16，其用來以標(biāo)準(zhǔn)方式大大提高變速箱輸出軸18的旋轉(zhuǎn)速度。如本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解，卡鉗制動器20與粘附到變速箱輸出軸18的制動器轉(zhuǎn)子22關(guān)聯(lián)地操作，以選擇性地停止軸18的旋轉(zhuǎn)。如所示，耦合件介于變速箱輸出軸18與發(fā)電機(jī)軸26之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解耦合件包括耦合間隔器24，其具有被調(diào)適以適應(yīng)軸18、26之間的未對準(zhǔn)的撓曲元件25。
[0024]扭矩限制器或扭矩限制離合器28與發(fā)電機(jī)軸26關(guān)聯(lián)地提供以使變速箱輸出軸18和連接的變速箱16與過多的間歇性扭矩隔離。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解扭矩限制離合器28通常具有特有滑動扭矩，其設(shè)置為計劃應(yīng)用于變速箱16的額定扭矩的1.2倍至2倍。一般來說，扭矩限制離合器28設(shè)置在這個額定扭矩的1.5倍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解扭矩限制離合器28通常是雙向的，在順時針方向和逆時針方向旋轉(zhuǎn)模式下以相等滑動扭矩操作。但是，特有滑動扭矩限制器28通常在超過針對反向扭矩偏移提供保護(hù)所需的扭矩的情況中表現(xiàn)良好。
[0025]如上文呈現(xiàn)，先前技術(shù)風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)10的設(shè)計和關(guān)聯(lián)的扭矩限制離合器28極少關(guān)注反向傳動方向上未對準(zhǔn)的軸承和齒輪上的扭矩負(fù)載的存在，這種扭矩引起變速箱損壞和早期維修和修理的必要性。如圖2至圖4中所示且如下文描述，本發(fā)明用以通過針對反向負(fù)載提供增強(qiáng)的扭矩限制保護(hù)來解決這個問題。
[0026]現(xiàn)在參考圖2，可見根據(jù)本發(fā)明制造的風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的第一實(shí)施方案一般由數(shù)字32標(biāo)明。這個第一實(shí)施方案呈現(xiàn)為目前使用扭矩限制離合器的系統(tǒng)的翻新方案。如所示，變速箱16具有輸出傳動軸18，其與卡鉗制動器20和制動器轉(zhuǎn)子22操作性地連通。變速箱軸18與發(fā)電機(jī)軸26通過稱合間隔器34和撓曲兀件25互連。稱合間隔器34包括一對同心重疊轂36、38，其分別與軸18、26互連?；瑒优ぞ赝ǔＪ窍到y(tǒng)32的額定扭矩的1.2倍至2倍的第一扭矩限制離合器28介于耦合間隔器34與發(fā)電機(jī)軸26之間。在圖2的實(shí)施方案中，扭矩限制離合器28是風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的原始設(shè)備的一部分。為了針對反向扭矩發(fā)生情況提供保護(hù)，軸18、26之間的原始耦合由包括具有與超速機(jī)構(gòu)42并聯(lián)的扭矩限制離合器40的轂36、38的耦合間隔器34替代。超速機(jī)構(gòu)42通常將包括單向離合器，其在第一旋轉(zhuǎn)方向上提供轂36、38之間的直接互連，并且在相反方向上處于空轉(zhuǎn)輪狀態(tài)。因此，扭矩限制離合器40用作為反向扭矩限制離合器，其在反向旋轉(zhuǎn)方向上提供具有特有滑動扭矩的轂36、38之間的互連。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，扭矩限制離合器40的特有滑動扭矩是扭矩限制離合器28所受到的額定扭矩的一小部分。
[0027]進(jìn)一步如圖2中所示，密封件44可用以提供密封殼體并且保護(hù)耦合間隔器34，且尤其保護(hù)扭矩限制離合器40和超速機(jī)構(gòu)42免受環(huán)境影響。優(yōu)選的是干燥環(huán)境。為了進(jìn)一步保護(hù)這些元件免受環(huán)境影響，期望用惰性氣體(諸如氮)略微加壓殼體。加壓的內(nèi)部的存在由合適的壓力指示器45 (諸如球膽或彈簧偏置桿)指示。
[0028]在常規(guī)正向傳動方向上，圖2的風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)32操作使得變速箱軸18通過率禹合間隔器34在第一旋轉(zhuǎn)方向上傳動發(fā)電機(jī)軸26。通過介于稱合間隔器34與發(fā)電機(jī)軸26之間的扭矩限制離合器28來提供保護(hù)。在這個旋轉(zhuǎn)方向上，超速機(jī)構(gòu)或單向離合器42提供轂36、38之間的直接互連。
[0029]在反向扭矩的情況下，單向離合器42變成空轉(zhuǎn)輪狀態(tài)且通過反向扭矩限制離合器40提供轂36、38之間的互連。扭矩限制離合器40的特有滑動扭矩小于扭矩限制離合器28的特有滑動扭矩，且因此，針對反向負(fù)載扭矩對變速箱16的保護(hù)由反向扭矩限制離合器40來提供。
[0030]現(xiàn)在參考圖3，可見風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的第二實(shí)施方案一般由數(shù)字46標(biāo)明。系統(tǒng)46再次通過用耦合間隔器48替換原始耦合間隔器來提供現(xiàn)有系統(tǒng)的翻新方案。這個修改尤其適于不提供有扭矩限制離合器的系統(tǒng)。因此，提供在變速箱軸18與發(fā)電機(jī)軸26之間的耦合間隔器48包括一對轂50、52，其間介入扭矩限制互連件。此外，超速機(jī)構(gòu)或單向離合器54提供為與扭矩限制離合器56串聯(lián)連接，使扭矩限制器56表現(xiàn)為正向扭矩限制離合器，且單向離合器54在相反方向上處于空轉(zhuǎn)輪狀態(tài)。反向扭矩限制離合器58介于與單向離合器54和正向扭矩限制離合器56之間的互連件并聯(lián)的轂50、52之間。此外，扭矩限制離合器58的特有滑動扭矩是但僅僅是扭矩限制離合器56的特有滑動扭矩的一小部分。因此，單向離合器54確保扭矩限制離合器56控制正向扭矩施加，而扭矩限制離合器58控制反向扭矩關(guān)聯(lián)。
[0031]本發(fā)明還專注于使用監(jiān)視和記錄裝置來評定風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的各個元件之間的滑動和扭矩。在圖3的實(shí)施方案中,可變磁阻磁性傳感器或傳感器60、62、64被定位為與變速箱軸18 (傳感器60)、轂50 (傳感器62)和發(fā)電機(jī)軸26 (傳感器64)關(guān)聯(lián)。傳感器60、62、64中的每一個提供對應(yīng)于關(guān)聯(lián)兀件18、50、26的旋轉(zhuǎn)移動的輸出。因此，沿著電力傳輸傳動18、48、26經(jīng)受的滑動和扭矩可通過監(jiān)視器/記錄器66不斷地監(jiān)視。如所示，發(fā)電機(jī)30的輸出也可被這樣記錄。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解不僅可測量各個元件的旋轉(zhuǎn)速度，而且還可測量這些元件之間的相位角。舉例而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解傳感器60與傳感器62之間的相位角差指示所述傳感器之間的特有扭轉(zhuǎn)扭曲，因此可轉(zhuǎn)移到耦合系統(tǒng)中的扭矩。當(dāng)傳感器60、62提供處于彼此相位鎖定對應(yīng)的信號時，沒有扭矩被授予軸18。類似地，在傳感器60與64或62與64之間監(jiān)視到的旋轉(zhuǎn)速度差指示所述傳感器所關(guān)聯(lián)的元件之間的任何瞬時滑動。因此，監(jiān)視器/記錄器66可獲得關(guān)于風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)46中的傳輸軸和其耦合件的扭矩和滑動特有的數(shù)據(jù)。
[0033]現(xiàn)在參考圖4，可見根據(jù)本發(fā)明制造的風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的原始設(shè)備一般由數(shù)字70標(biāo)明。此處變速箱16再次具有通過耦合間隔器24和撓曲元件25互連到轂72的輸出軸18，轂72與發(fā)電機(jī)30的發(fā)電機(jī)軸26操作性地傳動連通。在本發(fā)明的原始設(shè)備實(shí)施方案中，用作為正向扭矩限制器的扭矩限制器74與單向離合器或超速機(jī)構(gòu)76串聯(lián)互連以使轂72與發(fā)電機(jī)軸26互連。扭矩限制離合器78與這個配置并聯(lián)且進(jìn)一步使轂72與發(fā)電機(jī)軸26互連，如圖3的實(shí)施方案，扭矩限制離合器78操作以提供與扭矩限制離合器74相反定向的旋轉(zhuǎn)的扭矩限制能力。這個反向扭矩限制器78的特有滑動扭矩是正向扭矩限制離合器74的特有滑動扭矩的一小部分。此外，如上所討論，其操作相同。
[0034]應(yīng)預(yù)期到本發(fā)明的各個實(shí)施方案通常將具有正向操作扭矩限制離合器，其特有滑動扭矩是系統(tǒng)受到的額定扭矩的1.2倍至2倍，且最優(yōu)選的是這個扭矩的1.5倍級別。反向扭矩限制離合器的特有滑動扭矩通常將小于正向扭矩限制離合器的特有滑動扭矩。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知和了解，還應(yīng)預(yù)期到本發(fā)明的扭矩限制離合器可包括多個盤形離合器。當(dāng)然，在適當(dāng)關(guān)注包裝限制的情況下，這些盤的尺寸和數(shù)量通常由所需的反作用力來決定。如上所呈現(xiàn)，本發(fā)明還預(yù)期本發(fā)明的扭矩限制離合器以及超速機(jī)構(gòu)通常將處于惰性氣體環(huán)境中，且惰性氣體是在大于大氣壓力的壓力下，從而確保免受環(huán)境影響。事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，考慮到填充氮的殼體。
[0035]本發(fā)明的監(jiān)視器/記錄器26企圖用于記錄和錄入過多的扭矩和/或扭矩滑動事件。傳感器60、62、64可具有任何適當(dāng)性質(zhì)，但目前期望是可變磁阻金屬環(huán)形傳感器，其具有對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度和位置的隔開輪齒傳感信號。如熟練技術(shù)人員將了解，信號差指示扭矩和/或滑動。
[0036]與先前技術(shù)進(jìn)行對比，本發(fā)明尋求保護(hù)風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的變速箱免受周期性碰撞這類系統(tǒng)的變速箱的反向扭矩的不利影響。通過提供上文呈現(xiàn)和描述的不對稱的扭矩限制耦合件，正向和反向扭矩限制器可獨(dú)立操作且具有不同設(shè)置，確保對變速箱的保護(hù)。
[0037]現(xiàn)參考圖5，可獲得關(guān)于根據(jù)本發(fā)明制成的用于風(fēng)力渦輪發(fā)電的不對稱扭矩限制耦合件(一般由數(shù)字80指示)的特定實(shí)施方案的了解。不對稱扭矩限制耦合件80包括輸入殼體82，其與圖4的實(shí)施方案一致且通過轉(zhuǎn)接板84連接到風(fēng)力渦輪變速箱的高速軸。轉(zhuǎn)接板84可螺栓或以另外方式固定到輸入殼體82。輸出轂86適于通過適當(dāng)?shù)逆I或齒條接合或優(yōu)選的是鎖緊盤連接器88來接收和固定發(fā)電機(jī)軸或類似物。不對稱扭矩限制耦合件82的扭矩限制機(jī)構(gòu)維持在輸入殼體82與輸出轂86內(nèi)且插入其間，如下文更明確提出。
[0038]在相對面上具有摩擦材料的摩擦板總成90由于插入在輸出轂86與摩擦板總成90之間且繞著其圓周間隔的多個圓筒形滾柱92而操作為單向離合器或超速機(jī)構(gòu)。如圖6中最佳所示，摩擦板總成90的單向離合器是坡道和滾柱式離合器，其中每個圓筒形滾柱92具有關(guān)聯(lián)的彈簧94，其推動滾柱使其在摩擦板總成90內(nèi)表面的弓形道96與界定輸出轂86內(nèi)表面的坡道98之間接合。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在一個旋轉(zhuǎn)方向上，圓筒形滾柱92鎖定摩擦板總成90和輸出轂86，而在相反的旋轉(zhuǎn)方向上，摩擦板總成90大致自由滑行。將了解剛描述的超速機(jī)構(gòu)90到98優(yōu)選的是零反沖制動桿或零反沖坡道和滾柱設(shè)計來提供公開的不對稱設(shè)計的可靠操作且減少磨損。顯然，摩擦板90由彈簧108、110夾到輸入殼體82。
[0039]再次參考圖5，將知曉端板100通過與輸入殼體82螺紋接合的鎖定環(huán)或固定螺母102而固定在適當(dāng)位置。密封件104插入在輸入殼體82與端板100之間。
[0040]壓力板106在107處扣到輸入殼體82。如圖7中最佳所示，圓盤彈簧108和堆疊的波形彈簧110插入在端板100與壓力板106之間，推動壓力板106使其與摩擦板90接合。圓盤彈簧108和堆疊的波形彈簧110可包括多堆貝式墊圈或彈簧來提供主要彈簧力和扭矩調(diào)整——后者通過改變彈簧堆的合成來實(shí)現(xiàn)。此外，每堆貝式彈簧因內(nèi)波形彈簧而居中。另外，鎖定環(huán)或固定螺母102與輸入殼體82可調(diào)整地螺紋接合來通過將端板100推動朝向壓力板106而細(xì)微地設(shè)置期望的彈簧壓縮和特有扭矩。
[0041]如圖5中最佳所示，摩擦板總成112通過帽螺釘114而旋轉(zhuǎn)地固定到輸出轂86。撓曲板總成115類似地固定且插入在摩擦板總成90與112之間，且貝式彈簧116插入在摩擦板總成112與撓曲板總成115之間并且推動摩擦表面使其與輸入殼體82接觸。這種配置造成輸入殼體82保持穩(wěn)定且與輸出轂86 —致。
[0042]將了解元件90到98用作為單向離合器或超速機(jī)構(gòu)，元件90、106到110包括第一摩擦扭矩限制機(jī)構(gòu)，而元件112到116包括第二摩擦扭矩限制機(jī)構(gòu)。這個第二摩擦扭矩限制機(jī)構(gòu)在正向和反向旋轉(zhuǎn)反向上展示相同扭矩量，其中扭矩設(shè)置大致小于元件90、106到110的第一摩擦扭矩限制機(jī)構(gòu)的特有扭矩。實(shí)際上，第二摩擦扭矩限制機(jī)構(gòu)可具有設(shè)置在零或幾乎為零的特有扭矩。另外，第二扭矩限制機(jī)構(gòu)的彈簧力期望地小于第一扭矩限制機(jī)構(gòu)來確保當(dāng)貝式彈簧116的力作用在撓曲板總成115上且在相反方向上有相同力抵著摩擦板總成90時，摩擦板總成90保持穩(wěn)定到輸出轂86。
[0043]在與圖2到圖4中呈現(xiàn)的本發(fā)明觀點(diǎn)一致的不對稱扭矩限制耦合件80操作的背景下，將了解摩擦板總成90和輸出轂86通過單向或坡道和滾柱式離合器串聯(lián)互連。摩擦板總成90和摩擦板總成112相互并聯(lián)，且摩擦板總成90控制正向操作。在反向操作中，摩擦板總成112和摩擦撓曲板總成115控制操作，這是因為圖6的單向離合器結(jié)構(gòu)致使摩擦板總成90實(shí)質(zhì)上在反向方向上無關(guān)緊要。
[0044]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對于不對稱扭矩限制器十分重要的是其不給驅(qū)動系統(tǒng)添加額外反沖，因為傳動裝置中的反沖給風(fēng)力渦輪驅(qū)動系統(tǒng)增加了經(jīng)受的問題。上述兩種串聯(lián)和并聯(lián)扭矩限制機(jī)構(gòu)的設(shè)計和坡道和滾柱式離合器的超速機(jī)構(gòu)都實(shí)現(xiàn)了零反沖。
[0045]本發(fā)明的實(shí)施方案的另一特征是使扭矩限制機(jī)構(gòu)維持在正惰性氣體氛圍內(nèi)。為這個目的，除了密封件104之外，密封件118插入在端板100與輸出轂86之間，且密封件120插入在輸入殼體82與輸出轂86之間。由于提供在輸入殼體82與輸出轂86之間的這些密封件，Schrader閥122用于在適當(dāng)壓力下將惰性氣體引入界定在其間的腔室內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，惰性氣體是氬。隔板124提供在隔板殼體126內(nèi)來允許監(jiān)視內(nèi)部壓力。
[0046]因此，可見本發(fā)明的各個方面已由上文呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)。根據(jù)專利條例，雖然僅上文呈現(xiàn)和詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳模式和優(yōu)選實(shí)施方案，但本發(fā)明不限于此或不受限于此。因此，應(yīng)參考以下權(quán)利要求來了解本發(fā)明的范疇和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)，其包括連接至具有高速輸出軸的增速變速箱的風(fēng)力渦輪和具有輸入軸的發(fā)電機(jī)，改進(jìn)處包括: 耦合系統(tǒng)，其使所述輸出軸與輸入軸互連，所述耦合系統(tǒng)是不對稱的，其在第一正向旋轉(zhuǎn)傳動方向上具有第一特有滑動扭矩，且在第二反向旋轉(zhuǎn)傳動方向上具有第二特有滑動扭矩，所述第二特有滑動扭矩被設(shè)置成大致為零。
2.一種使風(fēng)力渦輪與發(fā)電機(jī)軸互連的不對稱扭矩限制器，其包括: 輸入殼體和輸出轂； 超速機(jī)構(gòu)，其插入在所述輸入殼體與輸出轂之間； 第一扭矩限制機(jī)構(gòu)，其和所述輸入殼體與輸出轂之間的所述超速機(jī)構(gòu)串聯(lián)互連；和 第二扭矩限制機(jī)構(gòu)，其和所述輸入殼體與輸出轂之間的所述超速機(jī)構(gòu)并聯(lián)互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述第一扭矩限制機(jī)構(gòu)具有兩個或多個摩擦表面，第一摩擦表面與所述輸入殼體剛性介接，且第二摩擦表面由彈簧推動而與所述第一扭矩限制機(jī)構(gòu)的第一摩擦表面接合，其由所述第一扭矩限制機(jī)構(gòu)的彈簧固定到所述輸入殼體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述第二扭矩限制機(jī)構(gòu)還包括摩擦撓曲片，其旋轉(zhuǎn)地固定到所述輸出轂且抑制反沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述第一扭矩限制機(jī)構(gòu)包括摩擦板總成，且其中所述超速機(jī)構(gòu)維持在所述摩擦板總成的內(nèi)圓周周圍且與所述輸出轂介接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對稱扭矩限制器，其還包括端板、壓力板和插入在所述端板與壓力板之間的彈簧總成，所述彈簧總成迫使所述壓力板與所述摩擦板總成接觸接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述端板密封在所述輸入殼體與輸出轂之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不對稱扭矩限制器，其還包括鎖定環(huán)，其螺紋地接合所述輸入殼體且推動所述端板使其與所述彈簧選擇性壓縮接合，從而提供扭矩設(shè)置調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述彈簧總成包括多堆貝式彈簧，選定數(shù)目堆提供主要彈簧力和扭矩設(shè)置選擇。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的不對稱扭矩限制器，其中，每堆貝式彈簧因內(nèi)波形彈簧而居中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述輸入殼體還繞著所述輸出轂密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述輸入殼體和輸出轂界定腔室，所述腔室由惰性氣體填充。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述惰性氣體加壓在所述腔室內(nèi)，且還包括密封壓力指示器，其與所述腔室連通且可從所述輸入殼體外部看見。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述指示器包括隔板。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述惰性氣體是氬。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述超速機(jī)構(gòu)包括與所述輸出轂介接的零反沖彈簧偏壓坡道和滾柱。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述超速機(jī)構(gòu)包括零反沖制動桿。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱扭矩限制器，其中，到所述超速機(jī)構(gòu)的輸入端包括由彈簧夾到所述輸入轂的所述第一扭矩限制機(jī)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不對稱扭矩限制器，其中，所述不對稱扭矩限制器的總正向扭矩設(shè)置是所述第一扭矩限制機(jī)構(gòu)的扭矩設(shè)置和所述第二扭矩限制機(jī)構(gòu)的扭矩設(shè)置的至少一部分，且所述不對稱扭矩限制器的反向扭矩設(shè)置僅是所述第二扭矩限制機(jī)構(gòu)的所述扭矩設(shè)置。
【文檔編號】F16D47/04GK104254704SQ201380021998
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】D·海登里希, R·科爾 申請人:埃博集團(tuán)有限公司