[发明专利]水力与电力混合驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水力与电力混合驱动装置，尤其是一种广泛应用于各种水力驱动装置的输出端，起到自动调节电力辅助做功，稳定系统工况的水力与电力混合驱动装置。

背景技术

目前很多运行系统内的流体都有一定的压力，在很多情况下，这部分压力没有被利用，如果能够充分利用流体本身的余压，利用水力驱动装置驱动设备运行，则可以很大程度上减少电耗，达到节能减排降低生产成本的目的。但是在实际运行中，负荷等各种因素的变化导致流体压力发生改变，水力驱动设备的输出功率不稳定，造成系统运行不稳定，长期如此对系统设备会造成损坏，且很多情况下设备无法运行在设计工况，无法实现预期的要求。

以利用冷却水处理废热的机械通风冷却塔为例。

冷却塔风机是循环水系统的核心设备，就循环水设备治理情况看，无论是从设备的数目、维修工作量、耗电量等哪个方面来讲，冷却塔风机都占有很大比重。风机台数占车间设备总量的57%，维修工时占总量的60%，电耗占总量的22%。传统的冷却塔多采用电机驱动的风机输送空气, 存在运行费用高、噪声大等缺点。

流体在进入冷却塔之前本身存在一定的余压，如果能够充分利用这部分余压，则可以很大程度上减少电耗，达到节能减排降低生产成本的目的。如石化行业因工艺需要有不少来自高塔的冷却水，有余压可利用。利用这部分水位落差推动水轮机做功进而带动风机，就可以省去电机，节省电耗；再如旋转喷雾冷却塔，是靠水压的反冲作用带动风机旋转，也不需要电机。以上都是利用水力直接驱动设备做功，无需电机从而减少系统电耗的实例。

但是在实际运行中，由于用户负荷的变化以及气候变化，冷却塔的负载一直在变化。运行工况的不稳定，水压、流量等的变化，导致风机运行不稳定，长期如此对风机等设备会造成损坏，且很多情况下无法获得所需风量，无法实现冷却要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明是要提供一种水力与电力混合驱动装置，该装置加工安装简便，运行可控；将单纯的水力驱动改造为水电混合驱动,充分利用具有一定压力的水流冲刷或喷射所得动力带动负载，使用清洁可再生的水能代替部分电能，并将节能降耗技术应用到生产实际中,既保证了冷却流程能够正常进行，又减少了CO₂的排放。

为实现本发明的目的，采用的技术方案如下：

一种水力与电力混合驱动装置，由调节机构、 水力驱动装置、电机驱动装置、光电开关组成，其特点是：调节机构包括一根竖立主轴、三根调节支杆、三根弹簧、三个实心球以及一个锥形摩擦从动轮，调节支杆的一端与竖立主轴顶端采用活动式支点连接，另一端与实心球固定连接，中部通过弹簧连接锥形摩擦从动轮，锥形摩擦从动轮与竖立主轴通过花键传动连接，并沿竖立主轴上下滑动；电机驱动装置输出轴上固定一锥形摩擦主动轮，并与调节机构上的锥形摩擦从动轮构成摩擦轮组，监测摩擦从动轮位置的光电开关位于竖立主轴两侧，用于自动调节电机驱动装置的启停，水力驱动装置的转轴与调节机构竖立主轴连接。

水力驱动装置的转轴为水平轴，通过锥形摩擦轮组与调节机构的竖立主轴连接。

当水压下降，水力驱动装置转速下降，调节机构的锥形摩擦从动轮下降与电机驱动装置的锥形摩擦主动轮接触，光电开关启动电机驱动装置。

竖立主轴上的花键上部直径略大于下部直径，用于水压增大时锥形摩擦从动轮向上移动的限位。

实心球固定在调节支杆末端，调节支杆随竖立主轴转动时带动实心球一起转动，实心球旋转半径随转速变化，使调节支杆和竖立主轴之间的夹角变动，实现锥形摩擦从动轮的上下移动。

本发明的有益效果是： 

本发明巧妙地将水力与电力驱动装置联系在了一起，用于当水力不足时的电力辅助驱动。适用于任何形式的水力驱动装置。根据系统水压变化自动调节启停电机，该方式具有监测的实时性和调节的及时性。并且由于弹簧的作用，给电机提供了一定缓冲的时间，避免造成电机频繁启停和空载。本发明既充分利用了系统余压，节约了能源，又根据工况变化适时辅以电力，保证了系统的安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明应用于旋转喷雾装置时的结构示意图；

图2是调节机构立体示意图；

图3是调节机构在水力单独驱动时的示意图；

图4是调节机构在水电混合驱动时的示意图；

图5是水力驱动装置主视图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明应用于水力驱动装置时水力输出功率和风机输出功率与转速关系曲线图。

具体实施方式