液压驱动波浪能发电装置

摘要

液压驱动波浪能发电装置，包括一次捕能机构、连接于一次捕能机构之后的变排量数控液压缸、由变排量数控液压缸驱动的液压传动系统、连接于液压传动系统之后的发电机，所述变排量数控液压缸的N组子液压缸的面积各不相同且面积比S1:S2:S3:…:SN＝1:2:4:…:2^N‑1，所述液压传动系统的第一输入端和第二输入端连接由四个单向阀组成的整流阀组，整流阀组的正液压输出端连接高压蓄能器后连接液压马达的液压输入端，液压马达的液压输出端连接低压蓄能器后连接所述整流阀组的负液压回流端，液压马达在液压油的作用下发生单向旋转，以带动发电机发电。优点：液压缸输出的液压能稳定、能量传递效率高、可提高波浪能发电效率。

主权项

液压驱动波浪能发电装置，其特征在于：包括一次捕能机构、连接于一次捕能机构之后的变排量数控液压缸、由变排量数控液压缸驱动的液压传动系统、以及连接于液压传动系统之后的发电机；所述变排量数控液压缸包括圆柱形的缸体、固定在所述缸体上端的缸盖，所述缸体内经过同一冲压工序多次打孔形成2N个绕所述缸体的中心线成圆周布置的子液压缸以及开设在所述缸体的中心线处的中心孔，各个子液压缸的上端固定连接有子缸盖，2N个所述子液压缸分成N组且每组有两个子液压缸，每组的两个子液压缸沿所述缸体的中心线对称布置且大小相等，N组子液压缸的面积各不相同且面积比S1:S2:S3:…:SN＝1:2:4:…:2^N‑1，各个子液压缸内可滑动地设有子活塞杆，N组子液压缸的子活塞杆的下端共同固接一主活塞杆的上端活塞，所有子活塞杆和该主活塞杆形成同步往复运动的活塞杆总成，所述缸体的下端固定连接一主缸套，所述主活塞杆在子活塞杆的带动下沿所述主缸套内壁滑移，所述缸盖上端固定安装有检测子活塞杆和主活塞杆共同运动位移的位移传感器，位移传感器的感测杆穿设在子活塞杆共同围绕的所述中心孔以及主活塞杆开设的中心孔内，露出所述缸盖的位移传感器外罩有辅缸套；所述变排量数控液压缸的缸体外壁上固定安装有N组两位三通高速开关阀，每组两位三通高速开关阀有两个且与一组所述子液压缸相对应，每组子液压缸的两个有杆腔与对应组的一个两位三通高速开关阀的阀口A连接，每组子液压缸的两个无杆腔与对应组的另一个两位三通高速开关阀的阀口A连接，每个两位三通高速开关阀均具有第一工位和第二工位，当工作在第一工位时，两位三通高速开关阀的阀口A与阀口B连通，当工作在第二工位时，两位三通高速开关阀的阀口A与阀口C连通，所述阀口C与油箱连通，与无杆腔连接的两位三通高速开关阀的阀口B与所述液压传动系统的第一输入端连接，与有杆腔连接的两位三通高速开关阀的阀口B与所述液压传动系统的第二输入端连接；当波浪能施加给一次捕能机构的波浪力为正向时，若控制系统使同组的两个两位三通高速开关阀均工作在第一工位，此时对应组的子液压缸不切入所述液压传动系统，若控制系统使同组的两个两位三通高速开关阀均工作在第二工位，此时对应组的子液压缸切入所述液压传动系统；当波浪能施加给一次捕能机构的波浪力为正向时，波浪力推动所述变排量数控液压缸的活塞杆总成向下运动，此时切入组的子液压缸的无杆腔排出液压油且该液压油通过与其连通的两位三通高速开关阀排入所述液压传动系统的第一输入端，所述液压传动系统的第二输入端排出液压油且该液压油通过与其连通的两位三通高速开关阀排入切入组的子液压缸的有杆腔内；当波浪能施加给一次捕能机构的波浪力为负向时，波浪力推动所述变排量数控液压缸的活塞杆总成向上运动，此时切入组的子液压缸的有杆腔排出液压油且该液压油通过与其连通的两位三通高速开关阀排入所述液压传动系统的第二输入端，所述液压传动系统的第一输入端排出液压油且该液压油通过与其连通的两位三通高速开关阀排入切入组的子液压缸的无杆腔内；根据波浪能施加给一次捕能机构的波浪力随时间的变化大小，控制系统通过改变N组两位三通高速开关阀切入所述液压传动系统的组数，从而改变切入所述液压传动系统的子液压缸的组合进而改变子液压缸的总切入面积，使所述变排量数控液压缸的输出压力稳定在液压系统的工作压力附近，从而可以输出较稳定的液压能，所述变排量数控液压缸的输出压力是指实时波浪力除以当下的子液压缸的总切入面积；特别的，使N组子液压缸的面积比S1:S2:S3:…:SN＝1:2:4:…:2^N‑1，满足二进制位权的比例关系，则可做到各不相同的子液压缸总切入面积的组数最多，且子液压缸总切入面积依次递增且不发生重复，子液压缸总切入面积分别为S，S，2S，3S，4S，…，(2^N‑1)S，由于各不相同的子液压缸总切入面积的组数最多，从而对应各个不同的子液压缸总切入面积，实时波浪力可以划分的区间最多，实时波浪力的区间可以划分得最细，从而变排量数控液压缸的输出压力可以越稳定；所述液压传动系统包括所述第一输入端和所述第二输入端，第一输入端和第二输入端作为两个输入端连接由四个单向阀组成的整流阀组，所述整流阀组具有正液压输出端和负液压回流端，所述整流阀组的正液压输出端连接高压蓄能器后连接一液压马达的液压输入端，所述液压马达的液压输出端连接低压蓄能器后连接所述整流阀组的负液压回流端，无论所述第一输入端输入液压油或者所述第二输入端输入液压油，所述整流阀组均是由所述正液压输出端输出液压油并且由所述负液压回流端返回液压油，于是液压马达在所述正液压输出端输出的液压油的作用下发生单向旋转，所述液压马达的输出端连接所述的发电机进而发电。