槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置

摘要

本发明涉及一种槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置，由第一平衡块-传动/止动装置、第二平衡块-传动/止动装置和摆动臂组成。每个平衡块-传动/止动装置均包括1个平衡块、2个齿轮、2个止动块和1个输入轴。平衡块通过其上设置的燕尾槽与摆动臂上设置的燕尾槽导轨相连接，通过其上安置的2个齿轮与摆动臂上设置的2列齿条之间的啮合传动实现平衡块的位置调整，通过其上安置的2个止动块与摆动臂上设置的2列齿条之间的咬合实现平衡块的位置固定。本发明与槽式太阳能装置轴向连接后，可以通过调整2个或1个平衡块的位置平衡槽式太阳能装置因结构设计、制造和装配误差等因素导致的不平衡力矩，实现整套槽式太阳能装置的静态力矩平衡。

权利要求

1.一种槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置,其特征在于：该装置由第一平衡块-传动/止动装置(A)、第二平衡块-传动/止动装置(B)以及摆动臂(C)组成；第一平衡块-传动/止动装置(A)与第二平衡块-传动/止动装置(B)结构相同，均包括1个平衡块(1)、2个齿轮(2)、2个止动块(3)、1个输入轴(4)，其中平衡块(1)的底部设置有1道沿长度方向的燕尾槽(10)；摆动臂(C)的一端设置有1个摆动臂安装孔(13)，且摆动臂相对于摆动臂(C)的中截面G为对称结构，摆动臂(C)的上、下部均沿长度方向设置有1道燕尾槽导轨(11)，且每道燕尾槽导轨(11)上端面沿长度方向固连2列平行的齿条(5)，平衡块(1)通过其上设置的燕尾槽(10)与摆动臂上设置的燕尾槽导轨(11)相连接；

所述的2个齿轮(2)均为直齿圆柱齿轮，2个齿轮(2)分别通过键(12)周向固连于输入轴(4)，并通过在2个齿轮(2)之间设置的1对滚子轴承(6)支承于平衡块(1)的支承孔内，齿轮(2)与滚子轴承(6)通过齿轮(2)与滚子轴承之间的挡圈(9)以及齿轮(2)外侧的螺母Ⅰ(7)轴向固定；2个止动块(3)分别布置在输入轴(4)上螺母Ⅰ(7)的外侧，并通过螺母Ⅱ(8)轴向固定；

所述的齿轮(2)与齿条(5)构成齿轮-齿条啮合传动副；止动块(3)底部设置有1列与齿条(5)相同的齿形，止动块(3)与齿条(5)构成咬合接触；

所述的槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置通过摆动臂安装孔(13)安装在槽式太阳能装置(D)的中心轴(15)的输入端，其中摆动臂安装孔(13)内设置有键槽(14)，摆动臂(C)与中心轴(15)通过键周向固定，且在槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置外侧增设

1条支撑腿(16)。

说明书

槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置，属于太阳能装备技术领域。

背景技术

[0002] 槽式太阳能装置属于槽式太阳能热发电系统的重要组成装备，其功能是带动安置于其上的槽式聚光镜作跟随太阳运动的定轴转动，并将太阳光反射汇聚至管状集热器以有效收集太阳的光能与热能。工程应用中，为了降低槽式太阳能装置的驱动力矩、以便为其配置较低功率与成本的驱动器并降低驱动过程中的能源消耗，需要平衡槽式太阳能装置因结构设计、制造和装配误差等因素导致的绕其中心轴的静态不平衡力矩，目前主要是采用添加配重的方法对槽式太阳能装置进行静态力矩平衡。例如，公开号为CN202254446U的一种槽式太阳能集热管式支架中，在其中心轴的外壁上通过焊接连接的方式设置有多个配重，目的就是平衡槽式太阳能集热管式支架的不平衡力矩以降低驱动器的驱动力矩。采用这种技术措施可以获得预期的平衡效果，但也存在以下的不足：1.对于不同的槽式太阳能装置，需要的配重数量、质量及安置位置也各不相同；2.当槽式太阳能装置的结构发生变化时，需要增加或减少配重并重新进行布位；3.当配重的数目较多时，增加了槽式太阳能装置的质量以及支撑腿的负荷。如，在较大型槽式太阳能热发电系统中，槽式太阳能装置的轴向长度已超过200米，随着配重数目的增多，其质量也会显著增加；4.由于配重的数目较多并通过固连的方式与槽式太阳能装置相连接，工程量较大且劳动强度较高。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提出一种适应性强、操作方便、精度较高的槽式太阳能装置可调式力矩平衡装置，能够平衡槽式太阳能装置因结构设计、制造和装配误差等因素导致的不平衡力矩，实现整套槽式太阳能装置的静态力矩平衡。实现本发明的具体技术方案是：

[0004] 本发明所述的槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置,其特征在于：该装置由第一平衡块-传动/止动装置A、第二平衡块-传动/止动装置B以及摆动臂C组成。第一平衡块-传动/止动装置A与第二平衡块-传动/止动装置B结构相同，均包括1个平衡块1、2个齿轮2、2个止动块3、1个输入轴4，其中平衡块1的底部设置有1道沿长度方向的燕尾槽10。摆动臂C的一端设置有1个摆动臂安装孔13，且摆动臂C相对于摆动臂C的中截面G为对称结构，摆动臂C的上、下部均沿长度方向设置有1道燕尾槽导轨11，且每道燕尾槽导轨11上端面沿长度方向固连2列平行的齿条5，平衡块1通过其上设置的燕尾槽10与摆动臂上设置的燕尾槽导轨11相连接。

[0005] 所述的2个齿轮2均为直齿圆柱齿轮，2个齿轮2分别通过键12周向固连于输入轴4，并通过在2个齿轮2之间设置的1对滚子轴承6支承于平衡块1的支承孔内，齿轮2与滚子轴承6通过齿轮2与滚子轴承之间的挡圈9以及齿轮2外侧的螺母Ⅰ7轴向固定。2个止动块3分别布置在输入轴4上螺母Ⅰ7的外侧，并通过螺母Ⅱ8轴向固定。

[0006] 所述的齿轮2与齿条5构成齿轮-齿条啮合传动副；止动块3底部设置有1列与齿条5相同的齿形，止动块3与齿条5构成咬合接触。

[0007] 所述的槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置通过摆动臂安装孔13安装在槽式太阳能装置D的中心轴15的输入端，其中摆动臂安装孔13内设置有键槽14，摆动臂C与中心轴15通过键周向固定，且在槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置外侧增设1条支撑腿16。

[0008] 本发明的有益效果是：1.在设计、制造和装配槽式太阳能装置过程中，不需要通过分段增置配重的方式平衡槽式太阳能装置的静态不平衡力矩。只需在槽式太阳能装置装配完成后，通过增置本发明的力矩平衡装并调整平衡块的位置实现力矩平衡；2.采用通过止动块与摆动臂上设置的齿条之间的咬合的方式实现平衡块的位置固定，与螺栓固定的方式相比，结构简单且具有更高的定位精度。3.摆动臂两侧的2个平衡块能够分别独立进行调整，可以获得更好的力矩平衡效果；4.平衡装置具有较宽的适应性，对于静态力矩不平衡的不同的槽式太阳能装置，可以采用同一个平衡装置通过适当调节平衡块的位置实现整套装置的力矩平衡；5.当槽式太阳能装置的长度增加时，无需增设新的平衡装置，只需根据需要重新调整平衡块的位置，能够减少成本投入并降低劳动强度。

附图说明

[0009] 图1为本发明的结构示意图。

[0010] 图2为第一平衡块-传动/止动装置或第二平衡块-传动/止动装置的主视图。

[0011] 图3为图2的H-H截面剖视图。

[0012] 图4为本发明的俯视图。

[0013] 图5为图4的K-K阶梯剖视图。

[0014] 图6为本发明第一平衡块-传动/止动装置的平衡块位置调整时的啮合原理图。

[0015] 图7为本发明在槽式太阳能装置上的虚拟装配示意图。

[0016] 图中，A、第一平衡块-传动/止动装置，B、第二平衡块-传动/止动装置，C、摆动臂，D、槽式太阳能装置，1、平衡块，2、齿轮，3、止动块，4、输入轴，5、齿条，6、滚子轴承，7螺母Ⅰ，8、螺母Ⅱ，9、挡圈，10、燕尾槽，11、燕尾槽导轨，12、键，13、摆动臂安装孔，14、键槽，15、中心轴，16、支撑腿。

具体实施方式

[0017] 本发明涉及的一种槽式太阳能装置的可调式力矩平衡装置，主要由第一平衡块-传动/止动装置A、第二平衡块-传动/止动装置B以及摆动臂C组成。整个平衡装置通过键轴向固定套装在太阳能装置D的中心轴15的输入端，实现槽式太阳能可调式平衡装置与槽式太阳能装置D的同步低速旋转。

[0018] 当需要调整第一平衡块-传动/止动装置A中平衡块1的位置时，先由槽式太阳能装置的驱动器带动整套装置转动并将可调式力矩平衡装置的摆动臂C旋转至水平位置，然后停止整套槽式太阳能装置的动力输入；依次将2个螺母Ⅰ7和2个止动块3卸掉，再通过输入轴4的输入端输入转矩带动齿轮2与齿条5啮合传动，实现平衡块1的位置调整；当平衡块调整1到所需位置后，安装好输入轴4末端的止动块3和螺母Ⅰ7，使止动块3与齿条5咬合以固定平衡块1在摆动臂C上的位置；撤去输入轴4输入端的转矩输入装置，再上紧输入轴4输入端的止动块3和螺母Ⅰ7，至此，完成了平衡块1的位置调整操作。

[0019] 当需要调整第二平衡块-传动/止动装置B中的平衡块1时，调整的方法与步骤和调整第一平衡块-传动/止动装置A的平衡块1相同。由于第一平衡块-传动/止动装置A、第二平衡块-传动/止动装置B中的平衡块1能够分别独立进行调节，可以通过准确地调整第一平衡块-传动/止动装置A、第二平衡块-传动/止动装置B中2个平衡块的位置，更好地平衡槽式太阳能装置因结构设计、制造和装配误差等因素导致的不平衡力矩，实现整套槽式太阳能装置的静态力矩平衡。