适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置

摘要

本申请涉及一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，包括用于固定且连通水管的压力变送器，压力变送器耦接有用于控制电子控制器发出控制信号的压力检测电路，压力检测电路包括压力比较单元以及第一开关单元，压力比较单元耦接于压力变送器以接收压力检测信号，压力比较单元设置有压力基准值以在压力检测信号小于压力基准值时输出压力比较信号，第一开关单元耦接于压力比较单元并用于串联在电子控制器的供电回路中。本申请具有在水冷系统出现泄漏时，能够及时停止发电机的工作以对发电机进行及时的保护，提高水冷系统的可靠性的效果。

权利要求

1.一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：包括用于固定且连通水管(1)的压力变送器，所述压力变送器耦接有用于控制电子控制器发出控制信号的压力检测电路，所述压力变送器用于检测水管(1)内部的压力并发出压力检测信号，所述压力检测电路包括压力比较单元(5)以及第一开关单元(6)，所述压力比较单元(5)耦接于压力变送器以接收压力检测信号，所述压力比较单元(5)设置有压力基准值以在压力检测信号小于压力基准值时输出压力比较信号，所述第一开关单元(6)耦接于压力比较单元(5)并用于串联在电子控制器的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制电子控制器发出控制信号；还包括用于保护发电机组(2)的防护组件(3)，所述防护组件(3)包括设置在发电机组(2)一侧且处于压缩状态的环状气囊(31)，所述发电机组(2)朝向气囊(31)的投影位于气囊(31)的内圈，所述气囊(31)的输入端连通有电动充气泵，所述电动充气泵耦接有用于控制电动充气泵启动并向气囊(31)定时充气的定时充气电路，当所述气囊(31)充满气时，所述气囊(31)包裹发电机组(2)；所述定时充气电路包括：定时单元(8)，用于耦接于第一开关单元(6)以接收开关信号；所述定时单元(8)设置有预设时间以在接收到开关信号时启动预设时间的倒计时并发出定时信号；

第二开关单元(9)，用于耦接于定时单元(8)并串联在电动充气泵的供电回路中，所述第二开关单元(9)接收到定时信号时发出开关信号控制电动充气泵启动，并且在预设时间倒计时结束时发出开关信号控制电动充气泵关闭。

2.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：所述第一开关单元(6)还用于串联在循环泵的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制循环泵停止工作。

3.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：还包括用于与水管(1)固定安装的常闭型的排水泵，所述排水泵耦接于第一开关单元(6)，所述排水泵连通有集水装置，所述集水装置用于放置在机舱外部。

4.根据权利要求3所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：所述集水装置包括集水箱和输水管(4)，所述输水管(4)的一端与集水箱连通，所述输水管(4)远离集水箱的一端与排水泵连通，所述集水箱的顶部开设有若干排气孔。

5.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：所述压力检测电路还包括警示单元(7)，所述警示单元(7)包括信号发射器以及信号接收器，所述信号发射器耦接于第一开关单元(6)以在接收到开关信号时向信号接收器发出远程警示信号，所述信号接收器用于供维修风力发电机的工作人员携带。

6.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：所述第一开关单元(6)包括三极管Q1和第一继电器KM1，所述三极管Q1的基极耦接于压力比较单元(5)，所述三极管Q1的集电极与信号发射器串联后耦接于电源电压VCC，所述三极管Q1的发射极与第一继电器KM1串联后接地，所述第一继电器KM1包括常开触点开关KM1‑1,所述常开触点开关KM1‑1串联在电子控制器的供电回路中。

7.根据权利要求6所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：所述第一继电器KM1还包括常开触点开关KM1‑2，所述常开触点开关KM1‑2串联在排水泵的供电回路中。

8.根据权利要求6所述的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，其特征在于：所述第一继电器KM1还包括常闭触点开关KM1‑3，所述常闭触点开关KM1‑3串联在循环泵的供电回路中。

说明书

适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置

技术领域

[0001] 本申请涉及风力发电的技术领域，尤其是涉及一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置。

背景技术

[0002] 风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。

[0003] 风力发电机还包括水冷系统以及电子控制器，水冷系统用于给发电机以及齿轮箱等发热装置进行水冷散热；电子控制器不断监控风力发电机状态的计算机，当出现齿轮箱
或发电机的过热时，该电子控制器可以自动发出控制信号停止风力发电机的转动。

[0004] 水冷系统包括水管、散热单元、循环泵以及膨胀罐，水管内流通有冷却液用于吸收发电机组散发热量，散热单元置于室外用于冷却液散热，循环泵用于使水管内的水循环流
动，气囊式的膨胀罐用于维持管内压力恒定。

[0005] 针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：由于冷却系统的管路繁多且安装于机舱内，当水管出现泄漏时工作人员较难及时发现，若水管泄漏时不能及时停止
发电机的工作，则发电机组极易受到严重的破坏，造成经济财产的损失。

发明内容

[0006] 为了在水冷系统出现泄漏时，能够及时停止发电机的工作以对发电机进行及时的保护，提高水冷系统的可靠性，本申请提供了一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保
护装置。

[0007] 本申请提供的一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置。采用如下的技术方案：

[0008] 一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置，包括用于固定且连通水管的压力变送器，所述压力变送器耦接有用于控制电子控制器发出控制信号的压力检测电路，
所述压力变送器用于检测水管内部的压力并发出压力检测信号，所述压力检测电路包括压
力比较单元以及第一开关单元，所述压力比较单元耦接于压力变送器以接收压力检测信
号，所述压力比较单元设置有压力基准值以在压力检测信号小于压力基准值时输出压力比
较信号，所述第一开关单元耦接于压力比较单元并用于串联在电子控制器的供电回路中以
在接收到压力比较信号时输出开关信号控制电子控制器发出控制信号。

[0009] 通过采用上述技术方案，压力变送器实时监测水管内的压力并输出压力检测信号。

[0010] 正常情况下，膨胀罐维持管内压力恒定，此时压力检测信号大于压力基准值，第一开关单元未接收到压力比较信号，电子控制器未发出控制信号，发电机组处于正常工作状
态。

[0011] 当水管出现泄漏时，在外界大气压的均衡下使得水管内部的压力降低，则压力变送器发出的压力检测信号变小，当压力检测信号小于压力基准值时压力比较单元发出压力
比较信号至第一开关单元，第一开关单元接收到压力比较信号并发出开关信号以使电子控
制器发出控制信号控制发电机组停止工作。

[0012] 通过压力变送器对水管内部压力进行监测，当某一水管支路泄漏时，压力变送器则可以感应到所有管路中存在某处泄漏的情况，而压力检测电路则立即通过电子控制器控
制发电机组立即停止工作，实现电子控制器用于在水冷系统泄漏时自动控制发电机组停止
在工作的功能；即在水冷系统出现泄漏时，能够及时停止发电机的工作以对发电机进行及
时的保护，提高水冷系统的可靠性。

[0013] 可选的，所述第一开关单元还用于串联在循环泵的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制循环泵停止工作。

[0014] 通过采用上述技术方案，当第一开关单元接收到压力比价信号时发出开关信号控制循环泵停止工作，使得水管内的水停止循环流动，进而水不易从水管的泄漏处喷出，降低
了泄漏的程度。

[0015] 可选的，所述适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置还包括用于与水管固定安装的常闭型的排水泵，所述排水泵耦接于第一开关单元，所述排水泵连通有集水装置，
所述集水装置用于放置在机舱外部。

[0016] 通过采用上述技术方案，当第一开关单元接收到压力比较信号时，第一开关单元发出开关信号控制常闭型的排水泵启动，排水泵将水管内的水抽取至机舱外部的集水装
置；水管泄漏时，水管内的水被即及时抽离，使得泄漏处不易持续漏水，同时，排水泵抽干水
管内的水后，水管内的空气均朝排水泵流动，空气对水管壁的残留水产生推力，使得水管壁
不易继续凝结水滴并流至泄漏处，泄漏保护装置的防泄漏效果较好。

[0017] 可选的，所述集水装置包括集水箱和输水管，所述输水管的一端与集水箱连通，所述输水管远离集水箱的一端与排水泵连通，所述集水箱的顶部开设有若干排气孔。

[0018] 通过采用上述技术方案，水管出现泄漏时，排水泵将抽取水管内的水经过排水泵以及输水管后进入到集水箱内，排气孔用于排出集水箱内多余的空气，使得集水箱内的压
力不易过大导致集水箱爆裂，集水箱收集水更为可靠。

[0019] 可选的，所述压力检测电路还包括警示单元，所述警示单元包括信号发射器以及信号接收器，所述信号发射器耦接于第一开关单元以在接收到开关信号时向信号接收器发
出远程警示信号，所述信号接收器用于供维修风力发电机的工作人员携带。

[0020] 通过采用上述技术方案，第一开关单元接收到压力比较信号后发出开关信号至警示单元，警示单元接收到开关信号后，信号发射器的供电回路导通，信号发射器发出远程警
示信号至信号接收器，由于信号接收器用于供工作人员随身携带，风力发电机出现泄漏事
件时，工作人员能够及时得知泄漏情况的消息并及时控制与风力发电机相耦接的其他设备
进行断电，并及时前往现场进行维修查看。

[0021] 可选的，所述适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置还包括用于保护发电机组的防护组件，所述防护组件包括设置在发电机组一侧且处于压缩状态的环状气囊，所
述发电机组朝向气囊的投影位于气囊的内圈，所述气囊的输入端连通有电动充气泵，所述
电动充气泵耦接有用于控制电动充气泵启动并向气囊定时充气的定时充气电路，当所述气
囊充满气时，所述气囊包裹发电机组；所述定时充气电路包括：

[0022] 定时单元，用于耦接于第一开关单元以接收开关信号；所述定时单元设置有预设时间以在接收到开关信号时启动预设时间的倒计时并发出定时信号；

[0023] 第二开关单元，用于耦接于定时单元并串联在电动充气泵的供电回路中，所述第二开关单元接收到定时信号时发出开关信号控制电动充气泵启动，并且在预设时间倒计时
结束时发出开关信号控制电动充气泵关闭。

[0024] 通过采用上述技术方案，当出现水管泄漏时，第一开关单元发出开关信号至定时单元，定时单元立即发出定时信号并开始预设时间的倒计时，倒计时期间，第二开关单元接
收到定时信号并控制电动充气泵快速向气囊充气，气囊充气后沿水平方向膨胀并包裹发电
机组，定时单元的预设时间倒计时结束时，电动充气泵停止对气囊充气，气囊始终处于膨胀
状态，此时水管泄漏处的水不易喷射在发电机组的表面，使得泄漏保护装置对发电机组的
保护效果更好。

[0025] 可选的，所述第一开关单元包括三极管Q1和第一继电器KM1，所述三极管Q1的基极耦接于压力比较单元，所述三极管Q1的集电极与信号发射器串联后耦接于电源电压VCC，所
述三极管Q1的发射极与第一继电器KM1串联后接地，所述第一继电器KM1包括常开触点开关
KM1‑1,所述常开触点开关KM1‑1串联在电子控制器的供电回路中。

[0026] 通过采用上述技术方案，当三极管Q1接收到压力比较信号时，三极管Q1的基极由低电平转换成高电平，三极管Q1导通使得信号发射器得电，第一继电器KM1的线圈得电，常
开触点开关KM1‑1闭合；此时信号发射器发出远程警示信号至信号接收器，同时，电子控制
器供电回路闭合并发出控制信号以控制发电机组停止工作，当三极管Q1未接收到压力比较
信号时，三极管Q1的基极维持低电平，信号发射器和第一继电器KM1均未得电，发电机组处
于正常工作状态。

[0027] 可选的，所述第一继电器KM1还包括常开触点开关KM1‑2，所述常开触点开关KM1‑2串联在排水泵的供电回路中。

[0028] 通过采用上述技术方案，当三极管Q1导通时，第一继电器KM1的线圈得电，常开触点开关KM1‑2闭合，排水泵得电并开始抽水，当三极管Q1未导通时，第一继电器KM1未得电，
排水泵处于常闭状态，实现控制排水泵得失电的功能。

[0029] 可选的，所述第一继电器KM1还包括常闭触点开关KM1‑3，所述常闭触点开关KM1‑3串联在循环泵的供电回路中。

[0030] 通过采用上述技术方案，当三极管Q1导通时，第一继电器KM1的线圈得电，常开触点开关KM1‑3断开，循环泵失电停止工作，当三极管Q1未导通时，第一继电器KM1未得电，循
环泵处于正常工作状态，实现控制循环泵得失电的功能。

[0031] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

[0032] 1.通过压力变送器对水管内部压力进行监测，当某一水管支路泄漏时，压力变送器则可以感应到所有管路中存在某处泄漏的情况，而压力检测电路则立即通过电子控制器
控制发电机组立即停止工作，提高水冷系统的可靠性；

[0033] 2.第一开关单元接收到压力比价信号时发出开关信号控制循环泵停止工作，使得水管内的水停止循环流动，进而水不易从水管的泄漏处喷出，降低了泄漏的程度；

[0034] 3.定时单元的预设时间倒计时结束时，电动充气泵停止对气囊充气，气囊始终处于膨胀状态，此时水管泄漏处的水不易喷射在发电机组的表面，使得泄漏保护装置对发电
机组的保护效果更好。

附图说明

[0035] 图1是本申请实施例中水冷系统的结构示意图；

[0036] 图2是本申请实施例中防护组件的结构示意图；

[0037] 图3是本申请实施例中压力检测电路的电路图；

[0038] 图4是本申请实施例中定时充气电路的电路图。

[0039] 附图标记说明：1、水管；2、发电机组；3、防护组件；31、气囊；32、固定框；321、凹槽；4、输水管；5、压力比较单元；6、第一开关单元；7、警示单元；8、定时单元；9、第二开关单元。

具体实施方式

[0040] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1‑4及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申
请，并不用于限定本申请。

[0041] 风力发电机包括水冷系统以及电子控制器，电子控制器用于自动发出控制信号停止风力发电机的转动。

[0042] 水冷系统包括水管1、发电机组2、散热单元、循环泵以及膨胀罐，发电机组2位于机舱内，水管1内流通有冷却液用于吸收发电机组2散发热量，散热单元置于室外用于冷却液
散热，循环泵用于使水管1内的水循环流动，气囊31式的膨胀罐用于维持管内压力恒定。

[0043] 本申请实施例公开一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置。参照图1，适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置包括压力变送器、常闭型的排水泵和防护组
件3，压力变送器和排水泵均与水管1固定且连通，防护组件3用于设置在发电机组2的一侧。

[0044] 参照图2，防护组件3包括用于固定在机舱内壁的环状固定框32，固定框32位于发电机组2的一侧，固定框32朝向固定机组的一侧开设有环状的凹槽321，凹槽321内填充有处
于压缩状态的气囊31，本实施例中，气囊31为耐高温材料聚氨酯制成，发电机组2朝向气囊
31的投影位于气囊31的内圈，气囊31的输入端连通有电动充气泵，当气囊31充满气时，气囊
31朝发电机组2的方向膨胀并包裹发电机组2；此时水管1泄漏处的水不易喷射在发电机组2
的表面，使得泄漏保护装置对发电机组2的保护效果更好。

[0045] 参照图1，排水泵包括输入端和输出端，输入端与水管1连通且固定，输出端连通有集水装置，集水装置用于放置在机舱外部，集水装置包括输水管4和集水箱，输水管4的一端
与集水箱连通，输水管4远离集水箱的一端与输出端连通，集水箱的顶部开设有若干排气孔
（图中未示出）；排气孔用于排出集水箱内多余的空气，使得集水箱内的压力不易过大导致
集水箱爆裂，集水箱收集水更为可靠。

[0046] 参照图3，压力变送器用于检测水管1内部的压力并发出压力检测信号，压力变送器耦接有用于控制电子控制器发出控制信号的压力检测电路，压力检测电路包括：

[0047] 压力比较单元5，耦接于压力变送器以接收压力检测信号，并设置有压力基准值以在压力检测信号小于压力基准值时输出压力比较信号；压力比较单元5包括比较器N1，比较
器N1的第一信号输入端为反相输入端，反相输入端耦接于压力变送器，比较器N1的第二信
号输入端为正相输入端，正相输入端接入压力基准值，即正相输入端耦接有第三电阻R3，第
三电阻R3远离比较器N1的正相输入端的一端耦接有第一电阻R1，第一电阻R1远离第三电阻
R3的一端耦接于电源电压VCC，第一电阻R1与第三电阻R3的连接节点耦接有第二电阻R2，第
二电阻R2远离第一电阻R1与第三电阻R3的连接节点的一端接地，比较器N1的信号输出端耦
接于第一开关单元6。

[0048] 第一开关单元6耦接于压力比较单元5并用于串联在电子控制器的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制电子控制器发出控制信号；第一开关单元6包
括NPN型的三极管Q1和第一继电器KM1，三极管Q1的基极耦接于比较器N1的信号输出端，三
极管Q1的集电极耦接于电源电压VCC，三极管Q1的发射极与第一继电器KM1串联后接地，第
一继电器KM1包括常开触点开关,常开触点开关KM1‑1串联在电子控制器的供电回路中。

[0049] 第一开关单元6耦接于压力比较单元5并用于串联在排水泵的供电回路中以在接收到压力比较信号时控制排水泵启动进行抽水，第一继电器KM1包括常开触点开关KM1‑2，
常开触点开关KM1‑2串联在排水泵的供电回路中；水管1泄漏时，水管1内的水被即及时抽
离，使得泄漏处不易持续漏水，同时，排水泵抽干水管1内的水后，水管1内的空气均朝排水
泵流动，空气对水管1壁的残留水产生推力，使得水管1壁不易继续凝结水滴并流至泄漏处，
泄漏保护装置的防泄漏效果较好。

[0050] 第一开关单元6耦接于压力比较单元5并用于串联在循环泵的供电回路中以在接收到压力比较信号时输出开关信号控制循环泵停止工作；第一继电器KM1还包括常闭触点
开关KM1‑3，常闭触点开关KM1‑3串联在循环泵的供电回路中。

[0051] 警示单元7，耦接于第一开关单元6以在接收到开关信号时输出远程警示信号至维修风力发电机的工作人员；警示单元7包括信号发射器以及信号接收器，信号发射器与三极
管Q1的集电极串联后耦接于电源电压VCC，信号发射器得电时向信号接收器发出远程警示
信号，信号接收器用于供维修风力发电机的工作人员携带。

[0052] 参照图4，电动充气泵耦接有用于控制电动充气泵启动并向气囊31定时充气的定时充气电路，定时充气电路包括：

[0053] 参照图3以及图4，定时单元8，用于耦接于第一开关单元6以接收开关信号；定时单元8设置有预设时间以在接收到开关信号时启动预设时间的倒计时并发出定时信号；第一
开关单元6还包括第二继电器KM2，第一继电器KM1还包括常开触点开关KM1‑4，常开触点开
关KM1‑4耦接于第二继电器KM2的线圈，第二继电器KM2的线圈远离常开触点开关KM1‑4的一
端接地，常开触点开关KM1‑4远离第二继电器KM2的线圈的一端耦接于电源电压VCC，第二继
电器KM2包括常开触点开关KM2‑1，常开触点开关KM2‑1耦接于定时单元8。

[0054] 参照图4，定时单元8包括定时芯片U1，定时芯片U1包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚以及第八引脚，第二引脚为信号输入端，常开触点开关
KM2‑1的一端耦接于第二引脚，常开触点开关KM2‑1远离第二引脚的一端接地，第三引脚为
信号输出端，第三引脚耦接于第二开关单元9，第六引脚耦接有滑动电阻RP,第六引脚耦接
于滑动电阻RP的滑动端，滑动电阻RP远离第六引脚的一端耦接有第四电阻R4，第四电阻R4
远离滑动电阻RP的一端耦接于电源电压VCC，滑动电阻RP远离第四电阻R4和第六引脚的一
端耦接于常开触点开关KM2‑1和第二引脚的连接节点，常开触点开关KM2‑1的两端并联有极
性电容C1；第五引脚耦接有第二电容C2，第二电容C2远离第五引脚的一端接地；第一引脚接
地；第四引脚以及第八引脚均耦接于电源电压VCC。

[0055] 第二开关单元9，用于耦接定时单元8并串联在电动充气泵的供电回路中，第二开关单元9接收到定时信号时发出开关信号控制电动充气泵启动，并且在预设时间倒计时结
束时发出开关信号控制电动充气泵关闭；第二开关单元9包括第三继电器KM3,继电器KM3的
一端耦接于定时芯片U1的第三引脚，继电器KM3远离第三引脚的一端接地，继电器KM3包括
敞开触点开关KM3‑1，常开触点开关KM3‑1串联在电动充气泵的供电回路中。

[0056] 本申请实施例一种适用于风力发电机的水冷系统的泄漏保护装置的实施原理为：正常情况下，膨胀罐维持管内压力恒定，此时压力检测信号大于压力基准值，比较器N1的信
号输出端未发出压力比较信号，三极管Q1未导通，第一继电器KM1的线圈未得电，则：

[0057] 常开触点开关KM1‑1处于常开状态，电子控制器未发出控制信号；

[0058] 常开触点开关KM1‑2处于断开状态，排水泵处于关闭状态；

[0059] 常开触点开关KM1‑3处于闭合状态，循环泵处于正常工作状态；

[0060] 常开触点开关KM1‑4处于断开状态，继电器KM2未得电，常开触点开关KM2‑1处于断开状态，定时芯片U1的信号输入端未接收到开关信号，第三继电器KM3未得电，电动充气泵
处于关闭状态；即发电机组2处于正常工作状态。

[0061] 当水管1出现泄漏时，在外界大气压的均衡下使得水管1内部的压力降低，则压力变送器发出的压力检测信号变小，当压力检测信号小于压力基准值时比较器N1的信号输出
端输出压力比较信号至三极管Q1的基极，三极管Q1导通使得继电器KM1的线圈得电，则：

[0062] 常开触点开关KM1‑1闭合，电子控制器发出控制信号控制发电机组2停止工作。

[0063] 常开触点开关KM1‑2闭合，排水泵将水管1内的水抽取至集水箱内。

[0064] 常开触点开关KM1‑3断开，循环泵停止工作。

[0065] 常开触点开关KM1‑4闭合，继电器KM2得电，常开触点开关KM2‑1闭合，定时芯片U1的第二引脚接收到开关信号并开始预设时间的倒计时，同时发出定时信号至第二开关单元
9，第三继电器KM3得电，电动充气泵开启并向气囊31快速充气；气囊31朝发电机组2的方向
膨胀并包裹在发电机组2的外围；当预设时间倒计时结束时，第三继电器KM3失电，电动充气
泵停止向气囊31充电，气囊31处于膨胀状态。

[0066] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代
特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而
已。