导电滑环的旋转安装结构及旋转输送电设备的制作方法

1.本发明涉及配电技术领域，特别涉及一种导电滑环的旋转安装结构及旋转输送电设备。


背景技术：

2.旋转输送电设备通常应用于风力发电系统，其通常包括箱体及安装架，箱体下侧壁开设有安装孔，安装架从安装孔装入箱体内，安装架下端通过深沟球轴承或角接触轴承转动安装于箱体下侧壁，安装架套设有三个导电滑环，安装板插装有三个用于外接电缆的第一套管，箱体外壁安装有三个用于外接电缆的第二套管，三个第二套管通过碳刷一一对应地与三个导电滑环电性连接，三个第一套管与三个导电滑环电性连接，由此实现三个第一套管与三个第二套管之间一一对应地旋转输电。在风力发电场景中，特别是海上风电、海上平台等场景中，风力发电系统安装在漂浮式平台上，风力发电系统容易受风力、波浪影响产生倾斜、摇摆、振动等现象。同时，由于海上风电系统往大容量方向发展，其输送电设备的电压等级越来越高(从10kv上升至35kv甚至是66kv)，电压等级的升高要求绝缘距离增加，导致元器件的尺寸越来越大，以及设备的体积和重量越来越大，风力发电系统对设备提出更高的要求以应对倾斜、摇摆、振动等现象，然而，现有的旋转输送电设备，其安装导电滑环的旋转结构难以满足电压等级越来越高的输电系统的安装需求。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种导电滑环的旋转安装结构，具有更高的抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能，有效满足在输电系统越来越高的电压等级下电气部件尺寸越来越大时的安装需求。
4.本发明还提出一种具有上述导电滑环的旋转安装结构的旋转输送电设备。
5.根据本发明的第一方面实施例的导电滑环的旋转安装结构，包括箱体、回转支撑轴承、上轴承及用于安装导电滑环的安装架，所述箱体的下侧壁开设有第一安装孔；所述回转支撑轴承包括固定安装于所述箱体下侧壁的回转外圈及转动安装于所述回转外圈内侧的回转内圈，所述回转内圈与所述第一安装孔相对，所述回转外圈的内周壁与所述回转内圈的外周壁之间滚动设置有多个滚珠；所述上轴承的外圈固定安装于所述箱体的上侧壁，所述上轴承的内圈的转动轴线与所述回转内圈的转动轴线相互重合；所述安装架从所述第一安装孔插设于所述箱体内，所述安装架的下端安装于所述回转内圈，所述安装架的上端安装于所述上轴承的内圈。
6.根据本发明实施例的导电滑环的旋转安装结构，至少具有如下有益效果：本发明提供的导电滑环的旋转安装结构中，安装架上端安装于上轴承的内圈，安装架下端安装于回转支撑轴承的回转内圈，其中，回转支撑轴承属于可以承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，具备较高的强度、精度，通过回转支撑轴承及上轴承的组合，使得整个旋转安装结构具有更高的抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能，有效满足
在输电系统越来越高的电压等级下电气部件尺寸越来越大时的安装需求。
7.根据本发明的一些实施例，所述安装架包括第一安装板、第二安装板及连接轴，所述第一安装板与所述第二安装板间隔设置，所述第一安装板安装在所述回转内圈上并将所述回转内圈封闭，所述第二安装板安装在所述上轴承的内圈上，所述连接轴上下两端一一对应地与所述第一安装板及所述第二安装板连接。
8.根据本发明的一些实施例，所述回转支撑轴承位于所述箱体下侧，所述回转外圈连接有呈环形的密封盖板，所述密封盖板套设于所述连接轴，所述密封盖板位于所述第一安装板与所述箱体的下侧壁之间，所述密封盖板与所述第一安装板之间设置有用于密封的第一弹性垫圈，所述密封盖板与所述箱体下侧壁之间设置有用于密封的第二弹性垫圈。
9.根据本发明的一些实施例，所述箱体上侧壁开设有与所述第一安装孔相对的安装腔，所述安装腔上侧壁开设有通孔，所述上轴承安装在所述安装腔内，所述连接轴中空设置，所述连接轴的下端穿设于所述第一安装板，所述连接轴上端穿设于所述第二安装板及所述上轴承的内圈，且所述通孔与所述连接轴的内部连通。
10.根据本发明的一些实施例，所述第二安装板封闭所述上轴承的内圈，所述第二安装板连接有连接件，所述连接件嵌装于所述上轴承的内圈，所述连接轴穿设于所述连接件，其中，所述连接件上端与所述容纳腔的上侧壁之间设置有用于密封的第三垫圈。
11.根据本发明的一些实施例，所述第二安装板设置有用于与所述连接轴过盈配合的第二安装孔，所述连接轴穿设于所述第二安装孔，所述第二安装板与所述连接件下侧面之间设置有用于密封的第四弹性垫圈。
12.根据本发明的一些实施例，所述连接轴的轴线与所述回转支撑轴承的轴线相互重合，所述第一安装板与所述第二安装板之间连接有至少两根用于安装导电滑环的安装杆，所有的所述安装杆均匀分布在所述连接轴的周围。
13.根据本发明的第二方面实施例的旋转输送电设备，包括上述的导电滑环的旋转安装结构。
14.根据本发明实施例的旋转输送电设备，至少具有如下有益效果：本发明提供的旋转输送电设备采用上述的导电滑环的旋转安装结构，其中，安装架上端安装于上轴承的内圈，安装架下端安装于回转支撑轴承的回转内圈，回转支撑轴承属于可以承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，具备较高的强度、精度，通过回转支撑轴承及上轴承的组合，使得整个旋转输送电设备具有更高的抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能，可以有效满足在输电系统越来越高的电压等级下电气部件尺寸越来越大时的安装需求，从而可以适用于35kv及以上的输电系统中。
15.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本发明实施例的导电滑环的旋转安装结构及旋转输送电设备的内部结构示意图；
18.图2为图1中a处的放大图；
19.图3为图1中b处的放大图；
20.图4为图1示出的导电滑环的旋转安装结构的示意图。
21.图5为图1示出的旋转输送电设备的示意图。
22.附图标记：
23.箱体100、第一安装孔110、安装腔120、通孔121、回转支撑轴承200、回转外圈210、回转内圈220、密封盖板230、滚珠240、上轴承300、安装架400、第一安装板410、第二安装板420、第二安装孔421、连接轴430、安装杆440、导电滑环500、第一弹性垫圈610、第二弹性垫圈620、第三弹性垫圈630、第四弹性垫圈640、连接件700、第一套管810、第二套管820。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
28.现有技术中，随着风电系统的电压等级越来越高，导电滑环500的电压等级越来越高，相邻两个导电滑环500所需绝缘距离也越来越大，使得安装架400的尺寸、第一套管810、第二套管820的尺寸也越来越大，对应的，安装架400下方的轴承也需要做大，然而，常规的深沟球轴承或角接触轴承一旦尺寸加大后，其厚度、轴承内圈与外圈之间的间距会非常大，导致现有的旋转配电箱抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能下降，无法满足使用要求。
29.参照图1及图4，本发明的实施例提供的导电滑环的旋转安装结构，包括箱体100、回转支撑轴承200、上轴承300及用于安装导电滑环500的安装架400，箱体100的下侧壁开设有第一安装孔110；回转支撑轴承200包括固定安装于箱体100下侧壁的回转外圈210及转动安装于回转外圈210内侧的回转内圈220，回转内圈220与第一安装孔110相对，回转外圈210的内周壁与回转内圈220的外周壁之间滚动设置有多个滚珠240；上轴承300的外圈固定安装于箱体100的上侧壁，上轴承300的内圈的转动轴线与回转内圈220的转动轴线相互重合；安装架400从第一安装孔110插设于箱体100内，安装架400的下端安装于回转内圈220，安装架400的上端安装于上轴承300的内圈。
30.本发明提供的导电滑环的旋转安装结构中，安装架400上端安装于上轴承300的内
圈，安装架400下端安装于回转支撑轴承200的回转内圈220，其中，回转支撑轴承200属于可以承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，具备较高的强度、精度，通过回转支撑轴承200及上轴承300的组合，使得整个旋转安装结构具有更高的抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能，可以有效满足在输电系统越来越高的电压等级下电气部件尺寸越来越大时的安装需求，具备高可靠性，可以适用于35kv及以上的输电系统中。
31.参照图1及图4，在一些实施例中，安装架400包括第一安装板410、第二安装板420及连接轴430，第一安装板410与第二安装板420间隔设置，第一安装板410安装在回转内圈220上并将回转内圈220封闭，第二安装板420安装在上轴承300的内圈上，连接轴430上下两端一一对应地与第一安装板410及第二安装板420连接,由此，实现安装架400转动安装于箱体100。
32.参照图1及图2，在一些实施例中，回转支撑轴承200位于箱体100下侧，回转外圈210连接有呈环形的密封盖板230，密封盖板230套设于连接轴430，密封盖板230位于第一安装板410与箱体100的下侧壁之间，密封盖板230与第一安装板410之间设置有用于密封的第一弹性垫圈610，密封盖板230与箱体100下侧壁之间设置有用于密封的第二弹性垫圈620，通过上述设置，可以实现回转支撑轴承200与箱体100下侧壁之间的密封、第一安装板410与回转支撑轴承200之间的密封，形成多重密封结构，有效避免外界空气、水气等物质从回转支撑轴承200特别是回转内圈220与回转外圈210之间的缝隙进入箱体100内。其中，由于密封盖板230位于第一安装板410上侧，安装架400的重量不会作用到密封盖板230上，如此，在实现第一安装板410与回转支撑轴承200之间的密封的同时，不会阻碍安装架400的转动。
33.参照图1及图3，在一些实施例中，箱体100上侧壁开设有与第一安装孔110相对的安装腔120，安装腔120上侧壁开设有通孔121，上轴承300安装在安装腔120内，连接轴430中空设置，连接轴430的下端穿设于第一安装板410，连接轴430上端穿设于第二安装板420及上轴承300的内圈，且通孔121与连接轴430的内部连通。于是，箱体100外部的空气可以从连接轴430内部流过实现散热效果，如此，旋转输送电设备可以通过箱体100的外壁进行散热，同时通过连接轴430实现箱体100中间区域的及时散热，提高旋转输送电设备的散热效果，有效避免箱体100中间区域热量累积过多造成设备故障，更好地适用于35kv及以上的输电系统中。
34.在具体实施过程中，连接轴430的上端或下端安装有涡流扇叶，于是，安装架400相对箱体100转动过程中，涡流扇叶可以驱使箱体100外界的空气快速通过连接轴430，从而提高散热效果。
35.在具体实施过程中，连接轴430可以设置为无缝钢管，连接轴430下端与第一安装板410焊接，连接轴430上端与第二安装板420焊接，由此，安装架400整体具有较高的强度，提高抗倾斜、抗摇摆和抗振的性能。
36.参照图1及图3，在一些实施例中，第二安装板420封闭上轴承300的内圈，第二安装板420连接有连接件700，连接件700嵌装于上轴承300的内圈，连接轴430穿设于连接件700，其中，连接件700上端与容纳腔的上侧壁之间设置有用于密封的第三垫圈，由此，可以实现上轴承300与箱体100之间的密封，有效避免外界空气、水分等物质从上轴承300的内外圈之间的缝隙进入箱体100内部。
37.参照图1及图3，在一些实施例中，第二安装板420设置有用于与连接轴430过盈配
合的第二安装孔421，连接轴430穿设于第二安装孔421，第二安装板420与连接件700下侧面之间设置有用于密封的第四弹性垫圈640，由此，可以实现上轴承300与连接轴430之间的密封，有效避免外界空气、水分等物质从上轴承300与连接轴430之间的缝隙进入箱体100内部。
38.参照图1及图4，在一些实施例中，连接轴430的轴线与回转支撑轴承200的轴线相互重合，第一安装板410与第二安装板420之间连接有至少两根用于安装导电滑环500的安装杆440，所有的安装杆440均匀分布在连接轴430的周围。具体实施过程中，一个以上的导电滑环500可以套设于所有的安装杆440，然后每个导电滑环500与所有的安装杆440固定连接，由此可以实现导电滑环500的安装。
39.参照图1及图5，本发明的实施例提供的旋转输送电设备，包括上述的导电滑环的旋转安装结构。
40.本发明提供的旋转输送电设备采用上述的导电滑环的旋转安装结构，其中，安装架400上端安装于上轴承300的内圈，安装架400下端安装于回转支撑轴承200的回转内圈220，回转支撑轴承200属于可以承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，具备较高的强度、精度，通过回转支撑轴承200及上轴承300的组合，使得整个旋转输送电设备具有更高的抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能，可以有效满足在输电系统越来越高的电压等级下电气部件尺寸越来越大时的安装需求，从而可以适用于35kv及以上的输电系统中。此外，上述的旋转安装结构中，上轴承300、回转支撑轴承200均进行密封设计，实现了多重密封结构，第一安装板410、第二安装板420等部件可以进行表面防腐处理、采用防腐材质，实现了防腐设计，如此，本发明提供的旋转输送电设备具有高可靠性，更适应海上的高盐雾、高湿度的恶劣环境，有效确保箱体100内部电气部件不受外界恶劣环境腐蚀，整体设计可以满足长达25年的免维护，免维护期长。
41.参照图1及图5，在具体实施过程中，旋转输送电设备包括三个第一套管810、三个导电滑环500，三个第一套管810可以从回转内圈220处插装于第一安装板410，可以方便高压电缆的排布、安装和运维。
42.参照图1及图5，在具体实施过程中，旋转输送电设备包括三个第二套管820、三个导电滑环500，三个导电滑环500套设并固定在安装架400上，三个第二套管820通过碳刷一一对应地与三个导电滑环500电性连接，三个第一套管810可以一一对应地与三个导电滑环500电性连接，由此，可以实现第一套管810连接的电缆与第二套管820连接的电缆之间旋转输电。
43.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
44.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，包括：箱体(100)，所述箱体(100)的下侧壁开设有第一安装孔(110)；回转支撑轴承(200)，所述回转支撑轴承(200)包括固定安装于所述箱体(100)下侧壁的回转外圈(210)及转动安装于所述回转外圈(210)内侧的回转内圈(220)，所述回转内圈(220)与所述第一安装孔(110)相对，所述回转外圈(210)的内周壁与所述回转内圈(220)的外周壁之间滚动设置有多个滚珠(240)；上轴承(300)，所述上轴承(300)的外圈固定安装于所述箱体(100)的上侧壁，所述上轴承(300)的内圈的转动轴线与所述回转内圈(220)的转动轴线相互重合；用于安装导电滑环(500)的安装架(400)，所述安装架(400)从所述第一安装孔(110)插设于所述箱体(100)内，所述安装架(400)的下端安装于所述回转内圈(220)，所述安装架(400)的上端安装于所述上轴承(300)的内圈。2.根据权利要求1所述的导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，所述安装架(400)包括第一安装板(410)、第二安装板(420)及连接轴(430)，所述第一安装板(410)与所述第二安装板(420)间隔设置，所述第一安装板(410)安装在所述回转内圈(220)上并将所述回转内圈(220)封闭，所述第二安装板(420)安装在所述上轴承(300)的内圈上，所述连接轴(430)上下两端一一对应地与所述第一安装板(410)及所述第二安装板(420)连接。3.根据权利要求2所述的导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，所述回转支撑轴承(200)位于所述箱体(100)下侧，所述回转外圈(210)连接有呈环形的密封盖板(230)，所述密封盖板(230)套设于所述连接轴(430)，所述密封盖板(230)位于所述第一安装板(410)与所述箱体(100)的下侧壁之间，所述密封盖板(230)与所述第一安装板(410)之间设置有用于密封的第一弹性垫圈(610)，所述密封盖板(230)与所述箱体(100)下侧壁之间设置有用于密封的第二弹性垫圈(620)。4.根据权利要求2所述的导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，所述箱体(100)上侧壁开设有与所述第一安装孔(110)相对的安装腔(120)，所述安装腔(120)上侧壁开设有通孔(121)，所述上轴承(300)安装在所述安装腔(120)内，所述连接轴(430)中空设置，所述连接轴(430)的下端穿设于所述第一安装板(410)，所述连接轴(430)上端穿设于所述第二安装板(420)及所述上轴承(300)的内圈，且所述通孔(121)与所述连接轴(430)的内部连通。5.根据权利要求4所述的导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，所述第二安装板(420)封闭所述上轴承(300)的内圈，所述第二安装板(420)连接有连接件(700)，所述连接件(700)嵌装于所述上轴承(300)的内圈，所述连接轴(430)穿设于所述连接件(700)，其中，所述连接件(700)上端与所述安装腔(120)的上侧壁之间设置有用于密封的第三垫圈。6.根据权利要求5所述的导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，所述第二安装板(420)设置有用于与所述连接轴(430)过盈配合的第二安装孔(421)，所述连接轴(430)穿设于所述第二安装孔(421)，所述第二安装板(420)与所述连接件(700)下侧面之间设置有用于密封的第四弹性垫圈(640)。7.根据权利要求2所述的导电滑环的旋转安装结构，其特征在于，所述连接轴(430)的轴线与所述回转支撑轴承(200)的轴线相互重合，所述第一安装板(410)与所述第二安装板(420)之间连接有至少两根用于安装导电滑环(500)的安装杆(440)，所有的所述安装杆(440)均匀分布在所述连接轴(430)的周围。
8.一种旋转输送电设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的导电滑环的旋转安装结构。

技术总结
本发明公开了一种导电滑环的旋转安装结构及旋转输送电设备，其中旋转安装结构包括箱体、回转支撑轴承、上轴承及用于安装导电滑环的安装架，箱体的下侧壁开设有第一安装孔；回转支撑轴承包括固定安装于箱体下侧壁的回转外圈及转动安装于回转外圈内侧的回转内圈，回转内圈与第一安装孔相对，回转外圈的内周壁与回转内圈的外周壁之间滚动设置有多个滚珠；上轴承的外圈固定安装于箱体的上侧壁；安装架的下端安装于回转内圈，安装架的上端安装于上轴承的内圈。本发明提供的旋转安装结构使整个旋转输送电设备具有更高的抗倾斜、抗摇摆、抗振动的性能，有效满足在越来越高电压等级下电气部件尺寸越来越大时的安装需求。部件尺寸越来越大时的安装需求。部件尺寸越来越大时的安装需求。


技术研发人员：陈立 李勇 林权洪 辛道越 欧阳蕾 胡可 曾雄飞 彭青
受保护的技术使用者：广东明阳电气股份有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/2