一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座.pdf

本发明提供了一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座，该连接座通过在抱箍和转轴之间设置轴承，减少了转轴转动时两者之间的摩擦力，使得转轴的转动更加顺畅。而轴承外设置的套筒及密封圈的添加使得转轴与轴承处于一相对密闭的空间内，避免了作为转轴的法兰轴长期暴露在空气中，避免了锈蚀及落入的灰尘造成的法兰轴磨损。该连接座不必添加涂层，不需频繁地拆卸以更新涂层，维护成本较低。抱箍与连接座为一体结构，连接座结构整体支撑能力较好，同时由于抱箍仅起到固定轴承的作用，对上扣板和下扣板的制造精度要求低。具有头销安装孔的一对突出部向下延伸至连接座法兰并与连接座法兰成为一体，可增强连接座法兰与推杆连接处的强度。

权利要求书
1.  一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座，该连接座分别与方位转角驱动装置及水平转角驱动装置连接，同时该连接座下部通过方位转角驱动装置与立柱相连，上端与定日镜的镜体的镜子支架相连，其特征在于，包括：
连接座本体，所述连接座本体为一侧向内凹陷的支撑件；
连接座法兰，设于所述连接座本体下部，所述连接座法兰通过方位转角驱动装置与所述立柱连接；
头销安装孔，设于所述连接座本体背面，用于连接水平转角驱动装置；
上扣板及下扣板，其中，下扣板设于所述连接座本体上部，并与上扣板一起形成轴线为水平方向的抱箍；
轴承部件，所述轴承部件包括轴承及水平转轴，所述水平转轴套设于所述轴承内，所述轴承套设于所述抱箍内，所述抱箍将所述轴承部件抱紧固定在连接座上；
其中，所述水平转轴在所述水平转角驱动装置直接或间接驱动下发生转动，所述水平转轴通过所述轴承在所述抱箍内自由转动；具有头销安装孔的一对突出部向下延伸至连接座法兰并与连接座法兰成为一体。

2.  根据权利要求1所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述轴承部件还包括套筒，所述套筒设于所述轴承部件与所述抱箍之间。

3.  根据权利要求2所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述套筒上设有通气塞。

4.  根据权利要求2所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述套筒两端分别设有密封圈。

5.  根据权利要求1或2所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述水平转轴在所述轴承部件内转动时，所述定日镜镜体的旋转中心与镜体重心的偏差距离小于50mm。

6.  根据权利要求1或2所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述镜子支架具有一主梁，所述主梁通过主梁支座与该连接座固定连接，连接时，所述主梁位于所述连接座本体的向内凹陷处，当定日镜的镜面处于水平状态时，连接座本体向内凹陷一侧的内壁任何一点到所述主梁的距离大于2mm。

7.  根据权利要求6所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述连接座本体的壁厚范围为5mm～14mm。

8.  根据权利要求7所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述连接座本体的材料为铸钢和/或铸铁。

9.  根据权利要求1所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述连接座本体具有一腔体，所述腔体内设有若干加强筋。

10.  根据权利要求1所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述连接座本体与连接座法兰之间的连接处设有若干加强筋。

11.  根据权利要求1所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述连接座法兰的中心轴线与所述水平转轴的中心轴线的垂直度误差范围为±2°。

12.  根据权利要求1所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，连接座的重量为25kg~40kg；连接座的高度尺寸为400mm-600mm。

13.  根据权利要求1所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述连接座本体、下扣板及连接座法兰为一体式结构。

14.  根据权利要求1或2所述的塔式太阳能热电站定日镜的连接座，其特征在于，所述轴承为滑动轴承。

说明书一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座
技术领域
本发明涉及太阳能发电领域的定日镜结构部件，特别涉及一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座。
背景技术
在经济不断发展的同时，能源日趋短缺，传统的不可再生能源日益枯竭，经济发展越来越受制于能源的开发利用，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能更受世人的重视。
当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为（1）塔式太阳能发电；（2）槽式太阳能热发电；（3）碟式太阳能热发电
在光热发电领域，因为塔式太阳能热发电具有高光热转换效率，高聚焦温度，聚焦目标固定不动使得控制系统安装调试简单，散热损失少等的优势特点，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。
尤其在在塔式太阳能热发电领域，定日镜为塔式太阳能发电系统的一个重要组成部分。如图1所示，定日镜将太阳光反射到吸热器上，对吸热工质进行加热，将光能转化为热能，实现聚光集热，进而驱动汽轮机发电。如图2所示，当前的定日镜的镜体1一般通过连接座4与立柱5相连，同时方位转角驱动装置3和水平转角驱动装置2需要通过连接座4来将机械能传递给镜体1，实现镜体1的不同方位的转动。其中，镜体1包括反射镜11和镜子支架12。因此连接座的结构对定日镜在水平角和方位角上的运动都会有一定的影响。
现有的连接座一般采用直接将法兰轴设于连接座上，当定日镜进行转动时，法兰轴的转动将会与连接座发生摩擦，从而使法兰轴和连接座易于受到磨损，并且，此处的连接座要与法兰轴相匹配，对连接座的制造精度要求高，制造成本较高。已有技术采用在连接座上设置涂层以减少磨损，但涂层的耐久性较弱，损耗较快，需要频繁地更换涂层，维护成本较高，另外，虽然连接座与法兰轴之间设置有涂层，但连接座与法兰轴之间仍然会不可避免地发生摩擦，长期运转后，连接座发生损坏的几率较大，由于连接座并不是工业生产的标准件，且体积和重量较大，因此更换连接座的成本较高，并且，现有技术中的方案将法兰轴暴露于空气中，空气中的水会使其发生锈蚀，灰尘进入到连接座与法兰轴的接触面，会影响法兰轴的转动。  
发明内容
本发明的目的在于提供一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座，以解决背景技术中提出的现有连接座发生损坏几率大、更换成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种塔式太阳能热电站定日镜的连接座，该连接座分别与方位转角驱动装置及水平转角驱动装置连接，同时该连接座下部通过方位转角驱动装置与立柱相连，上端与定日镜的镜体的镜子支架相连，其特征在于，包括：
连接座本体，所述连接座本体为一侧向内凹陷的支撑件；
连接座法兰，设于所述连接座本体下部，所述连接座法兰通过方位转角驱动装置与所述立柱连接；
头销安装孔，设于所述连接座本体背面，用于连接水平转角驱动装置；
上扣板及下扣板，其中，下扣板设于所述连接座本体上部，并与上扣板一起形成轴线为水平方向的抱箍；
轴承部件，所述轴承部件包括轴承及水平转轴，所述水平转轴套设于所述轴承内，所述轴承套设于所述抱箍内，所述抱箍将所述轴承部件抱紧固定在连接座上；
其中，所述水平转轴在所述水平转角驱动装置直接或间接驱动下发生转动，所述水平转轴通过所述轴承在所述抱箍内自由转动；具有头销安装孔的一对突出部向下延伸至连接座法兰并与连接座法兰成为一体。
较佳地，所述轴承部件还包括套筒，所述套筒设于所述轴承部件与所述抱箍之间。
较佳地，所述套筒上设有通气塞。
较佳地，所述套筒两端分别设有密封圈。
较佳地，所述水平转轴在所述轴承部件内转动时，所述定日镜镜体的旋转中心与镜体重心的偏差距离小于50mm。
较佳地，所述镜子支架具有一主梁，所述主梁通过主梁支座与该连接座固定连接，连接时，所述主梁位于所述连接座本体的向内凹陷处，当定日镜的镜面处于水平状态时，连接座本体向内凹陷一侧的内壁任何一点到所述主梁的距离大于2mm。
较佳地，所述连接座本体的壁厚范围为5mm～14mm。
较佳地，所述连接座本体的材料为铸钢和/或铸铁。
较佳地，所述连接座本体具有一腔体，所述腔体内设有若干加强筋。
较佳地，所述连接座本体与连接座法兰之间的连接处设有若干加强筋。
较佳地，所述连接座法兰的中心轴线与所述水平转轴的中心轴线的垂直度误差范围为±2°。
较佳地，连接座的重量为25kg~40kg；连接座的高度尺寸为400mm-600mm。
较佳地，所述连接座本体、下扣板及连接座法兰为一体式结构。
较佳地，所述轴承为滑动轴承。
本发明提供的塔式太阳能热电站定日镜的连接座通过在抱箍和转轴之间设置轴承的方式实现了以下技术效果：
1）减少了转轴转动时两者之间的摩擦力，滑动轴承的使用，使得转轴在抱箍内的转动更加顺畅。不必添加涂层，不需频繁地拆卸以更新涂层，维护成本较低。
2）套筒及密封圈的添加使得转轴与轴承处于一相对密闭的空间内，避免了作为转轴的法兰轴长期暴露在空气中，即避免了遇水发生锈蚀，也避免了落入灰尘造成的法兰轴磨损，影响轴承的转动及工作时间。
3）抱箍仅起到固定轴承的作用，并未起到为转轴提供转动空间的作用，因此，对上扣板和下扣板与转轴的匹配度要求低，对上扣板 和下扣板的制造精度要求低，进而达到节省成本的目的。
4）抱箍与连接座为一体结构，连接座结构整体支撑能力较好，同时由于抱箍仅起到固定轴承的作用，其不会发生严重磨损，轴承损坏时只需更换轴承，而不必更换整个连接座，进一步降低后期维护成本。
5）具有头销安装孔的一对突出部向下延伸至连接座法兰并与连接座法兰成为一体，可以起到增强连接座法兰与推杆连接处的刚性的作用。
附图说明
为了理解本发明，现参照附图且来对实施方案进行描述，其中：
图1为塔式太阳能热发电的聚光系统示意图；
图2为塔式太阳能热发电的定日镜整体结构示意图；
图3为本发明提供的连接座的整体结构背面示意图；
图4为本发明提供的连接座的整体结构正面示意图；
图5为本发明提供的连接座的上扣板及下扣板拆解视图；
图6为本发明提供的连接座的实施例一的结构示意图；
图7为本发明提供的连接座的水平转轴和垂直转轴的示意图；
图8为本发明提供的连接座与定日镜镜体、水平转角驱动装置及方位转角驱动装置连接的背面示意图；
图9为本发明提供的连接座与定日镜镜体、水平转角驱动装置及方位转角驱动装置连接的正面示意图；
图10本发明提供的连接座的轴承部件示意图；
图11为本发明提供的连接座的实施例二的结构示意图；
图12为本发明提供的连接座一体化透视图。
标号说明：1-镜体；2-水平转角驱动装置；3-方位转角驱动装置；4-连接座；5-立柱；11-反射镜；12-镜子支架；121-主梁；122-主梁支座；21-推杆连接件；22-推杆；23-推杆缸体；41-连接座本体；42-轴承部件；43-连接座法兰；44-头销安装孔；45-加强筋；46-上扣板；47-下扣板；48-通气塞；49-铆钉；401-中心轴线Ⅰ；402-中心轴线Ⅱ；421-轴承；422-水平转轴；423-密封圈；424-套筒。
具体实施方式
为更好地说明本发明，兹以优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下：
实施例一：
如图3所示，本发明提供的连接座4包括连接座本体41、轴承部件42、连接座法兰43及头销安装孔44。其中，连接座本体41为一弧形的支撑件，在其他优选实施例中，连接座本体41可为一侧向内凹陷的支撑件，凹陷的形状可为半圆形、“凹”形或其他任何结构形状可容纳镜子支架12的主梁121的支撑件；头销安装孔44设于连接座本体41的弧形背面上，头销安装孔44用于与镜体1的水平转角驱动装置2相连，通过水平转角驱动装置2可控制镜体1的仰角转动；连接座法兰43设于连接座本体41的下部，连接座法兰43通过方位转角驱动装置3与立柱5连接。
如图4所示，连接座本体41具有一腔体，在腔体内设有若干加强筋451，加强筋451的设置可大幅提高连接座本体41的承重能力，减少整个连接座4的形变。此外，连接座本体41与连接座法兰43之间的连接处也设有加强筋452，可以进一步提高连接座本体41与连接座法兰43之间的连接强度。
如图5、图6所示，连接座4还包括上扣板46和下扣板47，下扣板47设于连接座本体41的上部，并与上扣板46一起形成轴线为水平方向的抱箍，轴承部件42包括轴承421和水平转轴422，轴承421套设于抱箍内，抱箍将轴承部件42抱紧固定在连接座4上；轴承421套设在水平转轴422外表面，使水平转轴422可以自由转动。而水平转角驱动装置2与水平转轴422间接固定连接，水平转角驱动装置2通过控制水平转轴422在抱箍内的转动实现对镜体1不同仰角的控制。
其中，轴承部件42为连接座4的水平转动轴，水平转轴422为一两端设置有法兰的且轴线方向为水平方向的转轴，或者水平转轴422为两个单侧设置有法兰的且轴线方向为水平方向的转轴。轴承421为滑动轴承。轴承部件42安装示意图如图6所示，图中包括两个水平转轴422，其中仅示出右侧的水平转轴422，水平转轴422在靠近外侧一侧设有法兰，水平转轴422安装于轴承421内，水平转轴422可以在轴承421内自由转动，轴承421起到了减少摩擦的作用，其中，轴承部件42被上扣板46和下扣板47形成的抱箍紧紧地固定在连接座4上。如图9所示，镜子支架12具有一主梁121，主梁121通过主梁支座122与该连接座4固定连接，连接时，主梁121位于连接座本体41的向内凹陷处。水平转轴422通过镜体1的主梁支座122与主梁121固定连接。通过这种连接结构，实现了镜体1与连接座4间的连接，使得镜体1可以通过水平转角驱动装置2驱动水平转轴422在轴承421内进行转动，实现了镜体1的仰角调整。
如图7所示，连接座4的水平转轴422（图中未示出）的中心轴线Ⅰ401和连接座法兰43（图中未示出）的中心轴线Ⅱ402相互垂直，连接座法兰43的中心轴线Ⅱ402与连接座4的水平转轴422的中心轴线Ⅰ401间的垂直度误差范围为±2°。定日镜镜体1通过水平转轴422在轴承部件内转动时，定日镜镜体1的旋转中心与镜体1重心的偏差距离小于50mm。
本实施例中，连接座本体41作为整个连接座4的支撑部件，可抵抗承受的载荷。镜子支架12具有一主梁121，连接座本体41所具有的弧度可使得该部件在镜面处于水平状态时，连接座本体41的内壁任何一点到主梁121的距离大于2mm。综合考虑受力及成本，连接座本体41的壁厚范围为5mm～14mm。
该连接座4下端通过连接座法兰43与立柱5连接，上端通过轴承部件42及抱箍与定日镜镜体1的主梁121相连，可以很好地支撑镜体1，使镜体1在外力驱动下可以绕水平转轴422发生转动。其中，连接座4的整体重量为25kg~40kg；连接座4的高度尺寸为400mm~600mm。
如图8、图9所示，该连接座4在使用时，通过头销安装孔44及铆钉49配合装配使连接座4与水平转角驱动装置2的推杆22固定连接，推杆22套设于水平转角驱动装置2的推杆缸体23内，而推杆缸体23与推杆连接件21转动连接，推杆连接件21与主梁121连接。该连接座4上部通过上扣板46及下扣板47形成的抱箍固定轴承421，而水平转轴422通过主梁支座122与支撑镜体1的主梁121固定连接，并且可以在轴承421内自由转动。通过这两种连接方式即可通过该连接座4实现支撑镜体1以及将机械力向镜体1传递的目的，从而实现改变镜体1的仰角的目的。本实施例中，水平转角驱动装置2通过推杆22在推杆缸体23内的伸出或回缩运动，实现水平转轴422在抱箍内的转动，从而改变仰角的角度。而方位转角驱动装置3通过自转带动连接座4转动，进而达到改变连接座4的水平角的角度的目的。
本实施例中，通过在抱箍和水平转轴422间设置轴承421，可以减小抱箍与轴承421之间的摩擦阻力，使得水平转轴422在抱箍内的转动更加顺畅。此外，这种设置轴承421的方式，与现有的在夹具内表面设置涂层以减少摩擦的方式相比，不需频繁地拆卸更换涂层，具有更好的耐久性，维护成本较低。
实施例二：
本实施例中除以下部分结构与实施例一有所不同外，其他部分结构及参数均与实施例一相同。不同之处具体如下：
如图10、图11所示，本实施例中的轴承部件42包括轴承421、水平转轴422，还包括套筒424，套筒424套设于轴承部件42外部，并设于抱箍内。套筒424的两端设有密封圈423。此外，套筒424上也设有通气塞48，通气塞48也用于向轴承421内注入润滑油，同时还能将套筒424内的气体排出，方便整个轴承部件42的组装。
套筒424的设置可以进一步保护轴承421，而密封圈423的设置使得套筒424内形成了一个密封的环境，可以使得水平转轴422及轴承421长期暴露在空气中，避免了轴承421接触雨水等发生锈蚀，还可以避免外界的灰尘等杂物进入轴承421与水平转轴422的接触面中，影响轴承421的转动。
此外，上述实施例中的连接座本体41的材料可以为铸钢或铸铁中的任何一种或两种。如图12所示，本发明所提供的连接座4的连接座本体41、下扣板47及连接座法兰43为一体式结构。这种一体式结构可以进一步提高该连接座4的强度。在其他优选实施例中，水平转轴422还可以在水平转角驱动装置2的直接驱动下发生转动，从而实现水平转轴422通过轴承421在抱箍内自由转动，本发明在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。