Sistema de detección de fuga en una turbina eólica.

Sistema hidráulico, comprendiendo el sistema (100) hidráulico:



un depósito (101),

un dispositivo (102) hidráulico,

en el que el depósito (101) está conectado al dispositivo (102) hidráulico para suministrar fluido hidráulico a y desde el dispositivo (102) hidráulico,

un primer sensor (103) adaptado para medir un primer volumen (V1) del fluido hidráulico en el depósito (101), un segundo sensor (104) que está conectado al dispositivo (102) hidráulico de tal modo que puede medirse al menos un parámetro que es indicativo de un segundo volumen (V2) del fluido hidráulico en el dispositivo (102) 15 hidráulico, y un controlador (106) adaptado para calcular el segundo volumen (V2) del fluido hidráulico basándose en el al menos un parámetro y adaptado para determinar una fuga de fluido hidráulico en el sistema (100) hidráulico basándose en el primer volumen (V1) y el segundo volumen (V2),

caracterizado porque el controlador (106) está adaptado para calcular un valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) basándose en un estado de sistema del dispositivo (102) hidráulico, en el que el valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) está en función del al menos un parámetro para el segundo volumen (V2), y en el que el controlador (106) está adaptado para comparar el primer volumen (V1) medido con el valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09008159.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: MUNCH,JESPER, EGEDAL,PER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F15B20/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F15 DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO; HIDRAULICA O NEUMATICA EN GENERAL.F15B SISTEMAS QUE FUNCIONAN POR MEDIO DE FLUIDOS EN GENERAL; DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO, p. ej. SERVOMOTORES; DETALLES DE LOS SISTEMAS DE FLUIDO A PRESION, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (motores, turbinas, compresores, ventiladores, bombas F01 - F04; dinámica de los fluidos F15D; embragues o frenos de fluido F16D; resortes de fluido F16F; transmisiones por fluido F16H; pistones, cilindros, empaquetaduras F16J; válvulas, grifos, compuertas, flotadores para accionamiento F16K; válvulas de seguridad con acción auxiliar del fluido sobre la válvula principal F16K 17/10; medios de accionamiento de válvulas por fluidos F16K 31/12; tuberías, empalmes para tuberías F16L; lubrificación F16N). › Disposiciones propias de seguridad para sistemas accionados mediante fluído; Aplicación de los dispositivos de seguridad en sistemas accionados mediante fluído; Medidas de emergencia para sistemas accionados mediante fluído.

PDF original: ES-2411385_T3.pdf

 

Sistema de detección de fuga en una turbina eólica.

Fragmento de la descripción:

Sistema de detección de fuga en una turbina eólica.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema hidráulico y a una turbina eólica. Además, la invención se refiere a un método para determinar una fuga de un fluido hidráulico en un sistema hidráulico.

Antecedentes de la técnica En la actualidad, los sistemas en las turbinas eólicas para controlar y hacer funcionar la turbina eólica se basan en sistemas hidráulicos. En particular, un sistema de servomecanismo de paso y un sistema de freno de una turbina eólica pueden estar basados en sistemas y componentes hidráulicos.

En la góndola de la turbina eólica un tanque o un depósito de fluido hidráulico y una estación de bombeo se instalan para suministrar el fluido hidráulico a los dispositivos hidráulicos. El fluido hidráulico, por ejemplo aceite hidráulico, se bombea a las ubicaciones de instalación de los sistemas hidráulicos y componentes hidráulicos. En particular, el fluido hidráulico puede bombearse fuera de la góndola de la turbina eólica, tal como al sistema de servomecanismo de paso situado exteriormente en un buje de la turbina eólica. El dispositivo hidráulico puede proporcionar baterías de acumulador, válvulas proporcionales y actuadores hidráulicos, por ejemplo.

En la actualidad, en las turbinas eólicas convencionales que comprenden sistemas hidráulicos, el nivel de fluido puede medirse en el tanque de aceite mediante un sensor digital de nivel de aceite. Si aparece una fuga en el sistema hidráulico, en particular, en dispositivos hidráulicos ubicados en el exterior a gran distancia del tanque de aceite, gran cantidad de aceite puede fugarse del dispositivo hidráulico antes de que el sensor de nivel de aceite pueda medir la fuga basándose en la recirculación del fluido hidráulico. Por tanto, puede darse una alarma de fuga tarde. En el periodo de tiempo entre el inicio de la fuga y la iniciación de la alarma puede haberse fugado ya una gran cantidad de aceite.

Un sistema hidráulico según el estado de la técnica se da a conocer mediante la patente US 5 461 903.

Sumario de la invención Puede ser un objeto de la presente invención permitir un control de fuga correcto de un sistema hidráulico.

Para lograr el objeto definido anteriormente, se proporciona un sistema hidráulico, una turbina eólica y un método para determinar una fuga de fluido hidráulico en un sistema hidráulico según las reivindicaciones independientes.

Según una primera realización a modo de ejemplo de la presente invención, se proporciona un sistema hidráulico. El sistema hidráulico comprende un depósito, un dispositivo hidráulico, un primer sensor, un segundo sensor y un controlador. El depósito está conectado al dispositivo hidráulico para suministrar fluido hidráulico a (y desde) el dispositivo hidráulico. El primer sensor está adaptado para medir un primer volumen del fluido hidráulico en el depósito. El segundo sensor está conectado al dispositivo hidráulico de tal modo que puede medirse al menos un parámetro que es indicativo de un segundo volumen del fluido hidráulico en el dispositivo hidráulico. El controlador está adaptado para calcular el segundo volumen del fluido hidráulico basándose en el al menos un parámetro. Además, el controlador está adaptado para determinar una fuga de fluido hidráulico en el sistema hidráulico basándose en el primer volumen y el segundo volumen.

Según una realización a modo de ejemplo adicional, se proporciona una turbina eólica que comprende el sistema hidráulico tal como se ha descrito anteriormente y una góndola. El depósito está montado en la góndola. El sistema hidráulico está adaptado para controlar un estado de funcionamiento de la turbina eólica.

Según una realización a modo de ejemplo adicional, se proporciona un método para determinar una fuga de fluidos hidráulicos en un sistema hidráulico. Según el método, se mide un primer volumen del fluido hidráulico en un depósito que está conectado a un dispositivo hidráulico del sistema hidráulico para suministrar el fluido hidráulico a (y desde) el dispositivo hidráulico. Además, puede medirse al menos un parámetro indicativo de un segundo volumen del fluido hidráulico en el dispositivo hidráulico. El segundo volumen del fluido hidráulico se calcula basándose en el al menos un parámetro. Una fuga del fluido hidráulico en el sistema hidráulico se determina basándose en el primer volumen y el segundo volumen.

El depósito puede indicar un tanque de fluido que puede estar adaptado para almacenar fluido hidráulico que puede suministrarse al dispositivo hidráulico. Puede interponerse una bomba de fluido entre el depósito y el dispositivo hidráulico para bombear un fluido en cualquier dirección. Además, el depósito puede instalarse en una posición central del sistema hidráulico. Por tanto, el depósito puede instalarse en una posición central de una turbina eólica, tal como la góndola. Instalando el depósito en una posición central, un depósito puede suministrar fluido hidráulico a una pluralidad de dispositivos hidráulicos. De este modo, sólo puede ser necesario un depósito de suministro central para el fluido hidráulico.

El fluido hidráulico puede ser un fluido que es adecuado para hacer funcionar un sistema hidráulico. El fluido hidráulico puede comprender aceite hidráulico sintético u orgánico u otros fluidos hidráulicos adecuados.

El primer sensor adaptado para medir un primer volumen del fluido hidráulico en el depósito puede comprender un medidor de nivel de llenado o un indicador de nivel que puede estar adaptado para medir físicamente el volumen de fluido hidráulico en el depósito. De este modo, el primer sensor puede medir la altura del nivel de fluido hidráulico (nivel de aceite) en el depósito.

El segundo sensor está adaptado para medir al menos un parámetro que es indicativo de un segundo volumen del fluido hidráulico que está presente y/o en circulación en el dispositivo hidráulico. Parámetros que son indicativos de un segundo volumen de un fluido hidráulico pueden ser, por ejemplo, la temperatura, la presión, la posición de pistón de un cilindro hidráulico o la altura de un tanque o tanque previo del dispositivo hidráulico. Otros parámetros que pueden medirse indicativos del segundo volumen del fluido hidráulico también son posibles. Por tanto, el segundo sensor puede comprender un termómetro, un manómetro, un indicador de nivel y/o un sensor de posición, por ejemplo, de un cilindro hidráulico.

El controlador adaptado para calcular el segundo volumen puede comprender una unidad de procesamiento, tal como una unidad central de procesamiento instalada en un ordenador. El controlador está adaptado para calcular basándose en el al menos un parámetro medido el segundo volumen del fluido hidráulico.

El segundo volumen define la cantidad de fluido hidráulico que está en circulación en el dispositivo hidráulico y que por tanto no está presente en el depósito y no puede medirse físicamente de manera sencilla por un sensor de nivel.

El controlador puede determinar una fuga de fluidos hidráulicos en el sistema hidráulico basándose en el primer volumen medido y el segundo volumen calculado. Por ejemplo, el controlador puede añadir el primer volumen y el segundo volumen y puede comparar por tanto el resultado con un valor de referencia.

Incluso cuando se instala el depósito dentro de la góndola y el sistema hidráulico en cualquier otra ubicación en la turbina eólica, por ejemplo, fuera de la góndola, el sistema hidráulico puede proporcionar también un control de fuga. En particular, sólo el depósito puede instalarse dentro de la góndola en la que el dispositivo hidráulico puede ubicarse dentro de la góndola o también fuera de la góndola.

Con el sistema hidráulico descrito de la presente invención puede permitirse una medición continua del al menos un parámetro del dispositivo hidráulico. El segundo sensor puede medir parámetros, tales como la presión y la temperatura del fluido hidráulico, además de una medición continua del nivel de fluido hidráulico en el depósito medido por el primer sensor. El controlador recibe la entrada del primer sensor que indica el primer volumen del fluido hidráulico en el depósito. Además, el controlador recibe la entrada de los parámetros medidos en el dispositivo hidráulico. El controlador recibe la información de determinados parámetros de funcionamiento, tales como la temperatura de gas nitrógeno en los acumuladores y/o el fluido hidráulico en el dispositivo hidráulico, la presión del fluido hidráulico en el dispositivo hidráulico y/o el nivel de fluido hidráulico o la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema hidráulico, comprendiendo el sistema (100) hidráulico:

un depósito (101) ,

un dispositivo (102) hidráulico,

en el que el depósito (101) está conectado al dispositivo (102) hidráulico para suministrar fluido hidráulico a y desde el dispositivo (102) hidráulico,

un primer sensor (103) adaptado para medir un primer volumen (V1) del fluido hidráulico en el depósito (101) ,

un segundo sensor (104) que está conectado al dispositivo (102) hidráulico de tal modo que puede medirse al menos un parámetro que es indicativo de un segundo volumen (V2) del fluido hidráulico en el dispositivo (102) hidráulico, y

un controlador (106) adaptado para calcular el segundo volumen (V2) del fluido hidráulico basándose en el al menos un parámetro y adaptado para determinar una fuga de fluido hidráulico en el sistema (100) hidráulico basándose en el primer volumen (V1) y el segundo volumen (V2) ,

caracterizado porque el controlador (106) está adaptado para calcular un valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) basándose en un estado de sistema del dispositivo (102) hidráulico, en el que el valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) está en función del al menos un parámetro para el segundo volumen (V2) , y en el que el controlador (106) está adaptado para comparar el primer volumen (V1) medido con el valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) .

2. Sistema hidráulico según la reivindicación 1,

en el que el controlador (106) está adaptado para dar alarma cuando el primer volumen (V1) medido difiere del valor de referencia del primer volumen (V1) en un valor de diferencia predefinido.

3. Sistema hidráulico según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el dispositivo (102) hidráulico comprende un tanque (107) intermedio, en el que el parámetro es al menos uno de la presión (p) de fluido hidráulico y la temperatura (T) de fluido hidráulico

en el acumulador (107) .

4. Sistema hidráulico según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el dispositivo (102) hidráulico comprende un cilindro (108) hidráulico con un pistón (109) , en el que el parámetro es al menos uno de una presión (p) de fluido hidráulico, una temperatura (T) de fluido

hidráulico y una posición (s) de pistón del pistón (109) en el cilindro (108) hidráulico.

5. Sistema hidráulico según una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además: una pluralidad de dispositivos (102) hidráulicos.

6. Turbina eólica, que comprende: un sistema (100) hidráulico según una de las reivindicaciones 1 a 5, y una góndola, en la que el depósito (101) está montado en la góndola, en la que el sistema hidráulico está adaptado para controlar un estado de funcionamiento de la turbina eólica.

7. Turbina eólica según la reivindicación 6, que comprende además: un buje con un sistema de servomecanismo de paso, en la que el sistema (100) hidráulico está acoplado al sistema de servomecanismo de paso.

8. Turbina eólica según la reivindicación 6 ó 7, que comprende además un sistema de freno para frenar la rotación de las palas de turbina eólica,

en la que el sistema (100) hidráulico está acoplado al sistema de freno.

9. Método para determinar una fuga de fluido hidráulico en un sistema (100) hidráulico, comprendiendo el método:

medir un primer volumen (V1) del fluido hidráulico en un depósito (101) que está conectado a un dispositivo (102) hidráulico del sistema (100) hidráulico para suministrar el fluido hidráulico a y desde el dispositivo (102) hidráulico,

medir al menos un parámetro indicativo de un segundo volumen (V2) del fluido hidráulico en el dispositivo (102) hidráulico,

calcular el segundo volumen (V2) del fluido hidráulico basándose en el al menos un parámetro,

determinar una fuga del fluido hidráulico en el sistema (100) hidráulico basándose en el primer volumen (V1) y el segundo volumen (V2) ,

calcular un valor de referencia predeterminado basándose en un estado de sistema del dispositivo (102) hidráulico mediante un controlador (106) ,

en el que el valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) está en función del al menos un parámetro para el segundo volumen (V2) , y

comparar el primer volumen (V1) medido con el valor de referencia predeterminado del primer volumen (V1) mediante el controlador (106) .


 

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