[發明專利]混流式風機大變槳動調技術

無效

• 申請號: 201110274338.2
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102392833A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 姚剛
• 申請（專利權）人: 姚剛
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

混流式風機大變槳動調技術，屬流體機械領域，用以提高效率，擴大工況的廣適性，創建一種新的混流式風機大變槳動調方法。

本文所謂的“大變槳動調”，系指機器不停機、不換向時，實現對葉片安放角βz＝(+10°∽-65°)的動調，(見附圖1)，實現主機出力的大小和方向的遠程連續可調，并由此引起一系列寶貴的性能變化和功能拓展。

背景技術

風機廣泛應用于鍋爐、工民用類建筑物通風換氣或采暖通風，工業爐(化鐵爐、鍛工爐、冶金爐等)通風、礦井通風、煤粉通風等。

目前，各種風機基本上都已系列化，風機正向高效、低噪、調節自動化、大型化方向發展。

在我國，風機用電約占全國發電量的10％左右；而我國目前正在使用的風機普遍效率低下，尤其是裝置效率低下，故有“電老虎”之稱。風機節能在國民經濟諸多部門中的地位和作用是非常重要的。

而現實中，要求風機不僅要有優良的氣動特性，還要有優良的工況廣適性，例如煤礦井下采掘面通風，安全規程規定，每10分鐘必須反風40％；還例如，電廠鍋爐通風，不僅要求風量大，而且風量調節量也要求大。而目前，風量的大小和方向的調節方法，有出入口節流調節，變速調節，靜葉可調，動葉可調(即動調葉片的安放角)，在上述幾種調節方法中，動葉可調是最好的，是風機調節的主流技術。

調節范圍大(≥65°)的動葉可調技術，對于節能和工況廣適應極為重要，以至該技術和風機氣動特性兩項指標，成為一個國家大型風機發展水平的標志性指標。

動葉可調技術，在軸流風機中多有應用，并收到了很好的節能、反風等變工況的效果。但目前這一技術，只為國外幾家著名廠家所掌握，國內少數廠家僅能靠引進。更進一步的研究表明，國外40年末開始研究并采用的軸流風機動葉可調技術，只是混流風機動葉可調技術的一個最簡單的特例，即附圖1中Ψ_x＝90°的一種特例。

混流風機大變槳動調技術，使混流式風機的優勢得以最大限度地發揮。如啟動特性好，小流量區性能穩定，噪音小，高效區寬，流量/壓力調節范圍大等。但是，由于混流大動調技術遠比軸流式復雜，幾十年來，風機先進制造國，在追求這一技術的過程中，經歷了漫長的道路，如采用拔叉式、十字接軸式、杠桿式、雙桿端球軸承式等方法，雖有所建樹，但分別具有或同時具有調節量小，或機構極為復雜，或潤滑方式不好(油浴潤滑)等不足，都未能攀援到理想境地。至今，混流大動調技術還有待更高層次的開發。

附圖2是風機動調技術發展方向的概括表示。

發明內容

本文所述技術的工作原理：(見附圖3)：

1、件1操作桿(同心地置于風機軸內)軸線與件6葉片軸線在同一平面內斜交，交角Ψx＝30°-45°，件1操作桿與件2操作架固聯，能在平面P內左右運動；件6葉片為帶懸臂的簡支梁，葉片軸尾部兩支承分別位于葉輪體內、外殼上，件6葉片與件5拐臂以鍵相聯，它能繞自身軸線轉動；件4上球鉸與件5拐臂銷聯，能在平面M內運動；件3下球鉸與件2操作架銷聯，能在平面P內運動，件4內球殼上開有槽，這個槽是上、下球鉸相對運動時，為避讓下球鉸的桿部所開。

件3下球鉸在P平面內既有平動，又有轉動；件4上球鉸在M平面內既有平動，又有轉動。

當操作桿和操作架向右運動一段距離，下球鉸的銷部同步右移該距離，因下球鉸長度可知，則球心位置可定，此位置也是上球鉸球心位置；由于上球鉸長度已知，拐臂繞葉片軸線轉動的半徑已知，則拐臂旋轉角度可求，則葉片的軸逆時針轉動與拐臂相同的角度，即是說，件1操作桿的向右運動，轉變為件6葉片的逆時針轉動。轉動角度可以按要求設置，如βz＝+10°。

當件1操作桿和件2操作架向左運動時，依照前述，可得知件1操作桿的向左運動，轉變為件6葉片的順時針轉動。同理，轉動角度可以按要求設置，如βz＝-65°。

上述運動過程中，主動件1操作桿的每一個確定位置，件6葉片及中間各件有，且只有一個確定的位置與之對應，即滿足本發明的運動可能和運動唯一的要求。

當件1操作桿不動，件6葉片即使有轉動趨勢，整個桿系亦是穩定的。

2、調節器置于風機軸上，從而將調節力設置為系統內力，對調節機構外不顯示力的作用。在滿足角度調節速率0.5°/s的要求下，操作桿的線速度僅為毫米/s級，其功率很小，故對于調節力的動力源，僅需一微型伺服電機。

3、雙級葉片也能實現同步大變槳動調。

附圖說明

圖1為混流風機調節機構結構簡圖；圖2是風機動調技術發展方向圖；圖3是調節機構原理圖。

具體實施