[實用新型]一種即時調節葉輪安裝角的機械裝置

有效

• 申請號: 201520281283.1
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN204729342U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 金英子;柳楊;林培鋒
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F04D29/36
• 分類號: F04D29/36;F04D27/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術領域

本實用新型屬于旋轉機械流體控制技術領域，尤其涉及一種即時調節葉輪安裝角的機械裝置。

背景技術

旋轉機械是指主要依靠旋轉動作完成特定功能的機械，廣泛應用于電力、石化、冶金和航空航天等部門。以軸流風機為例，一般的軸流通風機通常采用高效的扭曲機翼型葉片；當氣流沿葉片進口端流入時，氣流就沿著葉片兩端分成上下兩股，處于正常工況時，沖角為零或很小(氣流方向與葉片葉弦的夾角即為沖角)，氣流則繞過機翼型葉片而保持流線平穩的狀態。當氣流與葉片進口形成正沖角，且此正沖角超過某一臨界值時，葉片背面流動工況則開始惡化，邊界層受到破壞，在葉片背面尾端出現渦流區，即所謂“失速”現象。沖角大于臨界值越多，失速現象就越嚴重，流體的流動阻力也就越大，嚴重時還會阻塞葉道，同時風機風壓也會隨之迅速降低。因此，選擇合理的葉輪安裝角尤為重要。

通常情況下，葉輪的安裝角是固定的，但在實際生產中，由于工況并不穩定，因此葉輪的最佳安裝角并不是一個定值，它會隨著工況的變化而改變。這就會導致旋轉機械不能即時發揮它們的最佳性能。此外，如果需要使流體雙向流動，安裝角固定的情況下只能通過移動機械或替換葉輪來實現。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述背景技術的不足，提供一種即時調節葉輪安裝角的機械裝置，該裝置應能在不同工況下即時發揮最佳性能，并且可以在不移動機械或替換葉輪的前提下使流體雙向流動。

本實用新型提供的技術方案是：一種即時調節葉輪安裝角的機械裝置，包括安裝在風機機殼內且與風機機殼同軸布置的輪轂、繞圓周均布在輪轂外圓周面的若干個葉片；其特征在于所述的若干個葉片分別可轉動地鉸接在輪轂外圓周面上，另有一調節機構驅動并控制葉片的轉動角度；

所述調節機構包括一可沿風機機殼軸線移動且側棱數量與葉輪數量相同的棱柱調節軸、將棱柱調節軸的移動轉換為葉片繞鉸接軸線轉動的銷槽配合結構以及對棱柱調節軸施加軸向推力的調節電機。

所述棱柱調節軸通過一平移結構定位在輪轂內腔；該平移結構包括布置在輪轂內腔且平行于風機機殼軸線的若干個滑動支桿以及開設在棱柱調節軸左側端面且與所述滑動支桿一一配合的滑孔。

所述調節電機通過一單自由度機構對棱柱調節軸施加軸向推力；該單自由度機構包括與棱柱調節軸連為一體且帶有螺紋孔的連接軸、通過滑槽結構使連接軸只能軸向移動的滑動支撐板以及固定在調節電機輸出軸上且與螺紋孔配合的螺桿。

所述銷槽配合結構中：與葉片連為一體的葉片鉸接軸徑向穿過輪轂并伸入輪轂內腔后與一滑套固定，與該滑套滑動配合的滑桿還鉸接一滑塊；所述棱柱調節軸的每個側面均制有一與側棱的長度方向成斜角且與所述滑塊可滑動嵌合的直滑槽。

所述輪轂內腔的左側端面還固定一側棱數量與導葉葉片數量相同的棱柱套筒；棱柱套筒的左側端面制作有若干個利于滑動支桿穿越的穿孔，每個側面還分別制作一與棱柱長度方向垂直的長滑槽，所述滑塊穿過所述的長滑槽后再嵌入所述的直滑槽。

所述葉片的鉸接軸軸線垂直并相交于風機機殼軸線。

所述若干個葉片的鉸接軸均位于同一個垂直于風機機殼軸線的平面上。

所述連接軸通過軸承可轉動地與棱柱調節軸連為一體。

所述滑槽結構包括位于連接軸端面且軸向伸展的滑槽以及固定在滑動支撐板的端面且與所述滑槽一一對應嵌合的滑板。

所述的輪轂通過轉子電機機匣支架固定在風機機殼內。

本實用新型的工作原理如下(參見圖1)：

接通電源，轉子電機2即帶動輪轂5轉動；根據工況變化啟動調節電機9，驅動其輸出軸上固定的螺桿14；螺桿14與連接軸13的內螺紋相嚙合，并在滑動支撐板15的配合下，使得連接軸進行軸向滑動，同時通過軸承21帶動棱柱調節軸12進行相同的運動；滑桿左端的滑塊16在棱柱調節軸驅動下產生的滑動，受到棱柱調節軸12側面直滑槽和棱柱套筒11側面長滑槽的約束；結果，滑桿被帶動著與滑套進行滑動配合，同時又帶動滑套繞葉片鉸接軸軸線轉動，開始對與滑套固定的葉片的安裝角進行調節。當達到軸流風機在該工況下的最高效率時，調節電機9停止轉動，實現了即時發揮軸流風機最佳性能的目的。

當需要反向通風時，只需要按照上述方法將葉片的凹面調節到另一側，再控制轉子電機2反向轉動即可。從而實現不移動風機或更換葉輪就能雙向通風的目的。