一种转桨式水轮机用桨叶操作机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111980850A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202010703447.0(22)申请日2020.07.21(71)申请人东方电气集团东方电机有限公司地址618000四川省德阳市旌阳区黄河西路188号(72)发明人杜芝鹏崔兴国杜金釜(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人孙杰(51)Int.Cl.F03B15/00(2006.01)F03B3/14(2006.01)G01B7/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种转桨式水轮机用桨叶操作机构(57)摘要本发明公开了一种转桨式水轮机用桨叶操作机构，所述水轮机的转轮具有转轮体和连接有转动轴的桨叶；所述转轮体具有内设活塞的活塞腔；所述活塞两端分别与所述转轮体和所述转动轴螺纹连接，形成螺纹导程不同的一级螺纹副和二级螺纹副；所述转动轴被轴向限位，与所述转轮体可转动连接。上述转桨式水轮机用桨叶操作机构，整体结构紧凑、安全可靠、输出扭矩大、传动平稳。CN111980850ACN111980850A权利要求书1/1页1.一种转桨式水轮机用桨叶操作机构，其特征在于：所述水轮机的转轮具有转轮体和连接有转动轴的桨叶；所述转轮体具有内设活塞的活塞腔；所述活塞两端分别与所述转轮体和所述转动轴螺纹连接，形成螺纹导程不同的一级螺纹副和二级螺纹副；所述转动轴被轴向限位，与所述转轮体可转动连接。2.根据权利要求1所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述活塞两端分别具有带螺纹的活塞杆和螺纹孔，分别用于与所述转轮体和所述转动轴形成一级螺纹副和二级螺纹副。3.根据权利要求1或2所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述转轮体具有孔径由内而外逐级增大的盲孔式多级阶梯孔，包括用于与所述活塞形成一级螺纹副的一级孔，以及用作活塞腔或活塞腔的一部分的二级孔。4.根据权利要求1或2所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述转动轴具有两侧分别被限位挡板和腔室端盖轴向限位的轴肩，所述限位挡板设于所述活塞腔内，所述腔室端盖用于密封所述活塞腔，所述限位挡板和所述腔室端盖套设在所述转动轴上。5.根据权利要求4所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述轴肩与所述限位挡板和所述腔室端盖间分别设有推力轴承。6.根据权利要求1或2所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述转动轴上套设有与桨叶连接的桨叶轴，所述转动轴上设有用于限制其与所述桨叶轴产生周向旋转位移的平键，以及用于防止所述桨叶轴从所述转动轴上脱出的卡环。7.根据权利要求6所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述桨叶轴与所述转轮体间设有轴瓦。8.根据权利要求1或2所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述活塞腔内充有流体且被所述活塞分为第一腔室和第二腔室，可通过外界动力装置控制第一腔室和第二腔室内的压差。9.根据权利要求8所述的桨叶操作机构，其特征在于：第一腔室和/或第二腔室连接有液位计，用于通过测量所述活塞发生的位移计算得出所述桨叶的转动角度。10.根据权利要求1或2所述的桨叶操作机构，其特征在于：所述水轮机的转轮室上设有位移传感器，所述桨叶上设有与所述位移传感器适配的靶点，用于通过测量所述位移传感器和所述靶点间的距离计算得出所述桨叶的转动角度。2CN111980850A说明书1/5页一种转桨式水轮机用桨叶操作机构技术领域[0001]本发明涉及转桨式水轮机技术领域，尤其涉及一种转桨式水轮机用桨叶操作机构。背景技术[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，而不必然地构成在先技术。[0003]水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电；作完功的水则通过尾水管道排向下游，水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。[0004]转桨式水轮机是一种水轮发电机组的主要机型，在运行时，转轮的桨叶是可以转动的，并和导叶的转动保持一定的协联关系，以适应水头和流量的变化，使水轮机在不同的工况下都能保持有较高的效率。为实现桨叶工作角可变，发明人知晓的一种实施方式是，在转轮下方的泄水锥内，设置活塞缸及曲柄连杆机构，往复运动的活塞通过连杆带动桨叶转动。然而，发明人意识到这种操作机构具有一定的缺陷，这种操作机构，通常结构复杂，面泄水锥的内部空间有限，既不便于安装和维护，也容易出现运动干涉等问题。[0005]此外，连杆的反作用力会驱使活塞缸沿周向转动，进而导致操作机构出现卡阻现象。发明人知晓的一种解决方案是：通过设置限位滑块，使活塞缸不发生周向转动，可有效避免上述卡阻现象的发生；但是，由于周向分力一直