斜流式水泵水轮机叶片大角度动桨调节装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102367778A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102367778A(43)申请公布日2012.03.07(21)申请号201110274361.1(22)申请日2011.09.16(71)申请人姚刚地址430016湖北省武汉市江岸区球场路44-24号202室(72)发明人姚刚(51)Int.Cl.F03B3/06(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称斜流式水泵水轮机叶片大角度动桨调节装置(57)摘要斜流式水泵水轮机叶片大角度动桨调节装置，属流体机械领域，用以简化原动桨调节装置，提高效率，扩大工况的广适性，扩大水轮机调节范围，改变润滑方式。装置由两部分组成，①液压调节器，用来实现调节杆的上下运动；②调节机构，为一空间斜交杆系。附图为结构简图：件1操作杆和件2操作架向上运动一段距离，件3下球铰同步上移该距离，则它的球心位置可定，件4上球铰球心位置可定；因上球铰长度已知，件5拐臂绕件6叶片轴线转动的半径已知，则件5拐臂旋转角度可定，这样，件1的向上运动，转变为件6的逆时针转动。件1和件2向下，依照前述，件6顺时针转动，这样，操作杆的上下运动转变为叶片绕自身轴线的正反向转动，实现叶片的(+50°～-50°)大角度动调。机构采用自润滑轴承。CN1023678ACCNN110236777802367786A权利要求书1/1页1.斜流式水泵水轮机叶片大角度动桨调节装置，其特征是：操作杆轴线与桨叶轴线在同一平面内斜交，操作杆上下运动一小段距离，泵的叶片同步地绕自身轴线正反向转动设定的角度。2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：叶片绕自身轴线旋转角可在+50°∽-50°范围内调节。3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：机构中的“拐臂”，为Z形折臂。4.根据权利要求1所述的装置，其特征是：装置包含闭式球面低副，球副外球上开有避让外球杆运动的槽。5.根据权利要求1所述的装置，其特征是：装置的球面低副，用石墨润滑，装墨腔与球副接触，而与周边隔断。6.根据权利要求1所述的装置，其特征是：装置的叶片转动轴承、销部轴承为粉末冶金含油轴承。2CCNN110236777802367786A说明书1/2页斜流式水泵水轮机叶片大角度动桨调节装置技术领域[0001]斜流式水泵水轮机叶片大角度动桨调节装置，属流体机械领域，用以简化原动桨调节装置，提高效率，扩大工况的广适性，扩大水轮机调节范围，改变润滑方式。[0002]本文所谓的“大角度动桨调节”，系指机器在水轮机和泵两种工况下，不停机、不换向，对叶片安放角βz实现±50°范围内的转动。从而实现性能改善和功能扩展。背景技术[0003]斜流式水泵水轮机在荷峰高时发电，在荷峰低时作水泵蓄能。其水头应用范围为20∽200m，具有动桨调节功能机器，它的发电运行高效区间宽，当它在作水泵应用，在启动过程中，无须通气压水，启动力矩不大，因此可以简化启动操作过程，提高机组投入运行的响应速度。近年来，由于大型电站调峰的需要，可逆式水泵水轮机组获得了极大的发展。[0004]目前，斜流式水轮机的调桨装置，包括接力器(括板式或活塞式)和叶片传动机构。接力器公认的结构复杂，叶片传动机构都是通过形式相近的拔叉转动叶片拐臂，叶片调角变化范围很小，调节量受限，“结构复杂和调节量小”，成为斜流式水泵水轮机两大公认的不足。几十年来，国内国外，对此都没有变化。[0005]本技术①使调节机构大大简化，从而使转轮体结构设计大为简化；②使水轮机输入功率和泵输出功率的调节范围大大扩展，在更大的功率区域内保持机组转速稳定，提高机组效率，提高发电品质，发明内容[0006]1本发明的传动机构为一空间斜交杆系，见图1，调节机构原理图：[0007]件1操作杆(同心地置于泵轴内)轴线与件6叶片轴线在同一平面内斜交，交角Ψx＝30°-45°，件1操作杆与件2操作架固联，能在平面P内上下运动；件6叶片为带悬臂的简支梁，叶片轴尾部两支承分别位于转子体的内、外壳上，件6叶片与件5拐臂以键相联，它能绕自身轴线转动；件4上球铰与件5拐臂销联，能在平面M内运动；件3下球铰与件2操作架销联，能在平面P内运动；件3下球铰与件4上球铰的公共部位为空间闭式球面低副，内球壳上开有槽，这个槽是上、下球铰相对运动时，为避让下球铰的杆部所开。[0008]件3下球铰在P平面内既有平动，又有转动；件4上球铰在M平面内既有平动，又有转动。[0009]当操作杆和操作架向上运动一段距离，下球铰的销部同步上移该距离，因下球铰长度可知，则球心位置可定，此位置也是上球铰球心位置；由于上球铰长度已知，拐臂绕叶片轴线转动的半径已知，则拐臂旋转角度可求，则叶片的轴逆时针转动与拐臂相同的角度，即是说，件1操作杆的向上运动，转变为件6叶片的