CN107642447A - 外置手动调节结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于水轮机技术领域，具体公开了外置手动调节结构，包括调节机构、冷却机构和排气机构，调节机构包括操作轴、操作架、连板和转臂，操作轴位于电机主轴和水轮机轴内部，操作轴一端与操作架固定连接，操作轴另一端螺纹连接有圆螺母，圆螺母与电机主轴之间通过导向键连接，连板一端与操作架固定连接，另一端与转臂侧壁相抵，转臂侧壁为倾斜面，桨叶固定连接有枢轴，枢轴转动连接在转轮体上，转臂与枢轴键连接，转臂与转轮体之间设有复位件；冷却机构包括进水腔，进水腔固设在转轮体内壁上，进水腔连通有进水管道，进水管道上设有离心阀门，进水腔内设有干冰，进水腔上开有出气孔。本发明桨叶角度可调、结构简单和制造成本低。

Description

外置手动调节结构

技术领域

本发明涉及水轮机技术领域，具体涉及外置手动调节结构。

背景技术

目前，常规轴流式水轮机分为转桨式和定桨式二种。

转桨式水轮机的安全、稳定运行范围较宽，通常在35%-100％功率范围内，综合效率较定桨式水轮机高，但转桨式水轮机的转轮体结构空间较小，一般适合转轮直径较大的水轮机，而桨叶调节控制采用液压油系统控制，使得整机系统结构复杂，制造难度大，加工精度高，制造成本高。

定桨式水轮机整机结构简单，造价低，但机组安全、稳定运行范围较窄，通常在75%-100％功率范围内，当水轮机偏离其运行范围后，会导致水轮机的效率急剧下降，引起机组振动，且适应负荷与水头变化的能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外置手动调节结构，以达到在小直径轴流水轮机中桨叶角度可调、整体结构简单并且制造成本低的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

外置手动调节结构，包括调节机构，所述调节机构包括操作轴、操作架、连板和转臂，操作轴位于电机主轴和水轮机轴内部，操作轴一端与操作架固定连接，操作轴另一端螺纹连接有圆螺母，圆螺母与电机主轴之间通过导向键连接，所述连板一端与操作架固定连接，连板另一端与转臂侧壁相抵，所述转臂侧壁为倾斜面，桨叶固定连接有枢轴，枢轴转动连接在转轮体上，转臂与枢轴键连接，转臂与转轮体之间设有复位件；还包括冷却机构和排气机构，所述冷却机构包括进水腔，进水腔固设在转轮体内壁上，进水腔连通有进水管道，进水管道上设有离心阀门，离心阀门位于转轮体外部，进水腔内设有干冰，进水腔上开有出气孔。

本方案的工作原理在于：

调节桨叶角度时，先将机组停下来，调节机构用于调节桨叶的角度，拧动圆螺母，由于导向键的存在，带动与圆螺母螺纹连接的操作轴上、下移动，操作轴移动带动与操作轴固定连接的操作架同步上、下移动，操作架移动带动与操作架固定连接的连板上下移动，连板与转臂侧壁相抵，连板上下运动带动转臂绕枢轴转动，枢轴转动带动与枢轴固定连接的桨叶转动一定角度；由于调节桨叶角度时，连板与转臂产生相对滑动，此为刚性接触，会产生热量，冷却机构用于冷却连板与转臂滑动时产生的热量，提高水轮机轴转速，离心阀门打开，水进入进水腔内，进水腔内的干冰遇到水后加速雾化，产生大量低温的二氧化碳雾气进入润滑油内，对润滑油进行冷却，最终二氧化碳从润滑油中排出悬浮在润滑油上方的转轮体空间内，排气机构用于将二氧化碳雾气排出转轮体外，当操作轴上下移动时，带动操作轴上的排气杆上下移动，打开排气挡片，当二氧化碳排出后，将排气杆左右滑动，关闭排气挡片。

采用本方案能达到如下技术效果：

1、桨叶角度可调，并且水轮机整体结构简单、制造难度小、制造成本高；

2、调节桨叶操作方便，只需将圆螺母转动一定角度即可；

3、通过连板与转臂产生相对滑动来使得转臂产生转动，连板与转臂接触面积大，受到的压强小，避免了传统水轮机调节桨叶角度时连板与转臂产生转动需承受较大压强的问题；

4、能对连板与转臂刚性接触产生的热量进行冷却，避免了转轮体内过热导致连板和转臂粘在一起，甚至过热时连板与转臂变软，而导致影响调节精度的问题。

进一步，排气机构包括排气孔、排气挡片和排气杆，排气孔开设在转轮体上并且排气孔位于润滑油液位上方，排气挡片覆盖在排气孔上且排气挡片一端铰接在转轮体上，排气挡片与转轮体之间设有复位弹簧，排气杆设在操作轴上并且能在操作轴上左、右自由滑动，排气杆一端与排气挡片相抵。当转动圆螺母使操作轴上、下移动时，操作轴移动带动排气杆上、下移动，打开排气孔，当二氧化碳排出后，将排气杆左右滑动，关闭排气孔，不需手动打开排气孔释放二氧化碳气体。

进一步，出气孔与润滑油之间连通有导流管。导流管便于将进水腔内排出的二氧化碳烟雾直接通入润滑油中，实现对润滑油的冷却。

进一步，导流管上设有倒流防止器。倒流防止器能防止润滑油倒流回进水腔内，造成润滑油的浪费。

进一步，操作架与转轮体之间滑动设置有导向滑块。导向滑块能对操作架起导向作用，防止操作架发生转动。

进一步，操作轴的螺纹上设有螺纹套。螺纹套能对操作轴的螺纹起保护作用，防止灰尘落入操作轴的螺纹中影响操作轴与圆螺母之间的连接。

进一步，排气杆穿过操作轴并且与操作轴螺纹连接。通过转动排气杆便可实现排气杆相对于操作轴的上、下运动。

进一步，排气杆与转轮体转动连接，排气杆上连接有操作手柄。操作手柄方便转动排气杆，使排气杆上、下移动。

进一步，排气杆与转轮体之间设有密封圈。密封圈能防止排气杆与转轮体之间的空隙水漏进转轮体中。

附图说明

图1是本发明外置手动调节结构实施例一的结构示意图；

图2是本发明外置手动调节结构实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：圆螺母1、螺纹套2、导向键3、电机主轴4、操作轴5、套筒51、水轮机轴6、操作架7、导向滑块71、连板8、转臂9、桨叶10、进水腔11、干冰12、进水管道13、离心阀门14、排气孔15、排气挡片16、排气杆17。

实施例一

如图1所示，本实施例的外置手动调节结构，包括调节机构、冷却机构和排气机构。

调节机构包括操作轴5、操作架7、连板8和转臂9，操作轴5位于电机主轴4和水轮机轴6内部，电机主轴4和水轮机轴6通过螺栓连接，操作轴5总长8~9米，总共分为三段，相邻两段之间通过套筒51连接，安装时分段安装，操作轴5下端与操作架7上端焊接，操作架7与转轮体之间滑动安装有导向滑块71，操作轴5上端设有外螺纹，此外螺纹上设有用于保护此外螺纹的螺纹套2，圆螺母1与此外螺纹连接，圆螺母1上设有止动垫圈，操作轴5上开有供止动垫圈内舌插入的槽，装配时将止动垫圈内舌插入操作轴5上的槽内，将止动垫圈的外舌嵌入圆螺母1的槽内，螺母即被锁紧，操作轴5与电机主轴之间通过导向键3连接；连板8下端与操作架7焊接，连板8上与转臂9侧壁相抵，转臂9侧壁为倾斜平面或者凹面，桨叶10轴线处与枢轴焊接，枢轴转动连接在转轮体上，转臂9通过平键外套在枢轴上，转臂9与转轮体内壁之间连有复位弹簧；

冷却机构如图1所示，冷却机构包括进水腔11，进水腔11焊接在转轮体内壁上，进水腔11连通有进水管道13，进水管道13上设有离心阀门14，进水腔11内装有干冰12，进水腔11上部开有出气孔，出气孔上连有导流管，导流管伸进转轮体内的润滑油中，为了防止润滑油倒流回进水腔11内，在导流管上设有倒流防止器。

排气机构如图1所示，排气机构包括排气孔和铰接在排气孔一侧的排气挡片，排气孔开设在转轮体上并且排气孔位于润滑油液位上方，排气挡片覆盖在排气孔上。

当需要调节桨叶10角度前，先提高机组运转速度，离心阀门14在离心作用下打开，转轮体外部的水通过进水管道13进入进水腔11内部，进水腔11内的干冰12遇到水后加速雾化，产生大量低温的二氧化碳烟雾，二氧化碳烟雾通过导流管进入润滑油内，对润滑油进行冷却，二氧化碳烟雾再从润滑油中排出，悬浮在润滑油上方的转轮体空间内，转动排气挡片，打开排气孔，二氧化碳气体通过排气孔被排出转轮体外部，此时润滑油处于温度较低状态，二氧化碳气体排出后再转动排气挡片关闭排气孔；此时将机组停下来，松开止动垫圈，转动圆螺母1到一定角度后卡紧止动垫圈，圆螺母1转动带动操作轴5上或下移动一定距离，操作轴5移动带动操作架7同步上、下移动，操作架7移动带动连板上下移动，连板上下移动带动转臂和枢轴转动，枢轴上的桨叶10转动一定角度，完成桨叶10角度的调节，低温状态下的润滑油对连板8和转臂9相对滑动时产生的热量进行冷却。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：排气机构不同，排气机构的具体结构如图1所示，本实施例中排气机构包括排气孔15、排气挡片16和排气杆17，排气孔15开设在转轮体上并且排气孔15位于润滑油液位上方，排气挡片16覆盖在排气孔15上且排气挡片16一端铰接在转轮体上，排气挡片16与转轮体之间也连有复位弹簧，排气杆17穿过操作轴5并且与操作轴5螺纹连接，排气杆17一端伸出转轮体外，排气杆17上设有操作手柄（图中未示出），以便在转轮体外对排气杆进行转动，并且排气杆与转轮体活动连接，排气杆与转轮体之间设有密封圈，排气杆另一端与排气挡片相抵。

当润滑油冷却完毕，不需手动打开排气孔15释放二氧化碳气体，当转动圆螺母1使操作轴5上下移动时，操作轴5移动带动排气杆上下移动，打开排气孔15，当二氧化碳排出后，将排气杆17左右滑动，关闭排气孔15。

本实施例与实施例一相比，省去了打开排气孔15的步骤，只需在调节完桨叶10角度后关闭排气孔15即可。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.外置手动调节结构，包括调节机构，其特征在于：所述调节机构包括操作轴、操作架、连板和转臂，操作轴位于电机主轴和水轮机轴内部，操作轴一端与操作架固定连接，操作轴另一端螺纹连接有圆螺母，圆螺母与电机主轴之间通过导向键连接，所述连板一端与操作架固定连接，连板另一端与转臂侧壁相抵，所述转臂的侧壁为倾斜面，桨叶固定连接有枢轴，枢轴转动连接在转轮体上，转臂与枢轴键连接，转臂与转轮体之间设有复位件；还包括冷却机构和排气机构，所述冷却机构包括进水腔和填充在转轮体内的润滑油，进水腔固设在转轮体内壁上，进水腔连通有进水管道，进水管道上设有离心阀门，离心阀门位于转轮体外部，进水腔内填充有干冰，进水腔上开有出气孔。

2.根据权利要求1所述的外置手动调节结构，其特征在于：所述排气机构包括排气孔、排气挡片和排气杆，排气孔开设在转轮体上并且排气孔位于润滑油液位上方，排气挡片覆盖在排气孔上且排气挡片一端铰接在转轮体上，排气挡片与转轮体之间设有复位弹簧，排气杆设在操作轴上并且能在操作轴上左、右滑动，排气杆一端与排气挡片相抵。

3.根据权利要求1所述的外置手动调节结构，其特征在于：所述出气孔与润滑油之间连通有导流管。

4.根据权利要求2所述的外置手动调节结构，其特征在于：所述导流管上设有倒流防止器。

5.根据权利要求3的外置手动调节结构，其特征在于：所述操作架与转轮体之间滑动设置有导向滑块。

6.根据权利要求4述的外置手动调节结构，其特征在于：所述操作轴的螺纹上设有螺纹套。

7.根据权利要求5述的外置手动调节结构，其特征在于：所述排气杆穿过操作轴并且与操作轴螺纹连接。

8.根据权利要求5述的外置手动调节结构，其特征在于：所述排气杆与转轮体转动连接，排气杆上连接有操作手柄。

9.根据权利要求5述的外置手动调节结构，其特征在于：所述排气杆与转轮体之间设有密封圈。