CN113864229B - 一种可调节叶轮机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调节叶轮机构，包括叶轮主体、调节旋板和多个调节叶片；叶轮主体包括叶轮盖板和主体叶片，主体叶片沿叶轮盖板径向均匀环形分布，叶轮盖板上设有多条第一导向槽，调节旋板上均匀分布有第二导向槽，该第二导向槽为曲线槽，每个调节叶片包括叶片板、导杆和限位块，叶片板一端嵌入主体叶片中，成为主体叶片的延伸，导杆的一端连接叶片板的底侧，另一端依次穿过第一导向槽和第二导向槽后连接限位块。与现有技术相比，本发明通过机械结构进行调节，使叶片的外圆直径能够方便快捷地进行改变，变化可以重复多次，实现增加叶片外径或者减小叶片外径，不会损伤其他零件，操作简单，适应性更加广。

Description

一种可调节叶轮机构
技术领域
本发明涉及流体机械领域，尤其是涉及一种可调节叶轮机构。
背景技术
叶片式水泵及水轮机等旋转机械中，叶轮是最重要的工作元件。根据水泵的理论知识可知，叶轮中叶片的外圆直径D2在水泵使用中是一个非常主要的几何参数，水泵的扬程H与外圆直径D2有如下关系：H∝D2 2。由于切割叶片外径的方式是目前实际中最为经济、实用的方法(叶轮为批量化生产，一般不进行定制)，因此在实际应用中，经常需要通过切割叶片外径D2来适应不同性能的水泵工况。切割叶片外径的具体步骤为：拆卸叶轮螺母，把叶轮从泵轴上拆卸下来，再把拆下的叶轮装夹在车床上进行机械加工，加工完成后再进行去除毛刺、加工倒角、重新进行动静平衡试验及去重处理，最后再装配到泵轴上，进行水泵的总体装配，把水泵继续投入使用。
综上可知，切割叶片外径D2存在以下问题：1、实际步骤非常繁琐，操作工序复杂，甚至有可能在切割过程中损坏叶轮结构。2、切割精度难以掌握，需要反复装配测试，提高了操作难度。3、整体操作不可逆，一旦计算操作失误将会报废整个叶轮，造成浪费。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可调节叶轮机构，通过机械结构使得叶轮的外径可以在不进行拆卸的情况下直接调整，操作简单，适用性强。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可调节叶轮机构，包括叶轮主体、调节旋板和多个调节叶片；
所述的叶轮主体包括叶轮盖板和主体叶片，所述主体叶片沿叶轮盖板径向均匀环形分布，所述的叶轮盖板上设有多条第一导向槽，每条第一导向槽和一个主体叶片共线设置，并且由主体叶片远离叶轮盖板轴心的一端向叶轮盖板边缘延伸，同时，第一导向槽和主体叶片部分重合，使得主体叶片上形成限位槽；
所述调节旋板上均匀分布有第二导向槽，该第二导向槽为曲线槽，位置和第一导向槽相对应；所述的叶轮盖板上设有多个定位孔，所述的调节旋板上设有至少两个通孔，通过螺栓穿过通孔连接定位孔来固定调节旋板和叶轮盖板；
每个调节叶片包括叶片板、导杆和限位块，所述的叶片板一端嵌入限位槽中，成为主体叶片的延伸，所述导杆的一端连接叶片板的底侧，另一端依次穿过第一导向槽和第二导向槽后连接限位块。
进一步地，每个调节旋板上的通孔可对应叶轮盖板上多个间隔设置的定位孔，当调节旋板相对于叶轮盖板同轴心转动一定角度后，同一通孔对应一个相邻的新定位孔。
进一步地，所述的第二导向槽的边缘设有刻度线。
进一步地，所述的第一导向槽延伸至贯通叶轮盖板的边缘，所述的第二导向槽延伸至贯通调节旋板的边缘
进一步地，所述的限位块和导杆采用螺纹连接。
进一步地，所述主体叶片上限位槽的宽度大于第一导向槽的宽度。
进一步地，所述主体叶片和调节叶片位于叶轮盖板上的垂直高度相同。
进一步地，所述的调节旋板为圆环形板。
进一步地，所述的叶轮主体包括至少两个主体叶轮。
进一步地，所述的叶轮主体中央设有用于连接泵轴的安装孔，泵轴和安装孔采用键连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过叶轮主体、调节旋板和多个调节叶片的设计，实现了在不拆卸叶轮的情况下调节叶片的外径大小，操作简单快捷，节省操作时间和拆装成本；同时，由于避免了拆卸可以有效提高零件的使用寿命，节省了备品备件的损耗。
2、本发明通过调节旋板上的通孔，以及叶轮盖板上定位孔的设置实现调节旋板和叶轮盖板的结构固定，使用时只需要根据需求旋转调节旋板，就能获得需要的叶片外径，操作工序简单。
3、在第二导向槽的边缘设有刻度线，有助于使用者直观了解调节旋板的旋转角度，进而精确地调整控制叶片的外径大小。
4、本发明能够进行可逆化操作，叶片外径可以调大也可以调小，能够随意增减，自由切换，适用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明另一角度的结构示意图。
图3为本发明的侧向剖视示意图。
图4为叶轮主体的结构示意图。
图5为叶轮主体的后视示意图。
图6为调节旋板的结构示意图。
图7为调节叶片的结构示意图。
附图标记：1、叶轮主体，11、叶轮盖板，11a、第一导向槽，11b、限位槽，12、主体叶片，13、定位孔，2、调节旋板，21、第二导向槽，22、通孔，3、调节叶片，31、叶片板，32、导杆，33、限位块，4、螺栓，5、安装孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1～6所示，本实施例提供了一种可调节叶轮机构，包括叶轮主体1、调节旋板2和多个调节叶片3，叶轮主体1中央设有用于连接泵轴的安装孔5，泵轴和安装孔5通过键连接。
叶轮主体1包括叶轮盖板11和主体叶片12。主体叶片12沿叶轮盖板11径向环状均匀分布。在叶轮盖板11上设有多条第一导向槽11a，每条第一导向槽11a和一个主体叶片12共线设置，并且由主体叶片12远离叶轮盖板11轴心的一端向叶轮盖板11边缘延伸。同时，第一导向槽11a和主体叶片12部分重合，使得主体叶片12上形成限位槽11b。主体叶片12上限位槽11b的宽度比第一导向槽11a的宽度大2～3mm。主体叶轮12的数量一般至少两个，本实施例中具有六个主体叶轮12。
调节旋板2为圆环形板上，在调节旋板2上均匀分布有第二导向槽21。该第二导向槽21为曲线槽，位置和第一导向槽11a相对应。曲线槽的具体轨迹按照一定的参数进行设计，并且整体宽度保持一致。调节旋板2上设有通孔22，叶轮盖板11上设有定位孔13。螺栓4穿过通孔22和定位孔13使得调节旋板2和叶轮盖板11同轴心固定。通孔22一般至少为两个，用来确保调节旋板2和叶轮盖板11的不发生窜动。每个叶轮盖板11上的通孔22可对应调节旋板2上多个间隔设置的定位孔13，当调节旋板2相对于叶轮盖板11同轴心转动一定角度后，同一通孔22对应一个相邻的新定位孔13。图5中的定位孔13为示意性的图，定位孔13具体可按照多圈环形进行分布。第二导向槽21的边缘还设有刻度线，便于直观了解调整调节旋板2的旋转角度，进而精确地调整控制叶片的外径大小。
如图7所示，每个调节叶片3包括叶片板31、圆柱形的导杆32和限位块33。叶片板31一端嵌入限位槽11b中，主体叶片12和调节叶片3垂直于叶轮盖板11的高度相同，成为主体叶片12的延伸。导杆32的一端连接叶片板31的底侧，另一端依次穿过第一导向槽11a和第二导向槽21后连接限位块33。
本实施例中，第一导向槽11a延伸且贯通叶轮盖板11的边缘，第二导向槽21延伸且贯通调节旋板2的边缘，使得调节叶片3具有更大的伸缩调整范围。限位块33和导杆32采用螺纹连接，便于调节叶片3与两个导向槽安装和拆卸。
本实施例的工作原理为：
根据凸轮机构工作原理，调节叶片3的导杆32安装在主体叶轮12的第一导向槽11a里，叶片板3嵌入限位槽11b中，使得调节叶片3可以沿着第一导向槽11a进行直线向心运动；同时导杆32还安装在调节旋板2的第二导向槽21里，当调节旋板2进行旋转调节时，导杆32相对第二导向槽21进行曲线运动，在两个运动的叠加下，最终调节叶片3实现直线向心运动。也就是说，当进行外径调整时，只需要旋转调节旋板2，使其和叶轮盖板11发生相对转动。此时，导杆32在第二导向槽21的带动下沿着第一导向槽11a移动，也就调节叶片3主体叶片12的限位槽11b中进行径向移动，从而改变了叶片整体的外径。
叶轮盖板11和调节旋板2通过螺栓4互相紧固，在调节旋板2设置通孔22，在叶轮盖板11上设有定位孔13。定位孔13按照最小固定角度θ环状分布(调节旋板2每次旋转一个最小固定角度θ时，调节叶片3的外径D2改变一个常数△D，这样工程使用时，可以根据这个转换关系调节叶片3外径，实现精准调节)，定位孔13的数量随各个叶轮的调节量设定，保证每个定位孔13可以和调节旋板2上的一个通孔22进行对应，实现旋转的后的紧固。
本实施例具有以下优点：
(1)、无需拆卸：本实施例的机械结构可以在不拆卸叶轮的情况下，调节叶片的外径大小，操作简单快捷，节省操作时间和拆装成本；(2)、操作工序简单：只需要根据需求，按照转化关系旋转调节旋板，就能获得需要的叶片外径，简单明了；而且和传统的结构相比较，减少了切割、动静平衡试验等操作步骤；(3)、延长使用寿命：轴、机械密封等零件在此结构下使用时，不会因为拆卸而受到损伤，延长零件使用寿命，节省了备品备件的损耗。(4)、精准度高：即便是多次调节，也不会影响其他零件的形状及性能，使用时能够最大限度契合设计目标。(5)、操作可逆，适应性高：叶片外径可以调大也可以调小，能够随意增减，自由切换，一个叶轮可以在变化的工程现场重复使用。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可调节叶轮机构，其特征在于，包括叶轮主体（1）、调节旋板（2）和多个调节叶片（3）；
所述的叶轮主体（1）包括叶轮盖板（11）和主体叶片（12），所述主体叶片（12）沿叶轮盖板（11）径向均匀环形分布，所述的叶轮盖板（11）上设有多条第一导向槽（11a），每条第一导向槽（11a）和一个主体叶片（12）共线设置，并且由主体叶片（12）远离叶轮盖板（11）轴心的一端向叶轮盖板（11）边缘延伸，同时，第一导向槽（11a）和主体叶片（12）部分重合，使得主体叶片（12）上形成限位槽（11b）；
所述调节旋板（2）上均匀分布有第二导向槽（21），该第二导向槽（21）为曲线槽，位置和第一导向槽（11a）相对应；所述的叶轮盖板（11）上设有多个定位孔（13），所述的调节旋板（2）上设有至少两个通孔（22），通过螺栓（4）穿过通孔（22）连接定位孔（13）来固定调节旋板（2）和叶轮盖板（11）；
每个调节叶片（3）包括叶片板（31）、导杆（32）和限位块（33），所述的叶片板（31）一端嵌入限位槽（11b）中，成为主体叶片（12）的延伸，所述导杆（32）的一端连接叶片板（31）的底侧，另一端依次穿过第一导向槽（11a）和第二导向槽（21）后连接限位块（33）；
每个调节旋板（2）上的通孔（22）可对应叶轮盖板（11）上多个间隔设置的定位孔（13），当调节旋板（2）相对于叶轮盖板（11）同轴心转动一定角度后，同一通孔（22）对应一个相邻的新定位孔（13）；
所述的第二导向槽（21）的边缘设有刻度线；
所述的第一导向槽（11a）延伸至贯通叶轮盖板（11）的边缘，所述的第二导向槽（21）延伸至贯通调节旋板（2）的边缘。
2.根据权利要求1所述的一种可调节叶轮机构，其特征在于，所述的限位块（33）和导杆（32）采用螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种可调节叶轮机构，其特征在于，所述主体叶片（12）上限位槽（11b）的宽度大于第一导向槽（11a）的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种可调节叶轮机构，其特征在于，所述主体叶片（12）和调节叶片（3）位于叶轮盖板（11）上的垂直高度相同。
5.根据权利要求1所述的一种可调节叶轮机构，其特征在于，所述的调节旋板（2）为圆环形板。
6.根据权利要求1所述的一种可调节叶轮机构，其特征在于，所述的叶轮主体（1）包括至少两个主体叶片（12）。
7.根据权利要求1所述的一种可调节叶轮机构，其特征在于，所述的叶轮主体（1）中央设有用于连接泵轴的安装孔（5），泵轴和安装孔（5）采用键连接。
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