[实用新型]一种随动电机型机械式水泵叶片角度在役调节装置

说明书

技术领域

本实用新型属于流体机械技术领域，涉及一种水泵及水轮机的叶片角度调节装置，具体地说涉及一种可在役调控水泵叶片角度的机械式调节装置，更具体地说涉及一种配置有随动电机的可实时在役调控水泵叶片角度的机械式调节装置。

背景技术

众所周知，各种具有叶片(也叫桨叶)结构的水泵或水轮机，它们的工作效率与其叶片的角度亦即“攻角”密切相关。通常，对应着水泵不同的运行工况，有且必有一个最优的叶片角度，使得水泵在该叶片角度下运行时能够获取到最优的水能效率。显然，若能依照江湖水位、季节变化和水文状况等不同运行环境来实时地调控叶片的工作角度，将能优化水泵排量的输出特性并能节约大量的电费。故此，现有大型水泵及其机组无一例外地配置有用以调节叶片角度的机构或装置，以期在水泵运行时能够根据具体情况在役调控叶片的角度而获得最优的工作效率。

迄今为止，实现水泵叶片角度实时在役调节的装置主要有两种结构形式：一种是采用液压调节方式，即借助活塞和供油系统产生调节力去驱动一个连接水泵桨叶的调节拉杆，籍此改变水泵叶片的迎水角度；另一种是机械调节方式，即通过一个调节电机和减速机构去驱动一个螺母螺杆副，利用螺母螺杆副来驱动调节拉杆以达成调控水泵叶片攻角的目的。上述两种机型各有千秋，前者调节力大，但存在内泄漏而易导致保压失效，以致其调节的稳定性较差；后者易实现自锁而锁机性能好，但传统机械式调节装置采用的是静止布局的调节电机方案，其最大缺陷在于支承螺母螺杆副的推力轴承须长期处在带载运转的环境，致使推力轴承的寿命很短，此外因支撑结构不够合理而难以抵御水泵的“抬轴”冲击力，以致存在调节装置被顶开和掀翻的“炸机”事故隐患。

鉴于此，中国专利申请CN102345613A和CN202348760U提出了一种内置旋转式叶片角度机械调节器，该装置的特点在于其主体被固定安装在水泵主电机呈空心状之转子轴的顶端上，用以调节叶片角度的调节拉杆穿越水泵主电机转子的空心轴而与调节器进行联接，调节器采用一个调节电机并通过减速机构驱动一套螺母螺杆副来产生向上或者向下的轴向移动，籍此驱动调节拉杆的上下位移而最终实现水泵叶片角度的增大或者减少。上述内置旋转式叶片角度机械调节器的优势是它能大幅降低调节器主要转动部件的转动工作时间，从而可以延长它们的使用寿命。

然而，上述CN102345613A和CN202348760U提供的内置旋转式叶片角度机械调节器依然存在有不足之处，主要表现在：

1)该调节器的核心部件“螺母螺杆副”采用的是开放式的裸露结构布局形式，以至于其润滑系统不够可靠，原因在于该调节器的螺杆是裸露开发的，注意到在水泵运行时该螺杆乃一直跟随水泵的主电机不停地运转，而且螺母螺杆副采用的是垂直布局方案，一方面润滑介质会在重力的作用下顺着螺母螺杆副的配合面往下渗淌，而螺纹状构造的运动副其结合面的密封至今仍然不会解决，另一方面螺母螺杆副在旋转的状态下必然出现甩油的现象，亦即在离心力的作用下即使是采用油脂作为润滑剂也难以防止其向外飞溅，显然上述因素综合造成的后果是：①润滑介质的不断流失而危及调节器乃至水泵机组的运行安全；②润滑介质的不断流失使得用户需要频繁添加补充，既浪费润滑油又增加日常维护工作量；③润滑介质的飞溅还会产生污染而对环境不够友好；④润滑介质的渗漏对于输送饮用水的水泵来说还会危害人们的健康；凡此种种，调节器采用开放式裸露结构布局的“螺母螺杆副”显然存在缺陷。