[发明专利]一种叶片数量可调节的叶轮及其工作方法在审

专利信息
申请号: 202011296569.9 申请日: 2020-11-18
公开(公告)号: CN112283022A 公开(公告)日: 2021-01-29
发明(设计)人: 范志东;李晓博;马翼超;张志博;李季;牛坤;刘承鑫;张安文;郑坊平 申请(专利权)人: 西安热工研究院有限公司
主分类号: F03D1/06 分类号: F03D1/06;F03D7/04
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 何会侠
地址: 710032 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 叶片 数量 调节 叶轮 及其 工作 方法
【权利要求书】:

1.一种叶片数量可调节的叶轮,包括主轴(5),固定在主轴(5)一端部的固定轮毂(2)以及固定在固定轮毂(2)上的两个固定叶片(1),其特征在于:还包括通过花键连接结构设置在主轴(5)上的可调节轮毂(4)以及通过螺栓连接结构设置在可调节轮毂(4)上的两个可调节叶片(3),设置在主轴(5)另一端部的机舱(18),置于机舱(18)内部平台上的控制装置(19);可调节轮毂轴向固定杆(26)一端固定在可调节轮毂(4)上,当四叶片工作时,可调节轮毂轴向固定杆(26)另一端与设置于固定轮毂(2)内部的液压锁定销轴(27)和销孔(28)连接以固定可调节轮毂(4),当两叶片工作时,可调节轮毂轴向固定杆(26)另一端悬空;液压缸(9)与活塞杆(10)通过液压泵(8)设置于可调节轮毂(4)内壁,轴(12)设置于可调节叶片(3)内壁,连接杆(11)设置于轴(12)上,活塞杆(10)与连接杆(11)组成连杆机构,用于驱动两个可调节叶片(3)绕着螺栓连接结构的螺杆(14)旋转;所述控制装置(19)内部设置有第一电机(20)和第二电机(24),第一电机(20)通过中间轴(21)连接齿轮(22)并驱动齿轮(22)旋转,第二电机(24)连接驱动支撑杆(25)并驱动其旋转,驱动支撑杆(25)用于驱动控制装置(19)水平移动,第二电机(24)可驱动支撑杆(25)旋转,用于连接设置在可调节轮毂(4)表面的轮毂支撑孔(17),轮毂支撑孔(17)内部为螺纹结构,当叶轮以两叶片形式工作时,轮毂支撑孔(17)的内螺纹与支撑杆(25)端部的外螺纹组成螺纹副结构以固定可调节轮毂(4)。

2.根据权利要求1所述的叶片数量可调节的叶轮,其特征在于:所述螺栓连接结构,包括轴承(13)、螺杆(14)、螺母(16)和垫片(15),轴承(13)外圈设置于可调节轮毂(4)内壁,螺杆(14)一端设置于轴承(13)内圈,螺杆(14)另一端通过外螺纹与螺母(16)和垫片(15)连接。

3.根据权利要求1所述的叶片数量可调节的叶轮,其特征在于:所述花键连接结构包括主轴(5)表面设置的外花键(6)以及可调节轮毂(4)内部设置的花键槽(7),通过外花键(6)置于花键槽(7)中将主轴(5)与可调节轮毂(4)连接,实现叶轮在四叶片形式下工作时可调节轮毂(4)驱动主轴(5)旋转的过程。

4.根据权利要求1所述的叶片数量可调节的叶轮,其特征在于:所述可调节轮毂(4)表面设置有两个轮毂支撑孔(17)。

5.权利要求1至4任一项所述的叶片数量可调节的叶轮的工作方法,其特征在于:

1)当风机处于低风速情况时,风机以四叶片形式进行发电,该状态下两个固定叶片(1)、固定轮毂、两个可调节叶片(3)和可调节轮毂(4)均处于工作状态,可调节轮毂(4)通过外花键(6)带动主轴(5)旋转发电;可调节轮毂轴向固定杆(26)与液压锁定销轴(27)和销孔(28)处于连接状态,实现可调节轮毂(4)的轴向固定;

2)当风机机位风速由低风速向到高风速转变时,叶轮由四叶片形式调节至两叶片形式;具体调整过程如下:风机控制系统发出指令使风机停机,并控制叶轮转速降低至轮毂支撑孔(17)与支撑杆(25)处于同轴位置时停止,控制装置(19)发出指令,控制第一电机(20)驱动齿轮(22)旋转,齿条(23)固定于机舱(18)内部平台上,因此整个控制装置(19)整体沿着齿条(23)向可调节轮毂(4)方向移动,直至支撑杆(25)与可调节轮毂(4)上轮毂支撑孔(17)接触后停止;随后第一电机(20)与第二电机(24)同时工作,驱动支撑杆(25)旋至轮毂支撑孔(17)中,直至驱动支撑杆(25)与轮毂支撑孔(17)的螺纹完整配合;固定轮毂(2)内部机构动作,将液压锁定销轴(27)从销孔(28)收回,释放可调节轮毂轴向固定杆(26);控制装置(19)发出指令,第一电机(20)驱动齿轮(22)旋转,带动控制装置(19)整体沿着齿条(23)向远离可调节轮毂(4)方向移动,直至可调节轮毂(4)与外花键(6)完全脱离后停止;风机控制系统发出指令,液压泵(8)工作,驱动活塞杆(10)移动,连接杆(11)与轴(12)转动,可调节叶片(3)绕着螺杆(14)的轴线旋转,直至可调节叶片根部中心线与主轴(5)中心线平行后,液压泵8停止工作,此时可调节叶片3叶轮折叠,随后风机启动以两个固定叶片(1)两叶片形式发电;

3)当风机处于高风速时,风机以两叶片形式进行发电,该状态下两个固定叶片(1)和固定轮毂(2)处于工作状态,可调节轮毂(4)与外花键(6)完全脱离,两个可调节叶片(3)与可调节轮毂(4)处于静止状态,支撑杆(25)承载两个可调节叶片(3)与可调节轮毂(4)的重量并将其固定;

4)当风机机位风速由高风速向到低风速转变时,叶轮由两叶片形式调节至四叶片形式;具体调整过程如下:风机控制系统发出指令使风机停机,使外花键(6)与花键槽(7)沿主轴轴向对齐时停止;液压泵(8)工作,驱动活塞杆(10)移动,连接杆(11)与轴(12)转动,可调节叶片(3)绕着螺杆(14)的轴线旋转,直至叶片根部中心线与主轴(5)中心线垂直后,控制柜(19)发出指令,第一电机(20)驱动齿轮(22)旋转,带动控制柜(19)整体沿着齿条(23)向可调节轮毂(4)方向移动,直至可调节轮毂(4)与外花键(6)完全配合后停止;此时,可调节轮毂轴向固定杆(26)端部的孔与销孔(28)处于同轴状态,固定轮毂(2)内部机构动作,将液压锁定销轴(27)从销孔(28)插入,将可调节轮毂轴向固定杆(26)固定牢靠;第一电机(20)与第二电机(24)同时工作,驱动支撑杆(25)旋转并向机舱方向移动,直至驱动支撑杆(25)与轮毂支撑孔(17)的螺纹完全脱离;控制装置(19)发出指令,第一电机(20)驱动齿轮(22)旋转,控制装置(19)整体沿着齿条(23)向远离可调节轮毂(4)方向移动,随后风机启动以四叶片形式发电。

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