一种线性胀差型驱动装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种线性胀差型驱动装置，包括设备工件、驱动工件、转换机构及补偿装置，所述驱动工件的一端与所述设备工件相连接或与一预设固定点相连接，另一端通过所述转换机构与所述补偿装置连接，其中，所述设备工件与驱动工件分别采用热膨胀系数不同的材料制成；该线性胀差型驱动装置工作时，所述设备工件与驱动工件随温度变化产生不同的形变量，形变量的差产生输出量作用在所述转换机构上，从而驱动所述补偿装置靠近或远离所述设备工件。该装置适合应用于现场环境复杂，温度较高，温差对设备可靠性影响较大的情况中，其响应速度快，无需人工操作，结构简单、拆装方便，适用于一切需要根据温差调整设备的各部件间相互位置关系的设备中。
【专利说明】
一种线性胀差型驱动装置
技术领域
[0001]本发明涉及无动力输入驱动装置，特别涉及一种线性胀差型驱动装置。
【背景技术】
[0002]大部分材料都具有热胀冷缩的特性，很多运行在较高温度下的设备都需要面对并克服由材料的膨胀变形所带来的问题。
[0003]空预器是一种大型火力发电锅炉系统的必备设备，通过回收烟气热量来加热进入炉膛的空气达到节能的目的。目前，空预器面临的主要问题是漏风，按照烟气进出口及空气进出口温度的高低，将空预器分为热端及冷端两个部分。热端通常位于空预器转子上方，冷端通常位于空预器转子下方。对于空预器来说，热态运行时，由于转子上下端有较大温差，预热器转子呈蘑菇状不均匀变形，使得安装于转子上的密封片与固定密封板之间的间隙变大，引起漏风率增加，进而使锅炉能耗增加。为了解决上述问题，必须在各个工况之下都确保密封间隙最小。现在通常的做法是安装一个间隙测量或距离传感器等，获得各个工况下转子的具体位置，通过一个提升装置改变密封板的位置来减小间隙。通过采用这种方式，一方面系统较为复杂、成本较高，另一方面因为现场环境复杂、温度较高，导致设备可靠性比较差，投运率比较低。与之类似，在其他的由于温差造成设备不同部件间的不同膨胀而产生结构误差的系统中，其相关解决方案的设备也存在类似的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种线性胀差型驱动装置，以解决现有技术所存在的在环境复杂、温度较高的环境下，由于温差造成设备的不同结构之间产生形变误差，不利于设备工作的问题。
[0005]本发明的第二目的在于提供一种线性胀差型驱动装置，以实现无需外部动力输入，利用不同结构的不同热膨胀性能材料之间的热变形量的差值进行设备的热变形补充，以解决现有的设备由于温差造成的可靠性较差、投运率低的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种线性胀差型驱动装置，包括设备工件、驱动工件、转换机构及补偿装置，所述驱动工件的一端与所述设备工件相连接或与一预设固定点相连接，另一端通过所述转换机构与所述补偿装置连接，其中，所述设备工件与驱动工件分别采用热膨胀系数不同的材料制成；
[0007]该线性胀差型驱动装置工作时，所述设备工件与驱动工件随温度变化产生不同的形变量，形变量的差产生输出量作用在所述转换机构上，从而驱动所述补偿装置靠近或远离所述设备工件。
[0008]较佳地，还包括固定工件，所述驱动工件的一端通过所述固定工件与所述设备工件相连接或与一预设固定点相连接。
[0009]较佳地，所述固定工件包括固定轴及固定支架，所述固定支架设于所述设备工件上或所述预设固定点处，所述固定轴与所述固定支架转动连接，所述驱动工件的一端通过所述固定轴与所述设备工件相连接或与预设固定点相连接。
[0010]较佳地，所述转换机构的一端与所述补偿装置铰接，另一端与所述驱动工件铰接，两端之间的任意一处与所述设备工件铰接;或所述转换机构的一端与所述设备工件铰接，另一端的两处不同位置分别与所述驱动工件及补偿装置铰接。
[0011]较佳地，所述转换机构分别通过调节槽与所述补偿装置及所述驱动工件铰接，所述调节槽上设有若干可调的铰接位，根据需要将所述补偿装置及驱动工件的铰接处设于不同的铰接位处从而与所述转换机构进行不同位置的铰接。
[0012]较佳地，所述驱动工件为一长条形板、管件、杆件或型材。
[0013]较佳地，所述转换机构为一长条形板或L形板或异形结构。
[0014]较佳地，所述驱动工件的长度大于转换机构的执行转换的部分的长度。
[0015]较佳地，当所述驱动工件的材料的热膨胀系数与所述设备工件的材料的热膨胀系数随温度变化而变化率相同时，所述驱动工件的形变量与温度变化成线性关系。
[0016]较佳地，当所述驱动工件的材料的热膨胀系数与所述设备工件的材料的热膨胀系数随温度变化而变化率不相同时，所述驱动工件的形变量与温度变化成二次函数关系。
[0017]本发明提供的线性胀差型驱动装置具有以下有益效果:
[0018](I)响应速度快。本发明装置的响应速度与材料热膨胀速度一致，整个装置可以做到在温度变化的瞬时即产生动作。
[0019](2)无需人工操作、日常维护。本发明无需外部动力装置，免去了人工，电气操作控制和日常维护环节。
[0020](3)结构简单，拆装方便，寿命长。本发明为纯机械结构，省去了电气控制的环节，依靠温度作为控制的输入量，无电气元器件，安装更为方便，寿命也更长。
[0021](4)适用性广。本发明中多个环节(如驱动工件材料、驱动工件尺寸、转换机构)皆可依照项目实际情况自行调整，使用覆盖面广，适用于一切需要根据温差调整设备的各部件间相互位置关系的设备中。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例一提供的线性胀差型驱动装置的结构示意图；
[0023]图2A为实施例一提供的转换机构的结构示意图；
[0024]图2B为实施例一提供的转换机构的工作过程示意图；
[0025]图3A为实施例一中设备工件热膨胀系数小于驱动工件热膨胀系数时的参数关系示例图；
[0026]图3B为图3A情况下的驱动工件输出量与温度变化的关系示例图；
[0027]图4A为一优选实施例中驱动工件热膨胀系数随温度变化的变化率大于设备工件时的参数关系示例图；
[0028]图4B为图4A情况下的驱动工件输出量与温度变化的关系示例图；
[0029]图4C为一优选实施例中驱动工件热膨胀系数随温度变化的变化率小于设备工件时的参数关系示例图；
[0030]图4D为图4C情况下的驱动工件输出量与温度变化的关系示例图；
[0031]图5为本发明实施例二提供的线性胀差型驱动装置结构示意图；
[0032]图6A为实施例三提供的L形的转换机构的结构示意图；
[0033]图6B为实施例三提供的镜像L形的转换机构的结构示意图；
[0034]图7为实施例四提供的异形结构形式的转换机构的结构示意图；
[0035]图8为实施例三提供的装置应用于空预器时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]为更好地说明本发明，兹以若干优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下:
[0037]实施例一:
[0038]如图1所示，本实施例提供的一种线性胀差型驱动装置，包括设备工件11(其可以为需要调整的设备本体或设备的一部分，且需要与设备的其他部分保持一定的间距或相互位置关系)、驱动工件12、转换机构13及补偿装置14(其为可以带动设备的其他部分与设备工件间保持一定的相互位置关系的部分，如密封或保持非接触状态等)，驱动工件12的一端与设备工件11相连接，另一端通过转换机构13与补偿装置14连接，其中，设备工件11与驱动工件12分别采用热膨胀系数不同的材料制成;该线性胀差型驱动装置工作时，设备工件11与驱动工件12随温度变化产生不同的形变量，形变量的差产生输出量作用在转换机构13上，从而驱动补偿装置14靠近或远离设备工件11，从而实现了在温度变化的状态下补偿装置与设备工件11间相互位置关系的自动调整。
[0039]优选地，该装置还包括固定工件15，驱动工件12的一端即为通过固定工件15与设备工件11相连接的。具体地，固定工件15包括固定轴151及固定支架152，固定支架152设于设备工件11上或所述预设固定点处，固定轴151与固定支架152转动连接，驱动工件12的一端通过固定轴151与设备工件11相连接的。
[0040]具体地，如图2A所示，转换机构13的一端与补偿装置14铰接，另一端与驱动工件12铰接，两端之间的中间处与设备工件11铰接;其中，转换机构13上的不同位置处分别设有铰接孔131、调节槽132及调节槽133，其中，本实施例中，铰接孔131设于中间位置处，调节槽132及调节槽133分别设于两端位置处。转换机构分别通过调节槽132及调节槽133与补偿装置14及驱动工件12铰接。此时，由于转换机构13直接与设备工件铰接，因此，其只可相对与设备工件11进行如f3方向的转动，而驱动工件12可相对转换机构13进行如fl方向的移动，补偿装置14可相对转换机构13进行如f2方向的移动。
[0041]优选地，调节槽132及调节槽133上设有若干可调的铰接位，本领域技术人员可根据需要将补偿装置14及驱动工件12的铰接处设于不同的铰接位处从而与转换机构13进行不同位置的铰接。也即，本实施例的转换机构可以通过与补偿装置14及驱动工件12在调节槽内不同的位置处进行铰接，起到调整铰接位置的作用，从而调整驱动工件12的两个力臂LI与L2的长度，实现对驱动工件12的输出量的调整。
[0042]本实施例中的驱动工件12为一长条形板。而转换机构13也为一长条形板，长条形板有利于力矩的输出。
[0043]优选地，驱动工件12的长度大于转换机构13的执行转换的部分的长度(也即力臂LI与L2的长度的长度之和)，从而实现驱动工件12的形变量的有效输出。
[0044]参考图1、图2B及图3A，本实施例中的设备工件11的材料的热膨胀系数小于驱动工件12的材料的热膨胀系数。则该线性胀差型驱动装置工作时，设备工件11与驱动工件12随温度变化产生不同的形变量，且驱动工件12的形变量大于设备工件11的形变量，两者的形变量的差作为驱动工件的输出量作用在转换机构13上，使得驱动工件12获得向右方向的驱动力(图2B的fl方向)，由于转换机构13的存在，带动补偿装置14获得向左方向的驱动力(图2B的f2方向)，从而驱动补偿装置14靠近设备工件11。参见图2B，补偿装置14相对于设备工件11来说为左右位置关系，通过该驱动工件实现了驱动装置的水平输出量对补偿装置14的水平方向位置量的调整。这种形式的转换机构13实现了通过改变力臂LI及L2的长度关系，而改变最终转换机构的放大比例的作用。
[0045]本实施例中，再次参考图3A，驱动工件12的材料的热膨胀系数与设备工件11的材料的热膨胀系数随温度变化而变化率相同。此时，参考图3B，驱动工件12的输出量与温度变化成线性关系，本领域技术人员可根据这种两者之间的关系，恰当地选择转换机构13的两个力臂的长度，及其相对于驱动工件12的长度。
[0046]在另一优选实施例中，参考图4A、图4C，当驱动工件的材料的热膨胀系数与设备工件的材料的热膨胀系数随温度变化而变化率不相同时，参考图4B及图4D，驱动工件的输出量与温度变化成二次函数关系。具体地，参考图4A，当驱动工件的材料的热膨胀系数随温度变化的变化率大于与设备工件的材料的热膨胀系数的变化率时，参考图4B驱动工件的输出量与温度变化成增函数形式的二次函数关系；参考图4C，当驱动工件的材料的热膨胀系数随温度变化的变化率小于与设备工件的材料的热膨胀系数的变化率时，参考图4B驱动工件的输出量与温度变化成减函数形式的二次函数关系。
[0047]在另一优选实施例中，也可将设备工件11的材料的热膨胀系数设为大于驱动工件12的材料的热膨胀系数，此时，驱动工件12相对与设备工件形变量差值也即驱动工件的输出量呈现出与图3B、图4B、图4D所表现的规律在形式上相同的关系，在此不一一赘述。
[0048]在另一优选实施例中，也可不设置调节槽或仅一个调节槽是可调节铰接位的。当不设置调节槽时，转换机构13的两端之间的任意一处均可设为与设备工件11的铰接，即通过调整铰接孔131的位置，实现将转换机构13的两个力臂LI与L2设为不同的长度，从而起到通过驱动工件12的同等输出量起到调整对应的补偿装置的不同距离的位置变化量的目的。
[0049]实施例二:
[0050]本实施例为上述实施例的优选实施例，其除以下部分与实施例一有所区别外，其余部分均与实施例一的实施方式及变形方式相同，具体如下:
[0051]如图5所示，驱动工件12的一端与一预设固定点16相连接，另一端通过转换机构13与补偿装置14连接。相应地，固定支架152设于预设固定点16处，固定轴151与固定支架152转动连接，驱动工件12的一端通过固定轴151与预设固定点相连接。其中，本实施例中的预设固定点可以为相对固定工件11以外的其他固定设备或地面等处的一处固定点，也可以为与设备工件所在的同一设备上的一处固定点，本领域技术人员可根据需要进行选择具体位置。
[0052]实施例三:
[0053]本实施例为上述实施例的优选实施例，其除以下部分与实施例一有所区别外，其余部分均与实施例一的实施方式及变形方式相同，具体如下:
[0054]如图6A所示，本实施例中的转换机构13为一L形板，其具有铰接孔131、调节槽132及调节槽133，通过铰接孔131与设备工件铰接，通过调节槽132与驱动工件铰接，通过调节槽133与补偿装置14铰接。其中，铰接孔131位于L型板的拐点处的中心位置，通过该L型板实现对驱动工件的输出量的转换，以驱动补偿装置14。参见图6A，可知此时，补偿装置14相对于设备工件11来说为上下位置关系，通过该L型板实现了驱动装置的水平输出量对补偿装置14的上下方向位置量的调整，当驱动工件12的水平输出量向右时，补偿装置14向上运动，反之，则驱动工件12的水平输出量向左时，补偿装置14向下运动。
[0055]如图6B所示，该L型板还可以为镜像形式的L型板，此时，当驱动工件12的水平输出量向右时，补偿装置14向下运动，反之，则驱动工件12的水平输出量向左时，补偿装置14向上运动。
[0056]这种形式的转换机构13实现了通过改变力臂LI及L2的长度关系，而改变最终转换机构的放大比例，以及同时可以改变驱动工件输出量的输出方向的作用。图6A、图6B中的力臂LI及L2的长度本领域技术人员可根据需要自由选择，其均包含在本发明范围内。
[0057]实施例四:
[0058]本实施例为上述实施例的优选实施例，其除以下部分与实施例一有所区别外，其余部分均与实施例一的实施方式及变形方式相同，具体如下:
[0059]如图7所示，本实施例中的转换机构13为近似半圆形的异形结构，其一侧设于与补偿装置14相匹配且以铰接方式连接的半圆形的导轨，该导轨上设有多个不同的铰接位，补偿装置14通过铰接部71与转换结构相连接。即本实施例中的，转换机构可通过导轨上不同的铰接位使得该异形结构的不同位置与补偿装置14相铰接。这种形式的转换机构13实现了通过改变力臂LI及L2的长度关系，而改变最终转换机构的放大比例，以及同时可以改变驱动工件输出量的不同的输出方向的作用。
[0060]实施例五:
[0061 ]本实施例为上述实施例的优选实施例，其除以下部分与实施例一有所区别外，其余部分均与实施例一的实施方式及变形方式相同，具体如下:
[0062]本实施例提供的转换机构的一端与设备工件11铰接，另一端的两处不同位置分别与所述驱动工件及补偿装置铰接。即本实施例中转换机构的一端作为杠杆的支撑点，另一端处的部分同时作为驱动工件及补偿装置的力臂，两者通过该转换机构进行驱动工件输出量的不同程度的转换，此时，补偿装置与驱动工件为相对于设备工件左右设置的。
[0063]在其他优选实施例中，驱动工件可设为管件、杆件或型材等更加经济、简便的结构。
[0064]在其他优选实施例中，补偿装置可通过连接部与转换机构相铰接，本领域技术人员可根据需要设置连接部的具体结构形式。
[0065]在其他优选实施例中，转换机构可与驱动工件为一体式结构，即转换机构自身作为驱动工件本体的一部分(或转换机构与驱动工件间相固定连接)，由驱动工件通过此种情况下的转换机构部分直接驱动补偿装置的运动，该种变形方式也包含在本发明范围内。
[0066]上述各实施例提供的线性胀差型驱动装置可应用于调整空预器的热端密封板与转子之间因高温蘑菇状变形而产生的漏风间隙，如图8所示，其为实施例三的一种具体应用，此时装置由密封板20、固定铰支座22、热端中心筒23、径向安装板24、补偿装置25、固定支架26、固定轴27、驱动工件28、铰接轴29、转换机构21组成。其中，随着温度升高，密封板20与径向安装板24之间的间隙会随之加大，增加漏风产生，降低预热器换热效率。通过本发明装置可以降低此情况下的间隙，减少漏风差生，提高预热器换热效率，节约能源。具体地，驱动工件28—端通过固定支架26、固定轴27与径向安装板24相互安装固定连接，另一端与转换机构21相连接。转换机构21通过铰接轴29安装于径向安装板24上，两端分别连接了驱动工件28和补偿装置25外端。补偿装置25内端与热端中心筒23通过固定铰支座22连接。补偿装置25与径向安装板24之间以滑槽的方式配合，防止补偿装置25与径向安装板24之间的产生间隙。密封板21独自安装在整个结构正上方。驱动工件28在不同工作温度下与径向安装板24之间的线热膨胀系数具有一定的差异，且均大于径向安装板24，但其差值基本稳定。随着工作温度的升高，驱动工件28与径向安装板24因线热膨胀系数不同，发生不同程度的热膨胀，从而产生膨胀差。同时此膨胀差会驱动转换机构21动作(即转动)，从而带动补偿装置25上行，以减少密封板21与补偿装置25之间的间隙，减少漏风情况的发生。反之，当温度下降时，膨胀差会随之减小，驱动补偿装置25回归原位。
[0067]本领域技术人员在具体实施本发明时，可根据上述各个实施例的启发，在相关技术特征不冲突的情况下可以对上述各个实施例部分的不同内容进行自由组合，其组合的各类变形实施例，也均包含在本发明范围之内。
[0068]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种线性胀差型驱动装置，其特征在于，包括设备工件、驱动工件、转换机构及补偿装置，所述驱动工件的一端与所述设备工件相连接或与一预设固定点相连接，另一端通过所述转换机构与所述补偿装置连接，其中，所述设备工件与驱动工件分别采用热膨胀系数不同的材料制成； 该线性胀差型驱动装置工作时，所述设备工件与驱动工件随温度变化产生不同的形变量，形变量的差产生输出量作用在所述转换机构上，从而驱动所述补偿装置靠近或远离所述设备工件。2.根据权利要求1所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，还包括固定工件，所述驱动工件的一端通过所述固定工件与所述设备工件相连接或与一预设固定点相连接。3.根据权利要求2所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，所述固定工件包括固定轴及固定支架，所述固定支架设于所述设备工件上或所述预设固定点处，所述固定轴与所述固定支架转动连接，所述驱动工件的一端通过所述固定轴与所述设备工件相连接或与预设固定点相连接。4.根据权利要求1所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，所述转换机构的一端与所述补偿装置铰接，另一端与所述驱动工件铰接，两端之间的任意一处与所述设备工件铰接；或所述转换机构的一端与所述设备工件铰接，另一端的两处不同位置分别与所述驱动工件及补偿装置铰接。5.根据权利要求4所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，所述转换机构分别通过调节槽与所述补偿装置及所述驱动工件铰接，所述调节槽上设有若干可调的铰接位，根据需要将所述补偿装置及驱动工件的铰接处设于不同的铰接位处从而与所述转换机构进行不同位置的铰接。6.根据权利要求1至5任意一项所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，所述驱动工件为一长条形板、管件、杆件或型材。7.根据权利要求1至5任意一项所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，所述转换机构为一长条形板或L形板或异形结构。8.根据权利要求1至5任意一项所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，所述驱动工件的长度大于转换机构的执行转换的部分的长度。9.根据权利要求1至5任意一项所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，当所述驱动工件的材料的热膨胀系数与所述设备工件的材料的热膨胀系数随温度变化而变化率相同时，所述驱动工件的形变量与温度变化成线性关系。10.根据权利要求1至5任意一项所述的线性胀差型驱动装置，其特征在于，当所述驱动工件的材料的热膨胀系数与所述设备工件的材料的热膨胀系数随温度变化而变化率不相同时，所述驱动工件的形变量与温度变化成二次函数关系。
【文档编号】F23L15/00GK105841186SQ201610393091
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】匡俊, 蔡明坤, 宣骏, 王勇, 杜艳青, 张春晖
【申请人】上海市东方海事工程技术有限公司