一种转桨式水轮机桨叶操作机构的制作方法

本实用新型涉及一种转桨式水轮机，特别是一种转桨式水轮机桨叶操作机构。

背景技术：

目前，转桨式水轮机转轮三叶片双活塞“l”型滑块式操作机构是安装在机组转动部份的转轮体内，是要在给定有限空间内实现预期功能的特定构造，如何最大限度合理利用这有限的空间非常重要。

现有的桨叶操作机构比较传统的有两种，一种是双作用活塞（活塞动）与其一端带耳柄的操作架搭配，再通过连杆带动桨叶摇臂；另一种双作用活塞缸（缸动活塞不动）一侧端头直接设耳柄叉头，也要通过连杆带动叶片摇臂。两种操作机构都需用一个连杆来传递动力，而不是原动零件直接驱动叶片摇臂，连杆两端就有两套摩擦副及相关零件，所占的空间大和零件数量多，连接件的可靠性也受到影响，两种典型的桨叶操作机构在设计时均较难、较繁，其主要支承零件转轮体均为内外双层，铸造、加工工艺性也不好，尤其是在尺寸较小的中小型转桨式水轮机中，这个问题尤显突出，几乎不能完成转桨机构设计。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种结构简单、传动效率高，能使的桨叶运动轨迹在预定范围有限开放的转桨式水轮机桨叶操作机构。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种转桨式水轮机桨叶操作机构，包括转轮体，在所述转轮体上设置有至少三个叶片，在所述转轮体内设置有与叶片连接的摇臂，在所述转轮体中心设置有带有滑块的活塞机构，所述滑块与摇臂连接，在所述活塞机构中心设置有操作油管，在所述活塞机构两端设置有分别与转轮体连接的短轴和主轴。

其中，所述活塞机构包括活塞槽体，所述滑块设置在活塞槽体上，在所述活塞槽体的右侧设置有与活塞槽体连接的右活塞，所述主轴设置在右活塞的外侧。

进一步描述，在所述活塞槽体的外壁设置有滑槽，所述滑块设置在滑槽内且可沿滑槽移动。

在本实用新型中，所述活塞槽体呈三角形，在所述活塞槽体上均匀布置有三个滑槽；所述滑块为三个，三个滑块分别位于三个滑槽内；所述滑槽通过销子分别与相对应的摇臂连接。

或者，所述活塞槽体呈正方形，在所述活塞槽体上均匀布置有四个滑槽；所述滑块为四个，四个滑块分别位于四个滑槽内；所述滑槽通过销子分别与相对应的摇臂连接。

为了保证密封，在所述转轮体侧面且位于转轮体与叶片和摇臂之间设置有正反推力轴承；在所述正反推力轴承上部一侧且位于转轮体与叶片之间设置有叶片密封，在所述叶片密封上端面设置有密封压盖，所述密封压盖与转轮体连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有结构设计巧妙、使用可靠、成本低廉的优点，同时，它还具有如下优点：

1.它能够使得桨叶运动轨迹在预定范围有限开放；

2.减少了摩擦副，传动效率更高；

3.减少水轮机转动部分零件数的设置；

4.所占结构空间缩小，使得结构更加紧凑；

5.转轮体由内外双层简化为只有外层，降低了铸造、加工难度；

6.缩短设计、制造周期，降低了成本；

7.桨叶操作机构中后置，可使转动部份悬臂缩短，力学模型变优，提高机组的运行稳定性；

8.水轮机叶片的支撑方式改进后转轮体结构优化，解决了小尺寸的轴流水机实现转桨操作的难题。

附图说明

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图的第一种结构示意图；

图3为图1的a-a剖视图的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，但本实用新型并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本实用新型权利要求所要求保护的范围。

实施例1：如图1、2所示，一种转桨式水轮机桨叶操作机构，包括转轮体1，在所述转轮体1上设置有至少三个叶片2，在所述转轮体1内设置有与叶片2连接的摇臂3，在所述转轮体1中心设置有带有滑块4的活塞机构，所述滑块4与摇臂3连接，在所述活塞机构中心设置有操作油管5，在所述活塞机构两端设置有分别与转轮体1连接的短轴6和主轴7。

其中，所述活塞机构包括活塞槽体8，所述滑块4设置在活塞槽体8上，在所述活塞槽体8的右侧设置有与活塞槽体8连接的右活塞9，所述主轴7设置在右活塞9的外侧。

进一步描述，在所述活塞槽体8的外壁设置有滑槽10，所述滑块4设置在滑槽10内且可沿滑槽10移动。

在本实施例中，所述活塞槽体8呈三角形，在所述活塞槽体8上均匀布置有三个滑槽10；所述滑块4为三个，三个滑块4分别位于三个滑槽10内；所述滑槽10通过销子分别与相对应的摇臂3连接。

本实用新型是这样工作的：转轮体1两端的两活塞及缸组合成桨叶接力器后，在外部交替供、回油时，作轴向往复运动，与其固接的活塞槽体8也往复移动，而装入在活塞槽体8的滑槽10内的滑块4随之的上下移动，而滑块4内孔还插入了与摇臂3连接的销子，使得摇臂3只能绕叶片2中心作圆周运动，这就使滑块4在轴向运动的同时，还得绕摇臂的支撑（叶片）中心运动，这就带动了叶片2绕其支撑中心摆动，进而完成对叶片工作角度的控制调整。

实施例2：如图3所示，在本实施例中，所述活塞槽体8呈正方形，在所述活塞槽体8上均匀布置有四个滑槽10；所述滑块4为四个，四个滑块4分别位于四个滑槽10内；所述滑槽10通过销子分别与相对应的摇臂3连接。

在本实用新型中，一是不再需要连杆；二是滑块4在轴向行程是摇臂上销中心半径转角的正弦值，径向行程则为余弦值，而一般叶片2转角都不会超过36°，轴向行程正弦值会远远大于径向行程余弦值。轴向的空间相对较大；而在径向行程较小，所需的运动空间也较小，在有限的空间内就可适当加大摇臂3半径———力臂，力臂的增加，或减小活塞槽体8和右活塞9直径；或降低机组操作油压等级，或同样的活塞尺寸，操做功变大，提高适用水头；或适用于机组较低操作油压；甚至可以从结构上降低转轮轮毂比，增加机组过流能力；同时将水轮机叶片的支撑方式由双支点单侧悬臂改进为单个复合支点单侧悬臂；转轮体1的内部结构就简化后可供利用的空间就变多了。

为了保证叶片与转轮体之间的密封，以及转轮体内部的密封，在所述转轮体1侧面且位于转轮体1与叶片2和摇臂3之间设置有正反推力轴承11；在所述正反推力轴承11上部一侧且位于转轮体1与叶片2之间设置有叶片密封12，在所述叶片密封12上端面设置有密封压盖13，所述密封压盖13与转轮体1连接。

技术特征：

1.一种转桨式水轮机桨叶操作机构，包括转轮体（1），在所述转轮体（1）上设置有至少三个叶片（2），其特征是：在所述转轮体（1）内设置有与叶片（2）连接的摇臂（3），在所述转轮体（1）中心设置有带有滑块（4）的活塞机构，所述滑块（4）与摇臂（3）连接，在所述活塞机构中心设置有操作油管（5），在所述活塞机构两端设置有分别与转轮体（1）连接的短轴（6）和主轴（7）。

2.如权利要求1所述的转桨式水轮机桨叶操作机构，其特征是：所述活塞机构包括活塞槽体（8），所述滑块（4）设置在活塞槽体（8）上，在所述活塞槽体（8）的右侧设置有与活塞槽体（8）连接的右活塞（9），所述主轴（7）设置在右活塞（9）的外侧。

3.如权利要求2所述的转桨式水轮机桨叶操作机构，其特征是：在所述活塞槽体（8）的外壁设置有滑槽（10），所述滑块（4）设置在滑槽（10）内且可沿滑槽（10）移动。

4.如权利要求3所述的转桨式水轮机桨叶操作机构，其特征是：所述活塞槽体（8）呈三角形，在所述活塞槽体（8）上均匀布置有三个滑槽（10）；所述滑块（4）为三个，三个滑块（4）分别位于三个滑槽（10）内；所述滑槽（10）通过销子分别与相对应的摇臂（3）连接。

5.如权利要求3所述的转桨式水轮机桨叶操作机构，其特征是：所述活塞槽体（8）呈正方形，在所述活塞槽体（8）上均匀布置有四个滑槽（10）；所述滑块（4）为四个，四个滑块（4）分别位于四个滑槽（10）内；所述滑槽（10）通过销子分别与相对应的摇臂（3）连接。

6.如权利要求4或5所述的转桨式水轮机桨叶操作机构，其特征是：在所述转轮体（1）侧面且位于转轮体（1）与叶片（2）和摇臂（3）之间设置有正反推力轴承（11）；在所述正反推力轴承（11）上部一侧且位于转轮体（1）与叶片（2）之间设置有叶片密封（12），在所述叶片密封（12）上端面设置有密封压盖（13），所述密封压盖（13）与转轮体（1）连接。

技术总结
本实用新型公开了一种转桨式水轮机桨叶操作机构，包括转轮体，在所述转轮体上设置有至少三个叶片，在所述转轮体内设置有与叶片连接的摇臂，在所述转轮体中心设置有带有滑块的活塞机构，所述滑块与摇臂连接，在所述活塞机构中心设置有操作油管，在所述活塞机构两端设置有分别与转轮体连接的短轴和主轴。本实用新型具有结构设计巧妙、使用可靠、成本低廉的优点，同时，它能够使得桨叶运动轨迹在预定范围有限开放；减少了摩擦副，传动效率更高；减少水轮机转动部分零件数的设置；所占结构空间缩小，使得结构更加紧凑；转轮体由内外双层简化为只有外层，降低了铸造、加工难度；缩短设计、制造周期，降低了成本。

技术研发人员：王怀平
受保护的技术使用者：重庆水轮机厂有限责任公司
技术研发日：2019.10.10
技术公布日：2020.05.22