一种过流面积可调式混流泵柔性导叶结构、混流泵及调节方法

文档序号:26094242发布日期:2021-07-30 18:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种过流面积可调式混流泵柔性导叶结构,其特征在于,包括m个柔性导叶叶片(17)、柔性导叶调节装置,所述柔性导叶调节装置包括m组支撑筋(8)、n个支撑筋底座(5)、n组底座驱动机构,每一组支撑筋中支撑筋的数量为n;m组支撑筋中的每一个支撑筋的一端分别固定安装在一个支撑筋底座(5)上,其中,m为大于2的正整数,n为大于5的正整数;所述柔性导叶叶片(17)固定安装在支撑筋(8)上,每一个支撑筋底座(5)单独由一组底座驱动机构驱动旋转,从而带动支撑筋(8)转动,由不同底座驱动机构驱动支撑筋底座(5)旋转不同角度,从而实现柔性导叶叶片(17)的形状改变。

2.根据权利要求1所述的柔性导叶结构,其特征在于,支撑筋底座(5)内圈具有内齿轮(16),所述底座驱动机构包括伺服电机(7)和外齿轮(18),所述外齿轮(18)装在所述伺服电机(7)的输出轴上、且与所述支撑筋底座(5)上的内齿轮(16)相啮合。

3.具有权利要求1或2所述柔性导叶结构的过流面积可调式混流泵,其特征在于,包括叶轮轮毂、叶轮、导叶叶片(11)、柔性导叶结构以及过流断面反馈调节系统,所述导叶叶片(11)和柔性导叶叶片(17)调节装置均安装在叶轮出口的后方,每个导叶叶片(11)吸力面后方均对应安装有一个柔性导叶叶片(17);

导叶轮毂内部开有环形凹槽,且环形凹槽和导叶轮毂表面之间的环形壁上、每一个导叶叶片(11)的根部均开设n条沿圆周方向延伸的长条形空心槽(121、122、123、124、125),所述支撑筋底座(5)为环形,n个支撑筋底座(5)依次排列套装在所述环形凹槽内,一端固定在支撑筋底座(5)上的支撑筋(8)穿过长条形空心槽(121、122、123、124、125)延伸出来;所述柔性导叶叶片(17)固定装在支撑筋(8)上;

所述支撑筋底座(5)驱动机构装在支撑筋底座(5)、轮毂环形凹槽内的空隙中;

所述过流断面反馈调节系统包括通讯连接的混流泵流量工况检测装置、支撑筋角度调节模块,所述支撑筋角度调节模块还与支撑筋底座(5)驱动机构相连,并基于混流泵的实时流量、扬程、效率和功率来调控支撑筋底座(5)驱动机构的工作,从而调整柔性导叶叶片(17)的形状,来改变导叶流道的过流面积以适应当前的流量工况,从而提高混流泵的效率。

4.根据权利要求3所述的过流面积可调式混流泵,其特征在于,所述支撑筋(8)在安装到支撑筋底座(5)上之后,进行折弯处理,当支撑筋(8)根部紧靠导叶叶片(11)时,其形状与导叶叶片(11)吸力面外形相同,使柔性导叶叶片(17)与叶片吸力面互相贴合;且支撑筋(8)在弯折后,其伸出导叶轮毂后的高度不超过导叶叶片(11)的高度。

5.根据权利要求3所述的过流面积可调式混流泵,其特征在于,所述支撑筋(8)的截面为圆柱形,截面直径等于导叶叶片(11)的最大厚度;且所述支撑筋(8)上设有螺孔,柔性导叶叶片(17)相应位置设有通孔,通过螺钉将所述柔性导叶叶片(17)固定在支撑筋(8)上。

6.根据权利要求3所述的过流面积可调式混流泵,其特征在于,所述支撑筋底座(5)侧面的环形平面上开设有凹槽,且凹槽内安装有第一滚轮(10),通过第一滚轮(10)和相邻支撑筋底座(5)之间滑动接触。

7.根据权利要求3所述的过流面积可调式混流泵,其特征在于,所述支撑筋底座(5)的外圆周面上也开设有多个凹槽,且内部安装有所述第二滚轮,与导叶轮毂中环形凹槽的内壁面滚动接触。

8.根据权利要求3所述的过流面积可调式混流泵,其特征在于,所述长条形空心槽的数量与所述每组支撑筋(8)的条数相同,且沿导叶进口至出口方向均匀分布;所述长条形空心槽的最大宽度不大于所述支撑筋(8)的2倍横截面直径;位于导叶进口端的长条形空心槽为第一长条形空心槽(121),所述第一长条形空心槽(121)的最小周向长度为1.5倍支撑筋(8)横截面直径,最大周向长度为3倍支撑筋(8)横截面直径;第一长条形空心槽(121)与导叶出口之间的长条形空心槽(122、123、124、125)的最小周向长度为单个导叶流道宽度的1/2,最大周向长度为0.9倍的单个导叶流道宽度。

9.根据权利要求3所述的过流面积可调式混流泵,其特征在于,所述伺服电机(7)固定在填充块(6)内部的方形槽内;所述填充块(6)位于所述支撑筋底座(5)的内部,其为环形圆柱结构,而相邻所述填充块(6)之间通过一侧的环形凸起相接触;所述支撑筋底座(5)和所述填充块(6)均通过导叶后方的压紧环实现轴向方向的固定;所述压紧环上沿圆周方向均匀地开设有第二通孔,以便通过螺栓固定。所述压紧环上对应填充块(6)线槽处还开设有一个第三通孔,以便所述伺服电机(7)的信号线及电源线穿过;所述信号线和电源线可以穿过泵体,连接到外部过流断面反馈调节系统。

10.权利要求3所述混流泵的过流面积调节方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:在混流泵正式开始工作之前,需要将各个支撑筋(8)调整至贴近到导叶叶片(11)吸力面的位置,并将各个伺服电机(7)的角度进行“校零操作”,再将支撑筋(8)调至远离长条形空心槽远离导叶叶片(11)的一端,记录当前各个支撑筋(8)的对应角度为每个支撑筋(8)的最大转动角度;

步骤二:进行支撑筋(8)角度定位试验:启动混流泵并调节混流泵的流量工况,当混流泵稳定运行在不同流量工况时,支撑筋角度调节模块开始驱动伺服电机(7)工作,缓慢增加其余各个支撑筋(8)的旋转角度,并在支撑筋(8)角度变化过程中,记录混流泵的最高效率值及其对应的支撑筋(8)最优角度到数据库中;在调整过程中,保持进口处第一长条形空心槽内的支撑筋(8)的角度不变,使得其始终紧贴叶片吸力面,而在其它支撑筋(8)转动过程中,沿着流动方向,各个支撑筋(8)的旋转角度呈比例k变化,直到最后一个支撑筋(8)具有最大转动角度,其中k为大于1的数;

步骤三:当混流泵正式运行且稳定后,混流泵流量工况检测装置实时监测混流泵的流量工况,支撑筋(8)角度调节模块根据数据库中的数据调节各个支撑筋(8)的角度,将之调整到最接近该流量工况的最优角度;之后,支撑筋(8)角度调节模块在该最优角度的±5°内微调,并获得混流泵最高效率值及各个支撑筋(8)对应的角度;同时,将该数据记录至步骤二中的数据库中,以便混流泵下次再运行在该流量工况时及时调整;

若混流泵流量工况检测装置监测到混流泵流量变化,则再根据步骤三,进行实时微调。


技术总结
本发明提供了一种过流面积可调式混流泵柔性导叶结构、混流泵及调节方法,所述柔性导叶结构由柔性导叶叶片和柔性导叶调节装置构成,所述柔性导叶调节装置包括支撑筋、支撑筋底座和底座驱动机构,支撑筋作为柔性导叶叶片的骨架,通过底座驱动机构和支撑筋底座来实现柔性叶片形状的变化。所述混流泵中,柔性导叶调节装置装于叶片轮毂内部,通过过流断面反馈调节系统基于混流泵的实时工况来调节支撑筋的角度,从而调节叶片的过流面积,达到最佳工况。

技术研发人员:季磊磊;李伟;刘栋;路德乐;李硕;杨毅
受保护的技术使用者:江苏大学
技术研发日:2021.05.20
技术公布日:2021.07.30
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1