具有中心线安装型位移探头的旋转油接头、用于测量可变螺距轴流风机的调节系统的位 ...的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
技术领域
[0001]本发明的实施例大体上涉及可变螺距轴流风机，并且更加具体地，涉及包括用于测量可变螺距轴流风机转子的调节系统的位移的中心线安装型位移探头的旋转油接头。
[0002]相关技术
[0003]已知轴流风机包括实现对单个风机叶片的螺距进行外部调整的布置。这种“可变螺距”风机有利于对通过风机的气流/烟气流进行控制，从而使系统设计者能够在最小化由不可调整风机引起的损耗的同时满足各种各样的操作要求。
[0004]可变螺距风机通常包括单个风机叶片经由枢轴组件联接至旋转扇毂的布置。可以通过与扇毂和叶片一起旋转的液压致动机构来实行对叶片螺距的调整。液压致动机构的至少一部分也可以在风机主体内纵向移动。致动机构的远部联接至枢轴组件，该枢轴组件将致动机构的轴向位移转换为单个叶片的旋转移动。
[0005]众所周知，轴流风机的叶片的螺距对应于液压致动机构的具体位置。通常，在风机组件外部，通过使用机械位置指示器对该位置进行测量。用于测量该位移的惯用方法是将监测器放置在转子外部并且测量相对于定子(静态部件)的位移。这种安装位置在外部的监测器存在包括高机械滞后的问题，使得机械系统不稳定。这是由于所采用的复杂机械联接系统所致。因此，这些系统需要大量的维护以确保适当的长期操作。
[0006]鉴于以上情况，需要一种改进型系统以在操作期间提供对风机叶片螺距的准确确定和控制。这种系统应该以最小的调整和修护实现长期操作。
【发明内容】
[0007]鉴于上面所提及的在本领域的当前状态下的不足，公开了一种系统和方法，其用于监测用于致动/调整可变螺距风机的叶片螺距的液压缸位置的位置，以实现对在飞行中的风机叶片位置的监测。该系统和方法包括旋转油接头，该旋转油接头包含沿风机的旋转中心线安装的位移探头。在一个实施例中，旋转油接头包括偏离中心的油道，该油道用于在风机转子之间送油。位移探头穿设安装在旋转油接头的中心。探头延伸通过液压油(即，探头受限于加压油)进入用于测量风机转子的轴向位移的液压缸中。虽然油接头与液压缸一起旋转，但位移探头是静态的并且固定至静态的油接头凸缘。探头容置在形成在液压缸活塞中的计量仓中，从而使液压缸活塞绕静态探头旋转。探头感测液压缸的位置，并且向监测单元发送信号，该监测单元对信号进行解码并且将其转换为对风机叶片螺距的确定结果。
[0008]公开了一种用于轴流式风机的旋转油接头。所述接头可以包括壳体和可旋转地联接至所述壳体的内部元件。所述内部元件可以包括纵向孔。所述接头还可以包括中心探头，其中，所述中心探头的一部分可以设置在所述纵向孔中。所述纵向孔可以沿所述旋转油接头的中心轴对齐。所述中心探头可以配置为经由感应式感测对绕所述中心探头的远端部设置的活塞元件的轴向位置进行感测。
[0009]公开了一种用于测量可变螺距轴流风机的调节系统的位移的系统。所述系统可以包括具有多个可调螺距风机叶片的扇毂。所述系统还可以包括连接至所述扇毂、活塞以及旋转油接头的液压缸。所述活塞可以设置在所述液压缸内，并且可以联接至活塞轴。所述活塞可以相对于所述扇毂轴向移动。所述活塞轴可以联接至致动组件，所述致动组件用于响应于所述活塞的轴向移动而调整所述多个可调螺距风机叶片的所述螺距。所述旋转油接头具有壳体和内部元件。所述内部元件可以联接至液压缸，从而使所述缸和所述扇毂的旋转弓I起所述内部元件的旋转。所述旋转油接头可以进一步包括静态壳体和固定至所述静态壳体的中心探头。所述中心探头可以延伸通过在所述内部元件、所述液压缸以及所述活塞中的相应开口。所述中心探头可以配置为感测所述活塞的轴向位置并且生成表示所述轴向位置的信号。
[0010]公开了一种用于测量可变螺距轴流风机的调节系统的位移的方法。所述方法包括:在监测系统处从安装在旋转油接头中的中心探头接收信号，所述信号表示绕所述中心探头设置的活塞的轴心位置；以及在所述监测系统处确定多个风机叶片的螺距。所述多个风机叶片的所述螺距可以与所述活塞的所述轴向位置有关。所述中心探头可以沿所述可变螺距轴向风机的中心轴安装。
【附图说明】
[0011]附图图示了所公开方法的优选实施例，这些实施例是到目前为止为了实际应用本方法的原理而设计的，在附图中:
[0012]图1是风机系统的示例性扇毂部分的等距视图；
[0013]图2是图1的扇毂部分的前端视图；
[0014]图3是图1的扇毂部分沿线3-3的横截面图；
[0015]图4是用于与图1的扇毂部分一起使用的示例性旋转油接头和位移测量布置的细节图；
[0016]图5是用于与图4的系统一起使用的油接头和位移测量布置的另一细节图；
[0017]图6是用于与图1的扇毂部分一起使用的控制和监测系统的示意图；以及
[0018]图7是图示了所公开方法的示例性实施例的示例性逻辑流程
【具体实施方式】
[0019]图1是用于与风机系统一起使用的扇毂14部分的等距视图。可见，扇毂14 一般为球形，并且包括绕其外周长设置的用于接收多个可调螺距风机叶片16和叶片轴承18的多个开口 17。
[0020]图2是图1所示的扇毂14的端视图。为清楚起见，扇毂14图示为具有单个叶片
16。扇毂14可以具有前花盘20，液压缸22和油接头24联接至前花盘20。图3示出了扇毂14、风机叶片16、叶片轴承18以及扇毂花盘20的布置。如所设置的，扇毂14在箭头“A”的方向上绕轴线C-C旋转。风机叶片16可在箭头“B”的方向上旋转以实现如所描述的螺距调整。虽然示出了单个风机叶片16和叶片轴承18，但要了解，绕扇毂14设置的多个开口17配置为接收附加的风机叶片和叶片轴承单元16、18。
[0021]液压缸22可以经由紧固件28联接至扇毂14的花盘20，并且由此配置为与扇毂14 一起在箭头“A”的方向上旋转。液压活塞30可以设置在液压缸22的液压内部32内，从而使活塞30可沿箭头“C”的方向(在一个实施例中，是沿轴线C-C)在缸内轴向移动。如要了解的，可以通过选择向活塞30的第一侧或者第二侧34、36施加流体压力，来完成液压活塞30在缸22内的轴向移动。在一个实施例中，流体为油，并且向第一内部32a施加流体压力以使活塞30朝扇毂14移动。作为替代实施方式，为了使活塞30移动远离扇毂14，可以向液压缸22的第二内部32b施加流体压力。
[0022]活塞30可以相对于缸22可旋转地固定，从而使活塞30与缸22和扇毂14 一起旋转。活塞30可以联接至活塞轴38，该活塞轴38可滑动地容置穿过在液压缸的端板40和扇毂14中的相应开口。可以在活塞轴38与在缸端板40和扇毂14中的开口之间设置适当的密封，以防止流体从液压缸22流出。
[0023]液压活塞30的远端42可以联接至致动组件44，该致动组件44用于按照常规的方式将活塞的轴向运动转换为在风机叶片16和叶片轴承18中的旋转移动。这样设置，通过仔细地在活塞30的第一侧或者第二侧34、36上施加流体压力，可以对风机叶片螺距进行调整。
[0024]为了向液压缸22提供致动流体源，可以将油接头24联接至液压缸22的端板46。油接头24可以包括第一进油口和第二进油口 48、50和联接至接头24的壳体部分54的出油口 52。壳体部分54可以是静态的，并且由此不与缸22、活塞30以及扇毂14 一起旋转。同样地，进油口、出油口以及壳体部分也是静态的。虽然未示出，但进油口和出油口可以联接至流体控制环，该流体控制环用于控制施加至液压缸22的第一内部和第二内部32a、32b的流体。
[0025]油接头可以执行多种功能，包括输送加压油以促进叶片螺距改变。另外，在活塞30中的小孔(未示出)实现了油的低压流动通过液压缸22和油接头24进行循环，以确保在不需要调节的周期以及在系统中不会发生天然油交换的周期中从油接头和缸移除变质的油。这些功能都确保了油接头轴承的润滑。
[0026]油接头24还可以包括联接至液压缸22的端板46的内部元件56。同样地，该内部元件56与缸22、活塞30和扇毂14 一起旋转。内部元件56经由第一轴承组和第二轴承组58、60可旋转地联接至旋转油接头24的壳体部分54，从而使内部元件56可以相对于静态的壳体部分54自由地旋转。中心探头62可以在第一端64处联接至油接头24的前凸缘66。中心探头62可以延伸通过在内部元件56中的钻孔68，通过在液压缸22的端板46中的开口，通过在液压活塞30中的钻孔，然后进入在活塞轴38中的钻孔70。这样设置，液压活塞30可以相对于探头62沿轴线C-C轴向循环。活塞30还可以相对于探头旋转。在探头62的第一端64处设置有连通链路72，其用于向监测系统(见图6)提供位置反馈信号。
[0027]参照图4，更详细地不出了油接头24和中心探头62。可见，中.?ι、探头62的弟一?而64固定至油接头24的前凸缘66，从而相对于接头的壳体部分54轴向地并且旋转地固定。如之前所提及的，液压活塞30可相对于液压缸22(并且由此相对于接头和探头)轴向移动。液压活塞22还与扇毂14 一起旋转。中心探头62的远端74容置在活塞轴38的钻孔70内。在轴流风机系统的操作中，中心探头62保持固定，而活塞轴38相对于探头旋转并且轴向循环。
[0028]在一个实施例中，中心探头62是装在铝制壳体中的感应式感测探头，该感应式感测探头生成表示旋转活塞30沿着探头的长度的位置的信号。使用感