核电站离心风机组件及其气动执行机构与风量控制模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种配置有风量控制模组的核电站离心风机组件，核电站离心风机组件还包括底座及固定于底座的风机；风量控制模组包括设置于底座且根据控制信号输出轴向运动的气动执行机构、连接驱动轴以传递轴向运动的机械传动机构，以及设置于风机进风口处且可随着机械传动机构的带动转动以变换角度的导流叶片，导流叶片的角度变化可控制进入风机的风量。本实用新型的风机组件可对进入风机的风量进行高精度度、低噪音、低成本的调控，经济实用。
【专利说明】
核电站离心风机组件及其气动执行机构与风量控制模组
技术领域
[0001]本实用新型涉及核电站空气处理领域，更具体地说，本实用新型涉及一种配备风量控制模组的核电站离心风机组件。
【背景技术】
[0002]目前核电站离心风机的空气处理机组的风量控制方法有很多种，使用较多的方式为通过调节阀对进出风量进行调节控制，但是这种调控方式的经济性较差，噪声也比较大；另一种方式为通过变频电机和变频器来改变离心风机的风叶转速，进而控制空气处理机组的风量，相较前者此种控制方式虽然运行经济性较好且噪声较小，但初期投入成本较大，中期的运行和维护成本也较高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于:提供一种可在空气处理领域，从初期投资、安全寿命、运行性能及维护保养等方面都具有较优表现的核电站离心风机组件及配合核电站离心风机组件使用的风量控制模组。
[0004]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种气动执行机构，其用以接收气源并根据接收的电控制信号将气源压缩并通过一驱动轴输出轴向运动，其特征在于:所述气动执行机构包括接收气源并将气源处理为压缩空气的接收单元、接收电控制信号及自接收单元输出的压缩空气的控制单元，以及接收自控制单元输出的压缩空气并根据接收的压缩空气输出轴向运动的作动单元;控制单元接收电控制信号并选择性地输出两种形式压缩空气，两种形式压缩空气控制作动单元输出两种不同方向的轴向运动。
[0005]作为本实用新型气动执行机构的一种改进，所述气动执行机构还包括连接于控制单元与作动单元之间的输出单元，输出单元自接收单元接收压缩空气，并为自控制单元输出的两种形式的压缩空气分别提供通道；当接收单元的压缩空气输出时，输出单元的两通道开启；当接收单元的压缩空气停止输出，输出单元的两通道关闭。
[0006]作为本实用新型气动执行机构的一种改进，所述气动执行机构还包括连接于输出单元与作动单元之间的锁定单元，锁定单元包括两个单向节流阀，两个单向节流阀分别用于接收自输出单元的两通道输出的压缩空气;两个单向节流阀输出的压缩空气输入作动单
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[0007]作为本实用新型气动执行机构的一种改进，所述接收单元包括接收气源并将气源处理为压缩空气的过滤调压阀，过滤调压阀输出压缩空气至控制单元及输出单元。
[0008]作为本实用新型气动执行机构的一种改进，所述控制单元包括接收压缩空气及控制信号的定位器，定位器根据控制信号选择性地自两输出端输出压缩空气，以形成两种形式的压缩空气。
[0009]作为本实用新型气动执行机构的一种改进，所述输出单元包括锁定阀，锁定阀设有相互连通的第一输入端与第一输出端，及相互连通的第二输入端及第二输出端，第一输出端及第二输出端分别连接锁定单元的两个单向节流阀;锁定阀包括用以控制锁定阀通断的阀芯及抵压阀芯的弹簧，当输入单元的压缩空气输入时，阀芯开启，锁定阀开通，当输入单元的压缩空气停止输入时，弹簧复位阀芯，锁定阀关闭。
[0010]作为本实用新型气动执行机构的一种改进，所述气动执行机构的作动单元包括双向气动马达，双向气动马达的两输入端连接锁定单元的两个单向节流阀；双向气动马达根据控制信号，通过传动结构驱动驱动轴输出双向的轴向转动。
[0011]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种风量控制模组，其包括上述任一段落所述的气动执行机构，还包括连接气动执行机构的驱动轴的机械传动机构及连接机械传动机构的导流叶片，导流叶片包括枢转地轴固定的轮毂部及围设于轮毂的若干叶片，驱动轴的轴向运动经过机械传动机构的传动转化为轮毂部的轴向运动。
[0012]作为本实用新型风量控制模组的一种改进，所述机械传动机构为曲轴连杆机构，机械传动机构包括固定连接驱动轴的曲轴、枢转地连接曲轴远离驱动轴一端的第一连杆、枢转地连接第一连杆的“V”连杆及枢转地连接“V”型连杆的第二连杆，第二连杆的远离“V”型连杆的一端枢转地连接轮毂部的一侧，“V”型连杆包括两分别连接第一连杆及第二连杆的连接脚及位于两连接脚之间的枢转地固定的交接部，当第一连杆于曲轴的带动下于第一连杆所在平面移动，“V”型连杆的其中一连接脚于第一连杆的带动下围绕交接部转动，第二连杆于另一连接脚的带动下于第二连接杆的平面内移动并带动轮毂部转动。
[0013]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种核电站离心风机组件，其包括上述任一段落所述的风量控制模组，还包括设有进风口的风机及用以固定支撑风机的底座，风量控制模组的气动执行机构固定于底座，离心风叶的轮毂部枢转地固定于风机，风叶位于风机的进风口处。
[0014]与现有技术相比，本实用新型核电站离心风机组件配备有风量控制模组，风量控制模组的气动执行机构接收控制信号以控制驱动轴输出轴向运动，驱动轴的轴向运动通过机械传动机构的传动作用带动导流叶片的角度调整，进而实现对进入风机的风量的大小的控制，此种控制方式可实现风机进风量的精确控制，且低噪音，低成本。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型气动执行机构、风量控制模组、配备该风量控制模组的核电站离心风机组件及其有益效果进行详细说明。
[0016]图1为本实用新型核电站离心风机组件与风量控制模组的装配结构示意图。
[0017]图2为图1中风量控制模组中气动执行机构的结构连接及信号控制示意图。
[0018]图3为图1中风量控制模组的气动执行机构的作动原理流程图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
[0020]请参阅图1，本实用新型核电站离心风机组件包括用以稳定支撑的底座5、安装于底座5的风机I及用以控制风机I的风量的风量控制模组10。风机I包括壳体12及分别位于壳体12两侧的进风口 11。风量控制模组10组装于风机I与底座5之间。
[0021]风量控制模组10包括设置于风机I的进风口11处的导流叶片2、固定安装于底座5上的气动执行机构4及连接于导流叶片2与气动执行机构4之间的机械传动机构3。导流叶片2包括轴接于风机I的进风口处的轮毂部21及围设于轮毂部21的叶片22。气动执行机构4包括可受控输出轴向转动的驱动轴(未显示)。机械传动机构3包括与导流叶片2的轮毂部21 —侧枢转连接的第一端31、与气动执行机构4驱动轴固定连接的第二端32及位于第一端31及第二端32之间的传动机构33。气动执行机构4受控驱动其内部驱动轴输出轴向转动并带动第二端32转动，进而通过传动机构33的传动作用带动第一端31相对轮毂部21的相对枢转，最终使轮毂部21顺时针或逆时针转动以达到调整导流叶片2的角度，进而改变进入风机I内的气流的气流方向及速度，最终实现对进入风机I内风量的调控。
[0022]在图示实施方式中，机械传动机构3的传动机构33为曲轴连杆结构，其具体包括固定连接于气动执行机构4的驱动轴的具有第二端32的曲轴331、枢接曲轴331远离气动执行机构4的一端的第一连杆332，枢转地连接第一连杆332远离曲轴331—端的“V”型连杆333及枢转地连接“V”型连杆333的远离第一连杆332的一端的第二连杆334。第二连杆334的远离“V”型连杆333的第一端31枢转连接导流叶片2的轮毂部21的一侧。“V”型连杆333包括呈一定夹角张开的两连接脚3331及两连接脚3331的交接部3332。交接部3332枢接于风机I的壳体12。当曲轴331带动第一连杆332于第一连杆332所在平面转动时，“V”型连杆333的其中一连接脚3331被带动运动，进而使“V”型连杆333的两连接脚3331相对交接部3332的枢轴(未标示)转动。“V”型连杆333的另一连接脚3331带动第二连杆334于第二连杆334所在平面转动，进而通过第二连杆334带动导流叶片2的轮毂部21转动以实现叶片22的角度的调节。在其他实施方式中，传动机构33还可为可实现将气动执行机构4的驱动轴的轴向运动转化为轮毂部21的转动的其他传动结构，如铰链结构，皮带结构等。在其他实施方式中，气动执行机构4受控输出的控制轨迹也可为除轴向运动的其他形式的运动轨迹，并通过与其他传动结构的配合以实现带动轮毂部21的转动，以达到实现叶片22角度调节的目的。在其他实施方式中，启动执行机构4受控输出的也可为除运动轨迹外的其他输出能量形式，如电信号，其他能量形式可转化为轮毂部21的转动，进而实现叶片22的角度调节。
[0023]气动执行机构4受控通过驱动轴输出轴向运动(顺时针或逆时针)，进而带动通过第二端32固定连接于驱动轴的曲轴331相对第二端32于其平面内转动；曲轴331的远离第二端32的一端相对第二端32的转动通过第一连杆332于其所在平面的运动转化为“V”型连杆333围绕其交接部3332的转动；“V”型连杆333的连接第二连杆334的一端相对交接部3332的转动通过第二连杆334于其所在平面的运动转换为轮毂部21的轴向转动；叶片22通过轮毂部21的转动调整进风量。当气动执行机构4的驱动轴输出的为顺时针轴向运动时，轮毂部21顺时针转动；当气动执行机构4输出逆时针轴向运动时，轮毂部21逆时针转动。
[0024]请参阅图2，图2为风量控制模组10中气动执行机构4的结构连接及信号控制示意图。气动执行机构4包括接收气源的接收单元41、接收电控制信号的控制单元42、受控于控制单元42并连通接收单元41的输出单元43、连通输出单元43的锁定单元44及连接锁定单元44的作动单元45 ο输入单元41包括一输入端IN连接气源的过滤调压阀411。控制单元42包括输入端IN连接过滤调压阀411的输出端OUT以自过滤调压阀411接收压缩空气的定位器421，定位器421接收电控制信号以控制由输入端IN输入的压缩空气选择性地自两输出端OUTl、0UT2输出。输出单元43包括连接过滤调压阀411的输出端OUT的锁定阀431。锁定阀431包括阀芯4311及自阀芯4311的输出侧低压阀芯4311的弹簧4312。当自过滤调压阀411的输出端OUT输入的压缩空气进入锁定阀431内，压缩空气的气压克服弹簧4312提供给阀芯4311的抵压力以将阀芯4311打开。输出单元43的锁定阀431具有相互连通的输入端INl和输出端OUTl，及相互连通的输入端IN2和输出端0UT2。输入端INl与输出端OUTl的连通与否及输入端IN2与输出端0UT2的连通与否均受控于阀芯4311。当阀芯4311被压缩空气打开时，输入端INl与输出端OUTl的连通，输入端IN2与输出端0UT2的连通。当阀芯4311关闭时，输入端INl与输出端OUTl的不连通，输入端IN2与输出端0UT2的也不连通。锁定单元44包括输入端INl连接锁定阀431的输出端OUI的单向节流阀441及输入端IN2连接锁定阀431的输出端0UT2的单向节流阀442 ο作动单元45包括双向气马达451，两单向节流阀441、442的两输出端OUT1、0UT2分别连通双向气马达4451的两输入端IN1、IN2。
[0025 ]请参阅图3，图3为风量控制模组1的气动执行机构4的作动原理流程图。气动执行机构4通过电控制信号输入到定位器421，由定位器421选择性地控制压缩空气从输出端OUTl和0UT2进出。当气源通过过滤调压阀411，直接连接到锁定阀431，压缩空气进入锁定阀431内，克服弹簧的压力将阀芯4311打开，使锁定阀431上的输入端INl和输出端OUT1、输入端IN2和输出端0UT2连通。定位器421的两输出端OUl或0UT2输出的压缩空气通过锁定阀432分别输入至单向节流阀441或单向节流阀442，并最终输入至双向气动马达451的两输入端INl、IN2，两输入端INl、IN2进入的压缩空气驱动双向气马达451的两气缸，进而使双向气动马达451按照一定顺时针或逆时针的方向驱动齿轮齿条等传动结构(未显示)以实现驱动轴的轴向运动。定位器421还可接收自双向气马达451反馈来的反馈信号，达到精确的控制双向气马达451的目的。当气动执行机构4发生异常情况，失去外部气源的时候，锁定阀431在弹簧4312的作用下复位阀芯2311，使锁定阀431上的输入端INl和输出端OUTl、输入端IN2和输出端0UT2关闭，这时单向节流阀441与单向节流阀442反向截止，双向气马达451的两输入端IN1、IN2的空气被锁住，双向气动马达451保持原来运行状态，风机I的导流叶片2的角度被锁定位置，风量保持不变。
[0026]本实用新型风量控制模组10使用了双向气动马达451，从定位器421输入的压缩空气推动双向气马达451的气缸运动，气缸带双向动气马达451上的齿轮齿条机构进行动作，气动执行机构4的驱动轴带动机械传动机构3带动风机I的导流叶片2的角度调节，进而实现进入风机I的风量的调整。双向气马达451上的位置信号反馈给定位器421，可实现了导流叶片2的精确控制。本实用新型的风机I的导流叶片2的角度发生变化时，进入风机I叶轮的气流方向和速度也会发生相应改变，从而达到调节风机I风量的目的。通过对两种风量调节方式的功率监测对比结果可知，通过改变导流叶片2的角度来调节风机I的进入风量时，相对用调节阀改变进入风机I内风量时可以节约10%左右的功率消耗。
[0027]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【主权项】
1.一种气动执行机构，用以接收气源并根据接收的电控制信号将气源压缩并通过一驱动轴输出轴向运动，其特征在于:所述气动执行机构包括接收气源并将气源处理为压缩空气的接收单元、接收电控制信号及自接收单元输出的压缩空气的控制单元，以及接收自控制单元输出的压缩空气并根据接收的压缩空气输出轴向运动的作动单元;控制单元接收电控制信号并选择性地输出两种形式压缩空气，两种形式压缩空气控制作动单元输出两种不同方向的轴向运动。2.如权利要求1所述的气动执行机构，其特征在于:所述气动执行机构还包括连接于控制单元与作动单元之间的输出单元，输出单元自接收单元接收压缩空气，并为自控制单元输出的两种形式的压缩空气分别提供通道；当接收单元的压缩空气输出时，输出单元的两通道开启；当接收单元的压缩空气停止输出，输出单元的两通道关闭。3.如权利要求2所述的气动执行机构，其特征在于:所述气动执行机构还包括连接于输出单元与作动单元之间的锁定单元，锁定单元包括两个单向节流阀，两个单向节流阀分别用于接收自输出单元的两通道输出的压缩空气;两个单向节流阀输出的压缩空气输入作动单元。4.如权利要求3所述的气动执行机构，其特征在于:所述接收单元包括接收气源并将气源处理为压缩空气的过滤调压阀，过滤调压阀输出压缩空气至控制单元及输出单元。5.如权利要求3所述的气动执行机构，其特征在于:所述控制单元包括接收压缩空气及控制信号的定位器，定位器根据控制信号选择性地自两输出端输出压缩空气，以形成两种形式的压缩空气。6.如权利要求5所述的气动执行机构，其特征在于:所述输出单元包括锁定阀，锁定阀设有相互连通的第一输入端与第一输出端，及相互连通的第二输入端及第二输出端，第一输出端及第二输出端分别连接锁定单元的两个单向节流阀;锁定阀包括用以控制锁定阀通断的阀芯及抵压阀芯的弹簧，当输入单元的压缩空气输入时，阀芯开启，锁定阀开通，当输入单元的压缩空气停止输入时，弹簧复位阀芯，锁定阀关闭。7.如权利要求3所述的气动执行机构，其特征在于:所述气动执行机构的作动单元包括双向气动马达，双向气动马达的两输入端连接锁定单元的两个单向节流阀；双向气动马达根据控制信号，通过传动结构驱动驱动轴输出双向的轴向转动。8.一种风量控制模组，其特征在于:所述风量控制模组包括权利要求1至7中任一项所述的气动执行机构，还包括连接气动执行机构的驱动轴的机械传动机构及连接机械传动机构的导流叶片，导流叶片包括枢转地轴固定的轮毂部及围设于轮毂的若干叶片，驱动轴的轴向运动经过机械传动机构的传动转化为轮毂部的轴向运动。9.如权利要求8的风量控制模组，其特征在于，所述机械传动机构为曲轴连杆机构，机械传动机构包括固定连接驱动轴的曲轴、枢转地连接曲轴远离驱动轴一端的第一连杆、枢转地连接第一连杆的“V”连杆及枢转地连接“V”型连杆的第二连杆，第二连杆的远离“V”型连杆的一端枢转地连接轮毂部的一侧，“V”型连杆包括两分别连接第一连杆及第二连杆的连接脚及位于两连接脚之间的枢转地固定的交接部，当第一连杆于曲轴的带动下于第一连杆所在平面移动，“V”型连杆的其中一连接脚于第一连杆的带动下围绕交接部转动，第二连杆于另一连接脚的带动下于第二连接杆的平面内移动并带动轮毂部转动。10.—种核电站离心风机组件，其特征在于:包括权利要求8所述的风量控制模组，还包括设有进风口的风机及用以固定支撑风机的底座，风量控制模组的气动执行机构固定于底座，离心风叶的轮毂部枢转地固定于风机，风叶位于风机的进风口处。
【文档编号】F04D27/00GK205423259SQ201521042826
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月15日
【发明人】李朝明, 胡彬, 田洪建, 孙涛, 汪细河, 陆卫祯, 黄志勇, 刘俊, 吴开慧, 江楚遥, 刘伟荣, 方国权, 唐文杰
【申请人】上海百富勤空调制造有限公司, 中广核工程有限公司