一种透平式高压泵进口流量的调节机构的制作方法

本发明涉及反渗透海水淡化能量回收技术领域，具体涉及一种透平式高压泵进口流量的调节机构。

背景技术

反渗透海水淡化是目前海水淡化的主流技术之一，该技术发展的一个重要问题是如何降低能耗和成本。反渗透海水淡化过程需消耗大量电能提升进水压力以克服水的渗透压，反渗透膜排出的浓水余压高达5.5～6.5mpa，按照40%的回收率计算，排放的浓盐水中还蕴含约60%的进料水压力能量，将这一部分能量回收变成进水能量可大幅降低反渗透海水淡化的能耗，而这一目标的实现有赖于能量回收技术的利用。通过能量回收装置的应用大幅降低了淡化水的生产成本。因此，能量回收成为反渗透海水淡化系统中的关键技术之一。

液力透平高压泵是透平式能量回收机的一种，其结构简单，透平叶轮与泵叶轮通过一根共用轴连接到一起，实现了液力透平与泵转子间的完美耦合，可以将透平侧的高压液体的能量直接转化成泵侧低压液体的能量，具有非常明显的结构优势。

在透平式高压泵的运行过程中，当实际流量产生变化时，透平的效率也会随着改变，当流量降低到最佳效率点的一定比值后，透平达不到要求的转动速度，更是无法回收高压液体的能量。针对这一不足，早在上个世纪五十年代，nasa就尝试在空气压缩机进口添加活动导叶，以提高流量范围、防止喘振。但是，活动导叶在透平式能量回收机上应用不多，主要原因在于透平式能量回收机设计制造的技术还不成熟。公告号为cn102900479b的专利申请提出了一种集成于涡轮壳体上的可变喷嘴涡轮增压器调节机构，可用于车用可变喷嘴涡轮增压器技术领域。尽管在空气压缩机、水轮机、高压泵也有一些活动导叶的调节机构，但是这些调节机构存在调节精度不高，抗振性差，齿轮损害严重、转动困难等问题，进而无法完成活动导叶的高精度调节。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种透平式高压泵进口流量的调节机构，以解决目前调节机构存在调节精度不高，抗振性差，齿轮损害严重等问题。

本发明的透平式高压泵进口流量的调节机构，包括：小齿轮、大齿轮、支撑轴、耐磨轴瓦、弹性挡圈、活动导叶、导叶轴、活动导叶、齿条。

所述大齿轮为轮辐式齿轮，大齿轮轮辐的数量为4-6个，在大齿轮的圆周外圈上均匀分布有8-13个小齿轮，大齿轮与小齿轮通过齿形外啮合作用传动连接，大齿轮和小齿轮满足模数、压力角相等，大齿轮中心设置有安装孔，大齿轮的安装孔的孔径为d2；

所述齿条的数量为1个，齿条与一个小齿轮进行啮合作用传动连接；

所述小齿轮通过导叶轴与活动导叶连接，所述小齿轮和导叶轴同轴，导叶轴的两端设有螺纹，导叶轴的一端插入小齿轮的中心螺纹孔内，所述活动导叶呈两头尖的片状，活动导叶设置有螺纹孔，所述小齿轮的中心孔设置有螺纹，导叶轴的另一端插入活动导叶的螺纹孔内，所述导叶轴的中心孔设置有螺纹，导叶轴的螺纹与小齿轮的中心螺纹孔、活动导叶的螺纹孔相匹配；

所述大齿轮与支撑轴之间装有耐磨轴瓦，耐磨轴瓦与支撑轴过盈配合，耐磨轴瓦的外径为d1，大齿轮通过支撑轴的台肩和弹性挡圈进行轴向固定于支撑轴上，耐磨轴瓦的外径与大齿轮的安装孔之间预留有间隙δ，δ是预留给大齿轮自平衡定心所预留的一个空间，δ=(d2-d1)/2=(1~0.5)δ，δ为最大综合齿侧间隙，δ为齿形误差、中心距误差、基节误差投影到啮合线上的长度的代数和。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提出的透平式高压泵进口流量的调节机构，通过抽拉齿条，一个与齿条连接的小齿轮将动力源传递到大齿轮上，通过大齿轮和小齿轮的啮合作用带动均匀分布在大齿轮圆周上的小齿轮，小齿轮通过导叶轴与活动导叶连接，进而实现活动导叶的同步转动，完成活动导叶开度调节动作。

本发明采用基于间隙支撑的透平式高压泵进口流量的调节机构的技术方案，耐磨轴瓦可以保证在启动和载荷波动幅度较大的时候，避免支撑轴与大齿轮直接接触，产生磨损，降低轴、孔的尺寸精度，并具有一定的缓冲作用。通常轴与轴承内孔、轴承外圈与齿轮内孔是过盈配合，若考虑间隙的话，就是滚动体与内圈、外圈的间隙，这个间隙太小，不足以让齿轮自平衡而定心。采用预留间隙的间隙支撑的有益效果，使得大齿轮自动定心，抵消各种误差造成的大齿轮和小齿轮啮合处作用力相差很大的不利影响，从而降低齿轮失效的概率。本发明提供的一种用于透平式高压泵进口流量的调节机构，具有调节精度高，齿轮耐磨损的优点。

附图说明

图1是本发明的带活动导叶不带齿条的结构示意主视图；

图2是本发明的不带活动导叶不带齿条的结构示意左视图；

图中：1.小齿轮，2.大齿轮，3.支撑轴，4.耐磨轴瓦，5.弹性挡圈，6.活动导叶。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例：如图1~2所示，透平式高压泵进口流量的调节机构，包括：小齿轮1、大齿轮2、支撑轴3、耐磨轴瓦4、弹性挡圈5、活动导叶6、导叶轴、活动导叶6、齿条。

所述大齿轮2为轮辐式齿轮，大齿轮2轮辐的数量为4个，在大齿轮2的圆周外圈上均匀分布有8个小齿轮1，大齿轮2与小齿轮1通过齿形外啮合作用传动连接，大齿轮2和小齿轮1满足模数、压力角相等，大齿轮2中心设置有安装孔，大齿轮2的安装孔的孔径为20mm；

所述齿条的数量为1个，齿条与一个小齿轮1进行啮合作用传动连接；

所述小齿轮1通过导叶轴与活动导叶6连接，所述小齿轮1和导叶轴同轴，导叶轴的两端设有螺纹，导叶轴的一端插入小齿轮1的中心螺纹孔内，所述活动导叶6呈两头尖的片状，活动导叶6设置有螺纹孔，所述小齿轮1的中心孔设置有螺纹，导叶轴的另一端插入活动导叶6的螺纹孔内，所述导叶轴的中心孔设置有螺纹，导叶轴的螺纹与小齿轮1的中心螺纹孔、活动导叶6的螺纹孔相匹配；

所述大齿轮2与支撑轴3之间装有耐磨轴瓦4，耐磨轴瓦4与支撑轴3过盈配合，耐磨轴瓦4的外径为19mm，大齿轮2通过支撑轴3的台肩和弹性挡圈5进行轴向固定于支撑轴3上，耐磨轴瓦4的外径与大齿轮2的安装孔之间预留有间隙为0.5mm。

本实施例与现有技术相比具有以下有益效果：本实施例采用基于间隙支撑的透平式高压泵进口流量的调节机构的技术方案，耐磨轴瓦4可以保证在启动和载荷波动幅度较大的时候，避免支撑轴3与大齿轮2直接接触，产生磨损，降低轴、孔的尺寸精度，并具有一定的缓冲作用。通常轴与轴承内孔、轴承外圈与齿轮内孔是过盈配合，若考虑间隙的话，就是滚动体与内圈、外圈的间隙，这个间隙太小，不足以让齿轮自平衡而定心。间隙δ就是预留给大齿轮2自平衡定心所预留的一个空间。采用预留间隙的间隙支撑的有益效果，使得大齿轮2自动定心，抵消各种误差造成的大齿轮2和小齿轮1啮合处作用力相差很大的不利影响，从而降低齿轮失效的概率。本实施例提供的一种用于透平式高压泵进口流量的调节机构，具有调节精度高，齿轮耐磨损的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定本发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本发明涵盖的范畴。