全角度叶片调节装置的制作方法

本实用新型属于机械领域，涉及水泵等叶片角度调节装置，尤其涉及一种全角度叶片调节装置。

背景技术：

水泵的效率、运行的稳定性等随流量、扬程而变化，流量和扬程随着季节、降雨量等不同而经常变化，这就需要水泵叶片的角度可以调节，以适应工况参数的变化而变化，使水泵运行达到最优状态，特别是有饮水和排涝需求的泵站，需要泵具备双向运行的性能，即正转和反转都具备较好的出水效率及稳定性，而目前双向泵站，采用的办法是针对叶片的选择，选用双向叶片模型，但效率比较低，汽蚀性能欠佳。假设不采用双向模型，使叶片旋转180度左右反向运行，这样效率及稳定性将大大提高。

但现有的水泵叶片调节装置分为机械调节和液压调节，机械调节用电机作为动力，液压调节用油压作为动力，两种调节方式所采用的动力不同，但都通过驱动调节杆上下（卧式泵为前后）运动，拉动调节盘带动连杆使叶片转动，这两种方式最大的缺点是调节叶片的角度范围很小，该结构决定了无法实现叶片大角度旋转，更不具备满足双向泵约180度的大角度调节的要求。

技术实现要素：

本实用新型是针对上述现有技术的不足：现有的水泵叶片调节装置调节叶片的角度范围很小，无法实现叶片大角度旋转，而提供一种能大角度调节叶片的全角度叶片调节装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种全角度叶片调节装置，包括泵轴、轮毂组件和至少2片叶片，泵轴的一端与轮毂组件的端部固定连接，叶片均布于轮毂组件的周向外侧，轮毂组件包括外轮毂和内轮毂，内轮毂的纵截面呈八字型且固定于外轮毂内的空腔中，还包括调节组件、制动组件和叶片伞齿，叶片伞齿的数量与叶片的数量一致；调节组件包括调节杆和调节伞齿，调节杆同轴设于泵轴内，调节伞齿的轴孔套装于内轮毂的窄端，调节杆的一端与调节伞齿的大椎面固定连接；制动组件包括制动杆、油缸和制动滑块，制动杆同轴设于调节杆内，制动杆的端部与设于调节伞齿轴心处的油缸控制连接，油缸上朝向调节伞齿内圆周面处至少均布有2个压力输出端，油缸的每个压力输出端均连接1个制动滑块，调节伞齿的内圆周面上设有用于锁止制动滑块的限位齿槽；叶片伞齿均布设于调节伞齿的外圆锥面上，并均与调节伞齿垂直啮合传动，叶片的颈轴依次贯穿外轮毂、叶片伞齿的轴孔并与内轮毂的周向开孔转动连接，颈轴与叶片伞齿刚性连接，所有的颈轴的轴线均位于同一平面上。

调节杆与泵轴之间布设B轴瓦，制动杆与调节杆之间布设A轴瓦，制动杆上通过螺纹连接套装一个螺纹套筒，螺纹套筒的外径小于等于调节杆轴腔的直径，调节杆侧壁上旋接有C螺栓，通过朝向或背向螺纹套筒方向旋转C螺栓，即可锁止或松开调节杆与螺纹套筒。

油缸包括传力杆、缸体和2-4个活塞杆，传力杆的一端通过球副与制动杆的端部连接，另一端活动连接于缸体的油腔内，并通过直线往复移动控制活塞杆伸出或缩回。

调节杆与泵轴之间布设B轴瓦，制动杆与调节杆之间布设分体轴瓦，分体轴瓦由C螺栓定位。

油缸包括传力杆、缸体和2-4个活塞杆，传力杆的一端通过A套筒联轴器与制动杆的端部连接，另一端与缸体螺纹配合连接，通过旋转制动杆使油缸传力杆直线往复移动控制活塞杆伸出或缩回。

调节伞齿与叶片伞齿啮合传动，叶片在叶片伞齿的带动下可进行360旋转。

泵轴通过B套筒联轴器与驱动轴驱动连接，泵轴通过B连接法兰和B螺栓与外轮毂固定连接，调节杆通过A连接法兰和A螺栓与调节伞齿固定连接，叶片伞齿的两侧均通过A挡圈与颈轴锁紧固定，调节伞齿的两侧分别通过B挡圈和C挡圈与内轮毂的窄端锁紧固定。

轮毂组件为一体结构或分体结构，采用一体结构时，内轮毂与外轮毂采用整体铸造结构，采用分体结构时，内轮毂焊接或采用螺栓固定在外轮毂内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：需要调节叶片角度时，转动制动杆让油缸制动无压力，制动滑块失去压力，调节杆旋转使调节伞齿转动，调节伞齿带动叶片伞齿转动，直至到达想要调整的角度，然后制动杆旋转让油缸产生压力，制动滑块产生制动力，固定住调节伞齿，其调节叶片的角度范围很大，能实现叶片360度旋转，满足双向泵约180度的大角度调节的要求。

附图说明

图1为本实用新型的全角度叶片调节装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型的全角度叶片调节装置的另一种实施方式的结构示意图。

其中，1-轮毂组件，2-叶片伞齿，3-A挡圈，4-颈轴，5-油缸，6-B挡圈，7-制动滑块，8-C挡圈，9-调节伞齿，10-A连接法兰，11-A螺栓，12-叶片，13-制动杆，14-B连接法兰，15-B螺栓，16-调节杆，17-泵轴，18a-A轴瓦，18b-A套筒联轴器，19-B轴瓦，20-分体轴瓦，21-C螺栓，22-B套筒联轴器。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

图中包括以下部件：轮毂组件1、叶片伞齿2、A挡圈3、颈轴4、油缸5、B挡圈6、制动滑块7、C挡圈8、调节伞齿9、A连接法兰10、A螺栓11、叶片12、制动杆13、B连接法兰14、B螺栓15、调节杆16、泵轴17、A轴瓦18a、A套筒联轴器18b、B轴瓦19、分体轴瓦20、C螺栓21和B套筒联轴器22。

实施例1

如图1所示，一种全角度叶片调节装置，包括泵轴、轮毂组件和至少2片叶片，泵轴的一端与轮毂组件的端部固定连接，叶片均布于轮毂组件的周向外侧，轮毂组件包括外轮毂和内轮毂，内轮毂的纵截面呈八字型且固定于外轮毂内的空腔中，其特征在于：还包括调节组件、制动组件和叶片伞齿，叶片伞齿的数量与叶片的数量一致；调节组件包括调节杆和调节伞齿，调节杆同轴设于泵轴内，调节伞齿的轴孔套装于内轮毂的窄端，调节杆的一端与调节伞齿的大椎面固定连接；制动组件包括制动杆、油缸和制动滑块，制动杆同轴设于调节杆内，制动杆的端部与设于调节伞齿轴心处的油缸控制连接，油缸上朝向调节伞齿内圆周面处至少均布有2个压力输出端，油缸的每个压力输出端均连接1个制动滑块，调节伞齿的内圆周面上设有用于锁止制动滑块的限位齿槽；叶片伞齿均布设于调节伞齿的外圆锥面上，并均与调节伞齿垂直啮合传动，叶片的颈轴依次贯穿外轮毂、叶片伞齿的轴孔并与内轮毂的周向开孔转动连接，颈轴与叶片伞齿刚性连接，所有的颈轴的轴线均位于同一平面上。

调节杆与泵轴之间布设B轴瓦，制动杆与调节杆之间布设A轴瓦，制动杆上通过螺纹连接套装一个螺纹套筒，螺纹套筒的外径小于等于调节杆轴腔的直径，调节杆侧壁上旋接有C螺栓，通过朝向或背向螺纹套筒方向旋转C螺栓，即可锁止或松开调节杆与螺纹套筒。

油缸包括传力杆、缸体和2-4个活塞杆，传力杆的一端通过球副与制动杆的端部连接，另一端活动连接于缸体的油腔内，并通过直线往复移动控制活塞杆伸出或缩回。

调节伞齿与叶片伞齿啮合传动，叶片在叶片伞齿的带动下可进行360旋转。

泵轴通过B套筒联轴器与驱动轴驱动连接，泵轴通过B连接法兰和B螺栓与外轮毂固定连接，调节杆通过A连接法兰和A螺栓与调节伞齿固定连接，叶片伞齿的两侧均通过A挡圈与颈轴锁紧固定，调节伞齿的两侧分别通过B挡圈和C挡圈与内轮毂的窄端锁紧固定。

轮毂组件为一体结构或分体结构，采用一体结构时，内轮毂与外轮毂采用整体铸造结构，采用分体结构时，内轮毂焊接或采用螺栓固定在外轮毂内。

该种实施方式的全角度叶片调节装置的调节方法，包括以下步骤：

A、需要调节叶片角度时，将C螺栓向螺纹套筒旋进，将螺纹套筒与调节杆限位固定，调节杆保持静止，背向油缸方向反向转动制动杆，传力杆拉大油腔的容积，油腔内压力变小产生负压，带动活塞杆缩回，制动滑块对调节伞齿失去压力制动作用，使调节伞齿可以转动；

B、将C螺栓背向螺纹套筒旋出，松开调节杆与螺纹套筒，旋转调节杆使调节伞齿转动，调节伞齿带动叶片伞齿转动，叶片随叶片伞齿同步转动，直至叶片到达想要调整的角度，停止转动调节杆；

C、再将C螺栓向螺纹套筒旋进，将螺纹套筒与调节杆限位固定，调节杆保持静止，朝向油缸方向正向转动制动杆，传力杆压小油腔的容积，油腔内压力变大，推动活塞杆伸出，制动滑块对调节伞齿产生制动力，固定住调节伞齿；从而固定住叶片伞齿和叶片；

D、驱动轴通过B套筒联轴器转动泵轴，泵轴带动轮毂组件转动，从而带动叶片正常运行。

实施例2

如图2所示，一种全角度叶片调节装置，包括泵轴、轮毂组件和至少2片叶片，泵轴的一端与轮毂组件的端部固定连接，叶片均布于轮毂组件的周向外侧，轮毂组件包括外轮毂和内轮毂，内轮毂的纵截面呈八字型且固定于外轮毂内的空腔中，其特征在于：还包括调节组件、制动组件和叶片伞齿，叶片伞齿的数量与叶片的数量一致；调节组件包括调节杆和调节伞齿，调节杆同轴设于泵轴内，调节伞齿的轴孔套装于内轮毂的窄端，调节杆的一端与调节伞齿的大椎面固定连接；制动组件包括制动杆、油缸和制动滑块，制动杆同轴设于调节杆内，制动杆的端部与设于调节伞齿轴心处的油缸控制连接，油缸上朝向调节伞齿内圆周面处至少均布有2个压力输出端，油缸的每个压力输出端均连接1个制动滑块，调节伞齿的内圆周面上设有用于锁止制动滑块的限位齿槽；叶片伞齿均布设于调节伞齿的外圆锥面上，并均与调节伞齿垂直啮合传动，叶片的颈轴依次贯穿外轮毂、叶片伞齿的轴孔并与内轮毂的周向开孔转动连接，颈轴与叶片伞齿刚性连接，所有的颈轴的轴线均位于同一平面上。

调节杆与泵轴之间布设B轴瓦，制动杆与调节杆之间布设分体轴瓦，分体轴瓦由C螺栓定位。C螺栓可以拧紧压缩分体轴瓦，从而固定制动轴，作为防止运行中制动杆自旋转导致制动滑块失去制动力而采取的双保险措施。

油缸包括传力杆、缸体和2-4个活塞杆，传力杆的一端通过A套筒联轴器与制动杆的端部连接，另一端与缸体螺纹配合连接，通过旋转制动杆使油缸传力杆直线往复移动控制活塞杆伸出或缩回。传力杆的端部与缸体通过螺纹配合连接制动的优点在于：制动或调节叶片时，无需拧紧或松开C螺栓，调节过程相对实施例1更简便，螺纹配合在油缸内压下，不会自行旋转，制动滑块不会因为泵轴的转动而对调节伞齿失去制动力，从而实现制动和调节功能。

调节伞齿与叶片伞齿啮合传动，叶片在叶片伞齿的带动下可进行360旋转。

泵轴通过B套筒联轴器与驱动轴驱动连接，泵轴通过B连接法兰和B螺栓与外轮毂固定连接，调节杆通过A连接法兰和A螺栓与调节伞齿固定连接，叶片伞齿的两侧均通过A挡圈与颈轴锁紧固定，调节伞齿的两侧分别通过B挡圈和C挡圈与内轮毂的窄端锁紧固定。

轮毂组件为一体结构或分体结构，采用一体结构时，内轮毂与外轮毂采用整体铸造结构，采用分体结构时，内轮毂焊接或采用螺栓固定在外轮毂内。

该种实施方式的全角度叶片调节装置的调节方法，包括以下步骤：

A、需要调节叶片角度时，背向油缸方向反向转动制动杆，制动杆带动传力杆拉大油腔的容积，油腔内压力变小产生负压，带动活塞杆缩回，制动滑块对调节伞齿失去压力制动作用，使调节伞齿可以转动；

B、旋转调节杆使调节伞齿转动，调节伞齿带动叶片伞齿转动，叶片随叶片伞齿同步转动，直至叶片到达想要调整的角度，停止转动调节杆；

C、朝向油缸方向正向转动制动杆，制动杆带动传力杆压小油腔的容积，油腔内压力变大，推动活塞杆伸出，制动滑块对调节伞齿产生制动力，固定住调节伞齿；从而固定住叶片伞齿和叶片；

D、驱动轴通过B套筒联轴器转动泵轴，泵轴带动轮毂组件转动，从而带动叶片正常运行。

对比例

列举某个泵站需要正反向运行(同一泵站实现引水与排涝功能)

**泵站3200ZGQ30竖井贯流泵选单向模型(采用全角度调节装置使叶片旋转约180度运行)

性能参数表

**泵站3200ZGSB30竖井贯流泵选双向模型调角度(用原调节装置只能同侧微调)

性能参数表

为满足泵站运行要求，我们分别选择了单向模型，调约180度运行（反过来运行），和采用双向模型，角度微调的办法运行，单向成熟的模型可供选择的比较多，而双向模型较少，因为单向模型可以针对该泵站参数要求进一步优化，相对比较容易，而双向模型很难有大的优化提升，因为双向模型需要兼顾反向运行要求，模型性能无法有比较大的提高。就是从现有的两种模型对比，单向模型比双向模型效率平均高出约15%，最高效率差约高26%，总体电机功率高出约11%，况且单向模型还可以进一步优化。通常，效率高，比效率低的运行更稳定，可以肯定，全角度叶片调节装置的使用，对于叶片角度的调节，将是根本的改变，适用于众多需要叶片调节的场合，特别是为需要实现双向运行的泵站，提供了一种全新的解决方式。