一种即时调节叶轮安装角的机械装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于旋转机械流体控制技术领域，尤其涉及一种即时调节叶轮安装角的机械装置。
【背景技术】
[0002]旋转机械是指主要依靠旋转动作完成特定功能的机械，广泛应用于电力、石化、冶金和航空航天等部门。以轴流风机为例，一般的轴流通风机通常采用高效的扭曲机翼型叶片；当气流沿叶片进口端流入时，气流就沿着叶片两端分成上下两股，处于正常工况时，冲角为零或很小(气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角)，气流则绕过机翼型叶片而保持流线平稳的状态。当气流与叶片进口形成正冲角，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况则开始恶化，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象。冲角大于临界值越多，失速现象就越严重，流体的流动阻力也就越大，严重时还会阻塞叶道，同时风机风压也会随之迅速降低。因此，选择合理的叶轮安装角尤为重要。
[0003]通常情况下，叶轮的安装角是固定的，但在实际生产中，由于工况并不稳定，因此叶轮的最佳安装角并不是一个定值，它会随着工况的变化而改变。这就会导致旋转机械不能即时发挥它们的最佳性能。此外，如果需要使流体双向流动，安装角固定的情况下只能通过移动机械或替换叶轮来实现。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述【背景技术】的不足，提供一种即时调节叶轮安装角的机械装置，该装置应能在不同工况下即时发挥最佳性能，并且可以在不移动机械或替换叶轮的前提下使流体双向流动。
[0005]本发明提供的技术方案是:一种即时调节叶轮安装角的机械装置，包括安装在风机机壳内且与风机机壳同轴布置的轮毂、绕圆周均布在轮毂外圆周面的若干个叶片；其特征在于所述的若干个叶片分别可转动地铰接在轮毂外圆周面上，另有一调节机构驱动并控制叶片的转动角度；
[0006]所述调节机构包括一可沿风机机壳轴线移动且侧棱数量与叶轮数量相同的棱柱调节轴、将棱柱调节轴的移动转换为叶片绕铰接轴线转动的销槽配合结构以及对棱柱调节轴施加轴向推力的调节电机。
[0007]所述棱柱调节轴通过一平移结构定位在轮毂内腔；该平移结构包括布置在轮毂内腔且平行于风机机壳轴线的若干个滑动支杆以及开设在棱柱调节轴左侧端面且与所述滑动支杆配合的滑孔。
[0008]所述调节电机通过一单自由度机构对棱柱调节轴施加轴向推力；该单自由度机构包括与棱柱调节轴连为一体且带有螺纹孔的连接轴、通过滑槽结构使连接轴只能轴向移动的滑动支撑板以及固定在调节电机输出轴上且与螺纹孔配合的螺杆。
[0009]所述销槽配合结构中:与叶片连为一体的叶片铰接轴径向穿过轮毂并伸入轮毂内腔后与一滑套固定，与该滑套滑动配合的滑杆还铰接一滑块；所述棱柱调节轴的每个侧面均制有一与侧棱的长度方向成斜角且与所述滑块可滑动嵌合的直滑槽。
[0010]所述轮毂内腔的左侧端面还固定一侧棱数量与导叶叶片数量相同的棱柱套筒；棱柱套筒的左侧端面制作有若干个利于滑动支杆穿越的穿孔，每个侧面还分别制作一与棱柱长度方向垂直的长滑槽，所述滑块穿过所述的长滑槽后再嵌入所述的直滑槽。
[0011 ] 所述叶片的铰接轴轴线垂直并相交于风机机壳轴线。
[0012]所述若干个叶片的铰接轴均位于同一个垂直于风机机壳轴线的平面上。
[0013]所述连接轴通过轴承可转动地与棱柱调节轴连为一体。
[0014]所述滑槽结构包括位于连接轴端面且轴向伸展的滑槽以及固定在滑动支撑板的端面且与所述滑槽一一对应嵌合的滑板。
[0015]所述的轮毂通过转子电机机匣支架固定在风机机壳内。
[0016]本发明的工作原理如下(参见图1):
[0017]接通电源，转子电机2即带动轮毂5转动；根据工况变化启动调节电机9，驱动其输出轴上固定的螺杆14 ;螺杆14与连接轴13的内螺纹相啮合，并在滑动支撑板15的配合下，使得连接轴进行轴向滑动，同时通过轴承21带动棱柱调节轴12进行相同的运动；滑杆左端的滑块16在棱柱调节轴驱动下产生的滑动，受到棱柱调节轴12侧面直滑槽和棱柱套筒11侧面长滑槽的约束；结果，滑杆被带动着与滑套进行滑动配合，同时又带动滑套绕叶片铰接轴轴线转动，开始对与滑套固定的叶片的安装角进行调节。当达到轴流风机在该工况下的最高效率时，调节电机9停止转动，实现了即时发挥轴流风机最佳性能的目的。
[0018]当需要反向通风时，只需要按照上述方法将叶片的凹面调节到另一侧，再控制转子电机2反向转动即可。从而实现不移动风机或更换叶轮就能双向通风的目的。
[0019]本发明的有益效果是:由于能够按照需要对叶片安装角进行调节，从而改变风量、风压以及风机的静压效率，使其在不同工况下即时发挥最佳性能，因而显著改善了风机的运转使用性能，提高了风机的工作效率；而且可以在不移动机械或替换叶轮的前提下使流体双向流动；此外，只需启用调节电机即可进行调节，不但调节省力方便，还能确保调节精度，满足了广大用户的需要。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的安装结构立体示意图。
[0021]图2是本发明的局部剖视结构立体示意图。
[0022]图3是本发明中轮毂内腔的立体结构剖视图(移除了可相对运动的部件)。
[0023]图4是本发明中棱柱调节轴与相关部件的配合关系立体示意图。
[0024]图5是本发明中棱柱调节轴的立体结构示意图。
[0025]图6是本发明中连接轴的立体结构示意图。
[0026]图7是本发明中滑动支撑板的立体结构示意图；
[0027]图8是本发明中棱柱套筒的立体结构示意图。
[0028]图9是本发明中叶片与相关部件配合关系的立体示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图所述实施例进一步说明。
[0030]如图1-图3所示，一种即时调节叶轮安装角的机械装置(以轴流风机的叶轮作为例)，包括风机机壳1、转子电机2、转子电机机匣3、转子电机机匣支架4、轮毂5、叶片6、调节电机机匣支架7、调节电机机匣8、调节电机9、滑动支杆10、棱柱套筒11、棱柱调节轴12、连接轴13、螺杆14、滑动支撑板15、滑块16、滑套17、叶片铰接轴18、滑杆19、销轴20、轴承
21ο
[0031]如图1-图2所示，转子电机2安装在转子电机机匣3内；转子电机机匣通过转子电机机匣支架4固定在风机机壳I内腔；轮毂5的一端与转子电机2的输出轴相连接，保证轮毂5与风机流道同轴；若干个叶片6绕圆周方向均布在轮毂外圆周面上，转子电机控制着轮毂的转动。以上是常规风机的结构。
[0032]本发明的改进是:所述若干个叶片分别可转动地铰接在轮毂外圆周面上，另有一调节机构驱动并控制叶片的转动角度；所述调节机构包括一可沿风机机壳轴线移动且侧棱数量与叶轮数量相同的棱柱调节轴12、将棱柱调节轴的移动转换为叶片绕铰接轴线转动的销槽结构以及对棱柱调节轴施加轴向推力的调节电机。
[0033]由图可知:调节电机9安装在调节电机机匣8内，调节电机机匣通过调节电机机匣支架7固定在风机机壳I内、轮毂5的右侧；所述螺杆14与调节电机9的输出轴相连接，保证螺杆与风机流道同轴。
[0034]如图3所示，若干个滑动支杆10的左端