一种伞状水轮机偏角控制机构制造技术

本实用新型专利技术属于水轮机技术领域，具体涉及一种伞状水轮机偏角控制机构。包括底座，底座上固定密封腔，密封腔中插有主轴套筒，主轴套筒套装于主轴，主轴上端固定分别通过转轴与叶片相连的上支架、下支架，叶片端面安装调节杆，调节杆底部铰接拉杆，主轴套筒上方开有套接拉杆旋转套的限位槽，拉杆底部铰接于拉杆旋转套四周的凸台夹槽，主轴下方螺纹连接法兰，主轴底部连接凸轮机构。本实用新型专利技术结构紧凑，能使水轮机叶片在某一角度范围内按照近似正弦规律偏转，运行平稳；速比发生变化后可调节叶片偏角上、下限值，使水轮机能量利用率始终较高。

【技术实现步骤摘要】
一种伞状水轮机偏角控制机构
本技术属于水轮机
，具体涉及一种伞状水轮机偏角控制机构。
技术介绍
潮流能水轮机是潮流发电系统的核心组成部分，其转换效率的高低是衡量水轮机工作性能的重要指标。目前，根据水轮机叶片偏角是否可调，可将垂直轴水轮机分为固定偏角水轮机和变偏角水轮机。前者是指水轮机叶片在绕主轴公转时自身不发生偏转；后者则是指水轮机叶片在公转过程中同样绕自身转轴发生一定角度范围的偏转,偏转的角度有上限和下限之分,且当叶片偏角相同而上、下限不同时，水轮机的流体动力特性也不同。例如当叶片偏角范围为20°,则上、下限可以为-10°～10°，也可以为0°～20°。根据叶片偏角方式的不同，可将水轮机的叶片偏角控制方式分为主动控制式和被动控制式。在叶片公转过程中，由电机或液压机构提供动力驱动叶片绕自身转轴偏转的调角方式称为主动控制式，而使叶片自由偏转或由阻尼机构限制的调角方式称为被动控制式。中国专利CN203272000U提供了一种新型竖轴潮流能水轮机，该水轮机通过设置限位槽限制叶片偏角的范围，使叶片在水流冲击作用下在限位槽内自由偏转，这种结构无法准确控制叶片偏角的极限值和偏转规律，对于水轮机效率的提高并不显著，并且在水流流速发生变化时，容易在机构内部产生冲击力，降低机构的整体使用寿命。中国专利CN2658419Y提供了一种弹簧控制叶片攻角的水轮机，该水轮机通过阻尼机构来对叶片的摆动范围进行限位，同样无法控制叶片的偏转规律,也无法调节偏角的上、下限值。
技术实现思路
针对以上现有技术的缺陷，本技术提供了一种伞状水轮机偏角控制机构，可以实现对水轮机叶片偏角的上、下限值的调节，并且可以使叶片在一定偏角范围内按照某种特定规律往复偏转，从而进一步提高水轮机的工作效率。本技术是采用以下技术方案来实现的。一种伞状水轮机偏角控制机构，包括底座，所述底座上固定有密封腔，所述密封腔中部竖直插有主轴套筒，所述主轴套筒套装于主轴上，所述主轴套筒的中心孔大于所述主轴外径，所述主轴上端依次固定有上支架和下支架，所述上支架、下支架分别通过转轴与叶片相连，所述叶片端面安装有调节杆，所述调节杆底部铰接有拉杆，所述主轴套筒上方开有限位槽，所述限位槽内套接有拉杆旋转套，所述拉杆旋转套中心孔径大于所述主轴套筒外径，所述拉杆旋转套四周均匀设置有凸台夹槽，所述拉杆底部铰接于所述凸台夹槽内，所述主轴下方外圆与法兰内孔螺纹连接，所述主轴底部连接有凸轮机构。进一步的，所述密封腔顶部与所述主轴套筒紧密贴合。进一步的，所述密封腔通过左右对称的螺钉固定于所述底座上。进一步的，所述主轴套筒上固定有手轮。进一步的，所述凸轮机构包括凸轮连杆、凸轮滚子以及圆柱凸轮，所述法兰两侧分别固定有凸轮连杆，所述凸轮连杆上固定有凸轮滚子，所述主轴底部固定连接有圆柱凸轮，所述圆柱凸轮外表面开有两条旋向相反的凸轮槽，所述凸轮滚子嵌入于所述凸轮槽中。进一步的，所述凸轮连杆分别通过螺母固定在所述法兰两侧左右对称的凸台上。本技术的有益效果是：1、本技术主要的传动机构结构紧凑，易于密封，能使水轮机叶片在某一角度范围内按照近似正弦规律偏转，运行平稳，不会对某些结构件产生冲击；2、当速比发生变化后，可以调节叶片偏角上、下限值，使水轮机的能量利用率始终较高。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中：1、主轴，2、上支架，3、叶片，4、下支架，5、调节杆，6、拉杆，7、拉杆旋转套，8、手轮，9、主轴套筒，10、法兰，11、凸轮连杆，12、凸轮滚子，13、圆柱凸轮，14、密封腔，15、底座。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参阅图1，一种伞状水轮机偏角控制机构，包括底座15，底座15上固定有密封腔14，密封腔14中部竖直插有主轴套筒9，主轴套筒9套装于主轴1上，主轴套筒9的中心孔大于主轴1外径，因此主轴套筒9可沿主轴1上下无摩擦滑动，主轴1上端依次固定有上支架2和下支架4，上支架2、下支架4分别通过转轴与叶片3相连，叶片3端面安装有调节杆5，调节杆5底部铰接有拉杆6，主轴套筒9上方开有限位槽，限位槽内套接有拉杆旋转套7，拉杆旋转套7中心孔径大于主轴套筒9外径，因此拉杆旋转套7可以绕主轴套筒9自由转动而不带动主轴套筒9一起转动，拉杆旋转套7四周均匀设置有凸台夹槽，拉杆6底部铰接于凸台夹槽内，主轴1下方外圆与法兰10内孔螺纹连接，主轴1底部连接有凸轮机构。进一步的，密封腔14顶部与主轴套筒9紧密贴合，防止水流进入密封腔14内部。进一步的，密封腔14通过左右对称的螺钉固定于底座15上。进一步的，主轴套筒9上固定有手轮8，通过旋动主轴套筒9上方的手轮8，可以使主轴套筒9相对于法兰10发生相对转动，从而调节主轴套筒9相对于法兰10的位置。进一步的，凸轮机构包括凸轮连杆11、凸轮滚子12以及圆柱凸轮13，法兰10两侧分别固定有凸轮连杆11，凸轮连杆11上固定有凸轮滚子12，主轴1底部固定连接有圆柱凸轮13，圆柱凸轮13外表面开有两条旋向相反的凸轮槽，可使第一级主动件的受力均匀，经设计计算，在该凸轮槽的推程与回程阶段，凸轮滚子12的运动轨迹为正弦曲线，凸轮滚子12嵌入于凸轮槽中。进一步的，凸轮连杆11分别通过螺母固定在法兰10两侧左右对称的凸台上。当不需要调节叶片偏角的上、下限值时，水流作用在叶片上，使其绕主轴公转，带动主轴、上支架、下支架、拉杆、拉杆旋转套和圆柱凸轮转动，圆柱凸轮的转动使凸轮滚子、凸轮连杆、法兰、主轴套筒、手轮以及拉杆旋转套作上、下往复运动。由于拉杆的两端均通过铰接的方式连接叶片和拉杆旋转套，因此拉杆旋转套的往复直线运动通过拉杆使叶片在某一角度范围内绕自身转轴往复偏转。当需要调节叶片偏角的上、下限值时，转动手轮使主轴套筒相对法兰发生转动，从而调整法兰与主轴套筒的相对轴向位置。在同一圆柱凸轮作用下，凸轮滚子、凸轮连杆、法兰、主轴套筒、手轮、拉杆旋转套相对主轴往复移动的上、下极限位置均发生了改变，这一变化通过拉杆和调节杆最终作用在叶片上，使叶片往复偏转的角度上、下限值也发生了变化。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伞状水轮机偏角控制机构，其特征在于：包括底座(15)，所述底座(15)上固定有密封腔(14)，所述密封腔(14)中部竖直插有主轴套筒(9)，所述主轴套筒(9)套装于主轴(1)上，所述主轴套筒(9)的中心孔大于所述主轴(1)外径，所述主轴(1)上端依次固定有上支架(2)和下支架(4)，所述上支架(2)、下支架(4)分别通过转轴与叶片(3)相连，所述叶片(3)端面安装有调节杆(5)，所述调节杆(5)底部铰接有拉杆(6)，所述主轴套筒(9)上方开有限位槽，所述限位槽内套接有拉杆旋转套(7)，所述拉杆旋转套(7)中心孔径大于所述主轴套筒(9)外径，所述拉杆旋转套(7)四周均匀设置有凸台夹槽，所述拉杆(6)底部铰接于所述凸台夹槽内，所述主轴(1)下方外圆与法兰(10)内孔螺纹连接，所述主轴(1)底部连接有凸轮机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种伞状水轮机偏角控制机构，其特征在于：包括底座(15)，所述底座(15)上固定有密封腔(14)，所述密封腔(14)中部竖直插有主轴套筒(9)，所述主轴套筒(9)套装于主轴(1)上，所述主轴套筒(9)的中心孔大于所述主轴(1)外径，所述主轴(1)上端依次固定有上支架(2)和下支架(4)，所述上支架(2)、下支架(4)分别通过转轴与叶片(3)相连，所述叶片(3)端面安装有调节杆(5)，所述调节杆(5)底部铰接有拉杆(6)，所述主轴套筒(9)上方开有限位槽，所述限位槽内套接有拉杆旋转套(7)，所述拉杆旋转套(7)中心孔径大于所述主轴套筒(9)外径，所述拉杆旋转套(7)四周均匀设置有凸台夹槽，所述拉杆(6)底部铰接于所述凸台夹槽内，所述主轴(1)下方外圆与法兰(10)内孔螺纹连接，所述主轴(1)底部连接有凸轮机构。


2.根据权利要求1所述的一种伞状水轮机偏角控制机构，其特征在于：所述密封腔(14)顶部与所述主轴套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢传民，
申请(专利权)人：卢传民，
类型：新型
国别省市：江苏;32