一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶的制作方法
【专利说明】一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，属水轮机设备技术领域。
[0003]
【背景技术】
[0004]目前，在水力发电中，水轮机是将水流中蕴含的能量转化为电能的主要设备，当前所使用的水轮机其叶轮结构多为固定式的，无法进行角度调整，因此为了确保叶轮表面上的水流压力稳定，目前常用的方法是在水轮机外建设诸如调控阀门类的设备，对水流进行调账，这类设备往往结构负责，运行及使用成本高，且对水流作用在叶轮表面压力调控精度不高，因此导致水轮机在使用时，易出现运行不稳定及其对水流适应能力有限，应用范围收到极大的限制，为了克服这一问题，目前也有一些水轮机叶轮具备了调整能力，但这类设备多为依靠电子电路及电动机来进行，成本较高，且需要爱水轮机停机后才能进行调整，因此对水流压力适应能力极差，且极易受到外界干扰而失效，运行稳定向较差。因此需要开发一种发明的水轮机叶轮系统。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，该发明结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠且使用及维护成本低廉，可准确检测出水力发电轮机桨叶所受到的水流压力，并可灵活调整桨叶与水流夹角，确保叶轮表面压力稳定，从而一方面为发电机提供稳定的动力输入，另一方面避免了叶轮因水流压力过大而受损，以及因水流不足而无法运行的弊端，从而进一步拓宽了水力发电机的有效使用范围。
[0007]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，包括定位轴、定位套、液压缸、传动机构、驱动轴、桨叶及控制系统，其中定位轴为中空结构，其前端与发电机连接，末端与定位套连接，并与定位套同轴，桨叶位于定位套外，其末端通过转动轴与定位套连接，液压缸位于定位轴内，传动机构位于定位套内，并与定位轴同轴，液压缸与传动机构均通过定位装置分别与定位轴、定位套内壁滑动连接，驱动轴位于定位套内，其一端与驱动机构连接，另一端与桨叶末端连接，液压缸与传动机构连接，且液压缸与传动机构间设压力传感器，驱动轴与桨叶末端连接处另设力扭矩传感器，控制系统另分别与压力传感器、扭矩传感器及液压缸控制回路电气连接。
[0008]进一步的，所述的控制系统包括数据处理电路、MOS驱动电路、现场总线信息交换电路、地址编码电路及I/o端口电路，其中MOS驱动电路分别与数据处理电路、现场总线信息交换电路、地址编码电路及I/O端口电路电气连接，MOS驱动电路另与压力传感器、扭矩传感器及液压缸控制回路电气连接。
[0009]进一步的，所述的数据处理电路为基于可编程控制器或工业单片机基础的控制电路。
[0010]进一步的，所述的定位装置为轴承及定位架的任意一种或两种组合。
[0011]进一步的，所述的定位架包括架体、定位杆及滑轮，其中液压缸、传动机构均安装在架体上，定位杆至少三根且均布在架体侧表面，其末端与架体连接，前端与滑轮连接，且滑轮另与定位轴及定位套内壁滑动连接。
[0012]本发明结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠且使用及维护成本低廉，可准确检测出水力发电轮机桨叶所受到的水流压力，并可灵活调整桨叶与水流夹角，从而确保叶轮表面压力稳定，从而一方面为发电机提供稳定的动力输入，另一方面避免了叶轮因水流压力过大而受损，以及因水流不足而无法运行的弊端，从而进一步拓宽了水力发电机的有效使用范围。
[0013]
【附图说明】
下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明电气原理框图。
[0014]
【具体实施方式】
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0015]如图1所述的一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，包括定位轴1、定位套2、液压缸3、传动机构4、驱动轴5、桨叶6及控制系统，其中定位轴I为中空结构，其前端与发电机连接，末端与定位套2连接，并与定位套2同轴。
[0016]本实施例中，所述桨叶6位于定位套2夕卜，其末端通过转动轴与定位套2连接，液压缸3位于定位I轴内，传动机构4位于定位套2内，并与定位轴I同轴，液压缸3与传动机构4均通过定位装置分别与定位轴1、定位套2内壁滑动连接，驱动轴5位于定位套2内，其一端与驱动机构4连接，另一端与桨叶6末端连接，液压缸3与传动机构4连接，且液压缸3与传动机构4间设压力传感器7，驱动轴5与桨叶6末端连接处另设力扭矩传感器8，控制系统另分别与压力传感器7、扭矩传感器8及液压缸3控制回路电气连接。
[0017]如图2所述的本实施例中，所述的控制系统包括数据处理电路、MOS驱动电路、现场总线信息交换电路、地址编码电路及I/o端口电路，其中MOS驱动电路分别与数据处理电路、现场总线信息交换电路、地址编码电路及I/O端口电路电气连接，MOS驱动电路另与压力传感器7、扭矩传感器8及液压缸3控制回路电气连接。
[0018]本实施例，所述的数据处理电路为基于可编程控制器或工业单片机基础的控制电路。
[0019]本实施例中，所述的定位装置为轴承9及定位架的任意一种或两种组合，其中定位架包括架体10、定位杆11及滑轮12，其中液压缸3、传动机构4均安装在架体10上，定位杆11至少三根且均布在架体10侧表面，其末端与架体10连接，前端与滑轮12连接，且滑轮12另与定位轴I及定位套2内壁滑动连接。
[0020]本发明实际使用，其具有结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠且使用及维护成本低廉的特定，并可准确检测出水力发电轮机桨叶所受到的水流压力，并可灵活调整桨叶与水流夹角，确保叶轮表面压力稳定，从而一方面为发电机提供稳定的动力输入，另一方面避免了叶轮因水流压力过大而受损，以及因水流不足而无法运行的弊端，从而进一步拓宽了水力发电机的有效使用范围。
[0021]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，其特征在于:所述的压力自适应水力发电用水轮机桨叶包括定位轴、定位套、液压缸、传动机构、驱动轴、桨叶及控制系统，其中，所述定位轴前端与发电机连接，所述定位轴的末端与定位套连接，并与定位套同轴；所述桨叶位于定位套外，所述桨叶的末端通过转动轴与定位套连接；所述液压缸位于定位轴内；所述传动机构位于定位套内，并与定位轴同轴；所述液压缸与传动机构均通过定位装置分别与定位轴、定位套内壁滑动连接，所述驱动轴位于定位套内，所述驱动轴一端与驱动机构连接，所述驱动轴另一端与桨叶末端连接； 所述液压缸与传动机构连接，且液压缸与传动机构间设压力传感器，所述驱动轴与桨叶末端连接处另设力扭矩传感器，所述的控制系统另分别与压力传感器、扭矩传感器及液压缸控制回路电气连接，所述的控制系统包括数据处理电路、MOS驱动电路、现场总线信息交换电路、地址编码电路及I/O端口电路，其中MOS驱动电路分别与数据处理电路、现场总线信息交换电路、地址编码电路及I/O端口电路电气连接，MOS驱动电路另与压力传感器、扭矩传感器及液压缸控制回路电气连接； 所述的定位装置采用的是定位架，所述的定位架包括架体、定位杆及滑轮，其中液压缸、传动机构均安装在架体上，所述定位杆至少三根且均布在架体侧表面，其末端与架体连接，前端与滑轮连接，且滑轮另与定位轴及定位套内壁滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，其特征在于，所述的数据处理电路为基于可编程控制器或工业单片机基础的控制电路。
3.根据权利要求1所述的一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，其特征在于，所述定位轴为中空结构。
【专利摘要】本发明涉及一种压力自适应水力发电用水轮机桨叶，包括定位轴、定位套、液压缸、传动机构、驱动轴、桨叶及控制系统，其中定位轴为中空结构，其前端与发电机连接，末端与定位套连接，桨叶位于定位套外，其末端通过转动轴与定位套连接，液压缸位于定位轴内，传动机构位于定位套内，液压缸与传动机构均通过定位装置分别与定位轴、定位套内壁滑动连接，驱动轴位于定位套内，其一端与驱动机构连接，另一端与桨叶末端连接，液压缸与传动机构连接。本发明结构简单，运行稳定可靠且使用及维护成本低，可准确检测出水力发电轮机桨叶所受到的水流压力，并可灵活调整桨叶与水流夹角，从而一方面为发电机提供稳定的动力输入，另一方面拓宽水力发电机有效使用范围。
【IPC分类】F03B15-00, F03B13-00, F03B3-14
【公开号】CN104806416
【申请号】CN201510156895
【发明人】向红先
【申请人】成都育芽科技有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月4日