一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器的制作方法

1.本实用新型涉及一种全调节水泵（含导叶式水轮机及导叶式混流泵，以下同）叶片调节技术领域，具体涉及一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器。


背景技术：

2.叶片角度调节器是一种驱动泵叶片转动、从而改变泵叶片安放角的外力设备，是全调节水泵机组不可或缺的组成部分。目前国内生产、使用的全调节水泵，其叶片角度调节方式主要有两种：机械调节和液压调节，这两种方式均存在外置固定式、内置旋转式。现有技术中的外置固定式液压调节器，需要配置外置的打气泵、储气罐及其管路、储油罐及其管路等，结构复杂、庞大，占用泵房面积大，造价高，不便于维护检修，而且接头多，容易漏气、漏油等。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种结构设计合理的内置固定式水泵叶片角度液压调节器，这种调节器结构紧凑、体积小、造价低、运行稳定、便于维护检修，且不漏油。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案：一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，包括主电动机盖、水泵调节杆，其特征在于，还包括支撑座、油箱、液压站、油缸、传动箱、传动箱盖、传动轴；其中支撑座固定连接在主电动机盖上；液压站安装于油箱内；液压站及油箱或是直接固定连接在支撑座上，亦或是根据需要安装在水泵机组以外的其他合适地方；液压站通过输油管路与液压缸（又称油缸）连接且连通，液压缸是固定连接在支撑座上的；油箱、液压站、液压缸、支撑座壳体及支撑座内的活塞杆、小推力轴承外环、大推力轴承外环、制动环等相对水泵调节杆处于静止状态；油缸内的活塞杆从支撑座相适应位置处穿过后固定连接在传动箱盖上，传动箱盖、传动箱均位于支撑座内，在支撑座内且位于传动箱、传动箱盖的外周固定连接有制动环，传动箱与传动箱盖固定连接在一起后一同卡在制动环内侧，且传动箱、传动箱盖相对制动环做上、下滑动动作；在传动箱及传动箱盖内通过大、小推力轴承安装有传动轴，传动轴另一端通过联轴器连接水泵调节杆；即传动箱盖、传动箱及传动轴相对支撑座做上、下移动动作，而传动轴、小推力轴承内环及大推力轴承内环相对传动箱、传动箱盖又做旋转动作。
5.优选地，所述传动箱盖与传动箱分别自带有成型的小推力轴承安装腔、大推力轴承安装腔，其中传动轴的一端通过小推力轴承与传动箱盖旋转配合，传动轴相适应位置处的外周通过大推力轴承与传动箱旋转配合；小推力轴承安装腔、大推力轴承安装腔相连通且两者通过一进油管与油杯连通，油杯位于支撑座外，进油管由外而内依次穿过支撑座、传动箱，进油管、油杯相对支撑座做上、下移动动作，支撑座上开设有供进油管上、下动作的条形口；在大推力轴承安装腔的底板外侧且位于传动轴的外周安装有油封；油杯中的油通过进油管进入由大推力轴承安装腔与小推力轴承安装腔固定连接后组成的润滑油箱内，实现
对大、小推力轴承的润滑。
6.优选地，在传动箱内壁与传动轴之间还装配有橡胶轴承，橡胶轴承内壁与传动轴之间设置有第一间隙，橡胶轴承外壁与传动箱内壁之间设置有第二间隙，橡胶轴承一端与油封外侧之间设置有第三间隙；在传动轴的外周且位于橡胶轴承的下方装配有水箱及水箱座，在水箱座上安装有进水管，进水管与水箱相连通，第一间隙底部与水箱相连通，第一间隙与第三间隙相连通，第三间隙与第二间隙相连通，在传动箱上且对应于橡胶轴承的适当位置上安装有出水管，出水管与第二间隙相连通。橡胶轴承的使用，既能有效解决传动轴的固定导向问题，又能解决水泵调节杆与支撑座、传动轴、传动箱、传动箱盖及大推力轴承、小推力轴承等之间在同心度上的安装难度问题，还能有效防止在高速及大马力转动下对轴承及传动轴造成的严重损坏；而水箱、进水管、出水管等实现对橡胶轴承、传动轴、油封端盖、大推力轴承安装腔底板及传动箱体的水冷和对橡胶轴承的润滑，可有效延长橡胶轴承、传动轴和大推力轴承及小推力轴承的使用寿命，特别是橡胶轴承和大推力轴承的使用寿命。
7.优选地，在活塞杆与传动箱盖之间固定连接有调整垫，在调整垫（实际中可不局限于调整垫）上固定安装有一字型激光发射器、激光位移传感器；在支撑座上且对应于一字型激光发射器的位置处固定开锉有观测窗，且在观测窗外侧粘贴有可透光线的刻度板。
8.本实用新型与现有技术相比，最大的特点是旋转部分的结构简化，且调节器整体全部可安装在水泵机组上面的主电动机盖上。当然电源控制显示系统和油箱（包括液压站）也可以根据用户需要安装在水泵机组以外的其它合适地方。在实际工作中，本实用新型的调节器中的传动轴、大推力轴承内环及小推力轴承内环既在水泵调节杆的作用下随水泵调节杆同步转动，又在油缸内活塞及活塞杆的作用下随活塞和活塞杆同步做上、下移动动作；而传动箱盖、传动箱、水箱座、水箱、橡胶轴承、进油管、油杯、大推力轴承外环、小推力轴承外环、调整垫、一字型激光发射器、激光位移传感器等仅在活塞和活塞杆的作用下随活塞和活塞杆同步做上、下移动动作；支撑座等其它物体（除工作中的液压油和冷却水外）均和主电动机盖一起处于静止状态。
9.与现有技术相比，本实用新型具备的有益效果如下：
10.（1）整体结构更为紧凑，体积小，维护保养简单方便，运行成本低，可做成立式的，也可做成卧式或者斜式的，实用性强；
11.（2）不需要其它配套设备，不需要占用泵房其它面积，固定资产投资成本少；
12.（3）通过橡胶轴承的设置，既能使传动轴及大推力轴承、小推力轴承相对平稳工作，又能使水泵调节杆与支撑座、传动轴、传动箱、传动箱盖及大推力轴承、小推力轴承等之间在同心度上面的安装难度问题得到有效解决，还能有效防止设备在高速及大马力工况下运行时对轴承及传动轴造成的严重损坏；
13.（4）通过水箱、进水管、出水管等设置，实现对橡胶轴承、传动轴、油封端盖、大推力轴承安装腔底板及传动箱体的水冷，以及对橡胶轴承的润滑，可有效延长橡胶轴承、传动轴、及大推力轴承和小推力轴承的使用寿命，特别是橡胶轴承和大推力轴承的使用寿命；
14.（5）通过一字型激光发射器的设置，使“机械显示器”显示的角度数据更加直观、清晰、准确，而激光位移传感器的设置，使“电子显示器”显示的角度数值更准确、显示更稳定。
附图说明
15.图1为本实用新型立式状态的正面结构示意图；
16.图2为本实用新型立式状态的侧面结构示意图；
17.图3为本实用新型卧式状态的结构示意图；
18.图4为本实用新型所述油杯、进油管等构成的油路结构示意图；
19.图5为本实用新型所述水箱、下进水管、上出水管等构成的水路结构示意图；
20.其中，1、主电动机盖，1.1、主电动机轴，1.2、水泵调节杆，2、联轴器，3、传动轴，4、水箱座，5、橡胶轴承，6、进油管，6.1、油杯，7、油箱，7.1液压站，8、油封，9、大推力轴承，10、制动环，11、调整垫，12、卡键，13、支撑座，14、传动箱盖，15、油缸，16、小推力轴承，17、一字型激光发射器，18、传动箱，19、刻度板，20、出水管，21、激光位移传感器，22、进水管，23、水箱，24、第一间隙，25、第二间隙，26、第三间隙。
具体实施方式
21.现结合附图，来对本实用新型作进一步的阐述。以下为本实用新型的优选实施方式，并未用于限制本实用新型的保护范围。任何在不脱离本实用新型构思前提下的等同或相似替换，均应落在本技术的保护范围内。下文未详述部分，均采用本发明人发明的cn201310353519.3公开了的一种“内置旋转式叶片角度液压调节器”的技术进行。
22.另外，因在本实用新型中，支撑座（含传动座、传动箱盖等）、油缸（含活塞和活塞杆）、油箱（含液压站，以下同）不随主电动机轴同步转动的，故而称为“固定式”，而因油缸、油箱等是直接固定安装在本实用新型上、没有离开全调节水泵机组的，故而称为“内置”。
23.实施例一
24.如图1-2、图4-5所示，本实施例的一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，为立式结构，具体包括支撑座13、油箱7、液压站7.1、油缸15、传动箱盖14、传动箱18、传动轴3、联轴器2、水箱座4、水箱23、橡胶轴承5、大推力轴承9、制动环10、小推力轴承16、一字型激光发射器17、刻度板19、激光位移传感器21。支撑座13为内空的壳体，支撑座13底部固定连接在主电动机上支架（又称主电动机盖1）上，从空芯的主电动机轴1.1内伸出的水泵调节杆1.2在支撑座13内与传动轴3下端通过联轴器2固定连接，传动轴3上端穿过水箱座4、水箱23及传动箱18内的橡胶轴承5和大推力轴承9后，进入传动箱盖14内，与外环固定安装在传动箱盖14底板上面的小推力轴承16的内环固定连接；传动轴3相对传动箱18、传动箱盖14、水箱座4、水箱23、橡胶轴承5、油封8、大推力轴承9外环、小推力轴承16外环做旋转动作。
25.支撑座13顶部由下往上依次固定连接有油缸15、油箱7，电源控制显示系统按常规方式固定安装在支撑座13外壁上；当然也可以根据用户实际需要将电源控制显示系统和油箱7（带液压站7.1）安装在水泵机组以外的其它合适地方。按常规方式连接在油箱7内液压站7.1上面的回油管和出油管按常规方式通过输油管路分别与油缸15的上、下腔（油缸15的上、下腔是由固定连接在活塞杆顶端的活塞进行分隔开的）连接且连通；油缸15的活塞杆朝下穿过支撑座13顶部、并穿过位于支撑座13内且位于传动箱盖14上面的调整垫11后，与传动箱盖14固定连接；传动箱盖14、传动箱18均位于支撑座13内，传动箱盖14位于传动箱18上且两者固定连接，在传动箱盖14与传动箱18一侧固定有卡键12，对应地，在支撑座13内侧相适应的位置上固定连接有制动环10，在制动环10的内壁上开设有供卡键12嵌入并与卡键12
进行上、下滑动配合的竖向滑槽。制动环10的存在可以防止传动箱18、传动箱盖14转动。在传动箱盖14、传动箱18内分别自带有成型的小推力轴承安装腔、大推力轴承安装腔，且小推力轴承安装腔与大推力轴承安装腔相互连通且两者构成润滑油箱，润滑油箱通过一进油管6与一油杯6.1连接且连通，油杯6.1位于支撑座13外，进油管6一端由外向内依次穿过支撑座13、传动箱18后进入润滑油箱内，进油管6、油杯6.1相对支撑座13做上、下移动动作，支撑座13上开设有供进油管6进行上、下动作的条形口；小推力轴承安装腔内按常规方式装配有小推力轴承16，大推力轴承安装腔内按常规方式装配有大推力轴承9，传动轴3顶部通过小推力轴承16与传动箱盖14旋转配合，传动轴3上段外周通过大推力轴承9与传动箱18旋转配合；在传动箱18内的大推力轴承安装腔底板上按常规方式连接有油封8。油杯6.1中的润滑油通过进油管6进入大推力轴承安装腔与小推力轴承安装腔共同构成的润滑油箱内，实现对大、小推力轴承及传动轴3对应部位的润滑。
26.在传动箱18内的传动轴3部分外周还装配有橡胶轴承5，橡胶轴承5位于油封8与水箱23之间。在橡胶轴承5内壁与传动轴3外侧之间设置有第一间隙24，橡胶轴承5外壁与传动箱18内壁之间设置有第二间隙25，橡胶轴承5顶端与油封8外侧之间设置有第三间隙26；在传动轴3的外周且位于橡胶轴承5的下方装配有水箱23，水箱23是通过将水箱座4固定连接在传动箱18底部且水箱座4与传动箱18之间留有空间而形成的，在水箱座4上固定连接有由外向内穿过水箱座4的进水管22，进水管22与水箱23相连通，第一间隙24底部与水箱23相连通，第一间隙24与第三间隙26相连通，第三间隙26与第二间隙25相连通，在传动箱18上且对应于橡胶轴承5的位置固定连接有由内向外穿过传动箱18的出水管20，出水管20与第二间隙25相连通。所有水泵（或水轮机）都设置有向主电动机（或发电机）供应循环冷却水的旁通阀，进水管22最终与水泵旁通阀进行常规连接且连通。在水泵工作时，水泵旁通阀会自动打开，冷却水会在水泵扬程内的水压力作用下，经进水管22自动流入水箱23内，再流入橡胶轴承5内壁与传动轴3外表之间的间隙（第一间隙24），进而流到第三间隙26中，再流到第二间隙25，最后经出水管20流出，从而带走传动箱18、橡胶轴承5及传动轴3工作时产生的热量，同时对橡胶轴承起到润滑作用。
27.在调整垫11上固定连接有一字型激光发射器17、激光位移传感器21，其中一字型激光发射器17在水平面上横向发射一字形红光（或是蓝光），激光位移传感器21的激光竖直朝上向支撑座13顶板发射，在支撑座13上且对应于一字型激光发射器17的位置处开锉有一竖向条形的观测窗（即窗口），观测窗外表面粘贴有一可透光线的刻度板19，从一字型激光发射器17发射出的激光投射到可透光线的刻度板19上，从而“机械显示”水泵叶片角度；而激光位移传感器21的投射光线长短变化信息通过信号线传递给原有的电源控制显示系统，由电源控制显示系统的数字显示仪表进行“电子显示”水泵叶片角度。
28.本实用新型的传动轴3、大推力轴承9内环及小推力轴承16内环既在水泵调节杆1.2的作用下随水泵调节杆1.1同步转动，又在油缸15活塞及活塞杆的作用下随活塞和活塞杆同步做上、下移动动作；而传动箱盖14、传动箱18、油封8、水箱座4、水箱23、橡胶轴承5、进油管6、油杯6.1、大推力轴承9外环、小推力轴承16外环、调整垫11、一字型激光发射器17、激光位移传感器21等仅在活塞和活塞杆的作用下随活塞和活塞杆同步做相对支撑座的上、下移动动作；支撑座等其它物体（除工作中的液压油和冷却水外）均和主电动机盖1一起处于静止状态。
29.泵组工作时，主电动机空芯轴1.1内的水泵调节杆1.2转动，通过联轴器2带动传动轴3转动，再向上带动大推力轴承9内环及小推力轴承16内环转动；此阶段的传动轴3、大推力轴承9及小推力轴承16均是空转，只有在水泵叶片角度需要改变时，调节器才开始工作。当水泵叶片角度需要调大时，调节器上面的电源控制显示系统开始向油箱内的液压站7.1及各个传感、电器元器件供电，调节器开始工作，此时油箱7内液压站7.1上的电动机开始带动油泵泵油，通过电磁换向阀换向，油泵泵出来的液压油通过进油管进入油缸15中的活塞下腔而使活塞杆向上运动，从而带动传动箱盖14、传动箱18、传动轴3、一字型激光发射器17、激光位移传感器21等向上运动；传动轴3向上运动，带动联轴器2、水泵调节杆1.2向上运动，继而带动水泵叶片轴向增大叶片角度的方向转动。当水泵叶片角度需要减小时，通过电磁换向阀再换向，油泵泵出来的液压油通过回油管进入油缸15中的活塞上腔而使活塞杆向下运动，从而带动传动箱盖14、传动箱18、传动轴3、一字型激光发射器17、激光位移传感器21、水泵调节杆1.2等向下运动，继而带动水泵叶片轴向减小叶片角度的方向转动。与此同时，安装在调整垫11上面的一字型激光发射器17与激光位移传感器21会随传动箱14做上、下移动，并通过一字型激光发射器17与观测窗及观测窗上面的刻度板19配合和激光位移传感器与电源控制显示系统上面的显示屏配合来实现水泵叶片角度的机械显示与电子显示。而当油泵停止泵油，油缸15中的活塞上、下腔均不进油、也不出油，活塞杆不动作，传动箱盖14、传动箱18、传动轴3、一字型激光发射器17、激光位移传感器21、水泵调节杆1.2等也不进行上、下动作，整个调节器停止工作。
30.实施例二
31.除以下不同外，其余同实施例一：
32.如图3所示，本实施例的一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，为卧式结构，具体是支撑座13通过其腿部支撑，且油箱7（包括液压站7.1）固定在支撑座13的腰边（即侧壁）上。

技术特征：
1.一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，包括主电动机盖、水泵调节杆，其特征在于，还包括支撑座、油箱、液压站、油缸、传动箱、传动箱盖、传动轴；其中支撑座固定连接在主电动机盖上，油缸固定连接在支撑座上，油箱、液压站、油缸及支撑座处于静止状态；传动箱盖、传动箱、传动轴均位于支撑座内，传动箱盖、传动箱及传动轴相对支撑座做上、下移动动作，而传动轴相对传动箱、传动箱盖做旋转动作，传动轴与水泵调节杆固定连接。2.根据权利要求1所述的内置固定式水泵叶片角度液压调节器，其特征在于，所述油缸的活塞杆从支撑座相适应位置处穿过后固定连接在传动箱盖上；在壳状支撑座内且位于传动箱、传动箱盖的外周固定连接有制动环，传动箱与传动箱盖固定在一起后一同卡在制动环内侧，且传动箱、传动箱盖相对制动环做上、下移动动作；传动轴通过大、小推力轴承分别与传动箱、传动箱盖旋转配合，大推力轴承外环、小推力轴承外环均相对支撑座做上、下移动动作；大推力轴承内环、小推力轴承内环既做上、下移动动作，又跟随水泵调节杆做旋转动作。3.根据权利要求2所述的一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，其特征在于，所述传动箱盖与传动箱分别自带有成型的小推力轴承安装腔、大推力轴承安装腔，其中传动轴的一端通过小推力轴承与传动箱盖旋转配合，在传动轴相适应位置处的外周通过大推力轴承与传动箱旋转配合；小推力轴承安装腔、大推力轴承安装腔相连通且两者通过一进油管与油杯连通，油杯位于支撑座外，进油管由外而内依次穿过支撑座、传动箱，进油管、油杯相对支撑座做上、下移动动作，支撑座上开设有供进油管上、下动作的条形口；在大推力轴承安装腔的底板外侧且位于传动轴的外周安装有油封，油封相对支撑座做上、下移动动作；油杯中的油通过进油管进入由大推力轴承安装腔与小推力轴承安装腔固定连接后组成的润滑油箱内。4.根据权利要求1或2或3所述的一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，其特征在于，在传动箱内壁与传动轴之间还装配有橡胶轴承，橡胶轴承相对支撑座做上、下移动动作；在橡胶轴承内壁与传动轴之间设置有第一间隙，橡胶轴承外壁与传动箱内壁之间设置有第二间隙，橡胶轴承一端与油封外侧之间设置有第三间隙；在传动轴的外周且位于橡胶轴承的下方装配有水箱及水箱座，在水箱座上安装有进水管，进水管与水箱相连通，第一间隙底部与水箱相连通，第一间隙与第三间隙相连通，第三间隙与第二间隙相连通，在传动箱上且对应于橡胶轴承的适当位置上安装有出水管，出水管与第二间隙相连通。5.根据权利要求1所述的一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，其特征在于，在活塞杆与传动箱盖之间固定连接有调整垫，在调整垫上固定安装有一字型激光发射器、激光位移传感器；在支撑座上且对应于一字型激光发射器的位置处固定开锉有观测窗，且在观测窗外侧粘贴有可透光线的刻度板；一字型激光发射器、激光位移传感器相对支撑座做上、下移动动作。

技术总结
本实用新型涉及水泵叶片角度调节器，具体公开了一种内置固定式水泵叶片角度液压调节器，包括支撑座、油箱、液压站、油缸、传动箱、传动箱盖、传动轴；其中支撑座固定连接在主电动机盖上，油缸固定连接在支撑座上，油箱、液压站、油缸及支撑座处于静止状态；传动箱盖、传动箱、传动轴均位于支撑座内，传动箱盖、传动箱及传动轴相对支撑座做上、下移动动作，而传动轴相对传动箱、传动箱盖做旋转动作，传动轴与水泵调节杆固定连接。本实用新型整体结构更为紧凑，体积小，维护保养简单方便，运行成本低，可做成立式的，也可做成卧式或者斜式的，实用性强。强。强。


技术研发人员：戴宏岸
受保护的技术使用者：湖南神禹水利水电有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/9/16