[发明专利]一种中小型水泵高精度叶片全调节装置及其设计方法

说明书

中小型立式轴流泵叶片全调节装置，属于能源动力技术领域，主要包括叶片转动机构、操作机构和显示机构三部分；叶片转动机构由叶片、转臂、连杆、耳柄和操作架构成；操作机构由上操作杆、轮毂底盖及密封装置、分离轴承、下操作杆、铰A、滑块A、杠杆、铰B、滑块C、铰C、外操作杆、外操作杆限位导向装置、蜗轮蜗杆机构、手轮构成；显示机构由角度指针及刻度盘构成；观察显示机构指示的叶片角度值，顺时针转动手轮，通过操作机构和叶片转动机构的传动，使叶片向大角度方向调节；反之，逆时针转动手轮，使叶片向小角度方向调节；结构新颖，易于操作，增加费用少，可在停机时和运行过程中随时调节叶片角度，满足泵站变角经济运行和调节流量的要求。

技术领域

本发明涉及一种水泵叶片调节装置，具体涉及一种中小型水泵高精度机械式叶片全调节装置及其设计方法，适用于中小型立式轴流泵和导叶式混流泵。

背景技术

中小型立式轴流泵和导叶式混流泵在我国平原圩区的抗旱、排涝中应用广泛。在轴流泵和导叶式混流泵运行过程中，泵装置扬程经常随上下游水位变化，在一定的泵装置扬程下，对应一定的叶片角度，使泵装置效率最高，实现泵站变角经济运行，这就需要能够及时调节水泵叶片角度；通过调节叶片角度，还可以调节水泵流量，特别是加大排涝流量。目前，中小型水泵由于泵轴直径较小，无法像大型水泵那样做成空心泵轴设置叶片全调节装置，因此，中小型轴流泵和导叶式混流泵都是半调节形式，需要将水泵拆开，才能调节叶片角度，而拆泵需要在泵站前池前筑围堰，抽干前池和进水池内的水，工作人员才能下去拆泵，周期长、费用大，使得实际泵站在使用过程中不能调节叶片角度，增加了运行成本。所以需要一种新型的适用于面广量大的中小型水泵的叶片全调节装置。

发明内容

本发明针对上述中小型立式轴流泵和导叶式混流泵叶片角度半调节、实际不调节，造成运行能耗大、无法改变流量的不足，提出一种结构简单、便于实施的中小型立式水泵机械式叶片全调节装置及其设计方法，能够在水泵运行和停机时随时调节叶片角度，调节精度高，达到提高泵装置效率、降低运行能耗和调节流量的目的。

为实现以上目的，本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现，一种中小型水泵高精度叶片全调节装置，包括叶片转动机构、操作机构和显示机构三个部分。

所述叶片转动机构安装在水泵叶轮轮毂内部，由叶片、转臂、连杆、耳柄和操作架构成；操作架与泵轴垂直设置，操作架上设有若干径向设置的凸头，凸头数与叶片数同，操作架的每个凸头通过耳柄、连杆和转臂与一只叶片根部的转轴连接；所述耳柄垂直插入操作架凸头的孔内，与操作架刚性连接；耳柄与连杆、连杆与转臂之间均采用铰连接，所述转臂与叶片轴为刚性连接；叶片相对于轮毂可转动到不同角度；

所述操作机构由上操作杆、轮毂底盖及密封装置、分离轴承、下操作杆、支撑架及导向装置、铰A、滑块A、杠杆、铰B、滑块C、铰C、外操作杆、外操作杆限位导向装置、蜗轮蜗杆机构和手轮构成；所述上操作杆上端与操作架刚性连接，上操作杆与操作架随泵轴转动，上操作杆下端穿出轮毂底盖；所述下操作杆上端通过分离轴承与上操作杆下端连接，下操作杆只能上下移动，不能转动；所述杠杆出水侧端滑块与下操作杆下端铰连接，杠杆中部与轴流泵喇叭管进水侧边缘铰连接，杠杆进水侧端滑块与外操作杆下端铰连接，所述杠杆两端设置滑块处为空心，保证滑块A和滑块C能在左右一定范围内滑动；外操作杆上部与手轮轴通过蜗轮蜗杆机构配合连接；

所述显示机构由90°丝扣接头A’、水平连接杆、90°丝扣接头B’、垂直连接杆、限位导向装置、指针和刻度盘构成。下操作杆下端与水平连接杆用90°丝扣接头A’刚性连接，水平连接杆与垂直连接杆用90°丝扣接头B’刚性连接，垂直连接杆上端与指针连接。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现，中小型水泵高精度叶片全调节装置的设计方法，包括操作机构最大叶片调节力计算方法、操作机构部件设计计算校核方法和显示机构叶片角度调节误差计算校核方法；

所述操作机构最大叶片调节力计算方法：