專利名稱：渦輪機導向葉片調節(jié)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及渦輪機領域，特別地，涉及一種渦輪機導向葉片調節(jié)器。
背景技術：
在動力渦輪機中都安裝有導向葉片，導向葉片的作用是改變進入渦輪葉片前的氣流方向。為了使動力渦輪葉片得到較好角度的進氣氣流，通常在渦輪葉片前設計了可調節(jié)角度的導向葉片(也稱靜葉)。目前，導向葉片是利用導向葉片調節(jié)器進行多級調節(jié)。然而，現(xiàn)有的導向葉片調節(jié)器只能將導葉角度調節(jié)到固定幾個位置。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種渦輪機導向葉片調節(jié)器，以解決現(xiàn)有導向葉片調節(jié)器只能將導向葉片角度調節(jié)到幾個固定的位置而能連續(xù)無級調節(jié)的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種渦輪機導向葉片調節(jié)器，包括殼體；旋轉安裝在殼體上的調節(jié)凸輪；收容安裝于殼體內的隨動活門和作動機構；隨動活門包括外襯套和內襯套，內襯套收容于外襯套內，內襯套設有內襯油孔，外襯套設有第一油孔、第二油孔和第三油孔，內襯套抵接于調節(jié)凸輪，且內襯套隨調節(jié)凸輪的轉動相對外襯套沿軸向移動；作動機構包括作動機構凸輪、作動機構齒輪、軸芯和作動筒；作動機構凸輪和作動機構齒輪均固定安裝于軸芯，作動機構凸輪抵接于外襯套，且并驅動外襯套隨作動機構凸輪的轉動相對于內襯套沿軸向移動；作動筒包括第一套筒段、第二套筒段及可滑動地位于第一套筒段、 第二套筒段之間的作動筒內齒條；第一套筒段可操作地與第三油孔^幻貫通；第二套筒段可操作地與第二油孔貫通；作動機構齒輪與作動筒內齒條嚙合，軸芯與導向葉片連接。進一步地，隨動活門還包括襯套，內襯套和外襯套一起收容于襯套內，襯套設有若干襯套油孔；第一套筒段與其中的一個襯套油孔貫通；第二套筒段與其中的另外一個襯套油孔貫通；其中的一個襯套油孔和其中的另外一個襯套油孔分別可操作地與第三油孔和第二油孔貫通。進一步地，內襯套包括第一端和第二端，內襯套的第一端與調節(jié)凸輪相抵接；殼體還固定設有一螺紋導桿，螺紋導桿抵靠內襯套的第二端；螺紋導桿上套設有一導桿內套； 彈簧套設于導桿內套，且彈簧的相對端分別抵接導桿內套和內襯套的第二端。進一步地，內襯套包括一內腔，且內襯油孔均與內腔貫通；第二端為開口端，其內固定有一連接環(huán)；彈簧部分套設于連接環(huán)。進一步地，螺紋導桿設有一頭部；螺紋導桿于頭部和導桿內套之間還套有導桿外套；外襯套包括第一端和第二端，外襯套的第一端與作動機構相接觸；導桿外套的一端抵頂于外襯套的第二端；彈簧套設于外襯套，且彈簧的相對端分別抵接導桿外套和頭部。進一步地，作動機構凸輪安裝于芯軸的第一端；芯軸的第二端作為輸出凸耳)與導向葉片的半齒環(huán)嚙合；作動機構齒輪固定于芯軸的第一端和第二端之間。進一步地，還包括固定于殼體的進油機構；進油機構設有進油管接頭及與進油管接頭連通的進油通道；進油通道與其中一個襯套油孔連通，且可操作地與第一油孔連通。進一步地，進油機構包括固定于殼體的進油管外殼及套接于進油管外殼內的進油管內殼；進油管接頭貫穿進油管內殼。進一步地，進油管內殼內還設有油濾；進油管接頭和進油通道之間通過油濾貫通。進一步地，還包括連接于殼體的出油機構；出油機構包括與作動機構相連通的出口管內殼、出口管接頭及與出口管接頭相連接的單向閥門。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用液壓驅動導向葉片調節(jié)器，可連續(xù)地無級調節(jié)導向葉片的角度，使得導向葉片的角度能夠與不同轉速下渦輪葉片氣流進氣角度的需求相匹配，大大提高渦輪葉片熱能轉換效率。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的導向葉片調節(jié)器剖面結構示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的調節(jié)器的進油機構的剖面結構示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的調節(jié)器的隨動活門的剖面結構示意圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的調節(jié)器的作動機構的剖面結構示意圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的導向葉片調節(jié)器在作動筒平面上的剖面結構示意圖；圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的作動機構凸輪型面結構俯視圖示意圖；圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例的調節(jié)器的調節(jié)凸輪型面結構俯視示意圖；以及圖8是本發(fā)明優(yōu)選實施例的調節(jié)器的出油機構剖面結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，一種渦輪導向葉片調節(jié)器，包括殼體1、操縱桿2、調節(jié)凸輪3、隨動活門 4、作動機構5、進油機構6、出油機構7以及壓力控制口管接頭8。隨動活門4和作動機構5 收容于殼體1內，操縱桿2和調節(jié)凸輪3安裝在殼體1上，進油機構6和出油機構7分別安裝在殼體1的兩端。作為其它的實施例，渦輪導向葉片調節(jié)器可以不設置操縱桿2或/和進油機構6或/和出油機構7。結合參見圖2，進油機構6包括進油管外殼61、進油管內殼62、油濾63、進油管接頭64和進油通道65。油濾63收容于進油管內殼62內，進油管外殼61套接在進油管內殼 62外壁上。進油管接頭64固定連接在進油管內殼62上，并與油濾63相連通。進油機構6 固定連接在殼體1的第一端，并通過進油通道65與隨動活門4連通。結合參見圖3，隨動活門4包括第一油孔41、第二油孔42、第三油孔43、襯套44、外襯套45、內襯套46、螺紋導桿47和彈簧48、49。內襯套46收容于外襯套45內。內襯套46 和外襯套45 —起收容于襯套44內。其中第一油孔41作為隨動活門4的進油孔，與進油機
5構6的進油管道相連通。內襯套46為空心管道，該空心管道的空心部分為內腔464。內襯套46的管壁上開設有若干供燃油穿透的內襯油孔465。內襯套46包括呈凸弧面的圓柱體的第一端461和具有開口的第二端462。內襯套46的第一端461與調節(jié)凸輪3相抵接。一連接環(huán)463部分收容于內襯套46的第二端462的開口。外襯套45包括均伸出內襯套46的第一端461和第二端462的第一端451和第二端452。外襯套45的第一端451與作動機構5相接觸。第一油孔41、第二油孔42和第三油孔43貫通外襯套45的管壁，且第一油孔41與進油機構6的進油通道65連通。襯套44的管壁上開設有若干供燃油穿透的襯套油孔441。螺紋導桿47包括一頭部473及由頭部473延伸的空心桿部?？招臈U部頂靠連接環(huán)463外露于內襯套46的一端。螺紋導桿47的桿部套裝有導桿內套472和導桿外套471。 其中，導桿外套471位于頭部473和導桿內套472之間，并收容導桿內套472。導桿內套472 的一端向外伸有抵頂導桿外套471的外翻邊，導桿內套472的另一相對端頂靠連接環(huán)463 外露于內襯套46的一端。彈簧48套裝在導桿內套472和連接環(huán)463上，且彈簧48的相對端分別抵接導桿內套472的外翻邊和內襯套46的第二端462。導桿外套471的第一端設有與外襯套45的第二端452相抵接的外翻邊。彈簧49套裝在導桿外套471上，且彈簧49的相對端分別抵接導桿外套471的外翻邊和螺紋導桿47的頭部473。壓力控制口管接頭8固定連接在殼體1上，且與螺紋導桿47連接。壓力控制口管接頭8與空心桿部相連通。結合參見圖4和圖5，作動機構5包括作動機構凸輪51、作動機構齒輪52、輸出凸耳53、軸承M、軸芯55和作動筒56。作動機構齒輪52和軸承M均套裝在軸芯55上。作動機構凸輪51套扣安裝在軸芯55的第一端551，且作動機構凸輪51的輪端面與外襯套45 的第一端451相抵接。作動機構齒輪52的兩側各設置一作動筒56，作動筒56的空腔與隨動活門4相連通。作動筒56包括一作動筒內齒條561，作動筒內齒條561與作動機構齒輪 52嚙合。軸芯55的第二端為輸出凸耳53。輸出凸耳53與葉輪的半齒環(huán)嚙合。結合參見圖6，作動機構凸輪51的輪面半徑大小不相等。結合圖7，調節(jié)凸輪3間隙地套裝在作動機構凸輪51上，并且調節(jié)凸輪3嵌固在殼體1內。調節(jié)凸輪3的輪面31的輪端與內襯套46的第一端461型面接觸。調節(jié)凸輪3的輪面31的半徑大小不相等。操縱桿2與調節(jié)凸輪3固定連接，以控制調節(jié)凸輪3旋轉。當調節(jié)凸輪3的半徑較大處可抵頂調節(jié)凸輪3時，內襯套46向左移動；當調節(jié)凸輪3旋轉至半徑較小處頂擋調節(jié)凸輪3時，內襯套46在彈簧48的彈性回復力的作用下向右移動。結合參見圖8，出油機構7包括單向閥門71、出口管內殼72和出口管接頭73。單向閥門71的一端與出口管接頭73相連接，且收容于出口管接頭73。出口管接頭73與出口管內殼72連接。出口管內殼72與殼體1固定連接，且與作動機構5相連通。本發(fā)明渦輪導向葉片調節(jié)器的工作原理是導向葉片調節(jié)器處于靜態(tài)平衡位置時，隨動活門4的內襯套46和外襯套45處于圖3所示位置，內襯套46上的內襯油孔465以及襯套44上的襯套油孔441與外襯套45上的第一油孔41、第二油孔42和第三油孔43均錯開。此時，彈簧48、49彈性壓縮，且彈簧48、 49的彈力作用下內襯套46的第一端461與調節(jié)凸輪3的半徑較大處的輪面31接觸。
當導向葉片需要調整角度時，導向葉片調節(jié)器開始工作，燃油經(jīng)進油管接頭64進入油濾63，過濾后燃油通過進油通道65和襯套44上的襯套油孔441進入外襯套45上的第一油孔41。使操縱桿2由80°往-12°方向轉動，以帶動調節(jié)凸輪3轉動。在此過程中，調節(jié)凸輪3從型面半徑大的部位逐漸向型面半徑小的部位旋轉。在彈簧48的彈力作用下，隨動活門4的內襯套46向作動機構5方向移動，此時，內襯套46上的內襯油孔465以及襯套 44上的襯套油孔441與外襯套45上的第一油孔41和第三油孔43均對齊。外襯套45的第一油孔41內的燃油流入內腔464，再經(jīng)過第三油孔43進入作動筒56內，使作動筒56的一端形成高壓腔。從而，作動筒56的兩端壓差增大。在壓差作用下，作動筒齒條561往低壓腔方向移動，且使低壓腔內的燃油經(jīng)第二油孔42流入隨動活門4。作動機構5的齒輪52在作動筒齒條561的帶動下順時針轉動。此時，軸芯55也隨著齒輪52轉動，從而帶動作動機構凸輪51轉動。在此過程中，作動機構凸輪51往輪面半徑減小的方向旋轉，彈簧49的彈性回復力使外襯套45向靠近作動機構5的方向移動，直到隨動活門4再次處于平衡狀態(tài)。作動機構5的軸芯55旋轉，輸出凸耳53也隨著轉動。安裝于輸出凸耳53的葉輪的半齒環(huán)也隨著轉動。半齒環(huán)的轉動會帶動導向葉片旋轉，從而實現(xiàn)調節(jié)與半齒環(huán)連接的導向葉片排氣角的目的。當導向調節(jié)器的操縱桿2由-12°往80°方向移動時，隨動活門4 的內襯套46向背離作動機構5的方向移動。這時，燃油進入第二油孔42，進而進入作動筒中，形成反向的高壓腔，作動機構5逆時針旋轉，外襯套45向背離作動機構5的方向移動， 直到隨動活門4達到平衡狀態(tài)。這時，導向葉片反方向轉動，導向葉片轉動過程中會達到一個最佳的進氣攻角。在上述過程中，隨動活門4內的有些燃油通過間隙滲入作動機構5和調節(jié)凸輪3 之間空腔。該空腔內的燃油經(jīng)過間隙進入出油機構7，再通過出口管接頭73流出。當渦輪轉子轉速超轉需導向葉片調節(jié)器放油或渦輪導向葉片需緊急制動時，隨動活門4內一部份燃油經(jīng)壓力控制口管接頭8對導向葉片調節(jié)器進行放油。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，包括殼體(1)； 旋轉安裝在所述殼體(1)上的調節(jié)凸輪(3)；收容安裝于所述殼體(1)內的隨動活門(4)和作動機構(5)； 所述隨動活門⑷包括外襯套G5)和內襯套(46)，所述內襯套06)收容于所述外襯套(45)內，所述內襯套(46)設有內襯油孔(465)，所述外襯套(45)設有第一油孔(41)、第二油孔0 和第三油孔(43)，所述內襯套06)抵接于所述調節(jié)凸輪(3)，且所述內襯套 (46)隨所述調節(jié)凸輪(3)的轉動相對所述外襯套0 沿軸向移動；所述作動機構(5)包括作動機構凸輪(51)、作動機構齒輪(52)、軸芯(55)和作動筒 (56)；所述作動機構凸輪(51)和所述作動機構齒輪(52)均固定安裝于所述軸芯(55)，所述作動機構凸輪(51)抵接于所述外襯套(45)，且并驅動所述外襯套05)隨所述作動機構凸輪(51)的轉動相對于所述內襯套G6)沿軸向移動；所述作動筒(56)包括第一套筒段、第二套筒段及可滑動地位于所述第一套筒段、第二套筒段之間的作動筒內齒條(561)；所述第一套筒段可操作地與所述第三油孔G3)貫通； 所述第二套筒段可操作地與所述第二油孔G2)貫通；所述作動機構齒輪(52)與所述作動筒內齒條(561)嚙合，所述軸芯(55)與導向葉片連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，所述隨動活門(4)還包括襯套(44)，所述內襯套06)和外襯套0 —起收容于襯套G4)內，所述襯套04)設有若干襯套油孔G41)；所述第一套筒段與其中的一個襯套油孔G41)貫通； 所述第二套筒段與其中的另外一個襯套油孔G41)貫通；其中的一個所述襯套油孔(441)和其中的另外一個所述襯套油孔(441)分別可操作地與所述第三油孔^幻和所述第二油孔0 貫通。
3.根據(jù)權利要求2所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，所述內襯套G6)包括第一端(461)和第二端062)，所述第一端061)與所述調節(jié)凸輪⑶相抵接；所述殼體(1)還固定設有一螺紋導桿(47)，所述螺紋導桿07)抵靠所述內襯套G6) 的所述第二端G62)；所述螺紋導桿G7)上套設有一導桿內套072)；彈簧G8)套設于所述導桿內套G72)，且所述彈簧08)的相對端分別抵接所述導桿內套(472)和所述內襯套(46)的所述第二端(462)。
4.根據(jù)權利要求3所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，所述內襯套G6)包括一內腔G64)，且所述內襯油孔(46 均與所述內腔(464)貫通； 所述第二端(46 為開口端，其內固定有一連接環(huán)G63)； 所述彈簧G8)部分套設于所述連接環(huán)(463)。
5.根據(jù)權利要求3所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于， 所述螺紋導桿G7)設有一頭部073)；所述螺紋導桿G7)于所述頭部(47 和所述導桿內套(47 之間還套有導桿外套 (471)；所述外襯套0 包括第一端(451)和第二端052)，所述第一端(451)與作動機構(5) 相接觸；所述導桿外套G71)的一端抵頂于所述外襯套0 的所述第二端G52)；彈簧G9)套設于所述外襯套(45)，且所述彈簧09)的相對端分別抵接所述導桿外套 (471)和所述頭部073)。
6.根據(jù)權利要求2所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，所述作動機構凸輪 (51)安裝于所述芯軸(55)的第一端；所述芯軸(55)的第二端作為輸出凸耳(53)與所述導向葉片的半齒環(huán)嚙合；所述作動機構齒輪(52)固定于所述芯軸(55)的第一端和第二端之間。
7.根據(jù)權利要求2至6中任意一項所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，還包括固定于所述殼體(1)的進油機構(6)；所述進油機構(6)設有進油管接頭(64)及與所述進油管接頭(64)連通的進油通道 (65)；所述進油通道(6 與其中一個所述襯套油孔(441)連通，且可操作地與所述第一油孔 (41)連通。
8.根據(jù)權利要求7所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，所述進油機構(6)包括固定于所述殼體(1)的進油管外殼(61)及套接于所述進油管外殼(61)內的進油管內殼 (62)；所述進油管接頭(64)貫穿進油管內殼(62)。
9.根據(jù)權利要求8所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，所述進油管內殼(62) 內還設有油濾(63)；所述進油管接頭(64)和所述進油通道(6 之間通過所述油濾(6 貫通。
10.根據(jù)權利要求9所述的渦輪機導向葉片調節(jié)器，其特征在于，還包括連接于所述殼體(1)的出油機構⑵；所述出油機構(7)包括與所述作動機構(5)相連通的出口管內殼(72)、出口管接頭 (73)及與所述出口管接頭(73)相連接的單向閥門(71)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種渦輪機導向葉片調節(jié)器，包括殼體(1)；旋轉安裝在所述殼體(1)上的調節(jié)凸輪(3)；收容安裝于所述殼體(1)內的隨動活門(4)和作動機構(5)；所述隨動活門(4)和所述作動機構(5)相互作用提供導向葉片的旋轉動力。本發(fā)明采用液壓驅動導向葉片調節(jié)器，可連續(xù)地無級調節(jié)導向葉片的角度，使得導向葉片的角度能夠與不同轉速下渦輪葉片氣流進氣角度的需求相匹配，大大提高渦輪葉片熱能轉換效率。
文檔編號F01D9/02GK102278146SQ201110222819
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權日2011年8月4日
發(fā)明者曾維, 李朝坤, 梁戰(zhàn)輝, 王紅蓮, 袁靖 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團)有限公司