本发明专利技术属于水泵技术领域，公开了一种基于液压传动的流量自适应导叶调节装置。主要包括文丘里管，液压缸，凸轮机构，液压管，配合泵及活动导叶调节机构使用。文丘里管安装在泵出口，在文丘里管进口段和喉部分别取压，通过液压管连接至液压缸的两侧。液压缸内部包括双杆活塞和弹簧，弹簧安装在活塞杆上。活塞杆外部与形封闭型移动凸轮机构连接，凸轮机构的从动件与活动导叶调节机构连接。由于流量的变化会引起活塞两侧的压力变化，从而引起弹簧的伸长变化，并带动凸轮机构移动，再通过从动件使活动导叶调节机构动作，实现导叶的角度随着泵流量自动调节，降低非设计工况的冲击损失，扩宽泵的高效区，达到增效节能的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种基于液压传动的流量自适应导叶调节装置
本专利技术属于水泵
，特别涉及一种基于液压传动的流量自适应导叶调节装置。
技术介绍
泵作为一种通用机械，广泛应用于国民经济的各个领域。据统计，泵的耗电量约占全国总发电量的20％。叶片泵包括离心泵、混流泵和轴流泵等，更是由于流量扬程范围广，流量均匀，结构简单、操作容易等诸多优点，是应用最广泛的泵。因此，提高叶片泵的效率，降低能耗，节能减排，具有重要意义。在实际工程中，运行工况复杂多变，叶片泵偏离设计工况，叶轮和导叶的叶片进口安放角与来流液流角的不一致，增加了冲击损失，破坏了流动稳定性，降低了运行效率。为提高非设计工况效率，拓宽泵的高效区，通常采用的方法是在叶轮进口前或叶轮出口后安装活动导叶，通过调节活动导叶的角度减小液流角与叶片安放角不一致引起的湍流损耗，降低水力损失来提高泵效率及稳定性。但活动导叶开度的调整有的依赖经验进行人工调节，调节工作量大，自动化程度低，难以根据运行工况变化实时调节。有的采用流量监测单元、单片机控制单元、步进电机及角度传感器等模块实现了根据流量实时调节使不同流量下导叶处于最优开度，提高泵的运行效率，但技术路线复杂，辅助设备繁多，成本高，可靠性低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中不带活动导叶的泵非设计工况效率低，带活动导叶的泵自动调节装置复杂，可靠性低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于液压传动的流量自适应导叶调节装置，包括：文丘里管，液压缸，液压管；所述文丘里管包括：进口段，收缩段，喉部，扩散段；所述进口段和喉部分别设置有进口段接口和喉部接口；所述液压缸包括：缸体，活塞，活塞杆，弹簧；所述活塞杆与活塞装配为一体；所述活塞安装在缸体内，所述活塞杆的两端穿过缸体两端，伸出到缸体外部，所述活塞及活塞杆可沿缸体轴线做直线往复运动；所述缸体两侧还设置有液压缸第一接口和液压缸第二接口，所述液压缸第一接口和液压缸第二接口内部分别与液压缸第一腔体和液压缸第二腔体连通，所述液压缸第一接口和液压缸第二接口外部通过所述液压管分别与所述进口段接口和喉部接口连通；所述弹簧安装在活塞杆上；流量变化会引起进口段接口和喉部接口之间的压差发生变化，所述压差传递到活塞两侧，引起所述活塞及活塞杆沿所述缸体轴线运动，改变弹簧的伸缩量，使所述活塞及活塞杆达到新的平衡位置。进一步的，本专利技术所述的基于液压传动的流量自适应导叶调节装置还包括泵和活动导叶调节机构；所述泵包括叶轮，泵体，轴；所述文丘里管安装在泵的出口，所述液压缸相对于泵位置固定，所述活动导叶调节机构安装在泵上；所述活塞杆与活动导叶调节机构连接，所述活塞杆的运动可通过所述活动导叶调节机构传递到活动导叶，实现对活动导叶开度的调节。进一步的，本专利技术所述的基于液压传动的流量自适应导叶调节装置还包括凸轮机构，所述凸轮机构包括凸轮，从动件，机架；所述凸轮与活塞杆连接；所述凸轮为形封闭型移动凸轮，上面设置有凹槽；所述从动件安置在机架内，所述机架限制从动件的运动，使从动件只能沿一个方向做直线往复运动，所述从动件端部安装有滚子，滚子安置在所述凸轮凹槽内；所述活塞杆运动会带动凸轮运动，并引起从动件沿机架限制的方向做直线往复运动。进一步的，本专利技术所述的基于液压传动的流量自适应导叶调节装置还包括泵和活动导叶调节机构；所述泵包括叶轮，泵体，轴；所述文丘里管安装在泵的出口，所述液压缸相对于泵位置固定，所述活动导叶调节机构安装在泵上；所述凸轮机构从动件与活动导叶调节机构连接，从动件的运动可通过活动导叶调节机构传递到活动导叶，实现对活动导叶开度的调节。所述活动导叶安装在泵的叶轮进口之前，和/或安装在泵的叶轮出口之后。进一步的，所述进口段接口的取压口设置在进口段的壁面，所述取压口垂直于流动方向，以获得进口段的静压。进一步的，所述进口段接口的取压口通过弯管伸入进口段中心，所述取压口正对来流方向，以获得所述进口段的总压。进一步的，所述根据流量自动调节泵活动导叶的装置是一套或多套。进一步的，所述泵为离心泵、混流泵或轴流泵。本专利技术的工作原理：流量变化时，文丘里管进口段和喉部压差发生变化，通过液压管将该压力分别传递至液压缸活塞两侧，使活塞所受液压力变化，通过弹簧来平衡活塞液压力，导致活塞位置发生变化。再通过活塞杆、凸轮机构与导叶调节机构使导叶转动，实现对导叶开度的自动调节，使导叶开度调节具有流量自适应特性。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术可以根据泵的流量，自动调节导叶的开度。当导叶位于叶轮进口之前时，通过调节导叶的角度可以改变来流预旋，减小不同工况叶轮进口冲击损失；当导叶位于叶轮出口之后，通过调节导叶的角度可以减小不同工况导叶进口冲角，降低水力损失。提高泵非设计工况的运行效率，拓宽泵的高效运行范围；(2)不需要传感器和控制器等模块，结构简单，可靠性高；(3)利用泵出口的液体压力能作为导叶调节机构的能量，无需额外的动力源，简单高效；(4)采用液压传动，可将液体压力放大，以获得足够的动力；(5)采用凸轮机构时，只要适当设计凸轮轮廓，就能使导叶开度调节满足预期的调节规律；(6)应用广泛，可用于离心泵、混流泵、轴流泵活动导叶的自动调节。附图说明图1是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例1的立体图；图2是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例1的俯视图；图3是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例1的A-A剖视图；图4是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例1的B-B剖视图；图5是进口段接口的取压口正对来流方向的示意图；图6是进口段接口的取压口垂直来流方向的示意图；图7是形封闭型移动凸轮机构结构示意图；图8是液压缸结构示意图；图9是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例2的示意图；图10是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例2的局部放大图；图11是本专利技术基于液压传动的流量自适应导叶调节装置实施例3的示意图。图中：1-文丘里管；11-进口段；12-收缩段；13-喉部；14-扩散段；15-进口段接口；16-喉部接口；17-进口段三通；18-喉部三通；2-液压缸；21-活塞杆；23-活塞；24-缸体；25-液压缸第一接口；26-液压缸第二接口；27-液压缸第一腔体；28-液压缸第二腔体；29-弹簧；3-凸轮；31-凸轮凹槽；32-滚子；33-从动件；34-机架；35-推拉杆；4-液压管；5-泵体；6-导叶室；61-导叶轴；62-从动锥齿轮；63-齿条；64-齿轮；65-锥齿轮盘；66-前置导叶；67-齿轮轴；68-主动锥齿轮；7-叶轮；8-轴；9-泵盖；101-控制环；102-连接臂；103-导叶套筒；104-导叶轴；105-导叶。具体实施方式以下结合说明书附图以及实施例对本专利技术进行进一步说明。实施例1：...
【技术保护点】
1.一种基于液压传动的流量自适应导叶调节装置，包括：文丘里管(1)，液压缸(2)，液压管(4)，其特征在于：/n所述文丘里管(1)包括：进口段(11)，收缩段(12)，喉部(13)，扩散段(14)；所述进口段(11)和喉部(13)分别设置有进口段接口(15)和喉部接口(16)；/n所述液压缸(2)包括：缸体(24)，活塞(23)，活塞杆(21)，弹簧(29)；所述活塞杆(21)与活塞(23)装配为一体；所述活塞(23)安装在缸体(24)内，所述活塞杆(21)的两端穿过缸体(24)两端，伸出到缸体(24)外部，所述活塞(23)及活塞杆(21)可沿缸体(24)轴线做直线往复运动；所述缸体(24)两侧还设置有液压缸第一接口(25)和液压缸第二接口(26)，所述液压缸第一接口(25)和液压缸第二接口(26)内部分别与液压缸第一腔体(27)和液压缸第二腔体(28)连通，所述液压缸第一接口(25)和液压缸第二接口(26)外部通过所述液压管(4)分别与所述进口段接口(15)和喉部接口(16)连通；所述弹簧(29)安装在活塞杆(21)上；流量变化会引起进口段接口(15)和喉部接口(16)之间的压差发生变化，所述压差传递到活塞(23)两侧，引起所述活塞(23)及活塞杆(21)沿所述缸体(24)轴线运动，改变弹簧(29)的伸缩量，使所述活塞(23)及活塞杆(21)到达新的平衡位置。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于液压传动的流量自适应导叶调节装置，包括：文丘里管(1)，液压缸(2)，液压管(4)，其特征在于：
所述文丘里管(1)包括：进口段(11)，收缩段(12)，喉部(13)，扩散段(14)；所述进口段(11)和喉部(13)分别设置有进口段接口(15)和喉部接口(16)；
所述液压缸(2)包括：缸体(24)，活塞(23)，活塞杆(21)，弹簧(29)；所述活塞杆(21)与活塞(23)装配为一体；所述活塞(23)安装在缸体(24)内，所述活塞杆(21)的两端穿过缸体(24)两端，伸出到缸体(24)外部，所述活塞(23)及活塞杆(21)可沿缸体(24)轴线做直线往复运动；所述缸体(24)两侧还设置有液压缸第一接口(25)和液压缸第二接口(26)，所述液压缸第一接口(25)和液压缸第二接口(26)内部分别与液压缸第一腔体(27)和液压缸第二腔体(28)连通，所述液压缸第一接口(25)和液压缸第二接口(26)外部通过所述液压管(4)分别与所述进口段接口(15)和喉部接口(16)连通；所述弹簧(29)安装在活塞杆(21)上；流量变化会引起进口段接口(15)和喉部接口(16)之间的压差发生变化，所述压差传递到活塞(23)两侧，引起所述活塞(23)及活塞杆(21)沿所述缸体(24)轴线运动，改变弹簧(29)的伸缩量，使所述活塞(23)及活塞杆(21)到达新的平衡位置。
2.根据权利要求1所述的基于液压传动的流量自适应导叶调节装置，其特征在于：还包括泵和活动导叶调节机构；所述泵包括叶轮(7)，泵体(5)，轴(8)；所述文丘里管(1)安装在泵的出口，所述液压缸(2)相对于泵位置固定，所述活动导叶调节机构安装在泵上；所述活塞杆(21)与活动导叶调节机构连接，所述活塞杆(21)的运动可通过所述活动导叶调节机构传递到活动导叶，实现对活动导叶开度的调节。
3.根据权利要求1所述的基于液压传动的流量自适...
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，周岭，施卫东，薛鹏，韩勇，李伟，常浩，朱勇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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