CN101978170B - 改变叶轮/推进器的叶片间距的装置及包括该装置的扇 - Google Patents

Abstract

公开一种用于改变叶轮/推进器的叶片间距的装置。它包括至少一个线性致动器。第一轴承安装到具有第一部分的非旋转机械元件，第二轴承安装到第二部分，从而允许第一轴承和第二轴承之间的相对轴向运动。第一轴承安装在转子轴的支撑结构和非旋转机械元件之间，从而允许支撑结构和至少一个线性致动器之间的相对转动。第二轴承安装在第二部分和在支撑结构上具有旋转点的操纵杆装置之间。当操作至少一个线性致动器时，第二部分轴向移动从而导致操纵杆装置的角运动，进而导致叶片间距的变化，当操作至少一个线性致动器时，产生作用在非旋转元件上的力，以使得转子轴不受该力的影响。再者，公开包括所述装置的一种扇。

Description

改变叶轮/推进器的叶片间距的装置及包括该装置的扇

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种用于改变叶轮/推进器的叶片间距(pitch)的装置。

根据第二方面，本发明涉及包括第一方面的扇。

背景技术

发明内容

根据第一方面，公开一种用于改变叶轮/推进器的叶片间距的装置。所述装置包括至少一个线性致动器，该致动器具有能够相对于彼此移动的第一和第二部分，其中至少一个致动器是螺母和螺栓配置。它进一步包括：第一轴承，其安装到与第一部分刚性连接的非旋转机械元件。第二轴承安装到第二部分，从而允许第一轴承和第二轴承之间的相对轴向运动。该相对轴向运动由至少一个线性致动器驱动。第一轴承安装在转子轴的支撑结构和非旋转机械元件之间，从而允许支撑结构和至少一个线性致动器之间的相对转动。第二轴承安装在第二部分和在支撑结构上具有旋转点的操纵杆装置之间。操纵杆装置可固定到叶片，从而允许叶片的相对间距调整。当操作至少一个线性致动器时，第二部分轴向移动，从而导致操纵杆装置的角运动，进而使得叶片间距的变化。再者，当操作至少一个线性致动器时，产生作用在非旋转机械元件上的力，以使得转子轴不受该力的影响。

优点是基于至少一个致动器不旋转，这是因为它安装到非旋转机械元件。这导致至少一个致动器部件并不转动，该至少一个致动器部件包括可能需要与其技术环境交换介质或信号的的电动机、部件和子系统，这样避免具有驱动线性致动器所必需的复杂配置的问题，例如，不必给旋转部分供应电力、液压油或者气动压力。另一优点是减少平衡问题的影响。旋转线性致动器在旋转部分中可能引入偏差惯性的问题。这样，最小化旋转部分导致更加平衡的旋转系统，同样考虑使旋转的质量更小。

另一优点是当至少一个致动器操作时在旋转轴上没有轴向力，这是因为该力施加到了非旋转元件上。例如，这具有对设计支撑旋转轴的轴承配置方面的影响。在一个实施例中，非旋转机械元件经由例如杆或梁固定到装置的静止周围物，例如在装置附近的壁、顶、地或任何其它部分。在一个实施例中，非旋转机械元件延伸通过一孔，该孔通过旋转轴的中心，非旋转元件固定到旋转轴另一侧上的静止元件。

在一个实施例中，该装置进一步包括用于在其摆动运动中支撑操纵杆装置的支撑结构中的第三轴承。在一个实施例中，有数个定位在这个位置的轴承。这使得增大控制叶片运动到正确位置的能力。再者，第三轴承将使得改变叶片间距时消耗更少的能量。

在一个实施例中，转子轴和支撑结构是一体制造的。

在一个实施例中，第一和第二轴承能够承受组合的径向和轴向载荷。径向载荷至少是对应装置部分自重的载荷。但是，取决于应用，可能进一步需要承载更高的径向载荷。在至少一个致动器的操作过程中，操纵杆装置将摆动，这将导致第一和第二轴承的轴向载荷。一旦确定了载荷，本领域技术人员能够选择适当的轴承以承载径向和轴向载荷的组合。不是将单个轴承用作第一轴承和第二轴承，而是可以利用等效的轴承配置，这同样是在本发明的范围内。例如，这意味着第一轴承可以由能够承受径向载荷的一个轴承和能够承受轴向载荷的另一轴承替换。进一步地，这意味着，第二轴承可以由能够承受径向载荷的一个轴承和能够承受轴向载荷的另一轴承替换。

在一个实施例中，轴承配置还意在能够承受倾斜载荷和弯曲力矩。

在一个实施例中，所述装置进一步包括在第二部分和第二轴承之间的导引装置。在一个实施例中，所述导引装置能够在轴向方向相对于非旋转元件滑动。在一个实施例中，所述导引装置具有至少部分地围绕非旋转机械元件的形状。在这些实施例中，可以有用于轴向移动导引装置的一个或多个线性致动器。在一个实施例中，在导引装置的内表面和非旋转元件之间具有降低摩擦的装置。

在一个实施例中，线性轴承是导引装置的一部分。

在一个实施例中，非旋转机械元件是第一部分的一体部分。这样，第一轴承固定到第一部分。

在实施例中，线性致动器是液压传动、气动或电动的机械线性致动器中的一种。

在实施例中，线性致动器是螺栓致动器、滚子丝杠致动器或滚珠丝杠致动器中的一种。

在实施例中，至少一个线性致动器是多个线性致动器。这提供用两个或多个更简单的线性致动器替代更高级的线性致动器的机会。再者，更多的单个线性致动器相应地使得设计更加牢稳，这是因为即使一个线性致动器失效，它仍可以操作。

在一个实施例中，多个线性致动器等角度地围绕非旋转机械元件的周边表面定位。

在一个实施例中，多个线性致动器非等角度地围绕转子轴的周边表面定位。

在一个实施例中，所述装置，在机电线性致动器的情形下，进一步包括安装到驱动螺杆上并能够安装到电机的齿轮。这提供例如由于空间的原因而关于装置的轴向方向例如90度角度地布置电机的优点。

在一个实施例中，操纵杆臂进一步包括用于在轴向方向操作布置在距离叶片一定距离的其它叶片的装置。在扇中，在流动方向上具有间隔开的两套叶片并不罕见。这带来能够借助于至少一个线性致动器改变第一叶片配置的一个叶片和第二叶片配置的第二叶片间距的优点。

根据第二方面，公开一种扇。它包括具有轮毂的转子，多个叶片可旋转地设置到该轮毂，所述扇包括根据第一方面的装置。第一方面的特征适用于第二方面的特征，反之亦然。

附图说明

在图1中，给出装置的第一实施例的示意图。

在图2中，给出装置的第二实施例的示意图。

在图3中，给出装置的第三实施例的示意图。

具体实施方式

在图1中，示出用于改变叶轮/推进器的叶片间距的装置的实施例。根据该实施例的所述装置包括至少一个线性致动器。如图1所示的实施例具有两个线性致动器。每个线性致动器具有能够相对于彼此运动的第一和第二部分。在这个实施例中，线性致动器包括螺母和螺栓配置。第一轴承安装到与第一部分刚性连接的非旋转机械元件，第二轴承安装到第二部分。这允许第一轴承和第二轴承之间的相对轴向运动。该相对轴向运动通过至少一个线性致动器驱动。第一轴承安装在转子轴的支撑结构和非旋转机械元件之间，从而允许支撑结构和至少一个线性致动器之间的相对转动。第二轴承安装在第二部分和在支撑结构上具有旋转点的操纵杆装置之间。操纵杆装置可固定到叶片，从而允许叶片的相对间距调整。当操作至少一个线性致动器时，第二部分轴向移动(在图1中用箭头A表示)，从而导致操纵杆装置的角运动(在图1中用箭头B表示)，进而导致叶片间距的变化。再者，当操作至少一个线性致动器时，产生作用在非旋转元件上的力，以使得转子轴不受该力的影响。

第一和第二轴承能够承受组合的径向和轴向载荷。

在一个实施例中，有固定到第二轴承的导引装置。导引装置意在导引第二轴承的移动。在一实施例中，第二部分固定到导引装置。在另一个实施例中，第二部分固定到第二轴承。

在一实施例中，所述装置进一步包括在支撑结构中的第三轴承，用于在其摆动运动中支撑操纵杆装置。

在一实施例中，转子轴和支撑结构是一体制造的。

在一实施例中，非旋转机械元件是第一部分的一体部分。

在一实施例中，线性致动器是液压传动、气动或电动机械线性致动器中的一种。

在一实施例中，线性致动器是螺栓致动器、滚子丝杠致动器或滚珠丝杠致动器中的一种。

在一实施例中，其中至少一个线性致动器是多个线性致动器，它们等角度地围绕非旋转机械元件的周边表面隔离。

在一实施例中，操纵杆臂进一步包括例如额外的臂装置，其延伸为使其能经由额外的臂和距离叶片一定距离布置的其它的叶片之间的接头轴向接合和操作其它叶片。

在图2中，该装置的实施例用于改变叶轮/推进器的叶片间距。所述装置包括至少一个线性致动器，所述线性致动器具有能够相对于彼此运动的第一和第二部分。第一轴承安装到第一部分，第二轴承安装到第二部分，从而允许第一轴承和第二轴承之间的相对轴向运动。相对轴向运动通过至少一个线性致动器进行驱动。第一轴承安装在转子轴的支撑结构和第一部分之间，从而允许支撑结构和至少一个线性致动器之间的相对转动。第二轴承安装在第二部分和在支撑结构上具有旋转点的操纵杆装置之间。操纵杆装置可固定到叶片，从而允许叶片的相对摆动转动。在一实施例中，所述装置包括叶片。当操作至少一个线性致动器时，第二部分轴向移动(在图1中用箭头A表示)，从而导致操纵杆装置的摆动运动(在图1中用箭头B表示)，进而导致叶片间距的改变。

在一实施例中，所述装置进一步包括在支撑结构中的第三轴承，用于在其摆动运动中支撑操纵杆装置。

在一实施例中，转子轴和支撑结构是一体制造的。

在一实施例中，第一和第二轴承能够承受组合的径向和轴向载荷。

在一实施例中，线性致动器是液压传动、气动或电动机械线性致动器中的一种。

在一实施例中，线性致动器是螺栓致动器、滚子丝杠致动器或滚珠丝杠致动器中的一种。在该实施例中，至少一个线性致动器是单一的线性致动器。

在一实施例中，操纵杆臂进一步包括用于在轴向方向操作距离叶片一定距离布置的其它叶片的装置。

在图3中，给出所述装置的实施例。所述装置包括至少一个线性致动器，该线性致动器具有能够相对于彼此运动的第一和第二部分。第一轴承安装到与第一部分刚性连接的非旋转机械元件。第二轴承安装到第二部分，从而允许第一轴承和第二轴承之间的相对轴向运动。该相对轴向运动由至少一个线性致动器驱动。第一轴承安装在转子轴的支撑结构和非旋转机械元件之间，从而允许支撑结构和至少一个线性致动器之间的相对转动。

第二轴承安装在第二部分和在支撑结构上具有旋转点的操纵杆装置之间。操纵杆装置可固定到叶片，从而允许叶片的相对摆动转动。当操作至少一个线性致动器时，第二部分轴向移动(在图1中用箭头A表示)，从而导致操纵杆装置的摆动运动(在图1中用箭头B表示)，进而导致叶片间距的变化。在一实施例中，所述装置进一步包括在支撑结构中的第三轴承，用于在其摆动运动中支撑操纵杆装置。

在一实施例中，转子轴和支撑结构是一体制造的。

在一实施例中，第一和第二轴承能够承受组合的径向和轴向载荷。

在一实施例中，所述装置进一步包括在第二部分和第二轴承之间的导引装置。导引装置可在轴向方向相对于非旋转元件滑动。在一实施例中，导引装置具有至少部分地围绕非旋转机械元件的形状。

在一实施例中，线性致动器是液压传动、气动或者电动机械线性致动器中的一种。

在一实施例中，线性致动器是螺栓致动器、滚子丝杆致动器或滚珠丝杠致动器中的一种。

在一实施例中，至少一个线性致动器是多个线性致动器，其等角度地围绕着非旋转机械元件的周边表面定位。

在一实施例中，操纵杆臂进一步包括用于在轴向方向操作距离叶片一定距离布置的其它叶片的装置。

根据第二方面，扇包括具有轮毂的转子，多个叶片/翼部可旋转地设置到该轮毂，其中该扇包括根据上面给出的实施例的任何一个的装置。

Claims (15)

1.一种用于改变叶轮/推进器的叶片间距的装置，所述装置包括：

至少一个线性致动器，其具有能够相对于彼此移动的第一和第二部分，

其中所述至少一个致动器是螺母和螺栓配置；

第一轴承，其安装到与所述第一部分刚性连接的非旋转机械元件，以及第二轴承，其安装到所述第二部分，从而允许所述第一轴承和第二轴承之间的相对轴向运动，该相对轴向运动由所述至少一个线性致动器驱动；

其中所述第一轴承安装在转子轴的支撑结构和所述非旋转机械元件之间，从而允许所述支撑结构和所述至少一个线性致动器之间的相对转动，

所述第二轴承安装在所述第二部分和在所述支撑结构上具有旋转点的操纵杆装置之间，

所述操纵杆装置能够固定到所述叶片，从而允许所述叶片的相对间距调整，

其中，当操作所述至少一个线性致动器时，所述第二部分轴向运动，从而导致所述操纵杆装置的角运动，进而改变叶片间距，以及

其中，当操作所述至少一个线性致动器时，产生作用在所述非旋转机械元件上的力，以使得所述转子轴不受该力的影响。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括在所述支撑结构中的第三轴承，用于在其摆动运动中支撑所述操纵杆装置。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述转子轴和所述支撑结构是一体制造的。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二轴承能够承受组合的径向和轴向载荷。

5.如权利要求1所述的装置，进一步包括在所述第二部分和所述第二轴承之间的导引装置。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述导引装置能够在轴向方向相对于所述非旋转机械元件滑动。

7.如权利要求5所述的装置，其中，所述导引装置具有至少部分围绕所述非旋转机械元件的形状。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述非旋转机械元件是所述第一部分的一体部分。

9.如权利要求1所述的装置，其中，所述线性致动器是液压传动、气动或者电动的机械线性致动器中的一种。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述线性致动器是螺栓致动器、滚子丝杆致动器或者滚珠丝杠致动器中的一种。

11.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个线性致动器是多个线性致动器。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述多个线性致动器等角度地围绕所述非旋转机械元件的周边表面定位。

13.如权利要求11所述的装置，其中，所述多个线性致动器非等角度地围绕所述转子轴的周边表面定位。

14.如权利要求1所述的装置，其中，所述操纵杆臂进一步包括用于在轴向方向操作距离所述叶片一定距离布置的其它叶片的装置。

15.一种扇，包括具有轮毂的转子，多个叶片/翼部可旋转地设置到该轮毂，所述扇包括根据权利要求1-14的任何一个所述的装置。