CN114417527A

CN114417527A - 叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构

Info

Publication number: CN114417527A
Application number: CN202210010904.7A
Authority: CN
Inventors: 李金晶; 张晓璐; 赵振宁; 程亮; 孙亦鹏; 李媛园; 张天浴; 佟博恒
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-01-05
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2022-04-29

Abstract

本发明提供一种叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构。该叶片同步调节机构包括：环绕圆心转动的同步传动环；多个设置于同步传动环的叶片传动机构，叶片传动机构包括：传动臂、位于传动臂的拨销和与拨销滑动连接的包括径向旋流叶片和叶片传动轴的叶片结构。本发明简化了径向旋流叶片同步转动机构的结构设计，减小了径向旋流叶片同步转动机构的安装难度，保证了径向旋流叶片的转动同步，实现了径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

Description

叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构

技术领域

本发明涉及旋流叶片技术领域，具体地，涉及一种叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构。

背景技术

图1是典型的旋流燃烧器的径向旋流叶片结构示意图；图2是本发明实施例图1中A-A方向的示意图；图3是本发明实施例图1中B-B方向的示意图。如图1-图3所示，旋流燃烧器是广泛应用于工业锅炉中的一种燃烧设备，典型的旋流燃烧器的径向旋流叶片结构包括一次风管1、看火孔2、中心分离器3、轴向旋流叶片4、内二次风道5、周向叶片6和外二次风道7。其中，径向旋流叶片的角度既用于控制流通的风量大小，同时也用于调节入口风速的切向分量大小，上述二者共同决定了燃烧器喷口流场旋流强度的大小。燃烧器喷口流场的旋流强度是影响旋流燃烧器性能的重要指标，它决定了燃烧器喷口对炉膛内高温烟气的卷吸能力，对于维持燃烧的稳定、持续和高效等均有重要意义。因此在安装或调试现场，需要检查并测量径向旋流叶片角度，并将其固定在合适的旋流强度位置，以保证燃烧器的实际性能达到最优。

图4是现有技术1中径向旋流叶片同步调节机构的示意图。如图4所示，现有技术采用旋片9和连杆10组成的机构实现径向旋流叶片的同步传动，每个旋流叶片与旋片9焊接，相邻旋片按正反相间的方式与连杆10铰接，连杆19可绕旋片9上的轴转动。上述技术的传动结构复杂、对设计和安装的要求都较高，径向旋流叶片的角度指示不直观、易从旋片的位置直接判断旋流叶片的位置，且不同位置的旋流叶片角度偏差大，无法应用于自动调节系统中。

现有技术2的每个径向旋流叶片对应一套驱动组件，造成径向旋流叶片数量很多的设备的驱动组件的数量过多，径向旋流叶片的角度靠角度传感器的指示，没有直接的同步调节机构。

现有技术3的分离器挡板分为若干组，一组分离器挡板对应一个电控系统，一块分离器挡板对应一个挡板调节机构，无法保证所有分离器挡板同步调节。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构，简化了径向旋流叶片同步转动机构的结构设计，减小了径向旋流叶片同步转动机构的安装难度，保证了径向旋流叶片的转动同步，实现了径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种径向旋流叶片最大转动角度确定方法，包括：

确定拨销与同步传动环圆心的距离和拨叉长度；

根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度。

本发明实施例还提供一种径向旋流叶片最大转动角度确定装置，包括：

距离长度确定模块，用于确定拨销与同步传动环圆心的距离和拨叉长度；

最大转动角度确定模块，用于根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度。

本发明实施例的径向旋流叶片最大转动角度确定方法及装置根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度，可以保证径向旋流叶片的转动同步，实现径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

本发明实施例还提供一种叶片同步调节机构，包括：

环绕圆心转动的同步传动环；

多个设置于同步传动环的叶片传动机构；叶片传动机构包括：

传动臂、位于传动臂的拨销和与拨销滑动连接的包括径向旋流叶片和叶片传动轴的叶片结构；

其中，径向旋流叶片的最大转动角度按照如上所述的径向旋流叶片最大转动角度确定方法确定。

本发明实施例的叶片同步调节机构包括环绕圆心转动的同步传动环和多个设置于同步传动环的叶片传动机构，叶片传动机构包括传动臂、位于传动臂的拨销和与拨销滑动连接的包括径向旋流叶片和叶片传动轴的叶片结构，简化了径向旋流叶片同步转动机构的结构设计，减小了径向旋流叶片同步转动机构的安装难度，保证了径向旋流叶片的转动同步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是典型的旋流燃烧器的径向旋流叶片结构示意图；

图2是本发明实施例图1中A-A方向的示意图；

图3是本发明实施例图1中B-B方向的示意图；

图4是现有技术1中径向旋流叶片同步调节机构的示意图；

图5是本发明实施例中径向旋流叶片最大转动角度确定方法的流程图；

图6是本发明实施例中径向旋流叶片数量确定所需参数的示意图；

图7是本发明实施例中确定径向旋流叶片数量的流程图；

图8是本发明实施例中径向旋流叶片最大转动角度确定装置的结构框图；

图9是本发明实施例中叶片同步调节机构的主视图；

图10是本发明实施例中叶片同步调节机构的侧视图；

图11是本发明实施例中径向旋流叶片与拨叉的焊接图；

图12是本发明实施例中的拨叉结构图；

图13是本发明实施例图12中A-A方向的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

鉴于现有技术结构复杂、对设计和安装的要求都较高，没有直接的同步调节机构，无法应用于自动调节系统，本发明实施例提供了一种叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构，在结构简单的同时保证径向旋流叶片的转动同步。

图5是本发明实施例中径向旋流叶片最大转动角度确定方法的流程图。图6是本发明实施例中径向旋流叶片数量确定所需参数的示意图。如图5-图6所示，径向旋流叶片最大转动角度确定方法包括：

S101：确定拨销与同步传动环圆心的距离和拨叉长度。

当同步传动环在初始位置时，传动臂和拨叉在一条直线上，位置关系如图6中ABC直线所示。当驱动轮开始如图9中逆时针转动时，同步传动环11和传动臂12顺时针转动，当同步传动环转动角度达到最大值时，拨销13沿拨销导轨17移动到导轨最外端，此时拨叉16转动角度也达到最大值Δα_max，径向旋流叶片14的最大转动角度也为Δα_max，此时拨叉位置如图6中AD直线所示，传动臂12和同步传动环11直径相加的长度即为图6中的CD直线长度。AB直线和AD直线夹角即为Δα_max，AD长度为拨叉长度(拨叉内端面到叶片转动轴心的长度)b，CD直线长度为拨销与同步传动环圆心的距离a，AC直线长度为r₁+b。

S102：根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度。

具体实施时，可以通过如下公式确定径向旋流叶片最大转动角度：

其中，Δα_max为径向旋流叶片最大转动角度，a为拨销与同步传动环圆心的距离，b为拨叉长度，β为转动角度参数。径向旋流叶片最大转动角度也可以取(0，Δα_max]范围内的其他角度。

一实施例中，径向旋流叶片最大转动角度确定方法还包括：

确定驱动轮直径、传动臂宽度、同步传动环外径和径向旋流叶片数量；根据驱动轮直径、传动臂宽度、同步传动环外径和径向旋流叶片数量确定转动角度参数。

具体实施时，可以通过如下公式确定转动角度参数：

其中，d为驱动轮直径，Δb为传动臂宽度，r₁为同步传动环外径，n为径向旋流叶片数量。

综上，图5所示的径向旋流叶片最大转动角度确定方法的执行主体可以为计算机。由图5所示的流程可知，本发明实施例的径向旋流叶片最大转动角度确定方法根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度，可以保证径向旋流叶片的转动同步，实现径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

图7是本发明实施例中确定径向旋流叶片数量的流程图。如图6-图7所示，确定径向旋流叶片数量包括：

S201：确定拨叉接近同步传动环的一端与同步传动环圆心的距离为叶片内端面所在圆周半径。

如图6所示，拨叉接近同步传动环的一端与同步传动环圆心的距离为r₂。

S202：确定叶片传动轴与同步传动环圆心的距离为叶片传动轴所在圆周半径。

如图6所示，叶片传动轴与同步传动环圆心的距离为R。

S203：根据叶片内端面所在圆周半径和叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量。

一实施例中，S203包括：根据叶片内端面所在圆周半径和叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量范围；根据径向旋流叶片数量范围确定径向旋流叶片数量。

具体实施时，可以通过如下公式确定径向旋流叶片数量：

其中，r₂为叶片内端面所在圆周半径，R为叶片传动轴所在圆周半径，n为径向旋流叶片数量。

一实施例中，径向旋流叶片数量也可以取n±n/4范围内的其他整数。

综上，本发明实施例的径向旋流叶片最大转动角度确定方法根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度，可以保证径向旋流叶片的转动同步，实现径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种径向旋流叶片最大转动角度确定装置，由于该装置解决问题的原理与径向旋流叶片最大转动角度确定方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图8是本发明实施例中径向旋流叶片最大转动角度确定装置的结构框图。如图8所示，径向旋流叶片最大转动角度确定装置包括：

最大转动角度确定模块，用根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度。

在其中一种实施例中，还包括：

数据确定模块，用于确定驱动轮直径、传动臂宽度、同步传动环外径和径向旋流叶片数量；

转动角度参数确定模块，用于根据驱动轮直径、传动臂宽度、同步传动环外径和径向旋流叶片数量确定转动角度参数。

在其中一种实施例中，还包括：

叶片内端面圆周半径确定模块，用于确定拨叉接近同步传动环的一端与同步传动环圆心的距离为叶片内端面所在圆周半径；

叶片传动轴圆周半径确定模块，用于确定叶片传动轴与同步传动环圆心的距离为叶片传动轴所在圆周半径；

径向旋流叶片数量确定模块，用于根据叶片内端面所在圆周半径和所述叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量。

在其中一种实施例中，径向旋流叶片数量确定模块包括：

径向旋流叶片数量范围单元，用于根据叶片内端面所在圆周半径和叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量范围；

径向旋流叶片数量确定单元，用于根据径向旋流叶片数量范围确定径向旋流叶片数量。

综上，本发明实施例的径向旋流叶片最大转动角度确定装置根据拨销与同步传动环圆心的距离、拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度，可以保证径向旋流叶片的转动同步，实现径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种叶片同步调节机构。图9是本发明实施例中叶片同步调节机构的主视图。图10是本发明实施例中叶片同步调节机构的侧视图。

如图9-图10所示，叶片同步调节机构包括：

环绕圆心转动的同步传动环11；

多个设置于同步传动环1的叶片传动机构，叶片传动机构包括：

传动臂12、位于传动臂12的拨销13和与拨销13滑动连接的包括径向旋流叶片14和叶片传动轴15的叶片结构。

一实施例中，同步传动环上11上均布有多个传动臂12，每个传动臂上均焊接有一个拨销13，拨销13与同步传动环11的圆心距离均相同。

一实施例中，叶片同步调节机构还包括：与同步传动环11啮合的驱动轮18，用于带动同步传动环11环绕圆心转动。驱动轮18带动同步传动环11绕各自的圆心转动，转动方向如图9中箭头所示。驱动轮18与同步传动环11还可通过齿轮、链条或摩擦等方式传动。

一实施例中，叶片同步调节机构还包括：与同步传动环11滑动连接的滑轮19。

同步传动环11环绕圆心旋转需有辅助的限位装置，例如嵌在同步传动环11内的同心圆柱或圆筒，或是与同步传动环11匹配的限位槽等，滑轮19用于减小同步传动环11与限位装置间相互摩擦的阻力。

图11是本发明实施例中径向旋流叶片与拨叉的焊接图。如图11所示，叶片结构还包括：

与拨销13滑动连接的拨叉16，径向旋流叶片14通过叶片传动轴15与拨叉16连接。

具体实施时，每个径向旋流叶片14和对应的拨叉16通过叶片转动轴15焊接为一体，他们可以同时绕叶片转动轴15转动，拨叉角度代表了径向旋流叶片角度。

一实施例中，还可以用其他形式的滑动机构取代拨销13和拨叉16的配合结构，例如采用行星齿轮的结构设计，将同步传动环11、传动臂12和拨销13改为一个大齿轮环，将拨叉16改为一个与大齿轮环啮合的小齿轮。

图12是本发明实施例中的拨叉结构图；图13是本发明实施例图12中A-A方向的示意图。如图12-图13所示，拨销13通过插入拨叉16上的拨销导轨17与拨叉16滑动连接。

当同步传动环11转动时，传动臂12和拨销13也随同步传动环11进行圆周转动，此时拨销13会拨动对应的拨叉16，使得拨叉16以叶片转动轴15为圆心进行圆周转动，并且拨销13会在拨销导轨17里向外滑动。由于每个拨销13、拨叉16和拨销导轨17的大小完全相同，并且叶片转动轴15距离同步转动环11的圆心距离相同，所以每个拨叉16绕着各自的叶片转动轴15进行圆周运动的方向和角度也一致；而拨叉16与径向旋流叶片14又焊接为一体，所以径向旋流叶片14也分别绕着各自叶片转动轴15进行旋转，并且角度和方向也一致。

综上，本发明实施例提供的叶片最大转动角度确定方法及装置、叶片同步调节机构具有以下有益效果：

1)简化了径向旋流叶片同步转动机构的结构设计。

2)减小了径向旋流叶片同步转动机构的安装难度。

3)实现了径向旋流叶片角度的精准调节，可应用于远程控制的自动调节系统中。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元，或装置都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

Claims

1.一种径向旋流叶片最大转动角度确定方法，其特征在于，包括：

确定拨销与同步传动环圆心的距离和拨叉长度；

根据所述拨销与同步传动环圆心的距离、所述拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度。

2.根据权利要求1所述的径向旋流叶片最大转动角度确定方法，其特征在于，还包括：

确定驱动轮直径、传动臂宽度、同步传动环外径和径向旋流叶片数量；

根据所述驱动轮直径、所述传动臂宽度、所述同步传动环外径和所述径向旋流叶片数量确定所述转动角度参数。

3.根据权利要求2所述的径向旋流叶片最大转动角度确定方法，其特征在于，确定径向旋流叶片数量包括：

确定拨叉接近同步传动环的一端与同步传动环圆心的距离为叶片内端面所在圆周半径；

确定叶片传动轴与所述同步传动环圆心的距离为叶片传动轴所在圆周半径；

根据所述叶片内端面所在圆周半径和所述叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量。

4.根据权利要求3所述的径向旋流叶片最大转动角度确定方法，其特征在于，根据所述叶片内端面所在圆周半径和所述叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量包括：

根据所述叶片内端面所在圆周半径和所述叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量范围；

根据所述径向旋流叶片数量范围确定所述径向旋流叶片数量。

5.一种径向旋流叶片最大转动角度确定装置，其特征在于，包括：

最大转动角度确定模块，用于根据所述拨销与同步传动环圆心的距离、所述拨叉长度和转动角度参数确定径向旋流叶片最大转动角度。

6.根据权利要求5所述的径向旋流叶片最大转动角度确定装置，其特征在于，还包括：

转动角度参数确定模块，用于根据所述驱动轮直径、所述传动臂宽度、所述同步传动环外径和所述径向旋流叶片数量确定所述转动角度参数。

7.根据权利要求6所述的径向旋流叶片最大转动角度确定装置，其特征在于，还包括：

叶片传动轴圆周半径确定模块，用于确定叶片传动轴与所述同步传动环圆心的距离为叶片传动轴所在圆周半径；

径向旋流叶片数量确定模块，用于根据所述叶片内端面所在圆周半径和所述叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量。

8.根据权利要求7所述的径向旋流叶片最大转动角度确定装置，其特征在于，所述径向旋流叶片数量确定模块包括：

径向旋流叶片数量范围单元，用于根据所述叶片内端面所在圆周半径和所述叶片传动轴所在圆周半径确定径向旋流叶片数量范围；

径向旋流叶片数量确定单元，用于根据所述径向旋流叶片数量范围确定所述径向旋流叶片数量。

9.一种叶片同步调节机构，其特征在于，包括：

环绕圆心转动的同步传动环；

多个设置于所述同步传动环的叶片传动机构；所述叶片传动机构包括：

传动臂、位于所述传动臂的拨销和与所述拨销滑动连接的包括径向旋流叶片和叶片传动轴的叶片结构；

其中，所述径向旋流叶片的最大转动角度按照权利要求1所述的径向旋流叶片最大转动角度确定方法确定。

10.根据权利要求9所述的叶片同步调节机构，其特征在于，所述叶片结构还包括：

与所述拨销滑动连接的拨叉，所述径向旋流叶片通过所述叶片传动轴与所述拨叉连接。

11.根据权利要求10所述的叶片同步调节机构，其特征在于，所述拨销通过拨叉上的拨销导轨与所述拨叉滑动连接。

12.根据权利要求9所述的叶片同步调节机构，其特征在于，还包括：

与所述同步传动环啮合的驱动轮，用于带动所述同步传动环环绕圆心转动。

13.根据权利要求9所述的叶片同步调节机构，其特征在于，还包括：

与所述同步传动环滑动连接的滑轮。