本發(fā)明屬于流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及采用槳葉作為工具去驅(qū)動流體介質(zhì)的水泵、水輪機(jī)及其它流體機(jī)械裝置，具體地說涉及一種不停機(jī)即可調(diào)控水泵葉片角度的調(diào)節(jié)裝置，更具體地說涉及一種利用齒差驅(qū)動實現(xiàn)在役調(diào)控水泵葉片角度的機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

水泵和水輪機(jī)均需要配置葉片(也叫槳葉)提升或者輸送水至目標(biāo)區(qū)域。眾所周知，這些水利設(shè)備的工作效率與其葉片的迎水角度亦即“攻角”密切相關(guān)。通常，對應(yīng)著水泵不同的運行工況，有且必有一個最優(yōu)的葉片角度，在該葉片角度下工作時水泵將獲得最優(yōu)的水能效率。毫無疑問，若能依照江湖水位、季節(jié)變化以及水文狀況等不同環(huán)境背景來實時地調(diào)控葉片的工作角度，將能優(yōu)化水泵排量的輸出特性并能節(jié)約大量的電費。故此，現(xiàn)有大型水泵及其機(jī)組無一例外均配置有用以調(diào)節(jié)葉片角度的裝置，以期在水泵運行期間能夠根據(jù)具體情況在役調(diào)控葉片的角度以獲取最優(yōu)的效率。

當(dāng)前，大型水泵普遍采用機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置來實施不停機(jī)的葉片角度調(diào)節(jié)操作，亦即在水泵不停止運轉(zhuǎn)的情況下在役改變?nèi)~片的工作角度。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，傳統(tǒng)的做法是采用一個專門的調(diào)節(jié)電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)，利用它們?nèi)ヲ?qū)動一個螺母螺桿副，借助螺母螺桿副產(chǎn)生軸向位移來驅(qū)動一根與水泵槳葉相聯(lián)接的調(diào)節(jié)拉桿，并通過該調(diào)節(jié)拉桿去調(diào)控水泵葉片的攻角。此類機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置的優(yōu)點是顯而易見的，一方面它能實現(xiàn)自鎖而擁有很好的鎖定葉片角度的性能，另一方面它調(diào)控葉片角度的過程非常平穩(wěn)和精確。也因此，機(jī)械式葉片角度調(diào)節(jié)裝置一直被沿用至今，尤其在葉輪直徑在1.5m至3.1m的大型水泵中仍然占據(jù)有較大的市場份額。

但是，傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置必須借助專門的調(diào)節(jié)電機(jī)作為其調(diào)節(jié)裝置的執(zhí)行動力，由此帶來的缺陷和隱患是非常明顯的，主要是：①采用調(diào)節(jié)電機(jī)后會致使調(diào)節(jié)裝置體積變得龐大，眾所周知，調(diào)節(jié)電機(jī)的存在必然占據(jù)一定的空間，故傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置的體積十分之龐大，尤其在高度方向更是憑空高出一個電機(jī)的尺寸(大約占去裝置整機(jī)高度的五分之一左右)，如此狀況不僅使得裝置不夠緊湊，而且也給裝置的起運、安裝和維護(hù)帶來困難；②采用調(diào)節(jié)電機(jī)后致使調(diào)節(jié)裝置的受電系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，由于調(diào)節(jié)電機(jī)的存在而需要單獨給其輸供電力，額外的供電與受電系統(tǒng)致使其機(jī)構(gòu)的控制環(huán)節(jié)顯著增多，特別對于那些隨動電機(jī)型的調(diào)節(jié)裝置，更由于電機(jī)的本體一直跟隨水泵旋轉(zhuǎn)，因此必須采用電刷及受電環(huán)的受電方式，以至于其供電的可靠性較差；③采用調(diào)節(jié)電機(jī)后會致使調(diào)節(jié)裝置抵抗水泵抬軸沖擊的能力顯著下降，蓋因調(diào)節(jié)電機(jī)的存在以及其傳遞動力的需要，使得機(jī)構(gòu)的螺母螺桿副支撐結(jié)構(gòu)不盡合理，支撐環(huán)節(jié)多且傳力鏈長，導(dǎo)致裝置的整體剛度很弱，換言之其很難抵御水泵的“抬軸”沖擊力，以致調(diào)節(jié)裝置存在被頂開和掀翻的“炸機(jī)”事故隱患。

鑒此，新莊正明(日本)等人提出了一種差動齒輪驅(qū)動型葉片角度調(diào)節(jié)裝置，參見1989年第4期《排灌機(jī)械》“立式混流泵變固定葉片為可調(diào)葉片的改造”(高盤林、陳奇譯自:137may1987,《ebaraengineeringreview》)；中國專利zl99216481.8(cn2390020y)也提出了與之原理相仿的“水輪機(jī)、水泵轉(zhuǎn)輪槳葉自動調(diào)節(jié)裝置”。上述文獻(xiàn)提出的技術(shù)方案乃屬典型的機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置范疇，其出發(fā)點是利用少齒差方法并借助水泵主電機(jī)的驅(qū)動來實現(xiàn)葉片角度的調(diào)節(jié)。差動齒輪驅(qū)動型裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)布局是：由水泵主電機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動一個主齒輪，然后由該主齒輪驅(qū)動一個滾動齒輪，接著利用一個與該滾動齒輪相關(guān)聯(lián)的電磁離合器來選擇是否驅(qū)動某根副軸，而在該副軸上聯(lián)動有一個差動齒輪，該差動齒輪與調(diào)節(jié)螺母上配置的一個中心齒輪存在有嚙合關(guān)系，當(dāng)該中心齒輪受到驅(qū)動而轉(zhuǎn)動時，它將帶動調(diào)節(jié)螺母旋轉(zhuǎn)并進(jìn)而驅(qū)動調(diào)節(jié)螺桿產(chǎn)生軸向運動，籍此調(diào)節(jié)螺桿的軸向位移來驅(qū)動與水泵葉片相聯(lián)動的調(diào)節(jié)拉桿，最終達(dá)成改變?nèi)~片攻角的目的。在上述方案中，實現(xiàn)調(diào)節(jié)螺桿正、反雙向軸向運動選擇的要訣是，所述差動齒輪配置有兩種不同規(guī)格的型號，其中一個差動齒輪的齒數(shù)比滾動齒輪的齒數(shù)多一個、而另一個差動齒輪的齒數(shù)比滾動齒輪的齒數(shù)少一個，與之相呼應(yīng)，需要配裝至少兩根副軸并必須在這些副軸上設(shè)置相應(yīng)的電磁離合器，通過操控電磁離合器來選擇不同的齒差傳遞路徑，由此實現(xiàn)調(diào)節(jié)螺桿的正向移動或者反向移動，最終完成葉片角度的增大或者減少。毋庸置疑，差動齒輪驅(qū)動型葉片角度調(diào)節(jié)裝置的優(yōu)點非常突出，它完全摒棄了傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置所必不可少的專用調(diào)節(jié)電機(jī)，故裝置的緊湊性和復(fù)雜度得以大幅改觀。

然而，上述文獻(xiàn)提供的差動齒輪驅(qū)動型葉片角度調(diào)節(jié)裝置與傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置相比固然有無法比擬的優(yōu)勢，但它依然存在有不夠完善的地方，具體表現(xiàn)在：①在副軸上設(shè)置電磁離合器將導(dǎo)致調(diào)節(jié)裝置的制作成本上升，原因在于當(dāng)下水泵尤其是大型水泵，它們改變?nèi)~片角度時所需要的調(diào)節(jié)力相當(dāng)之大，普遍在100kn至700kn之間，反映到驅(qū)動調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動需要的扭矩通常都在120n.m至680n.m的范圍內(nèi)，為此必須采用多根副軸以及多個同規(guī)制的差動齒輪來聯(lián)合驅(qū)動調(diào)節(jié)螺母上配置的中心齒輪，換句話說調(diào)節(jié)裝置必須配備多個電磁離合器，不僅調(diào)控調(diào)節(jié)螺母正轉(zhuǎn)所需的電磁離合器必須配備兩個以上、而且調(diào)控調(diào)節(jié)螺母反轉(zhuǎn)所需的電磁離合器亦必須配備兩個以上，毋庸置疑，電磁離合器的增多必然增加調(diào)節(jié)裝置的制作成本；②在副軸上設(shè)置電磁離合器將導(dǎo)致調(diào)節(jié)裝置的可靠性下降，如前所述，采用在副軸上設(shè)置電磁離合器的方案必然需要配備多個電磁離合器，而這些電池離合器必須協(xié)調(diào)一致地進(jìn)行同步的工作，眾所周知，協(xié)同工作的器件單元越多其出現(xiàn)故障的概率就越高，可況水泵的工作環(huán)境又非常之惡劣，高溫潮濕的環(huán)境更增加了電磁離合器出現(xiàn)故障的可能性，一旦某個電磁離合器出現(xiàn)失效，其所負(fù)責(zé)的差動齒輪將退出工作而不再分擔(dān)任何載荷，此時剩余的仍在運轉(zhuǎn)工作的其它差動齒輪其負(fù)荷將陡然驟增，由此出現(xiàn)多米諾骨牌效應(yīng)的破壞將不再是小概率事件，換句話說調(diào)節(jié)裝置的可靠性會顯著下降；③在副軸上設(shè)置差動齒輪將導(dǎo)致調(diào)節(jié)裝置的徑向尺寸增大，如前所述，此時必須采用多根副軸及多個同規(guī)制的差動齒輪來聯(lián)合驅(qū)動調(diào)節(jié)螺母上配置的中心齒輪，為了抵消各個嚙合副派生的徑向力，必須將多個的副軸、滾動齒輪、差動齒輪及電磁離合器采用對稱布局的結(jié)構(gòu)形式，由此事實上使得調(diào)節(jié)裝置的徑向尺寸必然增大，換言之上述文獻(xiàn)提供的差動齒輪驅(qū)動型調(diào)節(jié)裝置雖然在高度方向可以做得較矮，但其徑向尺寸卻會增大，亦意味著對裝置的緊湊設(shè)計存在有負(fù)面影響；④在副軸上設(shè)置差動齒輪將導(dǎo)致調(diào)節(jié)裝置的減速比受到極大限制，由于水泵主電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸很大，受其制約，調(diào)節(jié)裝置中心齒輪的尺寸及齒數(shù)必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過差動齒輪，換句話說差動齒輪與中心齒輪相比，它著實是個小號的齒輪(這也是從強(qiáng)度因素考慮也必須要求配置多個差動齒輪的原因之一)，眾所周知，差動齒輪獲得的減速比數(shù)值與其齒數(shù)的多寡密切相關(guān)，差動齒輪的齒數(shù)越少其能達(dá)到的減速比受到的限制越大，亦即意味著此時將齒差布局在差動齒輪上很難獲得大數(shù)值的減速比，比如在中心齒輪齒數(shù)80(受水泵主電機(jī)尺寸制約必須采用較多的齒數(shù))、滾動齒輪齒數(shù)20、差動齒輪齒數(shù)19或者21(通常為了最大化地獲得速比效果，這個齒數(shù)差都采取為差一個齒的設(shè)計策略)的情形下，無論正向驅(qū)動或者反向驅(qū)動調(diào)節(jié)螺母，其獲得的減速比大致在1:20，眾所周知，根據(jù)現(xiàn)有葉輪直徑在1.5m至3.1m的水泵規(guī)格、以及水泵主電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍普遍在150r/min至500r/min的情況，驅(qū)動調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動需要的扭矩如此之大，以至于其速比一般都需要在1:60至1:280的減速比數(shù)值，反映過來就是差動齒輪的基礎(chǔ)齒數(shù)不能太少，可見在副軸上設(shè)置差動齒輪很難滿足調(diào)節(jié)裝置的減速比規(guī)劃。

綜上，現(xiàn)有機(jī)械式水泵葉片角度調(diào)節(jié)裝置，無論是采用調(diào)節(jié)電機(jī)的傳統(tǒng)方案抑或是采用差動齒輪驅(qū)動型的新式方案，均存在有需要進(jìn)一步改進(jìn)與提升的空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前機(jī)械式水泵葉片角度調(diào)節(jié)裝置所存在的問題，本發(fā)明提出一種基于齒差驅(qū)動的水泵葉片角度在役調(diào)節(jié)裝置，目的在于：通過改進(jìn)調(diào)節(jié)裝置核心部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布局，一方面提高調(diào)節(jié)裝置抵御水泵抬軸沖擊的能力，另一方面有效提高調(diào)節(jié)裝置的工作可靠性，同時有效減少調(diào)節(jié)裝置的總體尺寸。

本發(fā)明的目的是這樣來予以實現(xiàn)的：一種基于齒差驅(qū)動的水泵葉片角度在役調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)裝置本體、調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)裝置本體可圍繞其自身的回旋軸線作定軸回轉(zhuǎn)運動，所述調(diào)節(jié)螺母及調(diào)節(jié)螺桿與調(diào)節(jié)裝置本體同軸設(shè)置，調(diào)節(jié)螺母與調(diào)節(jié)螺桿采用螺旋構(gòu)造配合并組成一個螺旋運動副，調(diào)節(jié)螺母可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺桿產(chǎn)生軸向位移運動；其特征在于：設(shè)置有一個承力蓋座，該承力座蓋緊固連接在調(diào)節(jié)裝置本體上、或者該承力座蓋與調(diào)節(jié)裝置本體為一體結(jié)構(gòu)制作；在所述調(diào)節(jié)螺母上設(shè)置有上承力面和下承力面，其中下承力面與調(diào)節(jié)裝置本體存在有相互承力的關(guān)系、上承力面與承力蓋座存在有相互承力的關(guān)系，在調(diào)節(jié)裝置本體與承力蓋座的共同約束下調(diào)節(jié)螺母只能作圍繞其本身軸線的轉(zhuǎn)動而不能作沿其軸線的移動，所述的調(diào)節(jié)螺母相對于調(diào)節(jié)裝置本體可以有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和靜止三種運行狀態(tài)；設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體同軸布局的一個第一中心齒輪、一個第二中心齒輪和一個第三中心齒輪，所述第一中心齒輪配接在調(diào)節(jié)裝置本體上并接受調(diào)節(jié)裝置本體的驅(qū)動、或者該第一中心齒輪與調(diào)節(jié)裝置本體為一體結(jié)構(gòu)制作；設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體同軸布局的接力桿，該接力桿配接在調(diào)節(jié)螺母上、或者該接力桿與調(diào)節(jié)螺母為一體結(jié)構(gòu)制作，所述接力桿可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺母運轉(zhuǎn)；設(shè)置有一個靜止不動的座架和至少一根副軸，所述副軸全部可轉(zhuǎn)動地安裝在座架上，在每一根副軸上配裝有一個一號齒輪、同時配裝有一個二號齒輪或/和一個三號齒輪，并且至少有一根副軸配裝有二號齒輪、至少有一根副軸配裝有三號齒輪，所述的一號齒輪、二號齒輪和三號齒輪均同軸地配接在或者一體化制作在其所在的副軸上，其中一號齒輪與第一中心齒輪保持常嚙合、二號齒輪與第二中心齒輪保持常嚙合、三號齒輪與第三中心齒輪保持常嚙合；設(shè)置有一個二號離合器和一個三號離合器，二號離合器與所述第二中心齒輪配對且該二號離合器負(fù)責(zé)決定這第二中心齒輪是否與接力桿實施傳力聯(lián)動、三號離合器與所述第三中心齒輪配對且該三號離合器負(fù)責(zé)決定這第三中心齒輪是否與接力桿實施傳力聯(lián)動；所述的二號離合器與三號離合器在同一時刻的工作狀態(tài)符合并且必取而且只能取以下三種邏輯關(guān)系中的一種：二號離合器斷開且同時三號離合器亦斷開、二號離合器接合但同時三號離合器為斷開、二號離合器斷開但同時三號離合器為接合；一號齒輪受到第一中心齒輪驅(qū)使運轉(zhuǎn)并由該一號齒輪驅(qū)使其所在副軸運轉(zhuǎn)，進(jìn)而由該副軸驅(qū)使配裝在其上的二號齒輪、三號齒輪運轉(zhuǎn)，接著由這二號齒輪和三號齒輪分別驅(qū)使第二中心齒輪和第三中心齒輪運轉(zhuǎn)，當(dāng)二號離合器斷開且同時三號離合器亦斷開時所述第二中心齒輪和第三中心齒輪均與接力桿斷開傳動關(guān)系、當(dāng)二號離合器接合但同時三號離合器斷開時由且僅由二號離合器及第二中心齒輪驅(qū)動接力桿運轉(zhuǎn)、當(dāng)二號離合器斷開但同時三號離合器接合時由且僅由三號離合器及第三中心齒輪驅(qū)動接力桿運轉(zhuǎn)；由第一中心齒輪的齒數(shù)與一號齒輪的齒數(shù)之比獲得第一速比、由二號齒輪的齒數(shù)與第二中心齒輪的齒數(shù)之比獲得第二速比、由三號齒輪的齒數(shù)與第三中心齒輪的齒數(shù)之比獲得第三速比，所述的第一速比與第二速比的乘積其數(shù)值大于一、所述的第一速比與第三速比的乘積其數(shù)值小于一。

進(jìn)一步，上述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置有密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件跟隨調(diào)節(jié)螺桿運動且與調(diào)節(jié)螺母的外柱面運動密封配合、或者該密封構(gòu)件配接在調(diào)節(jié)螺母上且與調(diào)節(jié)螺桿的光桿外柱面運動密封配合。

進(jìn)一步，上述接力桿開設(shè)有中空狀的孔道，另外設(shè)置有一個穿插過該接力桿孔道的位移信號桿，該位移信號桿緊固連接在調(diào)節(jié)螺母上、或者該位移信號桿與調(diào)節(jié)螺母為一體結(jié)構(gòu)制作。

進(jìn)一步，上述調(diào)節(jié)螺母承力軸肩的下承力面與調(diào)節(jié)裝置本體之間設(shè)置有主推力軸承。

進(jìn)一步，上述座架與調(diào)節(jié)裝置本體之間設(shè)置有徑向定位軸承和軸向支撐軸承。

進(jìn)一步，上述調(diào)節(jié)螺母與調(diào)節(jié)裝置本體之間設(shè)置有下定位軸承和上定位軸承。

上述承力蓋座與調(diào)節(jié)螺母上承力面之間設(shè)置有緩沖墊片或/和預(yù)緊彈簧。

上述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置有一個應(yīng)急中心齒輪和一個復(fù)位齒輪，所述應(yīng)急中心齒輪同軸地配接在接力桿上或調(diào)節(jié)螺母上，所述復(fù)位齒輪可與應(yīng)急中心齒輪嚙合配合。

上述二號離合器和三號離合器均配裝有隔油罩。

上述第一中心齒輪與一號齒輪的齒數(shù)之和等于第二中心齒輪與二號齒輪的齒數(shù)之和并且等于第三中心齒輪與三號齒輪的齒數(shù)之和。

上述第二中心齒輪的齒數(shù)比第一中心齒輪的齒數(shù)少一個、第三中心齒輪的齒數(shù)比第一中心齒輪的齒數(shù)多一個。

上述的一號齒輪、二號齒輪、三號齒輪具有相同數(shù)目的齒數(shù)。

上述第二中心齒輪的齒數(shù)比第一中心齒輪的齒數(shù)少一個、第三中心齒輪的齒數(shù)比第一中心齒輪的齒數(shù)多一個。

上述的第一中心齒輪、第二中心齒輪、第三中心齒輪具有相同數(shù)目的齒數(shù)。

上述二號齒輪的齒數(shù)比一號齒輪的齒數(shù)多一個、三號齒輪的齒數(shù)比一號齒輪的齒數(shù)少一個。

一種基于齒差驅(qū)動的水泵葉片角度在役調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)裝置本體、調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)裝置本體可圍繞其自身的回旋軸線作定軸回轉(zhuǎn)運動，所述調(diào)節(jié)螺母及調(diào)節(jié)螺桿與調(diào)節(jié)裝置本體同軸設(shè)置，調(diào)節(jié)螺母與調(diào)節(jié)螺桿采用螺旋構(gòu)造配合并組成一個螺旋運動副，調(diào)節(jié)螺母可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺桿產(chǎn)生軸向位移運動；其特征在于：設(shè)置有一個承力蓋座，該承力座蓋緊固連接在調(diào)節(jié)裝置本體上、或者該承力座蓋與調(diào)節(jié)裝置本體為一體結(jié)構(gòu)制作；在所述調(diào)節(jié)螺母上設(shè)置有上承力面和下承力面，其中下承力面與調(diào)節(jié)裝置本體存在有相互承力的關(guān)系、上承力面與承力蓋座存在有相互承力的關(guān)系，在調(diào)節(jié)裝置本體與承力蓋座的共同約束下調(diào)節(jié)螺母只能作圍繞其本身軸線的轉(zhuǎn)動而不能作沿其軸線的移動，所述調(diào)節(jié)螺母相對于調(diào)節(jié)裝置本體可以有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和靜止三種運行狀態(tài)；設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體同軸布局的一個第一中心同步輪、一個第二中心同步輪和一個第三中心同步輪，所述第一中心同步輪配接在調(diào)節(jié)裝置本體上并接受調(diào)節(jié)裝置本體的驅(qū)動、或者該第一中心同步輪與調(diào)節(jié)裝置本體為一體結(jié)構(gòu)制作；設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體同軸布局的接力桿，該接力桿配接在調(diào)節(jié)螺母上、或者該接力桿與調(diào)節(jié)螺母為一體結(jié)構(gòu)制作，所述接力桿可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺母運轉(zhuǎn)；設(shè)置有一個靜止不動的座架和至少一根副軸，所述副軸全部可轉(zhuǎn)動地安裝在座架上，在每一根副軸上配裝有一個一號同步輪、同時配裝有一個二號同步輪或/和一個三號同步輪，并且至少有一根副軸配裝有二號同步輪、至少有一根副軸配裝有三號同步輪，所述的一號同步輪、二號同步輪和三號同步輪均同軸地配接在或者一體化制作在其所在的副軸上，其中一號同步輪與第一中心同步輪、二號同步輪與第二中心同步輪、三號同步輪與第三中心同步輪均采用同步帶進(jìn)行運動與動力的聯(lián)接；設(shè)置有一個二號離合器和一個三號離合器，二號離合器與所述第二中心同步輪配對且該二號離合器負(fù)責(zé)決定這第二中心同步輪是否與接力桿實施傳力聯(lián)動、三號離合器與所述第三中心同步輪配對且該三號離合器負(fù)責(zé)決定這第三中心同步輪是否與接力桿實施傳力聯(lián)動；所述的二號離合器與三號離合器在同一時刻的工作狀態(tài)符合并且必取而且只能取以下三種邏輯關(guān)系中的一種：二號離合器斷開且同時三號離合器亦斷開、二號離合器接合但同時三號離合器為斷開、二號離合器斷開但同時三號離合器為接合；一號同步輪受到第一中心同步輪驅(qū)使運轉(zhuǎn)并由該一號同步輪驅(qū)使其所在副軸運轉(zhuǎn)，進(jìn)而由該副軸驅(qū)使配裝在其上的二號同步輪、三號同步輪運轉(zhuǎn)，接著由這二號同步輪和三號同步輪分別驅(qū)使第二中心同步輪和第三中心同步輪運轉(zhuǎn)，當(dāng)二號離合器斷開且同時三號離合器亦斷開時所述第二中心同步輪和第三中心同步輪均與接力桿斷開傳動關(guān)系、當(dāng)二號離合器接合但同時三號離合器斷開時由且僅由二號離合器及第二中心同步輪驅(qū)動接力桿運轉(zhuǎn)、當(dāng)二號離合器斷開但同時三號離合器接合時由且僅由三號離合器及第三中心同步輪驅(qū)動接力桿運轉(zhuǎn)；由第一中心同步輪的齒數(shù)與一號同步輪的齒數(shù)之比獲得第一速比、由二號同步輪的齒數(shù)與第二中心同步輪的齒數(shù)之比獲得第二速比、由三號同步輪的齒數(shù)與第三中心同步輪的齒數(shù)之比獲得第三速比，所述的第一速比與第二速比的乘積其數(shù)值大于一、所述的第一速比與第三速比的乘積其數(shù)值小于一。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有的突出優(yōu)點是：采用齒差驅(qū)動原理并結(jié)合螺母螺桿副實現(xiàn)調(diào)節(jié)螺桿的軸向位移，籍此可靠地和精準(zhǔn)地實現(xiàn)實時在役調(diào)控水泵葉片迎水角度的目的。一方面采用調(diào)節(jié)裝置本體與承力蓋座共同定位與夾持調(diào)節(jié)螺母的結(jié)構(gòu)布局方案，由此大大增強(qiáng)了機(jī)件的支撐剛度并縮短了作用力的傳遞路徑，有效地提高了調(diào)節(jié)裝置抵抗水泵抬軸沖擊的能力；另一方面徹底免除掉傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置的專用調(diào)節(jié)電機(jī)，同時采用中央布局多合一式離合器的結(jié)構(gòu)方案，由此大幅度簡化了調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)布局的復(fù)雜度，既降低了裝置的制作成本又提高了裝置的工作可靠性，同時還降低了裝置的總體高度并縮減了裝置的徑向尺寸，為實現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置的緊湊設(shè)計創(chuàng)造了十分有利的條件。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于齒差驅(qū)動的水泵葉片角度在役調(diào)節(jié)裝置的縱剖示意圖；

圖2是圖1所示調(diào)節(jié)裝置在k-k方向處的橫剖示意圖；

圖3是圖1所示調(diào)節(jié)裝置其總體布局與安裝的機(jī)構(gòu)示意簡圖。

具體實施方式

下面以具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1—3：

一種基于齒差驅(qū)動的水泵葉片角度在役調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)裝置本體1、調(diào)節(jié)螺母2和調(diào)節(jié)螺桿3，所述調(diào)節(jié)裝置本體1可圍繞其自身的回旋軸線o1作定軸回轉(zhuǎn)運動，所述調(diào)節(jié)螺母2及調(diào)節(jié)螺桿3與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸設(shè)置，即調(diào)節(jié)螺母2的軸線及調(diào)節(jié)螺桿3的軸線均與調(diào)節(jié)裝置本體1的回旋軸線o1重合(但允許因制造誤差、裝配誤差、受力變形和熱脹冷縮變形等因素所導(dǎo)致出現(xiàn)的不影響調(diào)節(jié)裝置正常工作的偏差或不重合)，調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)螺桿3采用螺旋構(gòu)造配合并組成一個螺旋運動副，調(diào)節(jié)螺母2可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺桿3產(chǎn)生軸向位移運動,其中調(diào)節(jié)裝置本體1可以安裝在水泵主電機(jī)轉(zhuǎn)子的空心軸b上并受其驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，而與水泵葉片聯(lián)接并可改變?nèi)~片角度的調(diào)節(jié)拉桿a則穿越水泵主電機(jī)轉(zhuǎn)子的空心軸b然后與本調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)螺桿3進(jìn)行聯(lián)接(如3所示)，當(dāng)調(diào)節(jié)螺母2驅(qū)使調(diào)節(jié)螺桿3產(chǎn)生軸向位移時該調(diào)節(jié)螺桿3將提拉或者壓推調(diào)節(jié)拉桿a做出軸向位移，并籍此調(diào)控水泵葉片的工作角度；在這里，調(diào)節(jié)裝置本體1的結(jié)構(gòu)既可以是一個整體構(gòu)件(圖中未示出)、也可以是由若干個零部件配裝起來而構(gòu)成的組合件(如圖1所示)，包括焊接、鉚接、螺接、卡接、粘接乃至疊摞等方式構(gòu)成的組合件，而其中又以螺接亦即采用螺紋構(gòu)造進(jìn)行連接的構(gòu)成方式為最佳，當(dāng)調(diào)節(jié)裝置本體1采用整體結(jié)構(gòu)時將獲得很好的剛性、而當(dāng)調(diào)節(jié)裝置本體1采用組合件的結(jié)構(gòu)形式時將有利于靈活設(shè)計、靈活制造和靈活安裝其它零部件；本發(fā)明中調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)螺桿3所組成的螺旋運動副其螺旋構(gòu)造可以是現(xiàn)有技術(shù)中的各種形式，包括螺紋構(gòu)造、螺桿構(gòu)造、絲桿構(gòu)造等等，其中調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)螺桿3所組成的螺旋運動副以具備自鎖功能為最佳；需要指出的是，本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置既包括為水泵的葉片角度調(diào)節(jié)裝置、也包括為各種水輪機(jī)的葉片角度調(diào)節(jié)裝置、還包括為擁有槳葉作為工作單元并需要調(diào)節(jié)其攻角的其它流體機(jī)械中的葉片調(diào)節(jié)裝置；本發(fā)明的一大特色在于：設(shè)置有一個承力蓋座4，該承力座蓋4緊固連接在調(diào)節(jié)裝置本體1上(如圖1所示)、或者該承力座蓋4與調(diào)節(jié)裝置本體1為一體結(jié)構(gòu)制作(圖中未示出)，承力蓋座4跟隨調(diào)節(jié)裝置本體1一起作圍繞回旋軸線o1的同步回轉(zhuǎn)運動；在調(diào)節(jié)螺母2上設(shè)置有上承力面5a和下承力面5b，所述上承力面5a和下承力面5b可以布置在調(diào)節(jié)螺母2最上部和最下部的軸端頭處(圖中未示出)、也可以布置在調(diào)節(jié)螺母2的一個承力軸肩5上(如圖1所示)，其中承力軸肩5緊固連接在調(diào)節(jié)螺母2上(圖中未示出)、或者該承力軸肩5與調(diào)節(jié)螺母2為一體結(jié)構(gòu)制作(如圖1所示)，在這里，下承力面5b與調(diào)節(jié)裝置本體1存在有相互承力的關(guān)系、上承力面5a與承力蓋座4存在有相互承力的關(guān)系，所謂相互承力是指它們之間存在有作用力的傳遞關(guān)聯(lián)關(guān)系，比如調(diào)節(jié)螺母2受到的向下的載荷力及重力之全部或者部分經(jīng)由其下承力面5b作用到調(diào)節(jié)裝置本體1上，其作用方式包括下承力面5b直接接觸壓靠在調(diào)節(jié)裝置本體1上(此時下承力面5b與調(diào)節(jié)裝置本體1事實上構(gòu)成了一副止推滑動軸承副，圖中未示出)，此外，作用方式還包括下承力面5b通過軸瓦構(gòu)件(圖中未示出)或者通過一個主推力軸承6(如圖1所示)間接地壓靠在調(diào)節(jié)裝置本體1之上；本發(fā)明設(shè)置承力蓋座4的好處是一方面可以對調(diào)節(jié)螺母2實施定位和預(yù)緊以增強(qiáng)配合件和連接件的整體剛性、另一方面還可以有效抵御“抬軸”沖擊(抬軸是水泵葉片在某些運轉(zhuǎn)工況下出現(xiàn)調(diào)節(jié)拉桿a向上頂沖的現(xiàn)象)，而上承力面5a與承力蓋座4存在有相互承力關(guān)系正好可以對付上述各種情形發(fā)生時作用力的傳遞與承載，此外設(shè)置承力蓋座4還可以用來支撐其他零部件而起到輔助或者延展調(diào)節(jié)裝置本體1支撐功能的作用，同樣地，上述上承力面5a可以直接接觸頂靠在承力蓋座4上(此時的上承力面5a與承力蓋座4事實上構(gòu)成止推滑動軸承，圖中未示出)、也可以讓上承力面5a通過軸瓦(圖中未示出)或者通過副推力軸承7(如圖1所示)間接頂靠在承力蓋座4上，特別是發(fā)生“抬軸”沖擊時，水泵槳葉產(chǎn)生的沖擊力可經(jīng)由調(diào)節(jié)螺母2的上承力面5a傳遞給承力蓋座4并最后通過承力蓋座4與調(diào)節(jié)裝置本體1的連接件比如螺栓等傳遞給調(diào)節(jié)裝置本體1(圖1所示情形的作用力傳遞路徑為：調(diào)節(jié)螺母2→承力軸肩5→上承力面5a→副推力軸承7→承力蓋座4→調(diào)節(jié)裝置本體1)，需要說明的是，上述抬軸沖擊工況時的沖擊載荷力、其傳遞方式及傳遞路徑均遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置的情形，一方面?zhèn)鬟f路徑已獲得大幅縮短、另一方面其作用力很快傳達(dá)至調(diào)節(jié)裝置本體1上，不僅裝置相關(guān)機(jī)件的剛性大大提高、而且更為重要的是作用力不再影響裝置的減速機(jī)構(gòu)，可見本發(fā)明極大地優(yōu)化了調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)螺桿3這副核心運動副的支撐布局；很顯然，在調(diào)節(jié)裝置本體1與承力蓋座4的共同約束下調(diào)節(jié)螺母2只能作圍繞其本身軸線的轉(zhuǎn)動而不能作沿其軸線的移動，所述調(diào)節(jié)螺母2相對于調(diào)節(jié)裝置本體1可以有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和靜止三種運行狀態(tài)，分別對應(yīng)著驅(qū)使調(diào)節(jié)螺桿3沿著回旋軸線o1方向的上移、下移和停止移動三種情形(或者對應(yīng)著下移、上移和停止移動等三種情形)，具體對應(yīng)情形將視水泵的設(shè)計要求而確定，換句話說對應(yīng)著水泵調(diào)節(jié)拉桿a作用于葉片而分別使其角度處于增大角度(呼應(yīng)調(diào)節(jié)螺桿3上移、具體要看水泵的設(shè)定要求)、減少角度(呼應(yīng)調(diào)節(jié)螺桿3下移、具體要看水泵的設(shè)定要求)以及鎖止角度(呼應(yīng)調(diào)節(jié)螺桿3停止軸向移動)的三種工作狀態(tài)；需要說明的是，本發(fā)明的上承力面5a和下承力面5b它們既可以是平面構(gòu)造的形式(如圖1所示)、也可以是錐面構(gòu)造的形式(圖中未示出)、還可以是球面構(gòu)造的形式(圖中未示出)、甚至是其它回旋面構(gòu)造的形式(圖中未示出)，而其中又以平面構(gòu)造形式為其最佳形式；本發(fā)明的另一個特色是：設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸布局的一個第一中心齒輪8、一個第二中心齒輪9和一個第三中心齒輪10(如圖1和圖3所示)，所述第一中心齒輪8配接在調(diào)節(jié)裝置本體1上并接受調(diào)節(jié)裝置本體1的驅(qū)動(參見圖1和圖3)、或者該第一中心齒輪8與調(diào)節(jié)裝置本體1為一體結(jié)構(gòu)制作(圖中未示出)，本發(fā)明中所說的配接既包括各種焊接、鉚接、螺紋連接等緊固方式的連接，也包括采用各種鍵連接、花鍵連接、銷連接以及卡止連接等傳動連接方式；設(shè)置有一個與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸布局的并可以驅(qū)使調(diào)節(jié)螺母2運轉(zhuǎn)的接力桿11，該接力桿11配接在調(diào)節(jié)螺母2上(如圖1所示)、或者該接力桿11與調(diào)節(jié)螺母2為一體結(jié)構(gòu)制作(圖中未示出)，其中這個接力桿11以布局在調(diào)節(jié)螺母2的上部區(qū)域或者上方區(qū)域為最佳(參見圖1和圖3)，因為本調(diào)節(jié)裝置的最佳布局形式是立式結(jié)構(gòu)，亦即調(diào)節(jié)裝置本體1的回旋軸線o1其最佳布局為鉛錘形態(tài)(參見圖1和圖3)，此時將接力桿11布局在調(diào)節(jié)螺母2的上部區(qū)域或者上方區(qū)域?qū)⒂欣跈C(jī)構(gòu)的傳動布局設(shè)計，需要說明的是，本發(fā)明中所說的接力桿11與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸布局乃是指該接力桿11存在有一根回轉(zhuǎn)軸線、并且該回轉(zhuǎn)軸線與調(diào)節(jié)裝置本體1的回旋軸線o1重合(允許因配合間隙、裝配誤差、受力變形、熱脹冷縮變形和運轉(zhuǎn)振動等原因出現(xiàn)一定的偏差，但只要該偏差出現(xiàn)時不影響到調(diào)節(jié)裝置的正常工作即視同其滿足同軸重合的定義)，本發(fā)明接力桿11的結(jié)構(gòu)可以是具有對稱布局的構(gòu)件、也可以是不對稱的構(gòu)件，既可以正中地配接在調(diào)節(jié)螺母2上(如圖1和圖3所示)、甚至還可以偏置地配接在調(diào)節(jié)螺母2上(圖中未示出)，其中以接力桿11為對稱結(jié)構(gòu)且又正中地配接在或者一體結(jié)構(gòu)地制作在調(diào)節(jié)螺母2上為最佳情形；設(shè)置有一個靜止不動的座架12和至少一根副軸13(參見圖1至圖3)，所述的副軸13全部可轉(zhuǎn)動地安裝在座架12上，在每一根副軸13上配裝有一個一號齒輪14、同時配裝有一個二號齒輪15或/和一個三號齒輪16，并且至少有一根副軸13配裝有二號齒輪15、至少有一根副軸13配裝有三號齒輪16，亦即意味著本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置至少包含有一個一號齒輪14、一個二號齒輪15和一個三號齒輪16，而其中又以每一根的副軸13上均同時配齊一號齒輪14、二號齒輪15和三號齒輪16為最佳情形(如圖1和圖3所示)，因為這樣可使裝置獲得較好的受力狀況，所述的一號齒輪14、二號齒輪15和三號齒輪16均同軸地配接在或者一體化制作在其所在的副軸13上，即一號齒輪14、二號齒輪15和三號齒輪16與其所在的副軸13共一根轉(zhuǎn)動軸線o2，而這根轉(zhuǎn)動軸線o2為定軸軸線并且其最佳布局為與調(diào)節(jié)裝置本體1的回旋軸線o1平行設(shè)置(參見圖1和圖3)，其中一號齒輪14與第一中心齒輪8保持常嚙合、二號齒輪15與第二中心齒輪9保持常嚙合、三號齒輪16與第三中心齒輪10保持常嚙合；需要說明的是，本發(fā)明中的副軸13的數(shù)量最好是兩根至四根(具體根據(jù)水泵葉片所需調(diào)節(jié)力的大小而定)，這些副軸13以采用均勻?qū)ΨQ環(huán)布的形式為最佳，圖1和圖2所示的是采用兩根副軸13并對稱分布的情形；另外需要說明的是，本發(fā)明中的副軸13其結(jié)構(gòu)可以是實心的構(gòu)造形式、也可以是空心的構(gòu)造形式、或者是部分實心結(jié)合部分空心的構(gòu)造形式，副軸13上還可以開設(shè)各種形式的構(gòu)造、比如可以開設(shè)各種鍵槽、油道等等，特別地，副軸13還可以包含有花鍵構(gòu)造；在這里，所謂靜止不動的座架12是指該座架12相對于水泵主電機(jī)的基座c、調(diào)節(jié)裝置的保護(hù)罩d或者地面來說是相對靜止不動的，但是允許其在調(diào)節(jié)裝置運轉(zhuǎn)期間因受到各種激勵而存在有或者出現(xiàn)有各種振動、抖動和變形等運動；本發(fā)明的座架12可以是一個完整的獨立構(gòu)件(圖中未示出)、也可以是由若干個零部件組成的組合件(如圖1所示)，特別地，座架12與保護(hù)罩d可以存在固定連接關(guān)系(參見圖3)，這樣可以利用保護(hù)罩d來防止座架12出現(xiàn)因摩擦力矩的作用而發(fā)生跟隨調(diào)節(jié)裝置本體1轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象；設(shè)置有一個二號離合器17和一個三號離合器18(如圖1和圖3所示)，其中二號離合器17與所述的第二中心齒輪9進(jìn)行配對并且該二號離合器17負(fù)責(zé)決定這第二中心齒輪9是否與接力桿11實施傳力聯(lián)動、三號離合器18與所述的第三中心齒輪10進(jìn)行配對并且該三號離合器18負(fù)責(zé)決定這第三中心齒輪10是否與接力桿11實施傳力聯(lián)動，需要說明的是，由于本發(fā)明中的接力桿11緊固在調(diào)節(jié)螺母2上或者與調(diào)節(jié)螺母2為一體結(jié)構(gòu)制作，因此所說的“二號離合器17與所述的第二中心齒輪9進(jìn)行配對并且該二號離合器17負(fù)責(zé)決定這第二中心齒輪9是否與接力桿11實施傳力聯(lián)動”也包括有“二號離合器17與所述的第二中心齒輪9進(jìn)行配對并且該二號離合器17負(fù)責(zé)決定這第二中心齒輪9是否與調(diào)節(jié)螺母2實施傳力聯(lián)動”的情形、同樣地所說的“三號離合器18與所述的第三中心齒輪10進(jìn)行配對并且該三號離合器18負(fù)責(zé)決定這第三中心齒輪10是否與接力桿11實施傳力聯(lián)動”也包括有“三號離合器18與所述的第三中心齒輪10進(jìn)行配對并且該三號離合器18負(fù)責(zé)決定這第三中心齒輪10是否與調(diào)節(jié)螺母2實施傳力聯(lián)動”的情形；所述二號離合器17與三號離合器18在同一時刻的工作狀態(tài)符合并且必取而且只能取以下三種邏輯關(guān)系中的一種：①二號離合器17斷開且同時三號離合器18亦斷開，此時第二中心齒輪9和第三中心齒輪10均與接力桿11處于斷開傳動的關(guān)系，呼應(yīng)著接力桿11不驅(qū)動調(diào)節(jié)螺母2，或者說調(diào)節(jié)裝置本體1、調(diào)節(jié)螺母2、調(diào)節(jié)螺桿3和接力桿11均處在相對靜止的狀態(tài)，亦即意味著此時水泵的葉片被鎖定在或者說被保持在某一個迎水角度下工作；②二號離合器17接合但同時三號離合器18為斷開，此時第二中心齒輪9將與接力桿11達(dá)成傳動運動與動力的關(guān)系而第三中心齒輪10則與接力桿11處于斷開動力聯(lián)接的關(guān)系，這時的動力傳遞路徑為：調(diào)節(jié)裝置本體1→第一中心齒輪8→一號齒輪14→副軸13→二號齒輪15→第二中心齒輪9(二號離合器17)→接力桿11→調(diào)節(jié)螺母2→調(diào)節(jié)螺桿3→調(diào)節(jié)拉桿a，從而使得調(diào)節(jié)螺桿3產(chǎn)生沿著回旋軸線o1方向的軸向移動并帶動調(diào)節(jié)拉桿a做出相應(yīng)的舉動；③二號離合器17斷開但同時三號離合器18為接合，此時第三中心齒輪10將與接力桿11達(dá)成傳動運動與動力的關(guān)系而第二中心齒輪9則與接力桿11處于斷開動力聯(lián)接的關(guān)系，這時的動力傳遞路徑為：調(diào)節(jié)裝置本體1→第一中心齒輪8→一號齒輪14→副軸13→三號齒輪16→第三中心齒輪10(三號離合器18)→接力桿11→調(diào)節(jié)螺母2→調(diào)節(jié)螺桿3→調(diào)節(jié)拉桿a，并使得調(diào)節(jié)螺桿3產(chǎn)生沿著回旋軸線o1的方向且與前面②情形相反的軸向移動，同時亦帶動調(diào)節(jié)拉桿a做出相應(yīng)的舉動；一號齒輪14受第一中心齒輪8驅(qū)使運轉(zhuǎn)并由該一號齒輪14驅(qū)使其所在副軸13運轉(zhuǎn)，進(jìn)而由該副軸13驅(qū)使配裝在其上的二號齒輪15、三號齒輪16運轉(zhuǎn)，接著再由這二號齒輪15和三號齒輪16分別驅(qū)使第二中心齒輪9和第三中心齒輪10運轉(zhuǎn)，當(dāng)二號離合器17斷開且同時三號離合器18亦斷開時所述第二中心齒輪9和第三中心齒輪10均與接力桿11斷開傳動關(guān)系、當(dāng)二號離合器17接合但同時三號離合器18斷開時由且僅由二號離合器17及第二中心齒輪9驅(qū)動接力桿11運轉(zhuǎn)、當(dāng)二號離合器17斷開但同時三號離合器18接合時由且僅由三號離合器18及第三中心齒輪10驅(qū)動接力桿11運轉(zhuǎn)；不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明僅僅采用一個中央布局的二號離合器17即可以使第二中心齒輪9能夠同時接納多個的二號齒輪15的驅(qū)動而驅(qū)使接力桿11運轉(zhuǎn)、同樣地也是僅僅采用一個中央布局的三號離合器18即可以使第三中心齒輪10能夠同時接納多個的三號齒輪16的驅(qū)動而驅(qū)使接力桿11運轉(zhuǎn)，亦即意味著本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)多合一式的中央布局的離合器來操控調(diào)節(jié)螺母2的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，由此可以大幅地省卻掉傳統(tǒng)齒差驅(qū)動型必須使用多個離合器(不少于兩個類似本發(fā)明中的二號離合器17、同時還不少于兩個類似本發(fā)明中的三號離合器18)的狀況，這顯然對于減少裝置的核心部件乃至提高裝置的工作可靠性均具有非常重要的現(xiàn)實意義；在本發(fā)明中，由第一中心齒輪8的齒數(shù)與一號齒輪14的齒數(shù)之比獲得第一速比、由二號齒輪15的齒數(shù)與第二中心齒輪9的齒數(shù)之比獲得第二速比、由三號齒輪16的齒數(shù)與第三中心齒輪10的齒數(shù)之比獲得第三速比，所述的第一速比與第二速比的乘積其數(shù)值大于一、所述的第一速比與第三速比的乘積其數(shù)值小于一；在上述情形之下，本發(fā)明中調(diào)節(jié)螺桿3的移動方向?qū)⑷Q于調(diào)節(jié)裝置本體1的旋轉(zhuǎn)方向以及調(diào)節(jié)螺母2和調(diào)節(jié)螺桿3這對運動副的螺旋方向，一個具體例子是：假設(shè)調(diào)節(jié)裝置本體1為順時針轉(zhuǎn)動(當(dāng)回旋軸線o1為鉛錘布局且從俯視方向進(jìn)行觀察)，并且調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)螺桿3的螺旋結(jié)構(gòu)為右旋構(gòu)造，則處在二號離合器17接合但同時三號離合器18斷開的情形時將對應(yīng)調(diào)節(jié)螺桿2處在向上提升的過程，反之當(dāng)處在二號離合器17斷開但同時三號離合器18接合的情形時將對應(yīng)著調(diào)節(jié)螺桿2處在向下降落的過程；特別需要說明的是，本發(fā)明中的二號離合器17和三號離合器18，它們既可以是電磁離合器也可以是磁粉離合器還可以是其它現(xiàn)有形式的離合器，其中以采用電磁離合器為最佳形式，因為這樣可以簡化控制系統(tǒng)。顯而易見，本發(fā)明采用齒差驅(qū)動原理并結(jié)合螺母螺桿副實現(xiàn)調(diào)節(jié)螺桿3的軸向位移，籍此實現(xiàn)了實時在役調(diào)控水泵葉片迎水角度的目的：一方面采用調(diào)節(jié)裝置本體1與承力蓋座4共同定位與夾持調(diào)節(jié)螺母2的結(jié)構(gòu)布局方案，由此大大增強(qiáng)了機(jī)件的支撐剛度并縮短了作用力的傳遞路徑，有效地提高了調(diào)節(jié)裝置抵抗水泵抬軸沖擊的能力；另一方面徹底免除掉傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置的專用調(diào)節(jié)電機(jī)，并采用中央布局的多合一式的離合器方案，由此大幅度簡化了調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)布局的復(fù)雜度，既降低了裝置的制作成本又提高了裝置的工作可靠性，同時還降低了裝置的總體高度并縮減了裝置的徑向尺寸，從而為實現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置的緊湊設(shè)計創(chuàng)造了十分有利的條件。

進(jìn)一步，本發(fā)明為了防止調(diào)節(jié)裝置的核心部件調(diào)節(jié)螺母2/調(diào)節(jié)螺桿3這對運動副出現(xiàn)乏油潤滑乃至缺油潤滑的現(xiàn)象，以便保證和提高調(diào)節(jié)裝置的工作可靠性，可以設(shè)置專門的密封構(gòu)件19，目的在于有效減少乃至杜絕調(diào)節(jié)螺母2/調(diào)節(jié)螺桿3運動副潤滑油或潤滑油脂的滲漏損失與甩油損失，其中該密封構(gòu)件19的布局有兩種形式：一種形式是密封構(gòu)件19跟隨調(diào)節(jié)螺桿3運動并且與調(diào)節(jié)螺母2的外柱面作運動密封配合(如圖1所示)、另一種形式是該密封構(gòu)件19配接在調(diào)節(jié)螺母2上并且與調(diào)節(jié)螺桿3的光桿外柱面作運動密封配合(圖中未示出)；在這里，跟隨調(diào)節(jié)螺桿3運動的密封構(gòu)件19其結(jié)構(gòu)可以是筒狀的構(gòu)造，它可以圍護(hù)在調(diào)節(jié)螺母2和調(diào)節(jié)螺桿3的外周圍(參見圖1)，據(jù)此可有效防止甩油損失；需要說明的是，調(diào)節(jié)螺母2與密封構(gòu)件19作運動密封配合的外柱面可以是各種柱狀的表面，其最佳形式是圓柱面，因為圓柱面具有較好的可加工性和可裝配性，而且密封比較可靠；另外需要說明的是，調(diào)節(jié)螺桿3與密封構(gòu)件19作運動密封配合的光桿外柱面也可以是各種柱狀的表面，其最佳形式同樣是圓柱面。

進(jìn)一步，本發(fā)明可以在接力桿11上開設(shè)出中空狀的孔道20(參見圖1)，另外設(shè)置有一個穿插過該接力桿11孔道20的位移信號桿21(如圖1所示)，該位移信號桿21緊固連接在調(diào)節(jié)螺母2上、或者該位移信號桿21與調(diào)節(jié)螺母2為一體結(jié)構(gòu)制作；設(shè)置位移信號桿21的目的是可以將調(diào)節(jié)螺桿3的軸向位移信息從調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)部傳達(dá)至外部，以方便控制系統(tǒng)對其進(jìn)行采集，并據(jù)此信息做出相應(yīng)的反應(yīng)和發(fā)出相應(yīng)的運轉(zhuǎn)指令。

進(jìn)一步，本發(fā)明為了減少摩擦磨損以提高相關(guān)部件的使用壽命和工作可靠性，可以在調(diào)節(jié)螺母2的下承力面5b與調(diào)節(jié)裝置本體1之間設(shè)置一個主推力軸承6(如1所示)，這樣調(diào)節(jié)水泵葉片角度時所發(fā)生的調(diào)節(jié)力、以及相關(guān)部件的重力將會經(jīng)由水泵調(diào)節(jié)拉桿a→調(diào)節(jié)螺桿3→調(diào)節(jié)螺母2→(承力軸肩5)→下承力面5b→主推力軸承6→調(diào)節(jié)裝置本體1，這樣可以借助主推力軸承6達(dá)成減少摩擦磨損的目的。另外，還可以在調(diào)節(jié)螺母2的上承力面5a與承力蓋座4之間設(shè)置有副推力軸承7(如圖1所示)，此時對調(diào)節(jié)螺母2的預(yù)緊力以及發(fā)生“抬軸”沖擊時的上頂力將會經(jīng)由水泵調(diào)節(jié)拉桿a→調(diào)節(jié)螺桿3→調(diào)節(jié)螺母2→(承力軸肩5)→上承力面5a→副推力軸承7→承力蓋座4→調(diào)節(jié)裝置本體1，既可以縮短沖擊力的傳遞路徑而有利于抵御抬軸沖擊，同樣也可以減少調(diào)節(jié)螺母2(包括承力軸肩5)與承力蓋座4之間的摩擦與磨損。

進(jìn)一步，本發(fā)明為了方便安裝定位，可以在所述座架12與調(diào)節(jié)裝置本體1之間設(shè)置徑向定位軸承22和軸向支撐軸承23(如圖1所示)，借助徑向定位軸承22可以準(zhǔn)確定位座架12與調(diào)節(jié)裝置本體1的相對位置，這對于保證裝置各個齒輪副的準(zhǔn)確嚙合具有非常重要的意義，并由此可以有效保證調(diào)節(jié)裝置的工作可靠性；另外，設(shè)置軸向支撐軸承23可以將齒差驅(qū)動機(jī)構(gòu)的各個部件的重量落實支承在調(diào)節(jié)裝置本體1上，同樣對提高裝置的工作可靠性有利。進(jìn)一步，同樣為了方便安裝定位，可以在所述調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)裝置本體1之間設(shè)置下定位軸承24和上定位軸承25(如圖1所示)，其中下定位軸承24及上定位軸承25的內(nèi)圈可以配裝在調(diào)節(jié)螺母2上、下定位軸承24及上定位軸承25的外圈則可以配裝在調(diào)節(jié)裝置本體1或/和承力蓋座4上，設(shè)置下定位軸承24和上定位軸承25之后就可以準(zhǔn)確定位調(diào)節(jié)螺母2使其軸線與調(diào)節(jié)裝置本體1的回旋軸線o1同軸，這一點對于提高調(diào)節(jié)螺母2和調(diào)節(jié)螺桿3這對運動副的工作可靠性非常之重要。再進(jìn)一步，本發(fā)明可以在承力蓋座4與調(diào)節(jié)螺母2上承力面5a之間設(shè)置緩沖墊片26(如圖1所示)或/和預(yù)緊彈簧(圖中未示出)，如此安排的目的是通過緩沖墊片26的變形吸能效應(yīng)來緩解和緩沖強(qiáng)大的抬軸沖擊力，以保護(hù)調(diào)節(jié)裝置免遭損壞，在這里，緩沖墊片26的一個較佳制作材料是銅材；設(shè)置波形彈簧則有利于調(diào)整承力蓋座4對主推力軸承6、調(diào)節(jié)螺母2和副推力軸承7的預(yù)緊力，如此能有效消除上述零部件的配合間隙和游隙，從而使它們具有更好的配合剛度與工作狀態(tài)。

本發(fā)明為了防止在水泵運行期間發(fā)生突然斷電而導(dǎo)致葉片沒有回落至最小迎水角度位置的情形發(fā)生(水泵每次啟動前最好葉片攻角處在最小的位置)，可以設(shè)置一個應(yīng)急中心齒輪27(如圖1至圖3所示)和一個復(fù)位齒輪28(參見圖2)，該應(yīng)急中心齒輪27同軸地配接在接力桿11上(如圖3所示)或配接在調(diào)節(jié)螺母2上(圖中未示出)，所述復(fù)位齒輪28可在必要時與應(yīng)急中心齒輪27發(fā)生嚙合配合；需要說明的是，將葉片回落至最小迎水角度(亦即最小攻角)位置是當(dāng)下大型水泵機(jī)組操作規(guī)范的要求，因為在水泵主機(jī)啟動前必須將葉片調(diào)節(jié)至最小的迎水角度以便減輕啟動負(fù)載，以便減少對電網(wǎng)的沖擊和對水泵機(jī)組的沖擊；本發(fā)明可采用一個應(yīng)急小電機(jī)29(參見圖1)，利用該應(yīng)急小電機(jī)29再通過越程離合器來(圖中未示出)驅(qū)動復(fù)位齒輪28、進(jìn)而由尺寸相對小的復(fù)位齒輪28驅(qū)動尺寸相對大的應(yīng)急中心齒輪27、最后由應(yīng)急中心齒輪27帶動接力桿11和調(diào)節(jié)螺母2使調(diào)節(jié)螺桿3往下落的方向產(chǎn)生移動；除此之外，本發(fā)明也可以采用手動的方式去驅(qū)動復(fù)位齒輪28(圖中未示出)，即通過盤車的方式使得調(diào)節(jié)螺桿3往下落的方向產(chǎn)生移動，并最終使水泵葉片回落至最小迎水角度位置。

本發(fā)明為了進(jìn)一步提高調(diào)節(jié)裝置的工作可靠性，可以在二號離合器17和三號離合器18上配裝隔油罩30(參見圖1)，布置隔油罩30可以有效防止?jié)櫥惋w濺到離合器上，對于采用干式離合器的情形來說可以有效防止出現(xiàn)打滑和電路短路的現(xiàn)象發(fā)生，從而有效提高離合器的工作可靠性，最終結(jié)果是提高裝置的工作可靠性。

本發(fā)明可以讓第一中心齒輪8與一號齒輪14的齒數(shù)之和等于第二中心齒輪9與二號齒輪15的齒數(shù)之和并等于第三中心齒輪10與三號齒輪16的齒數(shù)之和，如此安排的考慮是，可以讓全部的副軸13的軸線到回旋軸線o1的距離相等，換句話說副軸13的軸線可以分布在同一個圓周上，這樣各個齒輪可以采用相同的制式比如同為標(biāo)準(zhǔn)齒輪、或者為相同變位系數(shù)與變位策略的齒輪，如此可以大大簡化制作工藝。進(jìn)一步，本發(fā)明可以讓第二中心齒輪9的齒數(shù)比第一中心齒輪8的齒數(shù)少一個、同時第三中心齒輪10的齒數(shù)比一號齒輪8的齒數(shù)多一個，如此安排的好處是可以利用少齒差獲得盡量大的速比，由此調(diào)節(jié)裝置的總體尺寸可以做得更小，對實現(xiàn)緊湊設(shè)計有利；需要說明的是，在此情形下將呼應(yīng)有二號齒輪15的齒數(shù)比一號齒輪14的齒數(shù)多一個、而三號齒輪16的齒數(shù)比一號齒輪14的齒數(shù)少一個，換句話說此時的齒差數(shù)量為兩個齒差。

本發(fā)明可以讓一號齒輪14、二號齒輪15、三號齒輪16具有相同數(shù)目的齒數(shù)，這樣安排的好處是可以減少有效齒輪的規(guī)格，從而簡化制造工藝并降低生產(chǎn)成本。進(jìn)一步，可以讓第二中心齒輪9的齒數(shù)比第一中心齒輪8的齒數(shù)少一個、第三中心齒輪10的齒數(shù)比第一中心齒輪8的齒數(shù)多一個，如此安排同樣是基于少齒差原理實現(xiàn)大的速比，以便減少調(diào)節(jié)裝置的總體尺寸而達(dá)成緊湊設(shè)計，在此情形下可以獲得齒差數(shù)量為一個齒差，能最大化獲得較大的減速比。

同理，本發(fā)明可以讓第一中心齒輪8、第二中心齒輪9、第三中心齒輪10具有相同數(shù)目的齒數(shù)，以便簡化齒輪的規(guī)格。同樣，本發(fā)明也可以讓二號齒輪15的齒數(shù)比一號齒輪14的齒數(shù)多一個、三號齒輪16的齒數(shù)比一號齒輪14的齒數(shù)少一個，這樣可以獲得齒差數(shù)量為一個齒差。

特別需要指出的是，本發(fā)明基于齒差驅(qū)動的水泵葉片角度在役調(diào)節(jié)裝置還可以采用同步齒輪結(jié)合同步帶的方式予以實現(xiàn)(圖中未示出)，而采用同步帶型的齒差驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置其差動機(jī)構(gòu)可以無須使用潤滑油，因此也就不存在潤滑介質(zhì)泄漏的問題，故不僅有利于裝置的免維護(hù)使用、而且裝置的工作可靠性也會得到進(jìn)一步提高；基于同步帶驅(qū)動的裝置其原理和布局與上述采用齒輪驅(qū)動的方式相仿：包括調(diào)節(jié)裝置本體1、調(diào)節(jié)螺母2和調(diào)節(jié)螺桿3，所述的調(diào)節(jié)裝置本體1可圍繞其自身的回旋軸線o1作定軸回轉(zhuǎn)運動，所述調(diào)節(jié)螺母2及調(diào)節(jié)螺桿3與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸設(shè)置，調(diào)節(jié)螺母2與調(diào)節(jié)螺桿3采用螺旋構(gòu)造配合并組成一個螺旋運動副，調(diào)節(jié)螺母2可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺桿3產(chǎn)生軸向位移運動；其特征在于：設(shè)置有一個承力蓋座4，該承力座蓋4緊固連接在調(diào)節(jié)裝置本體1上、或者該承力座蓋4與調(diào)節(jié)裝置本體1為一體結(jié)構(gòu)制作；在所述的調(diào)節(jié)螺母2上設(shè)置有上承力面5a和下承力面5b，其中下承力面5b與調(diào)節(jié)裝置本體1存在有相互承力的關(guān)系、上承力面5a與承力蓋座4存在有相互承力的關(guān)系，在調(diào)節(jié)裝置本體1與承力蓋座4的共同約束下調(diào)節(jié)螺母2只能作圍繞其本身軸線的轉(zhuǎn)動而不能作沿其軸線的移動，所述調(diào)節(jié)螺母2相對于調(diào)節(jié)裝置本體1可以有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和靜止三種運行狀態(tài)；設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸布局的一個第一中心同步輪、一個第二中心同步輪和一個第三中心同步輪，所述第一中心同步輪配接在調(diào)節(jié)裝置本體1上并接受調(diào)節(jié)裝置本體1的驅(qū)動、或者該第一中心同步輪與調(diào)節(jié)裝置本體1為一體結(jié)構(gòu)制作；設(shè)置有與調(diào)節(jié)裝置本體1同軸布局的接力桿11，該接力桿11配接在調(diào)節(jié)螺母2上、或者該接力桿11與調(diào)節(jié)螺母2為一體結(jié)構(gòu)制作，所述接力桿11可驅(qū)使調(diào)節(jié)螺母2運轉(zhuǎn)；設(shè)置有一個靜止不動的座架12和至少一根副軸13，所述副軸13全部可轉(zhuǎn)動地安裝在座架12上，在每一根副軸13上配裝有一個一號同步輪、同時配裝有一個二號同步輪或/和一個三號同步輪，并且至少有一根副軸13配裝有二號同步輪、至少有一根副軸13配裝有三號同步輪，所述的一號同步輪、二號同步輪和三號同步輪均同軸地配接在或一體化制作在其所在的副軸13上，其中一號同步輪與第一中心同步輪、二號同步輪與第二中心同步輪、三號同步輪與第三中心同步輪均采用同步帶進(jìn)行運動與動力的聯(lián)接；設(shè)置有一個二號離合器17和一個三號離合器18，二號離合器17與所述第二中心同步輪配對且該二號離合器17負(fù)責(zé)決定這第二中心同步輪是否與接力桿11實施傳力聯(lián)動、三號離合器18與所述第三中心同步輪配對且該三號離合器18負(fù)責(zé)決定這第三中心同步輪是否與接力桿11實施傳力聯(lián)動；所述二號離合器17與三號離合器18在同一時刻的工作狀態(tài)符合并且必取而且只能取以下三種邏輯關(guān)系中的一種：二號離合器17斷開且同時三號離合器18亦斷開、二號離合器17接合但同時三號離合器18為斷開、二號離合器17斷開但同時三號離合器18為接合；一號同步輪受到第一中心同步輪驅(qū)使運轉(zhuǎn)并由該一號同步輪驅(qū)使其所在副軸13運轉(zhuǎn)，進(jìn)而由該副軸13驅(qū)使配裝在其上的二號同步輪、三號同步輪運轉(zhuǎn)，接著由這二號同步輪和三號同步輪分別驅(qū)使第二中心同步輪和第三中心同步輪運轉(zhuǎn)，當(dāng)二號離合器17斷開且同時三號離合器18亦斷開時所述第二中心同步輪和第三中心同步輪均與接力桿11斷開傳動關(guān)系、當(dāng)二號離合器17接合但同時三號離合器18斷開時由且僅由二號離合器17及第二中心同步輪驅(qū)動接力桿11運轉(zhuǎn)、當(dāng)二號離合器17斷開但同時三號離合器18接合時由且僅由三號離合器18及第三中心同步輪驅(qū)動接力桿11運轉(zhuǎn)；由第一中心同步輪的齒數(shù)與一號同步輪的齒數(shù)之比獲得第一速比、由二號同步輪的齒數(shù)與第二中心同步輪的齒數(shù)之比獲得第二速比、由三號同步輪的齒數(shù)與第三中心同步輪的齒數(shù)之比獲得第三速比，所述的第一速比與第二速比的乘積其數(shù)值大于一、所述的第一速比與第三速比的乘積其數(shù)值小于一。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有的突出優(yōu)點是：采用齒差驅(qū)動原理并結(jié)合螺母螺桿副實現(xiàn)調(diào)節(jié)螺桿3的軸向位移，籍此可靠地和精準(zhǔn)地實現(xiàn)實時在役調(diào)控水泵葉片迎水角度的目的。一方面采用調(diào)節(jié)裝置本體1與承力蓋座4共同定位與夾持調(diào)節(jié)螺母2的結(jié)構(gòu)布局方案，由此大大增強(qiáng)了機(jī)件的支撐剛度并縮短了作用力的傳遞路徑，有效地提高了調(diào)節(jié)裝置抵抗水泵抬軸沖擊的能力；另一方面徹底免除掉傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置的專用調(diào)節(jié)電機(jī)，并采用多合一式的中央布局離合器結(jié)構(gòu)布局方案，由此大幅度簡化了調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)布局的復(fù)雜度，既降低了裝置的制作成本又提高了裝置的工作可靠性，同時還降低了裝置的總體高度并縮減了裝置的徑向尺寸，為實現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置的緊湊設(shè)計創(chuàng)造了十分有利的條件。

上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例之一，并非依此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故：凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的各種等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。