具有中心線安裝型位移探頭的旋轉(zhuǎn)油接頭、用于測量可變螺距軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位 ...的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實施例大體上涉及可變螺距軸流風(fēng)機(jī)，并且更加具體地，涉及包括用于測量可變螺距軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位移的中心線安裝型位移探頭的旋轉(zhuǎn)油接頭。
[0002]相關(guān)技術(shù)
[0003]已知軸流風(fēng)機(jī)包括實現(xiàn)對單個風(fēng)機(jī)葉片的螺距進(jìn)行外部調(diào)整的布置。這種“可變螺距”風(fēng)機(jī)有利于對通過風(fēng)機(jī)的氣流/煙氣流進(jìn)行控制，從而使系統(tǒng)設(shè)計者能夠在最小化由不可調(diào)整風(fēng)機(jī)引起的損耗的同時滿足各種各樣的操作要求。
[0004]可變螺距風(fēng)機(jī)通常包括單個風(fēng)機(jī)葉片經(jīng)由樞軸組件聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)扇轂的布置。可以通過與扇轂和葉片一起旋轉(zhuǎn)的液壓致動機(jī)構(gòu)來實行對葉片螺距的調(diào)整。液壓致動機(jī)構(gòu)的至少一部分也可以在風(fēng)機(jī)主體內(nèi)縱向移動。致動機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)部聯(lián)接至樞軸組件，該樞軸組件將致動機(jī)構(gòu)的軸向位移轉(zhuǎn)換為單個葉片的旋轉(zhuǎn)移動。
[0005]眾所周知，軸流風(fēng)機(jī)的葉片的螺距對應(yīng)于液壓致動機(jī)構(gòu)的具體位置。通常，在風(fēng)機(jī)組件外部，通過使用機(jī)械位置指示器對該位置進(jìn)行測量。用于測量該位移的慣用方法是將監(jiān)測器放置在轉(zhuǎn)子外部并且測量相對于定子(靜態(tài)部件)的位移。這種安裝位置在外部的監(jiān)測器存在包括高機(jī)械滯后的問題，使得機(jī)械系統(tǒng)不穩(wěn)定。這是由于所采用的復(fù)雜機(jī)械聯(lián)接系統(tǒng)所致。因此，這些系統(tǒng)需要大量的維護(hù)以確保適當(dāng)?shù)拈L期操作。
[0006]鑒于以上情況，需要一種改進(jìn)型系統(tǒng)以在操作期間提供對風(fēng)機(jī)葉片螺距的準(zhǔn)確確定和控制。這種系統(tǒng)應(yīng)該以最小的調(diào)整和修護(hù)實現(xiàn)長期操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上面所提及的在本領(lǐng)域的當(dāng)前狀態(tài)下的不足，公開了一種系統(tǒng)和方法，其用于監(jiān)測用于致動/調(diào)整可變螺距風(fēng)機(jī)的葉片螺距的液壓缸位置的位置，以實現(xiàn)對在飛行中的風(fēng)機(jī)葉片位置的監(jiān)測。該系統(tǒng)和方法包括旋轉(zhuǎn)油接頭，該旋轉(zhuǎn)油接頭包含沿風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心線安裝的位移探頭。在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)油接頭包括偏離中心的油道，該油道用于在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子之間送油。位移探頭穿設(shè)安裝在旋轉(zhuǎn)油接頭的中心。探頭延伸通過液壓油(即，探頭受限于加壓油)進(jìn)入用于測量風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向位移的液壓缸中。雖然油接頭與液壓缸一起旋轉(zhuǎn)，但位移探頭是靜態(tài)的并且固定至靜態(tài)的油接頭凸緣。探頭容置在形成在液壓缸活塞中的計量倉中，從而使液壓缸活塞繞靜態(tài)探頭旋轉(zhuǎn)。探頭感測液壓缸的位置，并且向監(jiān)測單元發(fā)送信號，該監(jiān)測單元對信號進(jìn)行解碼并且將其轉(zhuǎn)換為對風(fēng)機(jī)葉片螺距的確定結(jié)果。
[0008]公開了一種用于軸流式風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)油接頭。所述接頭可以包括殼體和可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至所述殼體的內(nèi)部元件。所述內(nèi)部元件可以包括縱向孔。所述接頭還可以包括中心探頭，其中，所述中心探頭的一部分可以設(shè)置在所述縱向孔中。所述縱向孔可以沿所述旋轉(zhuǎn)油接頭的中心軸對齊。所述中心探頭可以配置為經(jīng)由感應(yīng)式感測對繞所述中心探頭的遠(yuǎn)端部設(shè)置的活塞元件的軸向位置進(jìn)行感測。
[0009]公開了一種用于測量可變螺距軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位移的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括具有多個可調(diào)螺距風(fēng)機(jī)葉片的扇轂。所述系統(tǒng)還可以包括連接至所述扇轂、活塞以及旋轉(zhuǎn)油接頭的液壓缸。所述活塞可以設(shè)置在所述液壓缸內(nèi)，并且可以聯(lián)接至活塞軸。所述活塞可以相對于所述扇轂軸向移動。所述活塞軸可以聯(lián)接至致動組件，所述致動組件用于響應(yīng)于所述活塞的軸向移動而調(diào)整所述多個可調(diào)螺距風(fēng)機(jī)葉片的所述螺距。所述旋轉(zhuǎn)油接頭具有殼體和內(nèi)部元件。所述內(nèi)部元件可以聯(lián)接至液壓缸，從而使所述缸和所述扇轂的旋轉(zhuǎn)弓I起所述內(nèi)部元件的旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)油接頭可以進(jìn)一步包括靜態(tài)殼體和固定至所述靜態(tài)殼體的中心探頭。所述中心探頭可以延伸通過在所述內(nèi)部元件、所述液壓缸以及所述活塞中的相應(yīng)開口。所述中心探頭可以配置為感測所述活塞的軸向位置并且生成表示所述軸向位置的信號。
[0010]公開了一種用于測量可變螺距軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位移的方法。所述方法包括:在監(jiān)測系統(tǒng)處從安裝在旋轉(zhuǎn)油接頭中的中心探頭接收信號，所述信號表示繞所述中心探頭設(shè)置的活塞的軸心位置；以及在所述監(jiān)測系統(tǒng)處確定多個風(fēng)機(jī)葉片的螺距。所述多個風(fēng)機(jī)葉片的所述螺距可以與所述活塞的所述軸向位置有關(guān)。所述中心探頭可以沿所述可變螺距軸向風(fēng)機(jī)的中心軸安裝。
【附圖說明】
[0011]附圖圖示了所公開方法的優(yōu)選實施例，這些實施例是到目前為止為了實際應(yīng)用本方法的原理而設(shè)計的，在附圖中:
[0012]圖1是風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的示例性扇轂部分的等距視圖；
[0013]圖2是圖1的扇轂部分的前端視圖；
[0014]圖3是圖1的扇轂部分沿線3-3的橫截面圖；
[0015]圖4是用于與圖1的扇轂部分一起使用的示例性旋轉(zhuǎn)油接頭和位移測量布置的細(xì)節(jié)圖；
[0016]圖5是用于與圖4的系統(tǒng)一起使用的油接頭和位移測量布置的另一細(xì)節(jié)圖；
[0017]圖6是用于與圖1的扇轂部分一起使用的控制和監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖；以及
[0018]圖7是圖示了所公開方法的示例性實施例的示例性邏輯流程
【具體實施方式】
[0019]圖1是用于與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)一起使用的扇轂14部分的等距視圖?？梢姡容?4 一般為球形，并且包括繞其外周長設(shè)置的用于接收多個可調(diào)螺距風(fēng)機(jī)葉片16和葉片軸承18的多個開口 17。
[0020]圖2是圖1所示的扇轂14的端視圖。為清楚起見，扇轂14圖示為具有單個葉片
16。扇轂14可以具有前花盤20，液壓缸22和油接頭24聯(lián)接至前花盤20。圖3示出了扇轂14、風(fēng)機(jī)葉片16、葉片軸承18以及扇轂花盤20的布置。如所設(shè)置的，扇轂14在箭頭“A”的方向上繞軸線C-C旋轉(zhuǎn)。風(fēng)機(jī)葉片16可在箭頭“B”的方向上旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)如所描述的螺距調(diào)整。雖然示出了單個風(fēng)機(jī)葉片16和葉片軸承18，但要了解，繞扇轂14設(shè)置的多個開口17配置為接收附加的風(fēng)機(jī)葉片和葉片軸承單元16、18。
[0021]液壓缸22可以經(jīng)由緊固件28聯(lián)接至扇轂14的花盤20，并且由此配置為與扇轂14 一起在箭頭“A”的方向上旋轉(zhuǎn)。液壓活塞30可以設(shè)置在液壓缸22的液壓內(nèi)部32內(nèi)，從而使活塞30可沿箭頭“C”的方向(在一個實施例中，是沿軸線C-C)在缸內(nèi)軸向移動。如要了解的，可以通過選擇向活塞30的第一側(cè)或者第二側(cè)34、36施加流體壓力，來完成液壓活塞30在缸22內(nèi)的軸向移動。在一個實施例中，流體為油，并且向第一內(nèi)部32a施加流體壓力以使活塞30朝扇轂14移動。作為替代實施方式，為了使活塞30移動遠(yuǎn)離扇轂14，可以向液壓缸22的第二內(nèi)部32b施加流體壓力。
[0022]活塞30可以相對于缸22可旋轉(zhuǎn)地固定，從而使活塞30與缸22和扇轂14 一起旋轉(zhuǎn)?；钊?0可以聯(lián)接至活塞軸38，該活塞軸38可滑動地容置穿過在液壓缸的端板40和扇轂14中的相應(yīng)開口。可以在活塞軸38與在缸端板40和扇轂14中的開口之間設(shè)置適當(dāng)?shù)拿芊?，以防止流體從液壓缸22流出。
[0023]液壓活塞30的遠(yuǎn)端42可以聯(lián)接至致動組件44，該致動組件44用于按照常規(guī)的方式將活塞的軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)換為在風(fēng)機(jī)葉片16和葉片軸承18中的旋轉(zhuǎn)移動。這樣設(shè)置，通過仔細(xì)地在活塞30的第一側(cè)或者第二側(cè)34、36上施加流體壓力，可以對風(fēng)機(jī)葉片螺距進(jìn)行調(diào)整。
[0024]為了向液壓缸22提供致動流體源，可以將油接頭24聯(lián)接至液壓缸22的端板46。油接頭24可以包括第一進(jìn)油口和第二進(jìn)油口 48、50和聯(lián)接至接頭24的殼體部分54的出油口 52。殼體部分54可以是靜態(tài)的，并且由此不與缸22、活塞30以及扇轂14 一起旋轉(zhuǎn)。同樣地，進(jìn)油口、出油口以及殼體部分也是靜態(tài)的。雖然未示出，但進(jìn)油口和出油口可以聯(lián)接至流體控制環(huán)，該流體控制環(huán)用于控制施加至液壓缸22的第一內(nèi)部和第二內(nèi)部32a、32b的流體。
[0025]油接頭可以執(zhí)行多種功能，包括輸送加壓油以促進(jìn)葉片螺距改變。另外，在活塞30中的小孔(未示出)實現(xiàn)了油的低壓流動通過液壓缸22和油接頭24進(jìn)行循環(huán)，以確保在不需要調(diào)節(jié)的周期以及在系統(tǒng)中不會發(fā)生天然油交換的周期中從油接頭和缸移除變質(zhì)的油。這些功能都確保了油接頭軸承的潤滑。
[0026]油接頭24還可以包括聯(lián)接至液壓缸22的端板46的內(nèi)部元件56。同樣地，該內(nèi)部元件56與缸22、活塞30和扇轂14 一起旋轉(zhuǎn)。內(nèi)部元件56經(jīng)由第一軸承組和第二軸承組58、60可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)油接頭24的殼體部分54，從而使內(nèi)部元件56可以相對于靜態(tài)的殼體部分54自由地旋轉(zhuǎn)。中心探頭62可以在第一端64處聯(lián)接至油接頭24的前凸緣66。中心探頭62可以延伸通過在內(nèi)部元件56中的鉆孔68，通過在液壓缸22的端板46中的開口，通過在液壓活塞30中的鉆孔，然后進(jìn)入在活塞軸38中的鉆孔70。這樣設(shè)置，液壓活塞30可以相對于探頭62沿軸線C-C軸向循環(huán)?；钊?0還可以相對于探頭旋轉(zhuǎn)。在探頭62的第一端64處設(shè)置有連通鏈路72，其用于向監(jiān)測系統(tǒng)(見圖6)提供位置反饋信號。
[0027]參照圖4，更詳細(xì)地不出了油接頭24和中心探頭62?？梢?，中.?ι、探頭62的弟一?而64固定至油接頭24的前凸緣66，從而相對于接頭的殼體部分54軸向地并且旋轉(zhuǎn)地固定。如之前所提及的，液壓活塞30可相對于液壓缸22(并且由此相對于接頭和探頭)軸向移動。液壓活塞22還與扇轂14 一起旋轉(zhuǎn)。中心探頭62的遠(yuǎn)端74容置在活塞軸38的鉆孔70內(nèi)。在軸流風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的操作中，中心探頭62保持固定，而活塞軸38相對于探頭旋轉(zhuǎn)并且軸向循環(huán)。
[0028]在一個實施例中，中心探頭62是裝在鋁制殼體中的感應(yīng)式感測探頭，該感應(yīng)式感測探頭生成表示旋轉(zhuǎn)活塞30沿著探頭的長度的位置的信號。使用感