动叶调节轴流风机动调机构详解

目前在市场上比较常见的动叶调节轴流风机厂商有：豪顿华工程公司、沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、
成都电力设备总厂；豪顿华工程公司和沈阳鼓风机厂是使用同一种调节技术，其技术主要是来自丹麦，且
目前的专利是属于英国豪顿公司，上海鼓风机厂的技术主要是来自德国TLT公司，成都电力设备总厂的技
术主要是来自德国KKK公司，三种形式的调节机构都有各自的特点和优缺点，下面详细介绍三种调节形式
的油路走向以及调节原理。

豪顿华、沈鼓液压调节机构
（一次风机、送风机液压缸）：
1-拉叉2-旋转油封3-拉叉接头4-限位螺栓5-调节阀阀芯6-调节臂部7-错油孔8-错油孔9-弹簧10-活塞11-液压缸缸体12-诅油孔13-液压缸连接盘14-调节盘15-滑动衬套16-旋转油封连接螺栓17-端盖18-连接螺栓19-调节阀阀体20-风机机壳21-连接螺栓
（增压风机、引风机液压缸):
此液压缸分为三部分：旋转油封、调节阀芯、主缸体，其功能主要如下：
旋转油封：其作用是将高压油（P）、回油（O）、润滑油（T）引出或引入高速旋转的缸体，由一高速旋
转的轴心和固定不动的壳体在滚动轴承的支撑下组成的，其精度很高，内泄不能太大，长期运行温度不能
超过滚动轴承的承受温度。

国产的旋转油封使用寿命大概在2～3年左右，豪顿进口的旋转油封，其内部有W形弹簧垫片，可以保证旋转油封的轴向串动，此弹簧垫为豪顿专利，目前国内无法生产，只有豪顿公司
可以生产，而且弹簧垫可以提高旋转油封的寿命，故进口的旋转油封价格高于国产旋转油封的10倍以上。

调节阀芯：它是一负遮盖换向阀。

在正常状态下（动叶不动），进油路（P）常开而回油路（O）常闭，润滑油路（T）常开；负遮盖方式使回油路有一很小的开口量，因而有一定的回油量来循环冷却缸体，此开口
量的大小决定了在平衡状态下，液压油的油压；目前国产液压缸，由于加工精度的原因，无法在加工上实
现，所以基本是在加工好液压缸后，通过使用来决定开口的大小，以保证工作油压；而豪顿生产的液压缸，
其加工精度可以实现在机械加工上直接开口，此即为国产缸与进口缸直接的区别，在国产缸的调阀第二道
槽的上边缘有一个小开口，为后期磨出来的，如果大家看到了，不要以为是加工缺陷或者磨损掉的，那个
开口是故意留出来的，进口缸就不存在。

主缸体：主缸体是一个上下腔面积不等的差动缸，送风机、一次风机液压缸上下腔面积比为1：2，引风机、增压风机液压缸上下腔面积比为2：1，其这两种缸的形式不一样，后面会详细解释。

当上下腔同
时进油的时候，由于压力一样，面积不一样，所以大腔收到的力大，膨胀，小腔的油通过诅油孔进入大腔，
加剧了大腔的膨胀，这个时候，大腔为缸腔而小腔为泵功能向大腔供油，但大腔回油的时候，小腔有变为
缸功能，这一特征使得双向运动的时间及对外作用力一致。

液压缸工作原理：
（送风机、一次风机液压缸，特点：活塞固定，缸体动作，叶片的动作是通过缸体的移动来调节的，缺点：
油缸的功率受到轮毂大小和工作油压大小的影响，功率受到限制；优点：相对移动的密封面只有活塞与缸
体内壁、调节阀体和活塞两个地方，泄漏点较少，密封性好。

正常状体（平衡状态）：叶片无调节，此时阀芯的位置使进油口（P）与小腔接通，回油口（O）关闭，但与大腔有个小切口，以保证循环冷却和较低的工作油压。

此时压力油从P口进入小腔，通过诅油孔，进
入大腔，从回油的小切口，通过冷油器后回到油箱中，泄漏及润滑油的通过T口直接回油箱，工作油压的
大小，由回油切口的大小来决定，一般都是在3～4MPa左右。

开启叶片：执行机构带动拉叉（旋转油封、调节阀芯）向左拉，此时P口与小腔接通，O口与大腔接通（全部接口，不是小切口），此时小腔进油，大腔回油，小腔膨胀（活塞是固定的）带动缸体向左移动，
叶片往开方向走，由于阀体和缸体是一体的，缸体的移动也带动阀体的移动，使阀体与阀芯位置回到平衡
时的位置。

关闭叶片：执行机构带动拉叉向右压，此时P口与大、小腔都接通，O口全部关闭（小切口都关闭），此
时大小腔都进油，由于大腔的左右面积大，所以大腔膨胀，带动缸体向右移动，从而叶片往关方向走，缸
体带动阀体向右走，使阀体与阀芯位置回到平衡时的位置。

（风机、引风机液压缸，特点：缸体固定，活塞动作，叶片的动作是通过活塞的移动来调节的，优点：
缸体的大小不受轮毂内径的大小限制，可以把缸体做的较大，油缸的功率不受到轮毂大小和工作油压大小
的影响，功率较大，所以比较适合用在增压风机，引风机等需较大功率的风机上，且采用缸外油循环来解
决高温问题；缺点：相对移动的密封面比较多，有活塞与缸体内壁、调节阀体和缸活塞、活塞与缸体三个
密封面，泄漏概率较大。

）
正常状体（平衡状态）：叶片无调节，此时阀芯的位置使进油口（P）与小腔接通，回油口（O）关闭，但与大腔有个小切口，以保证循环冷却和较低的工作油压。

此时压力油从P口进入小腔，通过诅油孔，进
入大腔，从回油的小切口，通过冷油器后回到油箱中，泄漏及润滑油的通过T口直接回油箱，工作油压的
大小，由回油切口的大小来决定，由于缸体较大，受力面积大，一般都是在2～3MPa左右。

开启叶片：执行机构带动拉叉（旋转油封、调节阀芯）向左拉，此时P口与小腔接通，O口与大腔接通（全部接口，不是小切口），此时小腔进油，大腔回油，小腔膨胀（缸体是固定的）带动活塞向左移动，
叶片往开方向走，由于阀体和活塞是一体的，活塞的移动也带动阀体的移动，使阀体与阀芯位置回到平衡
时的位置。

关闭叶片：执行机构带动拉叉向右压，此时P口与大、小腔都接通，O口全部关闭（小切口都关闭），
此时大小腔都进油，由于大腔的左右面积大，所以大腔膨胀，带动活塞向右移动，从而叶片往关方向走，
活塞带动阀体向右走，使阀体与阀芯位置回到平衡时的位置。

上海鼓风机厂（TLT）液压调节机构
上海鼓风机厂的动调机构是引进德国TLT公司的技术，其技术特点是伺服阀阀体和阀芯不随液压缸转
动，其阀体是固定不动的，通过阀芯的相对移动来切换进回油管路，从而实现液压缸的动作。

与其他调节
机构不同的是，TLT技术的调节过程由调阀移动和负反馈两个过程来实现调节。

液压缸结构：液压缸内的活塞由轴套及活塞轴的凸肩沿轴向定位。

液压缸可以在活塞上左右移动,但活塞不能作轴向移动。

为了防止液压缸左、右移动时，液压油从活塞与液压缸间隙处泄漏,活塞上装有两列带槽密
封圈。

当叶轮旋转时,液压缸同步旋转,活塞由于护罩和活塞轴的旋转带动与叶轮一起作旋转运动。

风机在某工况下稳定工作时,活塞与液压缸无相对运动。

活塞轴中心装有定位轴,当液压缸左、右移动时会带动定位轴一起移动。

控制头等零件是静止不动的。

风机如在某工况下稳定工作时,动叶片也在某一角度下运转。

此时伺服阀将油道C和D的油孔关闭,活塞左右两侧的工作油无进油、回油,动叶片的角度固定不变。

液压缸的工作原理：
在正常状态下，进回油管路均与液压缸切断，活塞位置固定不变。

关闭叶片时,电动头驱动控制盘7逆时针旋转,带动滑块12向右移动。

此时液压缸只随叶轮作旋转运动,定位轴1及与之相连的双面齿条8静止不动。

于是大齿轮10只能以A为支点,推动与之啮合的单面小齿条
13往右移动。

压力油口与兰色油道相通,红色油道与回油口接通,压力油从兰色油道不断进入活塞3右侧的液压油缸内,使液压油缸不断向右移动。

活塞左侧液压油缸内的工作油从红色油道通过回油孔返回油箱。

液
压油缸与叶轮上的每个动叶片的调节杆相连,当液压油缸向右移动时,动叶片的角度减小。

（反馈过程）当液压缸向右移动时,定位轴被带动同时向右移动。

但由于滑块不动,所以齿轮以B为支点,单面齿条向左移动。

这样又使伺服阀将油道兰色与红色油道的油孔关闭,液压油缸随之处在新的平衡位置不
再移动。

而动叶片亦在关小的状态下工作,这就是反馈过程。

在反馈时齿轮带动指示轴旋转,将动叶片关小的角度显示出来。

增大动叶角度时.电动头带动控制轴顺时针旋转,带动滑块向左移动.此时,由于液压缸只随叶轮做旋转运
动,所以定位轴及齿套静止不动.齿轮只能以A为支点,推动与之啮合的单面齿条向左移动,使压力油口与红色油口接通,兰色油口与回油口相连.压力油从红色油道不断进入活塞左侧的液压缸内,液压缸不断向左移动.同时活塞右侧液压缸内的工作油从兰色油道通过回油孔返回油箱,液压缸向左移动,动叶片的角度增大.（反馈过程）当液压缸向左移动时,定位轴也同时向左移动.齿轮以B为支点,齿条向右移动,于是伺服阀又将油道
C和D的油孔关闭,动叶片又在新的角度下稳定工作。

调节原理图：
TLT液压伺服系统的特点：
1﹑液压伺服系统是一个跟踪系统.液压缸的位置(输出)完全跟踪伺服阀口的位置(输入)而运动。

2﹑液压伺服系统是一个力放大系统.推动伺服阀所需要的力很小,只需要几个N,但液压缸克服阻力,完成推
动叶片转动的力则很大,可以达到25巴.推动液压缸的能量由液压泵提供。

3﹑液压伺服系统是一个反馈系统.电动头旋转运动最终变成了齿条的直线运动,使伺服阀油口的缝隙发生变化,液压缸移动.而液压缸运动的结果又使油口缝隙保持原来的比例关系.使液压缸停止运动,这种作用称做
负反馈.因为反馈是由于缸体和阀体的刚性连接而完成的,所以这种反馈又称为刚性负反馈.负反馈的结果总
是输入信号变小以至消除.如果没有这个负反馈,液压缸是无法工作的.
成都电力机械设备厂（KKK）液压调节机构成都电力机械厂根据我国电力工业的迫切需要,上世纪九十年代中期，分别对世界上各大着名的风机制
造商的动调风机技术进行了调研对比，最终选择引进了代表着国际上最先进的动调轴流风机的设计、制造
技术水平的德国KKK公司的AP动调轴流风机专有技术（简称AP风机）。

KKK技术的液压缸是结合了豪顿技术和德国TLT技术的优点，液压缸采用缸体静止，活塞动作的方式，
这样液压缸的面积可以做的很大，不受轮毂内径大小的影响（这点和豪顿的增压引风机液压缸有相似之处），调节阀部分采用了调节阀与旋转油封相结合的设计，结构紧凑，安装的时候只需找正一次，安装方便。

但
因为旋转油封和调节阀的结合设计，导致调节阀处精度较高，特别是密封的地方。

阀芯是跟随液压缸一起
旋转，阀体相对壳体不旋转，只做前后轴向动作，从而使调节阀的设计要求更高。

液压缸工作原理：
在平衡状态下，液压缸左右腔的进油及回油管路都切断，润滑油路开启，液压缸不动作。

当叶片需要开的时候，执行机构使调节阀体向左移动，这时右腔油路与进油口联通，左腔油路与回油
口接通，右腔膨胀，面积变大，由于缸体是固定的，活塞就向左移动，由于阀芯与活塞是一体的，所以阀
芯也向左移动，从而使调节阀阀芯和阀体的位置到平衡位置。

当叶片需要关的时候，执行机构使调节阀体向右移动，这时左腔油路与进油口联通，右腔油路与回油
口接通，左腔膨胀，活塞向右移动，带动阀芯也向右移动，从而使阀芯与阀体回到平衡的位置。

AP系列动叶可调轴流风机与国际知名品牌同类产品相比，调节动叶的工作油采用的压力最低，因而对
于防止泄漏、延长设备使用寿命、提高设备可靠性等问题，创造了更加优越的条件。

用于300MW机组AP 动调的调节油压仅13bar,在目前国际同类产品中是最小的，其他技术的动调的调节油压一般在25bar以上，增压风机调节油压一般为4-8WPa。

原因：1、油缸在轮毂之外随轮毂一起旋转，故可以将油缸体积做大，就可降低油压；液压伺服装置的
旋转密封放于动压头芯轴和外壳处而易解决；
2、独特结构（曲柄力臂短、关节轴承与铁基自润滑滑块、平衡锤结构独特、叶柄与曲柄轴系精巧）
能有效克服动叶关闭力矩和调节力矩，使得控制油压最低。