專利名稱:用于離心泵瞬時啟動的動力裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種瞬時旋轉驅動裝置,特別是通過蓄能盤與靜態離合器的旋轉蓄能以及 動態離合器的瞬時接合,實現離心泵葉輪快速啟動的瞬態工作條件的動力裝置。
背景技術:
離心泵廣泛應用于生產生活的各個領域,隨著科技發展和工程應用的不斷進步,離心 泵啟動過程的瞬態性能逐漸成為人們關注的焦點之一例如利用離心泵快速啟動可實現水 下武器發射,大功率泵站在啟動時會產生瞬時壓力沖擊或過大負載,可能引起設備或電網 的沖擊破壞,因此研究和探索離心泵等水力旋轉機械啟動過程的瞬態特性是亟需解決的一 個實際問題。
對離心泵啟動進行模型試驗是研究泵啟動過程最直接的手段,為實現離心泵的快速啟 動,需要可實現離心泵快速啟動的動力裝置。而現有的動力裝置往往并不是專門針對啟動 過程而設計的。若直接采用電機作為動力源,當啟動功率大于7.5千瓦時,需要采用降壓 啟動,否則會引起過大的負載和瞬時電流,影響電機的使用壽命甚至燒毀電機;利用汽輪 機直接帶動葉輪可以實現輸出端的快速啟動,但由于汽輪機采用高壓氣源驅動,無法實現 穩態工況的測試,通用性較差。
因此如何設計一種適用于離心泵等水力旋轉機械穩態和快速啟動的通用動力裝置,是 亟需解決的一個實際問題。
發明內容
本發明的目的是為同時具有穩定驅動和快速啟動要求的場合,提供一種可行的通用動 力裝置,為實現發明目的,本發明通過以下技術方案實現 為實現發明目的,本發明通過以下技術方案實現的
提供一種用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,包括依次連接的變頻電機、鏈式聯軸器和 驅動軸,所述驅動軸通過一對軸承支撐于軸承座上,驅動軸的另一端裝有由半聯軸器與動 態離合器從動端相接合所組成的瞬時接合裝置;驅動軸上還套裝有至少一組由蓄能盤與靜 態離合器從動端相接合所組成的蓄能裝置,其中蓄能盤通過軸承支撐于驅動軸上,靜態離 合器通過離合器固定環固定于驅動軸上。作為一種改進,所述靜態離合器為牙嵌式電磁離合器。
作為一種改進,所述動態離合器為摩擦片式電磁離合器或磁粉式離合器其中任意一種。
作為一種改進,所述的變頻電機、靜態離合器和動態離合器均通過信號線連接至變頻 控制器,并由變頻控制器統一控制。
作為一種改進,半聯軸器依次通過轉速轉矩測量儀和彈性聯軸器與離心泵葉輪軸相連, 可測試瞬時轉速和轉矩。
本發明的有益效果在于,本發明不僅可實現帶動離心泵葉輪軸穩定旋轉工作的基本功 能,特別的是,可以完成變頻電機直接啟動和變轉速過程、不同蓄能盤蓄能快速啟動等多 種瞬態工況的驅動任務;將本裝置裝于需要測試啟動過程瞬時轉速和功率的設備上,還可 以實現啟動瞬時的測功測速功能。
該裝置在模擬離心泵等旋轉機械的啟動過程上具有很好的通用性,可彌補現有動力裝 置的不足。
圖1是用于離心泵瞬時啟動的動力裝置示意圖
圖中附圖標記為變頻電機l,鏈式聯軸器2,軸承側蓋3,軸承上蓋4,軸承5,靜態 離合器6,驅動軸7,摩擦片式電磁離合器8,半聯軸器9,轉速轉矩測量儀IO,彈性聯軸 器ll,離心泵12,轉速轉矩測量儀支座13,軸承14,軸承底座15,小蓄能盤16,離合器 固定環17,軸套18,大蓄能盤19,軸承20,電機座21。
具體實施例方式
本發明中用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,包括依次連接的變頻電機l、鏈式聯軸器2 和驅動軸7,所述驅動軸7通過軸承5、 14支撐于軸承座上,軸承座由具有兩個軸承孔的軸 承底座15、軸承側蓋3和軸承上蓋4組成,方便驅動軸的拆裝;驅動軸7的另一端裝有由 半聯軸器9與動態離合器8從動端相接合所組成的瞬時接合裝置;驅動軸7上安裝大蓄能 盤19和小蓄能盤16,每個蓄能盤各通過一對軸承20支撐于驅動軸7上,并分別與一個靜 態離合器6從動端相接合。靜態離合器6通過離合器固定環17固定于驅動軸7上,分別控 制靜態離合器6主動與從動端的咬合和脫開,可實現大蓄能盤19、小蓄能盤16與驅動軸7 的同步或異步旋轉。半聯軸器9依次通過轉速轉矩測量儀10和彈性聯軸器11與離心泵葉 輪軸相連,可測試瞬時轉速和轉矩。變頻電機l、靜態離合器6和動態離合器8均通過信號 線連接至變頻控制器,并由變頻控制器統一控制。
本實施例中是含大小兩個蓄能盤的蓄能驅動裝置,還可通過設計長短不同的驅動軸7 實現安裝單個或兩個以上蓄能盤的蓄能驅動裝置,并可以通過選擇安裝大小和密度不同的蓄能盤以改變該機構蓄能或負載的大小。
為驅動輸出端快速啟動,本發明中所述的動態離合器8可以為摩擦片式電磁離合器或 磁粉式離合器,靜態離合器6可選擇牙嵌式電磁離合器。
動力裝置的操作模式-
利用本發明中的裝置可實現穩態旋轉工況以及電機直連啟動和蓄能旋轉快速啟動等瞬 態工況。
穩態工況接通動態離合器8,穩態工況下即可以斷開也可以咬合靜態離合器6,通過 變頻控制器設置變頻電機1的轉速,啟動變頻電機1即可實現穩態工況驅動。
變頻電機直連啟動工況接通動態離合器8,該工況下即可以斷開也可以咬合靜態離合 器6,通過變頻控制器設置變頻電機1的轉速和啟動時間,啟動變頻電機1即可實現電機直 連啟動。
蓄能旋轉快速啟動工況接通主電源,斷開動態離合器8,即動態離合器8的主動與從 動端為脫開狀態。接通靜態離合器6,即將大蓄能盤19、小蓄能盤16與驅動軸7同步。通 過變頻控制器設定轉速值后,啟動變頻電機l,此時為變頻電機l、驅動軸7、大蓄能盤19 和小蓄能盤16的同步旋轉蓄能階段。待旋轉穩定后,接通動態離合器8,使其主動端和從 動端的摩擦盤瞬時接合,即可實現蓄能裝置帶動輸出軸的快速啟動過程。通過選擇不同的 蓄能盤可以實現多種蓄能啟動組合。
需要注意的是,在操作過程中,靜態離合器6必須在蓄能盤和驅動軸7均靜止時咬合 或放開,不可在驅動軸7與蓄能盤相對旋轉時接合靜態離合器6,否則將發生齒間撞擊,擊 碎靜態離合器6的后果。
為測試啟動瞬時輸出轉速和轉矩,半聯軸器依次通過轉速轉矩測量儀和聯軸器與輸出 軸相接。
動態離合器選用DLK1-40型的摩擦片式電磁離合器時,瞬時接合裝置最短接合時間約 為0. 35 s。為防止零件松動飛出引起事故,在大蓄能盤19和小蓄能盤16周圍區域安裝保 護罩,保證人員安全。
應該理解到的是上述實施方式只是對本發明的說明,而不是對本發明的限制,任何 不超出本發明精神范圍內的發明創造,均落入本發明的保護范圍之中。
權利要求
1、一種用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,包括依次連接的變頻電機、鏈式聯軸器和驅動軸,其特征在于,所述驅動軸通過一對軸承支撐于軸承座上,驅動軸的另一端裝有由半聯軸器與動態離合器從動端相接合所組成的瞬時接合裝置;驅動軸上還套裝有至少一組由蓄能盤與靜態離合器從動端相接合所組成的蓄能裝置,其中蓄能盤通過軸承支撐于驅動軸上,靜態離合器通過離合器固定環固定于驅動軸上。
2、 根據權利要求l所述的用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,其特征在于,所述靜態離 合器為牙嵌式電磁離合器。
3、 根據權利要求l所述的用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,其特征在于,所述動態離 合器為摩擦片式電磁離合器或磁粉式離合器其中任意一種。
4、 根據權利要求1至3所述的任意一種用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,其特征在于, 所述的變頻電機、靜態離合器和動態離合器均通過信號線連接至變頻控制器。
5、 根據權利要求1至3所述的任意一種用于離心泵瞬時啟動的動力裝置,其特征在于,半聯軸器依次通3iftit^測量儀和彈性聯軸器與離心泵葉輪軸相連。
全文摘要
本發明涉及瞬時旋轉驅動裝置,旨在提供一種實現離心泵葉輪快速啟動的瞬態工作條件的動力裝置。該裝置,包括依次連接的變頻電機、鏈式聯軸器和驅動軸,所述驅動軸通過一對軸承支撐于軸承座上,驅動軸的另一端裝有由半聯軸器與動態離合器從動端相接合所組成的瞬時接合裝置;驅動軸上還套裝有至少一組由蓄能盤與靜態離合器從動端相接合所組成的蓄能裝置,其中蓄能盤通過軸承支撐于驅動軸上,靜態離合器通過離合器固定環固定于驅動軸上。本發明可實現帶動離心泵葉輪軸穩定旋轉工作的基本功能,完成變頻電機直接啟動和變轉速過程、不同蓄能盤蓄能快速啟動等多種瞬態工況的驅動任務;將本裝置裝于需要測試設備上,還可以實現啟動瞬時的測功測速功能。
文檔編號F04D29/00GK101649843SQ200910102000
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者吳大轉, 戴維平, 李志峰, 磊 焦, 王樂勤 申請人:浙江大學