專利名稱：雙動力礦用氣動潛水泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣動水泵領域，特別是涉及一種雙動力礦用氣動潛水泵。
背景技術：
煤礦用葉片式氣動潛水泵標準中整機效率僅只有299^48%。礦用氣動(風動)水泵有一個顯著特點，由于泵的可移動性，一臺泵常在多種場合使用，運行條件極其復雜，實際運行工況點經常變化，其中包括壓縮空氣管路中的壓力、流量變化；且出水排出管路沒有流量調節閥，只說明礦用風泵都處于大流量工況下運行，而實際揚程大多數達不到用戶要求，目前還只能解決作業面工作現場排水需求。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種雙動力礦用氣動潛水泵，能夠經過兩種能量轉換裝置，使氣動水泵能在高揚程、大流量工況下運行，且水泵性能曲線平坦，效率提高I倍。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種雙動力礦用氣動潛水泵，包括馬達、水泵，所述馬達與水泵之間設有一變轉速傳動裝置，所述馬達與變轉速傳動裝置之間形成一馬達密封腔，所述水泵與變速傳動裝置之間形成一輸出端密封腔，所述馬達密封腔與輸出端密封腔之間形成一變速密封腔，所述馬達的輸出軸與所述變轉速傳動裝置的輸入軸連接，所述變轉速傳動裝置的輸出軸與水泵的動力軸連接。在本發明一個較佳實施例中，所述變轉速傳動裝置為一閉式行星減速傳動裝置，其包括行星架，所述行星架上設有一太陽輪、多個行星輪，各行星輪內側與太陽輪嚙合連接，各行星齒輪外圍與一內齒圈嚙合連接。在本發明一個較佳實施例中，所述馬達為渦輪式氣動馬達，所述渦輪式氣動馬達包括渦輪輸出軸、設于所述渦輪輸出軸上的渦輪，所述太陽輪位于所述渦輪輸出軸一端，并與所述渦輪輸出軸形成一體結構，所述動力軸與所述行星架一體設置，所述動力軸輸出端設有葉輪片。在本發明一個較佳實施例中，所述渦輪輸出軸上分別設有渦輪輸出軸上軸承與渦輪輸出軸下軸承。在本發明一個較佳實施例中，所述馬達為容積葉片式氣動馬達，其包括葉片式轉子軸，所述葉片式轉子軸輸出端與所述太陽輪連接，所述動力軸與所述行星架一體設置，所述動力軸輸出端設有葉輪片。在本發明一個較佳實施例中，所述馬達為容積齒輪式氣動馬達，其包括齒輪式轉子軸，所述齒輪式轉子軸輸出端與所述太陽輪連接，所述動力軸與所述行星架一體設置，所述動力軸輸出端設有葉輪片。在本發明一個較佳實施例中，所述齒輪式轉子軸或葉片式轉子軸上均設有轉子軸上軸承與轉子軸下軸承。
在本發明一個較佳實施例中，所述行星架上分別設有行星架上軸承與行星架下軸承。在本發明一個較佳實施例中，所述行星輪上設有行星輪支柱。在本發明一個較佳實施例中，所述馬達密封腔、輸出端密封腔與變速密封腔之間分別由輸入端密封系統和輸出端密封系統隔離，所述輸入端密封系統包括設于馬達與變轉速傳動裝置之間的多個0型密封圈，所述輸出端密封系統包括設于變轉速傳動裝置與水泵之間的雙骨架密封組合。本發明的有益效果是本發明雙動力礦用氣動潛水泵適應性強，在兩大類氣動馬達與水泵之間均可匹配減速和增速裝置來設計雙動力氣動潛水泵，能徹底解決對易燃易爆潮濕等惡劣工況中，達到大流量、高揚程排水用泵要求；
雙動力傳動轉矩大，抗沖擊性能高，機械效率高，起動靈活，在低氣壓起動即能排水，水泵性能曲線平坦，能在大流量、高揚程要求下運行；
無論匹配減速和增速裝置均能直聯柔性傳動，達到外形體積小巧、結構緊湊，具有一體美觀性、實用性；
核心受力部位、抗沖擊部位、易損壞部件(如軸、齒輪等)均采用高強度材料加工，并進行熱處理或調質處理，嚴格按高精度要求、高標準裝配要求來保證產品質量和整機性能達標；
整機分隔為三個密封腔，輸入端密封系統和輸出端密封系統隔離，密封性能可靠，確保能潛入水下工作；
配套適應性好，組裝聯接性可靠，更換極少零部件，即能適應用戶需求整體外觀協調一致。
圖1是本發明雙動力礦用氣動潛水泵一較佳實施例的結構示意 圖2是本發明雙動力礦用氣動潛水泵另一較佳實施例的結構示意 圖3是圖1所示的雙動力礦用氣動潛水泵中變轉速傳動裝置的結構示意 圖4是現有渦輪式氣動潛水泵的性能曲線 圖5是本發明的雙動力礦用氣動潛水泵的性能曲線 附圖中各部件的標記如下1、馬達，2、水泵，3、變轉速傳動裝置，4、0型密封圈，5、雙骨架密封組合，6、行星架，7、太陽輪，8、行星輪，9、內齒圈，10、渦輪輸出軸，11、渦輪，12、渦輪輸出軸上軸承，13、渦輪輸出軸下軸承，14、動力軸，15、葉輪片，16、葉片式轉子軸，17、轉子軸上軸承，18、轉子軸下軸承，19、行星架上軸承,20、行星架下軸承。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1-圖3，本發明實施例包括
一種雙動力礦用氣動潛水泵，包括馬達I、水泵2，所述馬達I與水泵2之間設有一變轉速傳動裝置3，所述馬達I與變轉速傳動裝置3之間形成一馬達密封腔，所述水泵2與變速傳動裝置之間形成一輸出端密封腔，所述馬達密封腔與輸出端密封腔之間形成一變速密封腔。所述馬達密封腔、輸出端密封腔與變速密封腔之間分別由輸入端密封系統和輸出端密封系統隔離，所述輸入端密封系統包括設于馬達I與變轉速傳動裝置3之間的多個0型密封圈4，所述輸出端密封系統包括設于變轉速傳動裝置3與水泵2之間的雙骨架密封組
口 O O每個腔既能保持獨立性，又能服從整機協調工作。這種密封系統和傳動系統交叉設計，合理組合，一體式布置就構成了雙動力氣動潛水泵新系統結構，充分體現了它的專配性、簡潔性、可靠性和水泵2配套的互換性。此種積木式設計理念，可加速新產品的系列化生產。考慮到礦井下水中惡劣工況輸入軸兩端軸承采用全封閉式帶級軸承，輸入軸進行高頻熱處理結構緊湊、配合要求高。能滿足支承，承受徑向力、軸向力和沖擊力的需要。所述馬達I的輸出軸與所述變轉速傳動裝置3的輸入軸連接，所述變轉速傳動裝置3的輸出軸與水泵2的動力軸14連接，所述變轉速傳動裝置3為減速裝置或增速裝置。在同等耗氣量前提下使水泵2能在高揚程、大流量工況下運行，以達到節約能源為目的。所述變轉速傳動裝置3為一閉式行星減速傳動裝置，所述閉式行星減速傳動裝置包括單臂式行星架6，所述行星架6上設有一太陽輪7、多個行星輪8，各行星輪8內側與太陽輪7嚙合連接，各行星齒輪外圍與一內齒圈9嚙合連接。行星傳動與普通齒輪傳動比較具有體積小，重量輕，承載能力大，效率高和無脈動、工作平穩等優點。但也可以是其他減速裝置，但外殼設計會打破原設計的一致協調觀念；用來降低轉速和增大轉矩，以滿足匹配需要。本發明的雙動力礦用氣動潛水泵中可以是渦輪式氣動馬達，也可以是容積葉片或齒輪式氣動馬達，馬達I到水泵2葉輪之間根據輸入和輸出轉速要求及礦井下水中惡劣工況的綜合需要，巧妙分配傳動比和精密設計傳動件。減速結構優化為高速級和低速級，同時保證輸入和輸出同心傳動保證了整個傳動結構的小巧。本發明的優選實施例一馬達I為渦輪式氣動馬達，所述渦輪式氣動馬達包括渦輪輸出軸10、設于所述渦輪輸出軸10上的渦輪11，所述渦輪輸出軸10上分別設有渦輪輸出軸上軸承12與渦輪輸出軸下軸承13。所述太陽輪7 —體設置于所述渦輪輸出軸10 —端，所述水泵2包括動力軸14，所述動力軸14與所述行星架6 —體設置，所述動力軸14輸出端設有葉輪片15。渦輪輸出軸10即為變轉速傳動裝置3的輸入軸，變轉速傳動裝置3的輸出軸即為水泵2的動力軸14，渦輪輸出軸10到動力軸14之間，中間無聯軸器，無過渡性法蘭，無不對稱性，結構緊湊、傳動簡潔，布局合理；如使用其他減速裝置結構，就有不對稱性，外形結構大，缺乏緊湊感。動力軸14與行星架6 —體設置，所述行星架6上分別設有行星架上軸承19與行星架下軸承20。行星架6經高頻熱處理具有足夠的抗扭、抗彎和抗沖擊性能的機械強度，設置在軸承座內，有兩只滾動軸承支承，動力軸14輸出端的端蓋中兩只骨架密封圈密封，運轉平穩可靠，如更換泵體與葉輪片15可快速形成系列型號水泵2，是適應客戶需求的一大優勢，更換易損骨架密封件也特別容易，此也是積木式設計理念的一種體現。在實施例一中，是采用直聯柔性傳動，渦輪式氣動馬達支撐點距離近，加上密封可靠，無泄漏，能量利用率高，使動力部分起動快、靈活(在0.1Mpa時就可起動)運轉平穩，轉速更加提增在0. 5Mpa時負載實測轉速可達12000r/min，空載時可達18000r/min。而后通過能量轉換裝置匹配，減速達到最佳技術參數與優化的水泵2結構組合，使之確保滿足氣動水泵能在低耗氣量，大流量，高揚程的工況下運行，提高了效率，節約了能源。本發明的優選實施例二 馬達I為容積葉片式氣動馬達，所述容積葉片式氣動馬達包括葉片式轉子軸16，所述葉片式轉子軸16上設有轉子軸上軸承17與轉子軸下軸承18。所述葉片式轉子軸16輸出端與所述太陽輪7連接，所述水泵2包括動力軸14，所述動力軸14與所述行星架6 —體設置，所述動力軸14輸出端設有葉輪片15。葉片式轉子軸16為變轉速傳動裝置3的輸入軸，變轉速傳動裝置3的輸出軸即為水泵2的動力軸14，葉片式轉子軸16到動力軸14之間，中間無聯軸器，無過渡性法蘭，無不對稱性，結構緊湊、傳動簡潔，布局合理；如使用其他減速裝置結構，就有不對稱性，外形結構大，缺乏緊湊感。動力軸14與行星架6 —體設置，所述行星架6上分別設有行星架上軸承19與行星架下軸承20。行星架6經高頻熱處理具有足夠的抗扭、抗彎和抗沖擊性能的機械強度，設置在軸承座內，有兩只滾動軸承支承，動力軸14輸出端的端蓋中兩只骨架密封圈密封，運轉平穩可靠，如更換泵體與葉輪片15可快速形成系列型號水泵2，是適應客戶需求的一大優勢，更換易損骨架密封件也特別容易，此也是積木式設計理念的一種體現。在實施例二中，是采用直聯柔性傳動，容積葉片式氣動馬達支撐點距離近，加上密封可靠，無泄漏，能量利用率高，使動力部分起動快、靈活(在0.1Mpa時就可起動)運轉平穩，轉速更加提增在0. 5Mpa時負載實測轉速可達12000r/min，空載時可達18000r/min。而后通過能量轉換裝置匹配，減速達到最佳技術參數與優化的水泵2結構組合，使之確保滿足水泵2能在低耗氣量，大流量，高揚程的工況下運行，提高了效率，節約了能源。本發明的優選實施例三馬達I為容積齒輪式氣動馬達，所述容積齒輪式氣動馬達包括齒輪式轉子軸，所述齒輪式轉子軸上設有轉子軸上軸承17與轉子軸下軸承18。所述齒輪式轉子軸輸出端與所述太陽輪7連接，所述水泵2包括動力軸14，所述動力軸14與所述行星架6 —體設置，所述動力軸14輸出端設有葉輪片15。齒輪式轉子軸為變轉速傳動裝置3的輸入軸，變轉速傳動裝置3的輸出軸即為水泵2的動力軸14，齒輪式轉子軸到動力軸14之間，中間無聯軸器，無過渡性法蘭，無不對稱性，結構緊湊、傳動簡潔，布局合理；如使用其他減速裝置結構，就有不對稱性，外形結構大，缺乏緊湊感。動力軸14與行星架6 —體設置，所述行星架6上分別設有行星架上軸承19與行星架下軸承20。行星架6經高頻熱處理具有足夠的抗扭、抗彎和抗沖擊性能的機械強度，設置在軸承座內，有兩只滾動軸承支承，動力軸14輸出端的端蓋中兩只骨架密封圈密封，運轉平穩可靠，如更換泵體與葉輪片15可快速形成系列型號水泵2，是適應客戶需求的一大優勢，更換易損骨架密封件也特別容易，此也是積木式設計理念的一種體現。在實施例三中，是采用直聯柔性傳動，容積齒輪式氣動馬達支撐點距離近，加上密封可靠，無泄漏，能量利用率高，使動力部分起動快、靈活(在0.1Mpa時就可起動)運轉平穩，轉速更加提增在0. 5Mpa時負載實測轉速可達12000r/min，空載時可達18000r/min。而后通過能量轉換裝置匹配，減速達到最佳技術參數與優化的水泵2結構組合，使之確保滿足水泵2能在低耗氣量，大流量，高揚程的工況下運行，提高了效率，節約了能源。請參閱表1，表I是現有的渦輪式氣動潛水泵的在氣壓為0. 4MPa及0. 55MPa下的流量與對應揚程的數據
表1:
權利要求
1.一種雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，包括馬達、水泵，所述馬達與水泵之間設有一變轉速傳動裝置，所述馬達與變轉速傳動裝置之間形成一馬達密封腔，所述水泵與變速傳動裝置之間形成一輸出端密封腔，所述馬達密封腔與輸出端密封腔之間形成一變速密封腔，所述馬達的輸出軸與所述變轉速傳動裝置的輸入軸連接，所述變轉速傳動裝置的輸出軸與水泵的動力軸連接。
2.根據權利要求I所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述變轉速傳動裝置為一閉式行星減速傳動裝置，其包括行星架，所述行星架上設有一太陽輪、多個行星輪，各行星輪內側與太陽輪嚙合連接，各行星齒輪外圍與一內齒圈嚙合連接。
3.根據權利要求2所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述馬達為渦輪式氣動馬達，其包括渦輪輸出軸、設于所述渦輪輸出軸上的渦輪，所述太陽輪位于所述渦輪輸出軸一端，并與所述渦輪輸出軸形成一體結構，所述動力軸與所述行星架一體設置，所述動力軸輸出端設有葉輪片。
4.根據權利要求3所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述渦輪輸出軸上分別設有渦輪輸出軸上軸承與渦輪輸出軸下軸承。
5.根據權利要求2所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述馬達為容積葉片式氣動馬達，其包括葉片式轉子軸，所述葉片式轉子軸輸出端與所述太陽輪連接，所述動力軸與所述行星架一體設置，所述動力軸輸出端設有葉輪片。
6.根據權利要求2所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述馬達為容積齒輪式氣動馬達，其包括齒輪式轉子軸，所述齒輪式轉子軸輸出端與所述太陽輪連接，所述動力軸與所述行星架一體設置，所述動力軸輸出端設有葉輪片。
7.根據權利要求5或6所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述馬達的轉子軸上均設有轉子軸上軸承與轉子軸下軸承。
8.根據權利要求2所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述行星架上分別設有行星架上軸承與行星架下軸承。
9.根據權利要求2所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述行星輪上設有行星輪支柱。
10.根據權利要求I所述的雙動力礦用氣動潛水泵，其特征在于，所述馬達密封腔、輸出端密封腔與變速密封腔之間分別由輸入端密封系統和輸出端密封系統隔離，所述輸入端密封系統包括設于馬達與變轉速傳動裝置之間的多個O型密封圈，所述輸出端密封系統包括設于變轉速傳動裝置與水泵之間的雙骨架密封組合。
全文摘要
本發明公開了一種雙動力礦用氣動潛水泵，馬達與變轉速傳動裝置之間形成一馬達密封腔，水泵與變速傳動裝置之間形成一輸出端密封腔，馬達密封腔與輸出端密封腔之間形成一變速密封腔，所述馬達的輸出軸為所述變轉速傳動裝置的輸入軸，所述變轉速傳動裝置的輸出軸為水泵的動力軸。通過上述方式，本發明適應性強，在兩大類氣動馬達與水泵之間均可匹配減速和增速裝置來設計雙動力氣動潛水泵，能徹底解決對易燃易爆潮濕等惡劣工況中，達到大流量、高揚程排水用泵要求，雙動力傳動轉矩大，抗沖擊性能高，機械效率高，起動靈活，在低氣壓起動即能排水，水泵性能曲線平坦，能在大流量、高揚程要求下運行。
文檔編號F16H1/32GK102979735SQ201210465549
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者竇楠, 竇敏江 申請人:常州竇氏氣動機械有限公司