CN110360109A - 双电机压力泵驱动结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力泵结构，提供了一种结构简单，冷却效果好，运行成本低，节能环保的双电机压力泵驱动结构，解决了现有技术中存在的压力泵驱动结构相对复杂，可靠性差，能耗高，及水冷降温导致运行成本高等技术问题，它包括泵腔及互配啮合连接在泵腔内的两个泵转子，所述泵转子的泵转子轴分别穿过泵腔连接着电机转子的转轴一端，两个电机转子保持同步反向运行，转轴的另一端延伸至电机定子外，且在电机定子外对应的转轴上分别设有风叶。

Description

双电机压力泵驱动结构

技术领域

本发明涉及一种压力泵结构，尤其涉及一种结构简单，使用方便，冷却效果好，节能环保的双电机压力泵驱动结构。

背景技术

压力泵一般包括真空泵和压缩机，两者均是工业领域普遍应用的设备，真空泵的种类很多，其中罗茨真空泵、爪型干式真空泵、螺杆干式真空泵是比较常见的双杆真空泵，其工作原理基本相同，通常是由一个电机通过联轴器连接主动轴上的主动齿轮，主动齿轮再带动从动齿轮，主、从动齿轮为传动比1：1的同步反向的斜齿轮，在主、从动齿轮相互啮合的关系下进行气体输送，实现抽真空的作业。但该结构存在如下问题：1、由于其结构相对复杂，密封部位繁多，因此可靠性差；2、齿轮啮合传动，运行噪音大，能耗高；3、为了保证正常运行，需另外增设水冷系统进行泵体水冷降温，运行成本高。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构简单，冷却效果好，运行成本低，节能环保的双电机压力泵驱动结构，解决了现有技术中存在的压力泵驱动结构相对复杂，可靠性差，能耗高，及水冷降温导致运行成本高等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种双电机压力泵驱动结构，包括泵腔及互配啮合连接在泵腔内的两个泵转子，所述泵转子的泵转子轴分别穿过泵腔连接着电机转子的转轴一端，两个电机转子保持同步反向运行，转轴的另一端延伸至电机定子外，且在电机定子外对应的转轴上分别设有风叶。两个泵转子的泵转子轴穿过泵腔后分别连接着一个电机转子，两个电机转子通过控制芯片控制实现同步反向运行，相对于主、从齿轮啮合的传统结构，结构简单凑合，可靠性好，运行噪音小，功率小、能耗低；又通过在电机定子外的转轴上分别设置风叶，两个风叶，散热效果好，无需另外增设水冷系统，运行成本低。

作为优选，所述泵转子轴同向延伸穿过泵腔连接着电机转子，且两个电机转子位于同一电机定子内。两个电机转子设置在同一个电机定子内，成本低，结构紧凑合理。

作为更优选，所述两个风叶罩装于同一风叶罩壳内。两个风叶可以是离心式或者轴流式，或者一个为离心式、另一个为轴流式，两个风叶位于同一风叶罩壳内，相对于单风叶风冷降温，双风叶可在风叶罩壳内实现紊流效果，进一步强化冷却效果。

作为优选，所述泵转子轴反向延伸穿过泵腔后分别连接着电机转子。当压力泵排量较小时，为了节约制造成本和方便携带，泵体往往相对小巧，结构紧凑，因此为了满足上述要求，两个泵转子轴反向延伸连接电机转子，从而给电机转子的布设安装提供了足够的空间。

作为优选，在所述转轴或泵转子轴上分别设有超薄同步齿轮，两个超薄同步齿轮啮合连接。双电机可实现同步反向运行，但是容易出现位置偏差，通过在转轴或泵转子轴上设置超薄同步齿轮，可在特殊工况下，如开停机、异常断电等泵腔压差变化大，并由压差导致泵转子不同步的情况下，通过同步齿轮使泵转子实时保持同步反向运行，防止压差变化导致的泵转子运行不同步，避免泵转子刮擦和磨损，延长压力泵的使用寿命。

作为更优选，所述超薄同步齿轮的宽度为8至10mm。由于超薄同步齿轮只有在极端情况下发挥作用，因此齿轮只需保持适当的强度即可满足使用要求，因此齿轮使用适当的宽度即可，节约成本，并可使用泵体结构更加紧凑；同时由于超薄同步齿轮位于转轴的外侧端，拆装方便。

作为优选，在所述泵腔内设有温度传感器，温度传感器连接在控制器上并通过控制器控制电机转子的转速。通过设置温度传感器，即可精确检测泵腔内温度，当泵腔内温度超过设定值时自动停机，以避免温升过高导致的泵转子间隙变小，进一步引发泵转子“啮死”等突发状况，确保压力泵安全可靠的运行。

作为优选，在所述泵腔的进气口处设有压力传感器，压力传感器连接在控制器上并通过控制器控制电机转子的转速。通过设置压力传感器，即可通过压力传感器自动检测泵腔的进气口压力，控制器即可根据进气口压力自动调节电机转子的转速，即在进气口压力较大时，适当降低电机转速，进气口压力较小时，适当提高电机转速，从而合理分配电机功率，节约能耗。

作为优选，所述泵腔对应的泵腔本体嵌装在散热罩壳内。泵腔本体与散热罩壳采用分体式结构，即可在保证其强度的同时通过采用不同的材料来强化泵体的散热效果，如泵腔本体为铸铁材质，散热罩壳为铝材，并可根据不同类型和规格的压力泵选择使用不同形状和长度的散热罩壳散热筋，以适应其散热需求；同时采用分体式嵌入结构，可集中嵌入加工后，根据不同规格的压力泵泵腔长度实时剪裁，通用性好，生产效率高。

一种带有双电机压力泵驱动结构的压力泵转速控制方法，包括如下步骤：

1）设定泵腔内的最高极限温度值T，当温度传感器检测温度值超过最高极限温度值T时，控制器控制电机转子停转并启动报警器；

2）设定泵腔进气口压力常态变换值a、b、c，其中a≥b≥c，当进气口压力＞a时，控制器控制电机转子转速为v1；当进气口压力为b时，控制器控制电机转子转速为v2；当进气口压力＜c时，控制器控制电机转子转速为v3；

3）设定泵腔进气口压力突发变换值d，并设定切断电源时间为t1，恢复电源时间为t2，当进气口压力≥d时，在达到t1时间时，控制器控制电机转子断电后维持自转，自转达到t2时间时，控制器重新启动电机转子后执行步骤2）。

设置泵腔极限温度值T，当泵腔达到极限温度值T时，电机转子停转并报警，确保压力泵安全可靠的运行；泵腔进气口压力划分为三个区间，并根据区间值设定电机转速，合理分配电机功率，节约能耗；又设定进气口压力突发变换值d，即在压力变化较大的突发情况下启动自动恢复模式，以应对局部断漏等突发状况，确保压力泵在非常态下自动恢复运行，全程自动化控制，智能化和可靠性高。

作为优选，其中T=180℃；a＞5000Pa、5000 Pa≥b≥10 Pa、c＜10Pa；v1=8至20赫兹、v2=20至80赫兹、v3=30赫兹；d=50000Pa；t1=5秒、t2=10秒。通过设定合理的参数值，使压力泵保持良好的工作状态，使其满足各种工况的需求。

因此，本发明的双电机压力泵驱动结构具有下述优点：

1、双电机驱动，运行可靠性好，能耗低；

2、采用双风叶风冷，冷却效果好，运行成本低；

3、通过在转轴或泵转子轴上设置超薄同步齿轮，可在特殊工况下使泵转子实时保持同步反向运行，避免泵转子刮擦和磨损，延长压力泵的使用寿命，且拆装方便；

4、两个电机分别设置在泵腔的两端，满足了小排量压力泵的整机结构布设需求，使泵体结构更加紧凑合理，节约制造成本；

5、通过设置温度传感器和压力传感器，两者协同控制器智能控制压力泵工作状态，确保压力泵安全可靠运行。

附图说明：

图1是本发明第一种实施方式时的结构示意图；

图2是图1所示的局部剖视图；

图3是本发明中泵腔本体和散热罩壳的安装示意图；

图4是本发明第二种实施方式时的结构示意图。

图中：泵腔1、泵转子2、泵转子轴21、电机转子3、转轴31、电机定子4、风叶5、风叶罩壳6、超薄同步齿轮7、温度传感器8、压力传感器9、泵腔本体10、散热罩壳11。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1和图2所示，下面以螺杆干泵为例，本发明的双电机压力泵驱动结构，包括泵腔1及互配啮合连接在泵腔1内的两个泵转子2，如图3所示，泵腔1对应的泵腔本体10为铸铁材质，为了提高泵的散热效果，泵腔本体10嵌装固定在铝质的散热罩壳11内，在散热罩壳11外带有若干散热翅片。泵转子2的泵转子轴21相互平行，二者的同侧端分别穿过泵腔1后分别连接着一个电机转子3的转轴31内侧端，两个电机转子3位于同一电机定子4内，电机定子4嵌装固定在对应的电机罩壳内，使两个电机转子3通过控制芯片控制保持同步反向运行，在电机罩壳的外端口上罩装着一个风叶罩壳6，两个转轴31的外侧端延伸至风叶罩壳6内，且在风叶罩壳6内对应的两个转轴31上分别装有一个风叶5，其中一个风叶5为离心式风叶，另一个为轴流风叶， 在风叶5与电机转子3间的两个转轴31上分别同轴键连接着一个超薄同步齿轮7，超薄同步齿轮7的宽度均为9mm，且两个超薄同步齿轮7保持啮合连接。在泵腔1外对应的散热罩壳11上装有温度传感器8，温度传感器8连接在控制器上并通过控制器控制电机转子3的转速。在泵腔1的进气口处装有压力传感器9，压力传感器9连接在控制器上并通过控制器控制电机转子3的转速。

一种带有双电机压力泵驱动结构的压力泵转速控制方法，包括如下步骤：

1）设定泵腔1内的最高极限温度值T=180℃，当温度传感器8检测温度值超过最高极限温度值T时，控制器控制电机转子3停转并启动报警器；

2）设定泵腔1进气口压力常态变换值a、b、c，当进气口压力＞5000Pa时，控制器控制电机转子3转速为v1=8至20赫兹；当进气口压力为5000 Pa≥b≥10 Pa时，控制器控制电机转子3转速为v2=20至80赫兹；当进气口压力＜10Pa时，控制器控制电机转子3转速为v3=30赫兹；

3）设定泵腔1进气口压力突发变换值d=50000Pa，并设定切断电源时间为t1=5秒，恢复电源时间为t2=10秒，当进气口压力≥50000Pa时，在达到t1时间时，控制器控制电机转子3断电后维持自转，自转达到t2时间时，控制器重新启动电机转子3后执行步骤2）。

实施例2：

如图4所示，两个泵转子轴21反向延伸穿过泵腔1后分别连接着一个电机转子3，罩装在电机转子3外的电机定子4嵌装固定在对应的电机罩壳内，在两个电机转子3的转轴31外侧端分别同轴安装一个风叶5，两个风叶5均为轴流风叶，风叶5罩装在对应的风叶罩壳6内，两个电机转子3通过控制芯片控制保持同步反向运行，在泵腔1内的泵转子轴21右侧端上分别同轴键连接着一个超薄同步齿轮7，超薄同步齿轮7的宽度均为8mm，两个超薄同步齿轮7保持啮合连接。其余部分与实施例1完全相同。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种双电机压力泵驱动结构，包括泵腔（1）及互配啮合连接在泵腔（1）内的两个泵转子（2），其特征在于：所述泵转子（2）的泵转子轴（21）分别穿过泵腔（1）连接着电机转子（3）的转轴（31）一端，两个电机转子（3）保持同步反向运行，转轴（31）的另一端延伸至电机定子（4）外，且在电机定子（4）外对应的转轴（31）上分别设有风叶（5）。

2.根据权利要求1所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：所述泵转子轴（21）同向延伸穿过泵腔（1）连接着电机转子（3），且两个电机转子（3）位于同一电机定子（4）内。

3.根据权利要求2所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：所述两个风叶（5）罩装于同一风叶罩壳（6）内。

4.根据权利要求1所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：所述泵转子轴（21）反向延伸穿过泵腔（1）后分别连接着电机转子（3）。

5.根据权利要求1所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：在所述转轴（31）或泵转子轴（21）上分别设有超薄同步齿轮（7），两个超薄同步齿轮（7）啮合连接。

6.根据权利要求1所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：在所述泵腔（1）内设有温度传感器（8），温度传感器（8）连接在控制器上并通过控制器控制电机转子（3）的转速。

7.根据权利要求1所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：在所述泵腔（1）的进气口处设有压力传感器（9），压力传感器（9）连接在控制器上并通过控制器控制电机转子（3）的转速。

8.根据权利要求1所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：所述泵腔（1）对应的泵腔本体（10）嵌装在散热罩壳（11）内。

9.一种带有双电机压力泵驱动结构的压力泵转速控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）设定泵腔（1）内的最高极限温度值T，当温度传感器（8）检测温度值超过最高极限温度值T时，控制器控制电机转子（3）停转并启动报警器；

2）设定泵腔（1）进气口压力常态变换值a、b、c，其中a≥b≥c，当进气口压力＞a时，控制器控制电机转子（3）转速为v1；当进气口压力为b时，控制器控制电机转子（3）转速为v2；当进气口压力＜c时，控制器控制电机转子（3）转速为v3；

3）设定泵腔（1）进气口压力突发变换值d，并设定切断电源时间为t1，恢复电源时间为t2，当进气口压力≥d时，在达到t1时间时，控制器控制电机转子（3）断电后维持自转，自转达到t2时间时，控制器重新启动电机转子（3）后执行步骤2）。

10.根据权利要求9所述的双电机压力泵驱动结构，其特征在于：其中T=180℃；a＞5000Pa、5000 Pa≥b≥10 Pa、c＜10Pa；v1=8至20赫兹、v2=20至80赫兹、v3=30赫兹；d=50000Pa；t1=5秒、t2=10秒。