CN2554398Y - 具有匀加速开机与匀减速关机功能的水泵离合器 - Google Patents
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Abstract
具有匀加速开机与匀减速关机功能的水泵离合器，它属于电动水泵的联轴器，尤其是电动水泵起动与停机时的缓冲装置领域。本实用新型能降低电动水泵的起动电流，消除因水锤现象而产生的噪声大、损坏管道、损坏设备与仪表，水锤现象造成仪表与设备的误动作，以及起动过猛造成水泵空腹不上水等诸多不良现象。它在电动机与水泵的联接处安装了一套摩擦式离合器，并由一个小型电机与相应的机电装置来控制离合器的分离与接合，利用离合器能够离合负载，并且能逐渐增大或减小传动扭矩的特点，来实现电动机的空载起动，来实现水泵的匀加速起动与匀减速停机。取代并优于自耦降压起动器与缓闭止回阀的组合，确保系统的安全、正常与可靠运行。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及电动水泵的联轴器，尤其是电动水泵起动与停机时的缓冲装置。
背景技术
在众多的高层建筑中，一般都使用了大功率的水泵，如：消防泵、喷淋泵、空调冷却泵与循环泵、以及生活用水泵等。在这些大功率水泵的运行过程中，一般都存在如下问题：1、起动电流大，对供电系统的影响大；2、起动太猛烈时会造成水泵空腹而不上水，所以这些水泵起动时需人为关闭出口阀门憋压，这样的结果，既不利于设备的自动运行，又特别容易损坏阀门；3、由于这些大功率水泵所连接的输水管道又粗又长，管道中的水质量也就比较大，所以在水泵的起动与停机时会造成剧烈的震动，即水锤效应(水击现象)。水锤效应带来的危害是：震动噪声大，震幅大，容易造成管道支架的松动；容易造成管道接口、焊口的破裂、橡胶软按头的破裂以及损坏压力仪表；容易造成管道系统中压力感应仪表与相应设备的误动作。
虽然在实际工作中，也采取了一些措施来解决上述问题，例如：安装电动机自耦变压器降压起动器来降低起动电流。但由于自耦降压起动器是针对电动机的，并且是分档次降压起动的，所以对于水泵来说，匀加速起动的效果并不明显。自耦降压起动器的散热能力差，所以不能长时间工作和频繁工作。自耦降压起动器易受潮、易烧毁，且维修费用高。自耦降压起动器在生产与安装过程中都需要使用很多有色金属，所以成本与安装的费用都高。又例如：在水泵的管道系统中安装缓闭止回阀来消除水锤现象，但由于缓闭止回阀只能消除停机时的水锤现象，对于水泵起动时所引起的水锤现象就不起作用，并且，这些设备的很多活动机件都要接触水，所以容易生锈而失灵，维修起来也不方便。
归纳这些问题的主要根源，就是水泵没有做到缓慢的匀加速起动与匀减速停机。是否能只利用一种相对低成本的简单设备或装置，就能解决上述诸多问题，就是本实用新型的关键与特点。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：降低大功率电动水泵的起动电流，消除因水锤现象而产生的噪声大、水锤现象损坏设备、水锤现象造成压力感应仪表误动作以及起动过猛造成水泵空腹不上水等诸多不良现象。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在电动机与水泵的联接处(原联轴器位置处)，安装一套磨擦式离合器，并由一个小型电机与相应的机械装置来控制离合器的分离与接合，在行程开关以及相应电气线路的配合下，实现由电控的离合器的适时离合，利用离合器能够离合负载，并且能逐渐增大或减小传动扭矩的特点，来实现电动机的空载起动，来实现水泵的缓慢匀加速起动与匀减速停机，以此来降低电动机的起动电流，消除水锤现象的不利影响，确保系统的安全、正常与可靠运行。
本实用新型的有益效果是：
1、水泵上安装了一套离合器，就能实现降低电动机起动电流，消除水锤现象的目的，省去了电动机与水泵的联轴器、自耦降压起动器、缓闭止回阀以及水锤吸纳器，省去了一些成本高、体积大、安装费用高、安装与维修空间要求苛刻、故障率高、维修困难与维修费用高的设备，取代并优于这些设备的组合，实现了大功率电动水泵的匀加速开机与匀减速关机功能。
2、本实用新型的磨擦片与压盘可利用现成的汽车离合器的配件来组装，这样做的优点是，节约资源，降低生产投资，这些配件规格多，成本低，由于这些配件是在实际应用中得到完善与成熟的技术产品，所以质量高，性能稳定，工作可靠。
3、本实用新型的水泵离合器散热条件好，所以可频繁起动与停机，并且维修方便，零配件也容易得到。
4、由于电动机是在空载情况下起动的，所以只需采取“星三角”的方式起动，节约了部份元件与成本，减小了控制机构的体积。
5、本实用新型结构简单，工艺简单，对水泵的改动小，无论是旧泵改造或生产新泵都比较容易，无需添置过多设备就能生产出带离合器的水泵来。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是水泵离合器结构图。
图2是转换轴头的结构图。
图3是电气部份的工作原理图。
图中1.飞轮盘，2.压盘，3.磨擦片，4.分离轴承，5.分离滑套，6.滑套支撑架，7.分离杠杆，8.螺杆套，9.螺杆，10.离合电机，11.电动机，12.电动机轴，13.水泵，14.水泵轴，15.固定架，16-1.离合行程开关，16-2.离合行程开关，17.分离瓣，18.调速电位器，19.转换轴头，20.中间继电器，21.中间继电器动合触点，22.中间继电器动合触点，23.中间继电器动分触点，24.交流接触器，25.交流接触器辅助动合触点，26.接合转向端，27.分离转向端。
具体实施方式
1.在图1中，水泵轴(14)上安装了飞轮盘(1)，飞轮盘(1)为圆盘台形，它的中心处有孔，此孔的内壁上加工有键槽，水泵轴(14)上也有键槽，飞轮盘(1)套在水泵轴(14)上，并通过键销与水泵轴联结，飞轮盘(1)转动时将带动水泵轴(14)转动。飞轮盘(1)的轴套壁上有孔，孔中加工有内螺纹，一棵止动螺栓旋在此孔中。磨擦片(3)为圆盘形，它的圆心部位有一个花键轴套，电动机轴(12)的端部加工有花键槽，磨擦片(3)的花键轴套通过花键槽的啮合而套在电动机轴(12)上，电动机轴(12)的扭矩可传递到磨擦片(3)上。压盘(2)为圆盘形，它通过螺栓与飞轮盘(1)联接，压盘(2)与飞轮盘(1)夹住磨擦片(3)，磨擦片(3)上的转动扭矩通过压盘(2)与飞轮盘(1)对磨擦片(3)的夹紧力度而传递到水泵轴(14)上。压盘(2)上围绕轴线有多个分离瓣(17)，改变分离瓣(17)在轴线上的位置，就能改变压盘(2)对擦片(3)的夹紧力度，即改变电动机轴(12)传递到水泵轴(14)上的转动扭矩的多少。分离轴承(4)紧配合套在分离滑套(5)上，分离滑套(5)滑配合套在滑套支撑架(6)上，滑套支撑架(6)为圆管形，分离滑套(5)可在滑套支撑架(6)上轴向滑动，当分离滑套(5)受到分离杠杆(7)的拨动时，将带动分离轴承(4)去挤压分离瓣(17)。固定架(15)为Z字形，它的上部通过螺栓固定了离合电机(10)，它的下部联结了滑套支撑架(6)，它的中部有两个凸出的短臂，这两个短臂上有孔，固定架(15)与电动机(11)的端盖机械联接；分离杠杆(7)的中部有一圆孔，分离杠杆(7)夹在固定架(15)的两个短臂间，一根栓轴将分离杠杆(7)固定在固定架(15)中部的两个短臂上；分离杠杆(7)的下部为半圆弧叉形，此圆弧叉两端之间的距离大于滑套支撑架(6)的直径，小于分离滑套(5)的直径；分离杠杆(7)的上部开有一个叉形口，此叉形口夹住螺杆套(8)的一端，并通过一根栓轴与螺杆套(8)连接；螺杆(9)的一端有一个盲孔，螺杆(9)的另一端有外螺纹，离合电机(10)是可正转或反转的齿轮减速电机，离合电机(10)的轴插入螺杆(9)的盲孔中，并通过一个轴销固定；螺杆套(8)的一端为圆形，另一端为扁形且中部有圆孔，螺杆套(8)的圆形端沿轴线打有盲孔，盲孔中加工有内螺纹，螺杆(9)的外螺纹部分旋在螺杆套(8)中；螺杆套(8)的外表面上有一凸出的挡块，此挡块随着螺杆套(8)的左右移动而触动离合行程开关(16)的叉形行程臂，离合行程开关(16)的电气触点也作相应的翻转，接通或断开相应的电路。
当离合电机(10)正转或反转时，螺杆(9)通过螺纹将螺杆套(8)拉近或推出，分离杠杆(7)也跟随螺杆套(8)的出进而左右移动，分离杠杆(7)的下部将拨动分离滑套(5)，分离滑套(5)又带动分离轴承(4)去挤压或松开分离瓣(17)。也就是说：当电气控制离合电机(10)正转或反转时，就能接合或分离电动机传递到水泵上的扭矩，以及能够控制传递扭矩的多少，并以此方式来实现水泵的缓慢匀加速起动与匀减速停机的功能。
在图2的另一实施例中，考虑到在旧水泵的电动机轴上不方便加工花键槽，所以可通过转换头(19)进行转换。转换头(19)是个一端直径大一端直径小的圆柱台形轴，直径大的一端沿轴线加工有一个盲孔，此孔的内圆上开有键槽，并且能套在电动机的轴上，电动机轴的扭矩通过键销而传递到转换头(19)上，转换头(19)直径小的一端的外圆表面上，加工有花键槽，通过花键槽的啮合而插入到磨擦片(3)的中心孔中。
图3的电路是电动机“星三角”起动与运行的常规电路，只是在电路中增加了中间继电器(20)、离合电机(10)、离合行程开关(16-1)(16-2)，以及调速电位器(18)。离合电机(10)为可正转或反转的电容器移相的单相电机，它有一个接合转向端(26)和一个分离转向端(27)。离合行程开关为双刀双掷的电气开关，离合行程开关(16-1)的动触点串联调速电位器(18)后，与控制电源电连接。离合行程开关(16-1)的其中一个静触点在通向离合电机(10)的接合转向端(26)的过程(线路)中，电气串联了交流接触器辅助动合触点(25)与中间继电器动合触点(22)。离合行程开关(16-1)的另一个静触点在通向离合电机(10)的分离转向端(27)的过程(线路)中，电气串联了中间继电器动分触点(23)。离合行程开关(16-2)的动触点与控制电源电连接，离合行程开关(16-2)的其中一个静触点与电动机二次线路端电连接，为电动机提供停机过程中的控制电源。
本实用新型的动作过程是：当水泵处于停机状态时，离合器处于分离状态，电动机与水泵转矩分离，离合行程开关(16-1)处于接通离合电机接合转向端(26)的状态；当开机时，中间继电器(20)得电动作，电动机二次线路经中间继电器的动合触点(21)得电，电动机以“星形”接法的方式得电起动。由于时间继电器的延时动作，交流接触器(24)动作，电动机以“三角形”接法的方式得电运行，交流接触器的辅助动合触点(25)经中间继电器的动合触点(22)接通离合电机接合转向端(26)，离合电机(10)得电向接合方向转动，使离合器由分离状态逐渐向接合状态过渡，当螺杆套(8)在离合电机(10)的带动下，移动了一段距离后，触动离合行程开关动作，由于离合行程开关(16-1)的翻转，离合电机接合转向端(26)失电停止转动，离合行程开关(16-1)的动触点处于接通离合电机分离转向端(27)的状态，离合行程开关(16-2)的动触点接通电动机二次线路端。此时，电动机与水泵处于完全接合的运行状态。当中间继电器(20)复位时(关机时)，中间继电器的动合触点(21)断开，电动机二次线路的电源由离合行程开关(16-2)提供，中间继电器的动分触点(23)复位接通离合电机的分离转向端(27)，离合电机(10)得电向分离方向转动，使离合器由接合状态逐渐向分离状态过渡，螺杆套(8)在离合电机(10)的带动下移动了一段距离后，触动离合行程开关(16-1)与离合行程开关(16-2)动作，离合电机的分离转向端(27)失电，电动机二次线路电源被离合行程开关(16-2)切断，电动机停止转动，此时，离合行程开关(16-1)又处于接通接合转向端(26)的状态。至此，整个水泵就实现了匀加速起动与匀减速停机的功能。
Claims (4)
1.一种具有匀加速开机与匀减速关机功能的水泵离合器，包括磨擦式离合器、控制离合的机械装置、控制离合的电气线路，以及套在电动机轴上的转换头；电动机轴通过联轴器与水泵轴机械连接，电动机轴与水泵轴同步转动，其特征在于：电动机轴(12)的端部加工有花键槽，电动机轴(12)通过花键槽插入离合器磨擦片(3)的中心孔中，并与磨擦片(3)中心孔中的花键槽啮合；飞轮盘(1)为圆盘形，飞轮盘(1)的中心位置处有孔，此孔的内圆壁上加工有键槽，飞轮盘(1)套在水泵轴(14)上；飞轮盘(1)上通过螺栓连结有离合器的压盘(2)；磨擦片(3)位于飞轮盘(1)与压盘(2)之间。
2.根据权利要求1所述的具有匀加速开机与匀减速关机功能的水泵离合器，其特征在于：控制离合的机械装置的固定架(15)为Z字形，固定架(15)与电动机(11)的端盖机械联接，固定架(15)的上部有离合电机(10)，固定架(15)的下部有滑套支撑架(6)，固定架(15)的中部有两个凸出的短臂，这两个短臂上有孔；滑套支撑架(6)为圆管形，滑套支撑架(6)上套有可轴向滑动的分离滑套(5)，分离滑套(5)紧配合套有分离轴承(4)；分离杠杆(7)的中部有一圆孔，分离杠杆(7)夹在固定架(15)的两个短臂间，一根栓轴将分离杠杆(7)固定在固定架(15)中部的两个短臂上；分离杠杆(7)的下部为半圆弧叉形，此圆弧叉两端之间的距离大于滑套支撑架(6)的直径，小于分离滑套(5)的直径；分离杠杆(7)的上部开有一个叉形口，此叉形口夹住螺杆套(8)的一端，并通过一根栓轴与螺杆套(8)连接；螺杆(9)的一端有一个盲孔，螺杆(9)的另一端有外螺纹，离合电机(10)的轴插入螺杆(9)的盲孔中，并通过一个轴销固定；螺杆套(8)的一端为圆形，另一端为扁形且中部有圆孔，螺杆套(8)的圆形端沿轴线打有盲孔，盲孔中加工有内螺纹，螺杆(9)的外螺纹部份旋在螺杆套(8)中。
3.根据权利要求1所述的具有匀加速开机与匀减速关机功能的水泵离合器，其特征在于：离合行程开关(16-1)的动触点电气串联调速电位器(18)后，与控制电源电连接；离合行程开关(16-1)的其中一个静触点在通向离合电机(10)的接合转向端(26)的线路中，电气串联了交流接触器辅助动合触点(25)与中间继电器动合触点(22)；离合行程开关(16-1)的另一个静触点在通向离合电机(10)的分离转向端(27)的线路中，电气串联了中间继电器动分触点(23)；离合行程开关(16-2)的动触点与控制电源电连接，离合行程开关(16-2)的其中一个静触点与电动机二次线路端电连接。
4.根据权利要求1所述的具有匀加速开机与匀减速关机功能的水泵离合器，其特征在于：转换头(19)的形状为一端直径大一端直径小的圆柱台，直径大的一端沿轴线加工有一个盲孔，此盲孔的内圆上开有与电动机轴(12)对应的键槽，电动机轴(12)通过键销与转换头(19)同步转动；转换头(19)直径小的一端的外圆上，加工有花键槽，转换头(19)通过花键槽的啮合而插入到磨擦片(3)的中心孔中。
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