專利名稱：用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，特別是通過(guò)蓄能盤與靜態(tài)離合器的旋轉(zhuǎn)蓄能以及 動(dòng)態(tài)離合器的瞬時(shí)接合，實(shí)現(xiàn)離心泵葉輪快速啟動(dòng)的瞬態(tài)工作條件的動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
離心泵廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，隨著科技發(fā)展和工程應(yīng)用的不斷進(jìn)步，離心 泵啟動(dòng)過(guò)程的瞬態(tài)性能逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一例如利用離心泵快速啟動(dòng)可實(shí)現(xiàn)水 下武器發(fā)射，大功率泵站在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)壓力沖擊或過(guò)大負(fù)載，可能引起設(shè)備或電網(wǎng) 的沖擊破壞，因此研究和探索離心泵等水力旋轉(zhuǎn)機(jī)械啟動(dòng)過(guò)程的瞬態(tài)特性是亟需解決的一 個(gè)實(shí)際問(wèn)題。
對(duì)離心泵啟動(dòng)進(jìn)行模型試驗(yàn)是研究泵啟動(dòng)過(guò)程最直接的手段，為實(shí)現(xiàn)離心泵的快速啟 動(dòng)，需要可實(shí)現(xiàn)離心泵快速啟動(dòng)的動(dòng)力裝置。而現(xiàn)有的動(dòng)力裝置往往并不是專門針對(duì)啟動(dòng) 過(guò)程而設(shè)計(jì)的。若直接采用電機(jī)作為動(dòng)力源，當(dāng)啟動(dòng)功率大于7.5千瓦時(shí)，需要采用降壓 啟動(dòng)，否則會(huì)引起過(guò)大的負(fù)載和瞬時(shí)電流，影響電機(jī)的使用壽命甚至燒毀電機(jī)；利用汽輪 機(jī)直接帶動(dòng)葉輪可以實(shí)現(xiàn)輸出端的快速啟動(dòng)，但由于汽輪機(jī)采用高壓氣源驅(qū)動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn) 穩(wěn)態(tài)工況的測(cè)試，通用性較差。
因此如何設(shè)計(jì)一種適用于離心泵等水力旋轉(zhuǎn)機(jī)械穩(wěn)態(tài)和快速啟動(dòng)的通用動(dòng)力裝置，是 亟需解決的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為同時(shí)具有穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和快速啟動(dòng)要求的場(chǎng)合，提供一種可行的通用動(dòng) 力裝置，為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
提供一種用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，包括依次連接的變頻電機(jī)、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器和 驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)一對(duì)軸承支撐于軸承座上，驅(qū)動(dòng)軸的另一端裝有由半聯(lián)軸器與動(dòng) 態(tài)離合器從動(dòng)端相接合所組成的瞬時(shí)接合裝置；驅(qū)動(dòng)軸上還套裝有至少一組由蓄能盤與靜 態(tài)離合器從動(dòng)端相接合所組成的蓄能裝置，其中蓄能盤通過(guò)軸承支撐于驅(qū)動(dòng)軸上，靜態(tài)離 合器通過(guò)離合器固定環(huán)固定于驅(qū)動(dòng)軸上。作為一種改進(jìn)，所述靜態(tài)離合器為牙嵌式電磁離合器。
作為一種改進(jìn)，所述動(dòng)態(tài)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(jìn)，所述的變頻電機(jī)、靜態(tài)離合器和動(dòng)態(tài)離合器均通過(guò)信號(hào)線連接至變頻 控制器，并由變頻控制器統(tǒng)一控制。
作為一種改進(jìn)，半聯(lián)軸器依次通過(guò)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x和彈性聯(lián)軸器與離心泵葉輪軸相連， 可測(cè)試瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明不僅可實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)離心泵葉輪軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)工作的基本功 能，特別的是，可以完成變頻電機(jī)直接啟動(dòng)和變轉(zhuǎn)速過(guò)程、不同蓄能盤蓄能快速啟動(dòng)等多 種瞬態(tài)工況的驅(qū)動(dòng)任務(wù)；將本裝置裝于需要測(cè)試啟動(dòng)過(guò)程瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和功率的設(shè)備上，還可 以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)瞬時(shí)的測(cè)功測(cè)速功能。
該裝置在模擬離心泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的啟動(dòng)過(guò)程上具有很好的通用性，可彌補(bǔ)現(xiàn)有動(dòng)力裝 置的不足。


圖1是用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置示意圖
圖中附圖標(biāo)記為變頻電機(jī)l，鏈?zhǔn)铰?lián)軸器2，軸承側(cè)蓋3，軸承上蓋4，軸承5，靜態(tài) 離合器6，驅(qū)動(dòng)軸7，摩擦片式電磁離合器8，半聯(lián)軸器9，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)xIO，彈性聯(lián)軸 器ll，離心泵12，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x支座13,軸承14，軸承底座15，小蓄能盤16，離合器 固定環(huán)17，軸套18，大蓄能盤19，軸承20，電機(jī)座21。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，包括依次連接的變頻電機(jī)l、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器2 和驅(qū)動(dòng)軸7，所述驅(qū)動(dòng)軸7通過(guò)軸承5、 14支撐于軸承座上，軸承座由具有兩個(gè)軸承孔的軸 承底座15、軸承側(cè)蓋3和軸承上蓋4組成，方便驅(qū)動(dòng)軸的拆裝；驅(qū)動(dòng)軸7的另一端裝有由 半聯(lián)軸器9與動(dòng)態(tài)離合器8從動(dòng)端相接合所組成的瞬時(shí)接合裝置；驅(qū)動(dòng)軸7上安裝大蓄能 盤19和小蓄能盤16，每個(gè)蓄能盤各通過(guò)一對(duì)軸承20支撐于驅(qū)動(dòng)軸7上，并分別與一個(gè)靜 態(tài)離合器6從動(dòng)端相接合。靜態(tài)離合器6通過(guò)離合器固定環(huán)17固定于驅(qū)動(dòng)軸7上，分別控 制靜態(tài)離合器6主動(dòng)與從動(dòng)端的咬合和脫開，可實(shí)現(xiàn)大蓄能盤19、小蓄能盤16與驅(qū)動(dòng)軸7 的同步或異步旋轉(zhuǎn)。半聯(lián)軸器9依次通過(guò)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x10和彈性聯(lián)軸器11與離心泵葉 輪軸相連，可測(cè)試瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。變頻電機(jī)l、靜態(tài)離合器6和動(dòng)態(tài)離合器8均通過(guò)信號(hào) 線連接至變頻控制器，并由變頻控制器統(tǒng)一控制。
本實(shí)施例中是含大小兩個(gè)蓄能盤的蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，還可通過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)短不同的驅(qū)動(dòng)軸7 實(shí)現(xiàn)安裝單個(gè)或兩個(gè)以上蓄能盤的蓄能驅(qū)動(dòng)裝置，并可以通過(guò)選擇安裝大小和密度不同的蓄能盤以改變?cè)摍C(jī)構(gòu)蓄能或負(fù)載的大小。
為驅(qū)動(dòng)輸出端快速啟動(dòng)，本發(fā)明中所述的動(dòng)態(tài)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(tài)離合器6可選擇牙嵌式電磁離合器。
動(dòng)力裝置的操作模式-
利用本發(fā)明中的裝置可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)工況以及電機(jī)直連啟動(dòng)和蓄能旋轉(zhuǎn)快速啟動(dòng)等瞬 態(tài)工況。
穩(wěn)態(tài)工況接通動(dòng)態(tài)離合器8，穩(wěn)態(tài)工況下即可以斷開也可以咬合靜態(tài)離合器6，通過(guò) 變頻控制器設(shè)置變頻電機(jī)1的轉(zhuǎn)速，啟動(dòng)變頻電機(jī)1即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)工況驅(qū)動(dòng)。
變頻電機(jī)直連啟動(dòng)工況接通動(dòng)態(tài)離合器8，該工況下即可以斷開也可以咬合靜態(tài)離合 器6，通過(guò)變頻控制器設(shè)置變頻電機(jī)1的轉(zhuǎn)速和啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)變頻電機(jī)1即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)直 連啟動(dòng)。
蓄能旋轉(zhuǎn)快速啟動(dòng)工況接通主電源，斷開動(dòng)態(tài)離合器8，即動(dòng)態(tài)離合器8的主動(dòng)與從 動(dòng)端為脫開狀態(tài)。接通靜態(tài)離合器6，即將大蓄能盤19、小蓄能盤16與驅(qū)動(dòng)軸7同步。通 過(guò)變頻控制器設(shè)定轉(zhuǎn)速值后，啟動(dòng)變頻電機(jī)l，此時(shí)為變頻電機(jī)l、驅(qū)動(dòng)軸7、大蓄能盤19 和小蓄能盤16的同步旋轉(zhuǎn)蓄能階段。待旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，接通動(dòng)態(tài)離合器8，使其主動(dòng)端和從 動(dòng)端的摩擦盤瞬時(shí)接合，即可實(shí)現(xiàn)蓄能裝置帶動(dòng)輸出軸的快速啟動(dòng)過(guò)程。通過(guò)選擇不同的 蓄能盤可以實(shí)現(xiàn)多種蓄能啟動(dòng)組合。
需要注意的是，在操作過(guò)程中，靜態(tài)離合器6必須在蓄能盤和驅(qū)動(dòng)軸7均靜止時(shí)咬合 或放開，不可在驅(qū)動(dòng)軸7與蓄能盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)接合靜態(tài)離合器6，否則將發(fā)生齒間撞擊，擊 碎靜態(tài)離合器6的后果。
為測(cè)試啟動(dòng)瞬時(shí)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，半聯(lián)軸器依次通過(guò)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x和聯(lián)軸器與輸出 軸相接。
動(dòng)態(tài)離合器選用DLK1-40型的摩擦片式電磁離合器時(shí)，瞬時(shí)接合裝置最短接合時(shí)間約 為0. 35 s。為防止零件松動(dòng)飛出引起事故，在大蓄能盤19和小蓄能盤16周圍區(qū)域安裝保 護(hù)罩，保證人員安全。
應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施方式只是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何 不超出本發(fā)明精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1、一種用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，包括依次連接的變頻電機(jī)、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器和驅(qū)動(dòng)軸，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)一對(duì)軸承支撐于軸承座上，驅(qū)動(dòng)軸的另一端裝有由半聯(lián)軸器與動(dòng)態(tài)離合器從動(dòng)端相接合所組成的瞬時(shí)接合裝置；驅(qū)動(dòng)軸上還套裝有至少一組由蓄能盤與靜態(tài)離合器從動(dòng)端相接合所組成的蓄能裝置，其中蓄能盤通過(guò)軸承支撐于驅(qū)動(dòng)軸上，靜態(tài)離合器通過(guò)離合器固定環(huán)固定于驅(qū)動(dòng)軸上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，其特征在于，所述靜態(tài)離 合器為牙嵌式電磁離合器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)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(jù)權(quán)利要求1至3所述的任意一種用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，其特征在于， 所述的變頻電機(jī)、靜態(tài)離合器和動(dòng)態(tài)離合器均通過(guò)信號(hào)線連接至變頻控制器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的任意一種用于離心泵瞬時(shí)啟動(dòng)的動(dòng)力裝置，其特征在于，半聯(lián)軸器依次通3iftit^測(cè)量?jī)x和彈性聯(lián)軸器與離心泵葉輪軸相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，旨在提供一種實(shí)現(xiàn)離心泵葉輪快速啟動(dòng)的瞬態(tài)工作條件的動(dòng)力裝置。該裝置，包括依次連接的變頻電機(jī)、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器和驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)一對(duì)軸承支撐于軸承座上，驅(qū)動(dòng)軸的另一端裝有由半聯(lián)軸器與動(dòng)態(tài)離合器從動(dòng)端相接合所組成的瞬時(shí)接合裝置；驅(qū)動(dòng)軸上還套裝有至少一組由蓄能盤與靜態(tài)離合器從動(dòng)端相接合所組成的蓄能裝置，其中蓄能盤通過(guò)軸承支撐于驅(qū)動(dòng)軸上，靜態(tài)離合器通過(guò)離合器固定環(huán)固定于驅(qū)動(dòng)軸上。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)離心泵葉輪軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)工作的基本功能，完成變頻電機(jī)直接啟動(dòng)和變轉(zhuǎn)速過(guò)程、不同蓄能盤蓄能快速啟動(dòng)等多種瞬態(tài)工況的驅(qū)動(dòng)任務(wù)；將本裝置裝于需要測(cè)試設(shè)備上，還可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)瞬時(shí)的測(cè)功測(cè)速功能。
文檔編號(hào)F04D29/00GK101649843SQ200910102000
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者吳大轉(zhuǎn), 戴維平, 李志峰, 磊 焦, 王樂(lè)勤 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)