變頻電機直驅式高速泵的製作方法

2023-09-22 08:36:55 2

專利名稱：變頻電機直驅式高速泵的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種用於採用變頻高速電機直驅式的高速泵，具 體適用於石油、化工、醫藥、航天、印染等行業使用的高速泵。
技術背景現有技術中，石油、化工、醫藥、航天、印染等行業中普遍採用 高速泵，高速泵的主軸與增速機構之間常採用聯軸器實施連接。而這 種連接方式，在高速泵輸送化工腐蝕性介質時，介質易從軸端洩漏造 成增速機構高速軸損壞以及產品軸系密封拆裝困難等問題。 發明內容本發明的目的就是提供一種變頻電機直驅式高速泵，改善其傳動 連接副。一種變頻電機直驅式高速泵，包括泵體，其特徵在於泵體的轉 軸與電機的轉軸相互套接，電機變頻電機，為在套接處設置有徑向夾 緊裝置，電機為變頻電機。上述方案中，泵體的轉軸與電機的轉軸相互套接，在徑向夾緊裝 置的作用下泵體的轉軸與電機的轉軸構成同軸剛性連接，電機採用變 頻高速電機帶PLC控制，速度可調，能使泵的使用參數大為擴展。由於採用了新的軸軸連接和驅動方式，省略了現有技術中在泵軸 與電機軸之間設置的構成增速機構的齒輪箱，不僅節省設備投資，減 少了設備體積、重量，使得安裝更加容易，同時設備也易維護。


圖l是本發明的結構示意圖；圖2是圖1中兩個軸的連接部位的結構放大示意圖。
具體實施方式
本發明所公開的變頻電機直驅式高速泵，包括泵體IO，泵體IO的轉軸11與電機20的轉軸21相互套接，在套接處設置有徑向夾緊裝 置，電機20為變頻電機。本發明就是將泵體10的轉軸11與電機20 的轉軸21採用相互套接的方式實施剛性直接的方式連接，並在連接部 位採用徑向夾緊裝置提供的徑向力對結合部位實施徑向約束，所構成 的連接為剛性的。相互套接的方式有多種，即包括一個軸的軸端上開設的孔套設在 另一個軸的端部，也包括兩個軸的軸端同時套設在一個管狀的套管內， 再用徑向夾緊裝置提供徑向力實施約束，構成剛性連接。以下介紹兩種優選的連接方案。其一是:所述的泵體10的轉軸11端頭開設有容納電機20的轉軸 21的孔。其二是所述的泵體10的轉軸11插入電機20的轉軸21的軸端開設的孔中。附圖1、 2中給出的實施例是上述第一種基本優選方案，這是考慮 到電機多為標準件，只要考慮在泵體10的轉軸11上適當變更結構即可。由於泵體10的轉軸11與電機20的轉軸21的相互配合只是提供 轉動扭矩，所以為了便於泵體10和電機20的裝配，所述的電機20 與泵體10之間設置有連接支架30，通過連接支架30實現兩者之間的 連接，所述的連接支架30的兩個端部31、 32分別與電機20與泵體 10固定連接，連接支架30的兩個端部31、 32之間設置杆或板狀部件 33連接，杆或板狀部件33空隔狀圍設在所述的泵體10的轉軸11和 電機20的轉軸21的周圍。所述的杆或板狀部件33採用空隔狀圍設的 含義就是，連接支架30的設置一方面能夠起到連接電機20與泵體10 的作用；另一方面，又要保證在電機20、泵體10與連接支架30沒有 拆分的情況下，給安裝、檢修人員觸及到泵體10的轉軸11與電機20 的轉軸21的結合部位留出操作空間；再者，還有利於減輕連接支架 30的重量和節省材料消耗。結合圖1、 2所示，本發明中的徑向夾緊裝置的具體實例是針對泵體10的轉軸11上開孔的結構說明的，即泵體10的轉軸11端頭開設有容納電機20的轉軸21的孔。結合圖2，所述的徑向夾緊裝置包括套設在泵體10的轉軸11上 的緊箍套40，緊箍套40整體為開式或閉式的環形，緊箍套40的軸長 方向的外壁為楔形，緊箍套40上設置有沿軸向移動且徑向夾緊緊箍套 40的錐型卡箍50、 60。當錐型卡箍50、 60沿軸向相向運動時，錐型 卡箍50、 60將沿與緊箍套40的楔形壁面部位結合併相互擠壓約束， 使緊箍套40沿徑向收縮變形，這種變形量足以保證轉軸11上的孔對 電機20的轉軸21的約束固定，從而提供可靠的轉動扭矩。為了便於說明，以下有關方位、方向的描述是與圖1、 2所示的安 裝狀態一致的，即電機20安裝在泵體10的上方，兩者之間有連接支 架30。參見圖2給出的實例，所述的緊箍套40的內壁套設在轉軸11的 上端的臺階軸狀的滑套軸111的上端，滑套軸111的外徑大於其下部 轉軸11的直徑，滑套軸111上段的外徑小於下端部的外徑。結合圖2， 滑套軸111實際上直接可以製成轉軸11的一部分，其中滑套軸111 上段的外徑小於下端部的外徑是為了便於撐託著緊箍套40，即在安裝 過程中，各部件還沒緊固時，由滑套軸111起到撐託緊箍套40的作用。所述的緊箍套40的外壁為中部直徑大、兩端直徑小的雙楔形，正 如圖2所示，緊箍套40的外表面實際上就是兩個圓錐臺，中部直徑大， 上、下兩端小。所述的錐型卡箍50、 60的內壁分別與緊箍套40的雙 楔形部位構成徑向約束配合，所述的錐型卡箍50、 60的周向邊緣處有 螺栓70沿軸向將兩者固定連接。所述的錐型卡箍50、 60的內壁分別 設置成與緊箍套40的上、下部位的外表面相吻合的圓錐面形狀，為了 提供足夠的徑向約束量，錐型卡箍50、 60的內壁分別與緊箍套40結 合時，錐型卡箍50、 60的相鄰的端面之間尚有適當間距，在連接螺栓 70拉緊的情況下，兩錐型卡箍50、 60之間的間距縮小，同時對緊箍 套40實施徑向約束，從而實現錐型卡箍50、 60、緊箍套40以及轉軸 11、轉軸21彼此可靠的固定連接。由於徑向夾緊裝置中的部件以及裝配後，是周向對稱的，因此可以最大限度地消除影響動平衡和轉動慣 量的不利因素。由於轉軸11和轉軸21之間的相互插接為靜配合或偏緊的過渡配 合，在插接過程中，滑套軸111內的孔底部位會出現空氣積存而影響裝配困難，所以在孔底部位開設有螺紋孔112可以方便排氣，由於轉 軸11和轉軸21兩者是插接配合，當需要將兩者分離時，在螺紋孔112 上旋入螺栓，則可以起到便於拆卸的效果，具體講就是，所述的泵體 10的轉軸11的端部或電機20的轉軸21的軸端開設的孔的底部有螺 紋孔112延伸到外部。參見圖2，所述的滑套軸111上端的用於容納 電機20的轉軸21的孔底部設置有螺紋孔112，螺紋孔112沿軸向延 伸到滑套軸111的底端面上，為了保證採用螺栓拆分時均勻受力，螺 紋孔112在圓周方向對稱設置2 3個即可，螺栓經由螺紋孔112進入 並抵到轉軸21的軸端面處，將兩者分離開。本發明就是採用泵軸與電機或增速機構的高速軸端耦合結構形 式，有利採用變頻高速電機直接驅動，由於電機帶PLC控制，速度可 調，能使泵的使用參數大為擴展；另外，泵的生產成本降低約30%， 不必在電機和泵之間再配齒輪箱，節省投資，易維護，體積小、重量 輕，同時可以最大限度地消除影響動平衡和轉動慣量的主要因素。
權利要求
1、一種變頻電機直驅式高速泵，包括泵體(10)，其特徵在於泵體(10)的轉軸(11)與電機(20)的轉軸(21)相互套接，在套接處設置有徑向夾緊裝置，電機(20)為變頻電機。
2、 根據權利要求1所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在於所述的泵體(10)的轉軸(11)端頭開設有容納電機(20)的轉軸(21)的孔。
3、 根據權利要求l所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在於所述的泵體(10)的轉軸(11)插入電機(20)的轉軸(21)的軸端 開設的孔中。
4、 根據權利要求1或2或3所述的變頻電機直驅式高速泵，其特 徵在於所述的電機(20)與泵體(10)之間設置有連接支架(30)， 所述的連接支架(30)的兩個端部(31)、 (32)分別與電機(20)與 泵體(10)固定連接，連接支架(30)的兩個端部(31)、 (32)之間 設置杆或板狀部件(33)連接，杆或板狀部件(33)空隔狀圍設在所 述的泵體(10)的轉軸(11)和電機(20)的轉軸(21)的周圍。
5、 根據權利要求1或2所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在 於所述的徑向夾緊裝置包括套設在泵體(10)的轉軸(11)上的緊 箍套(40)，緊箍套(40)整體為開式或閉式的環形，緊箍套(40)的 軸長方向的外壁為楔形，緊箍套(40)上設置有沿軸向移動且徑向夾 緊緊箍套(40)的錐型卡箍(50)、 (60)。
6、 根據權利要求5所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在於 所述的緊箍套(40)的內壁套設在轉軸(11)的上端的臺階軸狀的滑 套軸(111)的上端，滑套軸(111)的外徑大於其下部轉軸(11)的 直徑，滑套軸(111)上段的外徑小於下端部的外徑。
7、 根據權利要求5所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在於 所述的緊箍套(40)的外壁中部直徑大、兩端直徑小的雙楔形，所述 的錐型卡箍(50)、 (60)的內壁分別與緊箍套(40)的雙楔形部位構成徑向約束配合，所述的錐型卡箍(50)、 (60)的周向邊緣處有螺栓 (70)沿軸向將兩者固定連接。
8、 根據權利要求2或3所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在 於所述的泵體(10)的轉軸(11)的端部或電機(20)的轉軸(21) 的軸端開設的孔的底部有小孔延伸到外部。
9、 根據權利要求6所述的變頻電機直驅式高速泵，其特徵在於 所述的滑套軸(111)上端的用於容納電機(20)的轉軸(21)的底部 設置有螺紋孔(112)，螺紋孔(112)沿軸向延伸到滑套軸(111)的 底端面上。
全文摘要
本發明涉及一種用於採用變頻高速電機直驅式的高速泵，適用於石油、化工、醫藥、航天、印染等行業使用的高速泵，包括泵體，泵體的轉軸與電機的轉軸相互套接，電機變頻電機，為在套接處設置有徑向夾緊裝置，電機為變頻電機，在徑向夾緊裝置的作用下泵體的轉軸與電機的轉軸構成同軸剛性連接，電機採用變頻高速電機帶PLC控制，速度可調，能使泵的使用參數大為擴展，減少了設備體積、重量，同時便於安裝和維護。
文檔編號F04D29/044GK101225830SQ20081001847
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月3日 優先權日2008年2月3日
發明者何玉傑, 劉志民, 漫 姜, 宮恩祥, 巫建波, 朱維虎, 強 李, 柴立平, 石海峽, 程道武, 胡敬寧 申請人:合肥華升泵閥有限責任公司