蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置製造方法

2023-04-28 14:00:11

蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，旋轉類機械上的工作轉軸通過單向軸承連接傳動盤，傳動盤下面設有電動推桿，且電動推桿與傳動盤之間定位配合連接，工作轉軸前端固定連接右摩擦器，右摩擦器與固定在操作軸右端的左摩擦器配合連接，操作軸上裝有渦卷彈簧，渦卷彈簧中心端固定在操作軸上，渦卷彈簧的外端與傳動盤固定連接，操作軸左端通過單向軸承安裝在支架上，支架固定連接在滑動器的滑動塊上，支架上設有內螺孔，並通過內螺孔與絲杆配合傳動連接，絲杆與伺服電機連接。本實用新型以收集的能量對設備進行預啟動，減小啟動電流、降低啟動能耗，優化設備啟動工況，延長設備壽命，削弱電機啟動時對電網的幹擾。
【專利說明】蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，尤其是一種大功率旋轉類機械或經常間斷性工作的旋轉類機械輔助啟動的節能裝置。
【背景技術】
[0002]在如今科技領域日趨成熟發達之際，大功率旋轉機械設備的應用十分廣泛。在生產過程中，電動機要經常啟動、停止，其啟動性能的優劣對生產影響很大，並且耗能巨大，這是因為大功率電動機，其強大的啟動電流會造成較大的線路電壓降落，引起電網電壓降低，不僅影響其他用電設備的正常工作，而且對動力變壓器也會產生較大的衝擊，並且在電動機停止轉動時還有巨大的轉動動能，而這部分慣性動能往往都被忽略了，所以，在今天提倡節能減排的社會，一種能夠儲存這部分能量並且減小啟動所耗能的儲能設備迫切重要。
[0003]為了減小啟動電流，目前廣泛採用的方式為軟啟動和降壓啟動，但是這類啟動通常都有較嚴格的工況限制，啟動能耗及啟動時間顯著增加，並且結構複雜。而本蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置可以在幾乎不耗費額外電能的情況下，對工作設備進行預啟動或加速啟動，降低設備的啟動電流，進而可以節約非常可觀的能量，還能降低旋轉類設備的啟動時間，提升設備的性能。當旋轉類機械斷電以後，將系統的旋轉慣性動能以彈性勢能的形式儲存起來，當再次啟動機器時，先部分釋放儲存的能量，逐步提高設備的運行速度，然後啟動動力機器，轉軸將在彈簧與動力機器的雙重作用下加速轉動，由於單向軸承的特點，當儲能彈簧的轉速小於工作軸的轉速時，單向軸承就會內外圈自動分離，輔助啟動結束，轉軸正常運轉。本裝置不僅能最大限度地節約機器的啟動能耗，還可以回收那些原本被忽略的能量，因此具有非常好的應用前景。

【發明內容】

[0004]本實用新型是要提供一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，將停機時旋轉機械的慣性動能轉化為彈性勢能儲存起來，然後再在開機時將彈性勢能轉化為輔助旋轉類機械啟動的動能。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，包括伺服電機、操作軸、單向軸承、渦卷彈簧、左摩擦器、右摩擦器、支架、旋轉類機械、工作轉軸、絲杆、滑動器、電動推桿、傳動盤，其特點是:旋轉類機械上的工作轉軸通過單向軸承連接傳動盤，傳動盤下面設有電動推桿，且電動推桿與傳動盤之間定位配合連接，工作轉軸前端固定連接右摩擦器，右摩擦器與固定在操作軸右端的左摩擦器配合連接，操作軸上裝有渦卷彈簧，渦卷彈簧中心端固定在操作軸上，渦卷彈簧的外端與傳動盤固定連接，操作軸左端通過單向軸承安裝在支架上，支架固定連接在滑動器的滑動塊上，支架上設有內螺孔，並通過內螺孔與絲杆配合傳動連接，絲杆與伺服電機連接。
[0006]傳動盤中間開有中心孔、中心孔內裝有單向軸承，傳動盤外圓上開有若干個定位止動槽，外端面通過彈簧固定杆與渦卷彈簧相連接。[0007]左摩擦器設有錐度在10°~15°的內錐臺，並通過平鍵與操作軸周向固定連接；右摩擦器設有錐度在10°~15°的外錐臺，並通過平鍵與工作轉軸周向固定連接；傳動時，左摩擦器的內錐臺與右摩擦器的外錐臺配合摩擦連接。
[0008]儲能時,所述電動推桿的推桿旋出卡在傳動盤的定位止動槽內。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型採用單向軸承、左摩擦器套裝在操作軸上，伺服電機軸與絲杆相連，蝸杆的另一端伸在內螺孔中，渦卷彈簧中心端固定在操作軸上。操作軸的兩個支架固定在滑動器的滑動塊上。右摩擦器、單向軸承、套裝在工作軸上。傳動盤套裝在單向軸承上，渦卷彈簧的外端通過彈簧固定杆固定傳動盤上，通過彈性形變將動能以彈性勢能的方式儲存起來。
[0011]因此，本實用新型具有以下特點:
[0012]1、以彈性勢能的形式將旋轉類機械斷電時的旋轉慣性動能儲存起來。
[0013]2、渦卷型彈簧在儲能階段與放能階段轉動方向是反向的，而旋轉類機械的主軸在關閉階段與啟動階段的轉動方向是同向的，如何將儲存的彈性勢能轉化為對軸的正向啟動扭矩，避免單向扭矩異向化的問題，是涉及渦卷型彈簧儲能裝置的技術關鍵點。本蓄能型輔助啟動節能裝置靈活地應用了單向軸承及渦卷彈簧，巧妙地解決了上述關鍵技術問題。
[0014]3.該裝置的推廣及應用
[0015]該裝置既適合長時間間歇性儲能，也適合短時間儲能以及瞬間放能，而且能夠針對不同的對象，靈活地進行調整和改進。隨著我國經濟及科技的高速發展，越來越多的大型旋轉類機械投入到日常生產生活之中。比如電力系統中的大型發電機，油田中的抽油機、以及各種鼓風機、大的吊扇、選礦器械 、磨粉設備、甚至是舞臺上的大型旋轉平臺……因此有效利用這些設備斷電時的剩餘能量，降低設備的啟動能耗，在一定程度上提高了能源的利用率。無論從經濟的角度還是從環保的角度，這套裝置都能提供一條非常有效的、現實可行的途徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結構立體示意圖；
[0017]圖2是傳動盤的結構立體示意圖；
[0018]圖3是左摩擦器的結構立體示意圖；
[0019]圖4是右摩擦器的結構立體示意圖圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，
[0021]如圖1所示，本實用新型的蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，包括伺服電機1、操作軸2、單向軸承3、渦卷彈簧4、左摩擦器5、右摩擦器6、支架7、軸承8、旋轉類機械
9、工作轉軸10、絲杆11、內螺孔12、滑動器13、彈簧固定杆14,電動推桿15、傳動盤16。
[0022]傳動盤16的中心裝有單向軸承3，旋轉類機械9上的工作轉軸10上通過單向軸承3與傳動盤16連接，傳動盤16下面設有電動推桿15，且電動推桿15與傳動盤16之間配合連接，儲能時，所述電動推桿15的推桿旋出卡在傳動盤16的定位止動槽內。[0023]工作轉軸10前端固定連接右摩擦器6，右摩擦器6與固定在操作軸2右端的左摩擦器5配合連接，操作軸2上裝有渦卷彈簧4，渦卷彈簧4中心端固定在操作軸2上，渦卷彈簧4的外端與傳動盤16固定連接，操作軸2左端通過單向軸承3安裝在支架7上，支架7固定連接在滑動器13的滑動塊上，支架7上設有內螺孔12，並通過內螺孔12與絲杆11配合傳動連接，絲杆11與伺服電機I連接。
[0024]如圖2所示，傳動盤16中間開有中心孔、中心孔內裝有單向軸承3，傳動盤16外圓上開有若干個定位止動槽，外端面通過彈簧固定杆14與渦卷彈簧4相連接(圖1)。
[0025]如圖3所示，左摩擦器5設有錐度在10°?15°的內錐臺，並通過平鍵與操作軸2周向固定連接。
[0026]如圖4所示，右摩擦器6設有錐度在10°?15°的外錐臺，並通過平鍵與工作轉軸10周向固定連接。傳動時，左摩擦器5的內錐臺與右摩擦器6的外錐臺配合摩擦連接。
[0027]本實用新型以飛輪作為旋轉類機械的例子加以說明。
[0028](一)、儲能階段:當旋轉類機械9斷電後，此時工作轉軸10，旋轉類機械9仍然在旋轉，傳動盤16靜止，電動推桿15橫向將傳動盤16卡緊。接通伺服電機I的電路，絲杆11隨伺服電機I的軸轉動，絲杆11與內螺孔12相對轉動，推動操作軸2向右邊滑動，將左摩擦器5與右摩擦器6壓緊，接合。操作軸2與工作轉軸10同步轉動，並在渦卷彈簧4中心端旋緊彈簧儲能，直至停止，伺服電機I反向通電，拉出操作軸2，左、右摩擦器5、6分開，完成儲能。由於操作軸2旋轉的單向性，操作軸2不會發生迴轉，亦即渦卷彈簧4儲存的能量不會被釋放。
[0029](二)、輔助啟動階段:當需要啟動旋轉類機械9時,接通電動推桿15電路，電動推桿15的推桿收回，傳動盤16鬆開。渦卷彈簧4的外端將通過絲杆推動傳動盤16沿電機轉動方向轉動，傳動盤16推動工作轉軸10連同旋轉類機械9的軸加速轉動，此方向單向軸承3內外圈抱死。當放能至某一階段時，再接通旋轉類機械9的電路，反向接通電動推桿15的電路，推桿旋出，卡住傳動盤16，輔助啟動完成。
【權利要求】
1.一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，包括伺服電機(I)、操作軸(2)、單向軸承(3)、渦卷彈簧(4)、左摩擦器(5)、右摩擦器(6)、支架(7)、旋轉類機械(9)、工作轉軸(10)、絲杆(11)、滑動器(13)、電動推桿(15)、傳動盤(16)，其特徵在於:所述旋轉類機械(9 )上的工作轉軸(10 )通過單向軸承(3 )連接傳動盤(16 )，傳動盤(16 )下面設有電動推桿(15 )，且電動推桿(15 )與傳動盤(16 )之間配合連接，工作轉軸(10 )前端固定連接右摩擦器(6),右摩擦器(6)與固定在操作軸(2)右端的左摩擦器(5)配合連接，操作軸(2)上裝有渦卷彈簧(4)，渦卷彈簧(4)中心端固定在操作軸(2)上，渦卷彈簧(4)的外端與傳動盤(16)固定連接，操作軸(2 )左端通過單向軸承(3 )安裝在支架(7 )上，支架(7 )固定連接在滑動器(13)的滑動塊上，支架(7)上設有內螺孔(12)，並通過內螺孔(12)與絲杆(11)配合傳動連接，絲杆(11)與伺服電機(I)連接。
2.根據權利要求1所述的蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，其特徵在於:所述傳動盤(16)中間開有中心孔、中心孔內裝有單向軸承(3)，傳動盤(16)外圓上開有若干個定位止動槽，外端面通過彈簧固定杆(14)與渦卷彈簧(4)相連。
3.根據權利要求1所述的蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，其特徵在於:所述左摩擦器(5)設有錐度在10°?15°的內錐臺，並通過平鍵與操作軸(2)周向固定連接；右摩擦器(6)設有錐度在10°?15°的外錐臺，並通過平鍵與工作轉軸(10)周向固定連接；傳動時，左摩擦器(5)的內錐臺與右摩擦器(6)的外錐臺配合摩擦連接。
4.根據權利要求1所述的蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，其特徵在於:儲能時，所述電動推桿(15)的推桿旋出卡在傳動盤(16)的定位止動槽內。
【文檔編號】H02K7/02GK203406731SQ201320462589
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】龔學海, 章立新, 張維, 吳刁, 黃眺, 曲增, 許鶴華, 劉婧楠, 張淑存, 趙東東 申請人:上海理工大學