專利名稱：變頻電機直驅(qū)式高速泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及一種用于采用變頻高速電機直驅(qū)式的高速泵，具 體適用于石油、化工、醫(yī)藥、航天、印染等行業(yè)使用的高速泵。
技術背景現(xiàn)有技術中，石油、化工、醫(yī)藥、航天、印染等行業(yè)中普遍采用 高速泵，高速泵的主軸與增速機構之間常采用聯(lián)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(zhì)時，介質(zhì)易從軸端泄漏造 成增速機構高速軸損壞以及產(chǎn)品軸系密封拆裝困難等問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種變頻電機直驅(qū)式高速泵，改善其傳動 連接副。一種變頻電機直驅(qū)式高速泵，包括泵體，其特征在于泵體的轉(zhuǎn) 軸與電機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸與電機的轉(zhuǎn)軸相互套接，在徑向夾緊裝 置的作用下泵體的轉(zhuǎn)軸與電機的轉(zhuǎn)軸構成同軸剛性連接，電機采用變 頻高速電機帶PLC控制，速度可調(diào)，能使泵的使用參數(shù)大為擴展。由于采用了新的軸軸連接和驅(qū)動方式，省略了現(xiàn)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(jié)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(fā)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(fā)明所公開的變頻電機直驅(qū)式高速泵，包括泵體IO，泵體IO的轉(zhuǎn)軸11與電機20的轉(zhuǎn)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(fā)明就是將泵體10的轉(zhuǎn)軸11與電機20 的轉(zhuǎn)軸21采用相互套接的方式實施剛性直接的方式連接，并在連接部 位采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(nèi)， 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(yōu)選的連接方案。其一是:所述的泵體10的轉(zhuǎn)軸11端頭開設有容納電機20的轉(zhuǎn)軸 21的孔。其二是所述的泵體10的轉(zhuǎn)軸11插入電機20的轉(zhuǎn)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(yōu)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(zhuǎn)軸11上適當變更結構即可。由于泵體10的轉(zhuǎn)軸11與電機20的轉(zhuǎn)軸21的相互配合只是提供 轉(zhuǎn)動扭矩，所以為了便于泵體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(xiàn)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之間設置桿或板狀部件 33連接，桿或板狀部件33空隔狀圍設在所述的泵體10的轉(zhuǎn)軸11和 電機20的轉(zhuǎn)軸21的周圍。所述的桿或板狀部件33采用空隔狀圍設的 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(zhuǎn)軸11與電機20 的轉(zhuǎn)軸21的結合部位留出操作空間；再者，還有利于減輕連接支架 30的重量和節(jié)省材料消耗。結合圖1、 2所示，本發(fā)明中的徑向夾緊裝置的具體實例是針對泵體10的轉(zhuǎn)軸11上開孔的結構說明的，即泵體10的轉(zhuǎn)軸11端頭開設有容納電機20的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸11上 的緊箍套40，緊箍套40整體為開式或閉式的環(huán)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并相互擠壓約束， 使緊箍套40沿徑向收縮變形，這種變形量足以保證轉(zhuǎn)軸11上的孔對 電機20的轉(zhuǎn)軸21的約束固定，從而提供可靠的轉(zhuǎn)動扭矩。為了便于說明，以下有關方位、方向的描述是與圖1、 2所示的安 裝狀態(tài)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(nèi)壁套設在轉(zhuǎn)軸11的 上端的臺階軸狀的滑套軸111的上端，滑套軸111的外徑大于其下部 轉(zhuǎn)軸11的直徑，滑套軸111上段的外徑小于下端部的外徑。結合圖2， 滑套軸111實際上直接可以制成轉(zhuǎn)軸11的一部分，其中滑套軸111 上段的外徑小于下端部的外徑是為了便于撐托著緊箍套40，即在安裝 過程中，各部件還沒緊固時，由滑套軸111起到撐托緊箍套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(nèi)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?qū)烧吖潭ㄟB接。所述的錐型卡箍50、 60的內(nèi)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(nèi)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(xiàn)錐型卡箍50、 60、緊箍套40以及轉(zhuǎn)軸 11、轉(zhuǎn)軸21彼此可靠的固定連接。由于徑向夾緊裝置中的部件以及裝配后，是周向?qū)ΨQ的，因此可以最大限度地消除影響動平衡和轉(zhuǎn)動慣 量的不利因素。由于轉(zhuǎn)軸11和轉(zhuǎn)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(nèi)的孔底部位會出現(xiàn)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，由于轉(zhuǎn) 軸11和轉(zhuǎn)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，則可以起到便于拆卸的效果，具體講就是，所述的泵體 10的轉(zhuǎn)軸11的端部或電機20的轉(zhuǎn)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上端的用于容納 電機20的轉(zhuǎn)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，為了保證采用螺栓拆分時均勻受力，螺 紋孔112在圓周方向?qū)ΨQ設置2 3個即可，螺栓經(jīng)由螺紋孔112進入 并抵到轉(zhuǎn)軸21的軸端面處，將兩者分離開。本發(fā)明就是采用泵軸與電機或增速機構的高速軸端耦合結構形 式，有利采用變頻高速電機直接驅(qū)動，由于電機帶PLC控制，速度可 調(diào)，能使泵的使用參數(shù)大為擴展；另外，泵的生產(chǎn)成本降低約30%， 不必在電機和泵之間再配齒輪箱，節(jié)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(zhuǎn)動慣量的主要因素。
權利要求
1、一種變頻電機直驅(qū)式高速泵，包括泵體(10)，其特征在于泵體(10)的轉(zhuǎn)軸(11)與電機(20)的轉(zhuǎn)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(jù)權利要求1所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在于所述的泵體(10)的轉(zhuǎn)軸(11)端頭開設有容納電機(20)的轉(zhuǎn)軸(21)的孔。
3、 根據(jù)權利要求l所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在于所述的泵體(10)的轉(zhuǎn)軸(11)插入電機(20)的轉(zhuǎn)軸(21)的軸端 開設的孔中。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特 征在于所述的電機(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 設置桿或板狀部件(33)連接，桿或板狀部件(33)空隔狀圍設在所 述的泵體(10)的轉(zhuǎn)軸(11)和電機(20)的轉(zhuǎn)軸(21)的周圍。
5、 根據(jù)權利要求1或2所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在 于所述的徑向夾緊裝置包括套設在泵體(10)的轉(zhuǎn)軸(11)上的緊 箍套(40)，緊箍套(40)整體為開式或閉式的環(huán)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(jù)權利要求5所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在于 所述的緊箍套(40)的內(nèi)壁套設在轉(zhuǎn)軸(11)的上端的臺階軸狀的滑 套軸(111)的上端，滑套軸(111)的外徑大于其下部轉(zhuǎn)軸(11)的 直徑，滑套軸(111)上段的外徑小于下端部的外徑。
7、 根據(jù)權利要求5所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在于 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(nèi)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?qū)烧吖潭ㄟB接。
8、 根據(jù)權利要求2或3所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在 于所述的泵體(10)的轉(zhuǎn)軸(11)的端部或電機(20)的轉(zhuǎn)軸(21) 的軸端開設的孔的底部有小孔延伸到外部。
9、 根據(jù)權利要求6所述的變頻電機直驅(qū)式高速泵，其特征在于 所述的滑套軸(111)上端的用于容納電機(20)的轉(zhuǎn)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(fā)明涉及一種用于采用變頻高速電機直驅(qū)式的高速泵，適用于石油、化工、醫(yī)藥、航天、印染等行業(yè)使用的高速泵，包括泵體，泵體的轉(zhuǎn)軸與電機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸與電機的轉(zhuǎn)軸構成同軸剛性連接，電機采用變頻高速電機帶PLC控制，速度可調(diào)，能使泵的使用參數(shù)大為擴展，減少了設備體積、重量，同時便于安裝和維護。
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(yōu)先權日2008年2月3日
發(fā)明者何玉杰, 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