[0001]

本實(shí)用新型屬于流體機(jī)械及能量回收領(lǐng)域，具體是一種裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組。

背景技術(shù)：

[0002]

液力透平作為一種能量回收裝置，逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，能夠有效節(jié)約能源。然而，對(duì)于流量比較小但富裕能量比較高的工況，通常認(rèn)為可回收能量低且配套的液力透平設(shè)計(jì)研發(fā)難度大，常規(guī)的做法是通過(guò)工質(zhì)打回流或者采用泄壓閥放空等方式來(lái)消耗富裕能量，造成了極大的能源浪費(fèi)，亟需開(kāi)發(fā)一種可靠的液力透平裝置來(lái)回收這類(lèi)富裕能量。

[0003]

國(guó)內(nèi)外普遍使用的液力透平裝置以泵反轉(zhuǎn)做液力透平為主，通常用于流量大于30m

3

/h的工況，沒(méi)有針對(duì)性考慮到小流量高富裕能量的運(yùn)行工況。而且剛啟動(dòng)時(shí)透平泵的輸出功率較小，使得此時(shí)輸出到負(fù)載的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到其額定轉(zhuǎn)速，負(fù)載無(wú)法正常工作；但如果采用高速透平泵-電動(dòng)機(jī)-高速泵的直連方式，又會(huì)在高速透平泵轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作，造成能源的浪費(fèi)。因此需要設(shè)計(jì)一種在小流量且富裕能量較高的工況下，能量回收效率高，且能耗較小的泵組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0004]

本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，該機(jī)組可適用于流量小但富裕能量較高的工況，同時(shí)有效解決高速透平泵啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速不足的問(wèn)題以及高速透平泵轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作造成能量浪費(fèi)的問(wèn)題。

[0005]

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：

[0006]

一種裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，其特征在于：該機(jī)組包括依次連接的高速透平泵、齒輪箱組件和高速泵；所述齒輪箱組件包括箱體、可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在箱體上的傳動(dòng)軸和透平軸、用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)以及用于檢測(cè)透平軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x；所述傳動(dòng)軸與透平軸之間通過(guò)設(shè)置在箱體內(nèi)的齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)；所述傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸之間通過(guò)超越離合器相連接；所述透平軸貫穿箱體，并且透平軸的兩端分別與高速泵的葉輪以及高速透平泵的葉輪同軸固定連接。

[0007]

所述轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x采用非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x；所述轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x安裝在箱體上。

[0008]

所述超越離合器采用楔塊式單向超越離合器。

[0009]

所述高速透平泵采用為高速泵反轉(zhuǎn)作為液力透平。

[0010]

本實(shí)用新型的有益效果是：

[0011]

1、本實(shí)用新型通過(guò)超越離合器可以靈活切換高速泵的驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)高速透平泵的輸出轉(zhuǎn)速較小時(shí)，超越離合器處于閉合狀態(tài)，此時(shí)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高速泵工作；當(dāng)高速透平泵的輸出轉(zhuǎn)速較為平穩(wěn)且轉(zhuǎn)速較大時(shí)，超越離合器處于超越狀態(tài)，此時(shí)由高速透平泵直接帶動(dòng)高速泵工作，從而在保證高速泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，對(duì)能量進(jìn)行回收利用，節(jié)約能源。

[0012]

2、本實(shí)用新型中的超越離合器采用楔塊式單向超越離合器，其承載能力大，自鎖

可靠，反向解脫輕便，可以靈活地傳遞扭矩或切斷扭矩，保證高速泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

[0013]

3、本實(shí)用新型中齒輪箱與高速透平泵一體化設(shè)置，減小了裝置整體的占地面積以及對(duì)安裝空間的要求，降低了安裝成本，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化；可更大范圍滿(mǎn)足高速透平泵組運(yùn)行時(shí)循環(huán)水輸送系統(tǒng)全部回水余壓能的閉環(huán)回收及循環(huán)利用，大幅度降低循環(huán)水系統(tǒng)的輸送能耗，為更多采用回水余壓能閉環(huán)回收技術(shù)的大型循環(huán)水系統(tǒng)大幅度降低能耗提供一種更低成本的解決方案。

[0014]

4、本實(shí)用新型能夠在小流量高富裕能量的運(yùn)行工況下對(duì)能量進(jìn)行回收利用，極大地減小了能量的浪費(fèi)，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，適合推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

[0015]

圖1是本實(shí)用新型的臥式布置的主視結(jié)構(gòu)圖。

[0016]

圖2是本實(shí)用新型的立式布置主視結(jié)構(gòu)圖。

[0017]

圖3是本實(shí)用新型的立式布置左視結(jié)構(gòu)圖。

[0018]

附圖標(biāo)記：

[0019]

1、高速透平泵；2、透平軸；3、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x；4、高速泵；5、傳動(dòng)軸；6、箱體；7、超越離合器；8、電動(dòng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

[0020]

以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。

[0021]

如圖1至圖3所示的裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，包括依次連接的高速透平泵1、齒輪箱組件和高速泵4。所述齒輪箱組件包括箱體6、傳動(dòng)軸5、透平軸2、電動(dòng)機(jī)8、超越離合器7和轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x3。所述傳動(dòng)軸和透平軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在箱體上(圖中傳動(dòng)軸和透平軸平行布置)；傳動(dòng)軸與透平軸之間通過(guò)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)(常規(guī)技術(shù))，其中齒輪組設(shè)置在箱體內(nèi)。

[0022]

所述透平軸貫穿箱體，并且透平軸的兩端分別與高速泵的葉輪以及高速透平泵的葉輪同軸固定連接，從而將高速透平泵與齒輪箱一體化連接，減小了裝置整體的占地面積以及對(duì)安裝空間的要求，降低了安裝成本，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。本實(shí)施例中，高速透平泵采用為高速泵反轉(zhuǎn)作為液力透平，并且高速透平泵與高速泵對(duì)稱(chēng)布置在透平軸兩端。

[0023]

所述傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸之間通過(guò)所述超越離合器相連接；超越離合器的開(kāi)合狀態(tài)由透平軸的轉(zhuǎn)速確定；當(dāng)透平軸的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高速泵的額定轉(zhuǎn)速(根據(jù)實(shí)際工況以及電機(jī)的功率進(jìn)行確定)時(shí)，超越離合器處于閉合狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)齒輪組帶動(dòng)透平軸轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)透平軸的轉(zhuǎn)速大于高速泵的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，超越離合器處于超越狀態(tài)，此時(shí)由高速透平泵帶動(dòng)透平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。作為優(yōu)選，超越離合器采用楔塊式單向超越離合器，該種超越離合器承載能力大，自鎖可靠，反向解脫輕便，可以靈活地傳遞扭矩或切斷扭矩，以保證高速泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

[0024]

所述轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x用于檢測(cè)透平軸的轉(zhuǎn)速。本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x采用非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x安裝在箱體上；該種轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x具有量程大、精度高、價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、快速測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，以便準(zhǔn)確檢測(cè)透平軸的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而根據(jù)透平軸的轉(zhuǎn)速確定超越離合器的開(kāi)合狀態(tài)。

[0025]

以上所有部件均可通過(guò)外購(gòu)獲得。

[0026]

如圖1所示，當(dāng)透平軸水平布置時(shí)，本實(shí)用新型為臥式布置方式。如圖2和圖3所示，當(dāng)透平軸豎直布置時(shí)，本實(shí)用新型為立式布置方式。當(dāng)場(chǎng)地空間有限時(shí)，本實(shí)用新型可采用立式布置方式，以提高場(chǎng)地的使用效率。

[0027]

本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：

[0028]

工作時(shí)，小流量高富裕能量液體由高速透平泵進(jìn)口流入，由于初始時(shí)液體對(duì)高速透平泵的葉輪沖擊力較小，使得高速透平泵的輸出功率較小，此時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x檢測(cè)到透平軸的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到高速泵的額定轉(zhuǎn)速，則超越離合器處于閉合狀態(tài)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)透平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使高速泵工作。當(dāng)高壓液體穩(wěn)定地從高速透平泵進(jìn)口流入時(shí)，液體沖擊高速透平泵的葉輪，帶動(dòng)高速透平泵的葉輪旋轉(zhuǎn)，此時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x檢測(cè)到透平軸的轉(zhuǎn)速較為平穩(wěn)且大于高速泵的額定轉(zhuǎn)速，則超越離合器處于超越狀態(tài)，高速透平泵將功率傳遞給高速泵并直接帶動(dòng)高速泵工作。

[0029]

以上工作過(guò)程中，通過(guò)超越離合器可以靈活切換高速泵的驅(qū)動(dòng)方式，從而保證高速泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，對(duì)能量進(jìn)行回收利用，大大減小了能量的浪費(fèi)。

[0030]

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，其特征在于：該機(jī)組包括依次連接的高速透平泵(1)、齒輪箱組件和高速泵(4)；所述齒輪箱組件包括箱體(6)、可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在箱體上的傳動(dòng)軸(5)和透平軸(2)、用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)(8)以及用于檢測(cè)透平軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x(3)；所述傳動(dòng)軸與透平軸之間通過(guò)設(shè)置在箱體內(nèi)的齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)；所述傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸之間通過(guò)超越離合器(7)相連接；所述透平軸貫穿箱體，并且透平軸的兩端分別與高速泵的葉輪以及高速透平泵的葉輪同軸固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，其特征在于：所述轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x采用非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x；所述轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x安裝在箱體上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，其特征在于：所述超越離合器采用楔塊式單向超越離合器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，其特征在于：所述高速透平泵采用為高速泵反轉(zhuǎn)作為液力透平。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型屬于流體機(jī)械及能量回收領(lǐng)域。技術(shù)方案是：一種裝配高速液力透平的高速離心泵機(jī)組，其特征在于：包括依次連接的高速透平泵、齒輪箱組件和高速泵；所述齒輪箱組件包括箱體、可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在箱體上的傳動(dòng)軸和透平軸、用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)以及用于檢測(cè)透平軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x；所述傳動(dòng)軸與透平軸之間通過(guò)設(shè)置在箱體內(nèi)的齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)；所述傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸之間通過(guò)超越離合器相連接；所述透平軸貫穿箱體，并且透平軸的兩端分別與高速泵的葉輪以及高速透平泵的葉輪同軸固定連接。該機(jī)組適用于流量小但富裕能量較高的工況，并有效解決高速透平泵啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速不足的問(wèn)題以及高速透平泵轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作造成能量浪費(fèi)的問(wèn)題。工作造成能量浪費(fèi)的問(wèn)題。工作造成能量浪費(fèi)的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉俊 霍亞康 朱祖超 李林敏 楊徽

受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2020.08.03

技術(shù)公布日：2021/1/23