一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统的制作方法

本实用新型涉及传动设备节能增速领域，更具体地，涉及一种节能给水泵系统。

背景技术：

图1示出了采用液力耦合器驱动电动给水泵系统的工作原理示意图，图中箭头表示水流方向。

现有火电厂的电动给水泵系统，如图1所示，采用液力耦合器驱动电动给水泵，由前置泵11、给水泵电动机12、液力耦合器13和给水泵14四部分组成。其工作原理是：给水泵电动机12同轴驱动前置泵11和液力耦合器13；前置泵11在给水泵电动机12的驱动下，将加压后的水由前置泵11的出口 111通过管道112源源不断地送至给水泵14的入口141；液力耦合器13将给水泵电动机12的动力传递给给水泵14，驱动给水泵14工作；给水泵14将加压后的水，再经出口142送出。当需要的给水量减少时，可通过液力耦合器13来降低给水泵14的转速实现。而给水泵电动机12一直在额定转速下连续运行，前置泵11的转速也和给水泵电动机12一样，长期在额定转速下连续运行，这样可以满足给水泵14入口141水压和流量，从而确保给水泵14 不发生汽蚀。

根据统计，火电厂中电动给水泵系统的耗电量占发电厂用电量的近30％，在电动机12为给水泵14供能的过程中，电能首先转化为动能输入到液力耦合器13中，再由液力耦合器13将动能输入到给水泵14中。而动能在液力耦合器13的传递过程中，损耗非常大。这是由于液力耦合器13是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，如图1所示，其机械传递单元为由同半径的泵轮131和涡轮132组成的一个可使液体循环流动的密闭工作腔。液力耦合器 13的工作原理是泵轮131安装在液力耦合器13的耦合输入轴133上，涡轮 132安装在液力耦合器13的耦合输出轴134上，当给水泵电动机12带动耦合输入轴131旋转时，工作腔中的液体被离心式泵轮甩出，这种高速液体冲击涡轮132，推动涡轮132转动，最后通过耦合输出轴134将动力传递给给水泵14。同时由于液力耦合器13自身带有勺管135，通过对勺管135的开度在0％～100％之间的改变可实现对液力耦合器的输出转速进行控制和调节。同时液力耦合器13中还带有相互啮合的驱动齿轮136和增速齿轮137，起到增大输出转速的作用，因此常被应用在火电厂的电动给水泵上。但是在液力耦合器13的动能传输过程中，由于液体是柔性介质，易造成打滑的情况发生，从而使泵轮131不能将动能完全传输给涡轮132，故液力耦合器13的工作能耗较大，企业的生产成本较高。另对于已安装的液力耦合器，由于其设备位置已定，前后连接较为复杂，造成拆除的成本较高，因而急需采取一种简单的方式来对电动给水泵系统进行改造。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型采用增速齿轮箱来代替液力耦合器，变频器来控制给水泵电动机的转速，前置泵电动机单独驱动前置泵工作，设计一种能耗低、改造方便进而节能环保、降低企业生产成本的置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统。

本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，包括变频器，给水泵电动机和增速齿轮箱，其中，所述变频器与所述给水泵电动机连接，用于控制所述给水泵电动机的输出转速；所述给水泵电动机与所述增速齿轮箱连接，用于将所述给水泵电动机的动力传递给所述增速齿轮箱；所述增速齿轮箱包括箱体以及部分插入所述箱体内的动力输入轴和动力输出轴。

根据本实用新型的一个实施方式，所述给水泵电动机包括电动机输出轴，所述电动机输出轴的输出端与所述动力输入轴的输入端通过第一联轴器连接，用于将所述给水泵电动机的动力传递给所述增速齿轮箱。

根据本实用新型的一个实施方式，所述增速齿轮箱还包括存在于箱体内的驱动齿轮和增速齿轮，所述驱动齿轮安装在所述动力输入轴的输出端上，所述增速齿轮安装在所述动力输出轴的输入端上，所述驱动齿轮与所述增速齿轮相啮合。

根据本实用新型的一个实施方式，还包括给水泵，所述给水泵与所述增速齿轮箱连接，用于在所述增速齿轮箱的驱动下将加压后的水输送出去。

根据本实用新型的一个实施方式，所述给水泵包括给水泵输入轴，所述给水泵输入轴与所述动力输出轴的输出端通过第二联轴器连接。

根据本实用新型的一个实施方式，还包括前置泵和前置泵电动机，其中所述前置泵的出口通过管道与所述给水泵的入口连接，用于将经过所述前置泵加压的水通过管道供给所述给水泵；所述前置泵电动机与所述前置泵连接，用于驱动所述前置泵工作。

相对于现有技术，本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有以下优势：采用变频器来对给水泵电动机的输出转速进行控制和调节，在满足工况需求的前提下，变频器同时具备节能的功效，并对电动机有软启动功能和对保护齿轮等机械磨损有显著效果，从而减少设备的维护费用；将增速齿轮箱中的动力输入轴与动力输出轴采用驱动齿轮和增速齿轮进行刚性连接，使动能在动力输出轴的传递无转差损耗，保证增速齿轮箱中的传动效率达到最高，从而提高能源的利用率，减少企业生产成本；采用前置泵电动机单独驱动前置泵工作，使前置泵按照改造前的额定转速连续运行，以确保给水泵入口的水压和流量，保证给水泵不发生汽蚀；此外，本实用新型在改造原有电动给水泵系统时，无需整体拆除，只需用增速齿轮箱置换原液力耦合器，并添加变频器和前置泵电动机，改造难度小、成本低，因此本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有节能环保、维护费用低、能源利用率高、企业生产成本低等优点，具有较为广泛的应用前景。

附图说明

图1为采用液力耦合器驱动电动给水泵系统的工作原理示意图。

图2为本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图2示出了根据本实用新型一个方面的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统工作原理示意图，图中箭头表示水流方向。

如图2所示，本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，包括变频器21，给水泵电动机22和增速齿轮箱23，其中，所述变频器21与所述给水泵电动机22连接，用于控制所述给水泵电动机22的输出转速；所述给水泵电动机22与所述增速齿轮箱23连接，用于将所述给水泵电动机22的动力传递给所述增速齿轮箱23；所述增速齿轮箱23包括箱体以及部分插入所述箱体内的动力输入轴231和动力输出轴232。

本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，采用变频器21来调节输入到给水泵电动机22中的电压和频率，改变供电电源输入到给水泵电动机22中电能的大小，进而控制给水泵电动机22的输出转速。由于变频21能调节输入到给水泵电动机22中的电压和频率，因此本实施例中变频器21的安装进一步达到了节能的功效。另外，根据变频器21自身的特性，变频器21还能对过流、过压或过载等起到保护作用，并且对保护齿轮等机械磨损有显著效果，从而可降低给水泵系统的维护费用。

本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，所述给水泵电动机22包括电动机输出轴221，所述电动机输出轴221的输出端与所述动力输入轴231的输入端通过第一联轴器222连接，用于将所述给水泵电动机22的动力传递给所述增速齿轮箱23。所述电动机输出轴221与所述动力输入轴231通过第一联轴器222实现刚性连接，使给水泵电动机22通过电动机输出轴221将给水泵电动机22的动力高效的传递给增速齿轮箱23。

本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，所述增速齿轮箱23还包括存在于箱体内的驱动齿轮233和增速齿轮234，所述驱动齿轮233安装在所述动力输入轴231的输出端上，所述增速齿轮234安装在所述动力输出轴232的输入端上，所述驱动齿轮233与所述增速齿轮234相啮合。将增速齿轮箱23中的动力输入轴231与动力输出轴232采用驱动齿轮和增速齿轮进行刚性连接，使动能在动力输出轴232的传递无转差损耗，保证增速齿轮箱23中的传动效率达到最高，从而提高能源的利用率，减少企业生产成本。同时，为了实现增速效果，本实施例设计在动力输入轴231的输出端固定安装有大直径的驱动齿轮233，在动力输出轴232的输入端固定安装有小直径的增速齿轮234，驱动齿轮233在动力输入轴231的驱动下运转，带动啮合的增速齿轮234也进行运转，由于驱动齿轮233的直径大于增速齿轮234的直径，因此在驱动齿轮233旋转一圈的情况下，增速齿轮234旋转的圈数大于一圈，又由于增速齿轮234安装在动力输出轴232上，因此动力输出轴232的旋转也大于一圈，因此实现了增速齿轮箱23输出转速增大的效果。

本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，还包括给水泵24，所述给水泵24与所述增速齿轮箱23连接，用于在所述增速齿轮箱23的驱动下将加压后的水输送出去。

本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，所述给水泵24包括给水泵输入轴241，所述给水泵输入轴241与所述动力输出轴232 的输出端通过第二联轴器242连接。所述给水泵输入轴241与所述动力输出轴232通过联轴器实现刚性连接，使所述增速齿轮箱23通过所述动力输出轴 232将增速齿轮箱23的动力高效的传递给给水泵24。

本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，还包括前置泵25和前置泵电动机26，其中所述前置泵25的出口251通过管道252 与所述给水泵24的入口243连接，用于将经过所述前置泵25加压的水通过管道252供给所述给水泵24；所述前置泵电动机26与所述前置泵25连接，用于驱动所述前置泵25工作。本实施例中，如果不采用前置泵电动机26，而是按照给水泵电动机22同轴驱动前置泵25的方式，那么变频器21控制给水泵电动机22调速后，会根据工况需要而时刻调节给水泵电动机22输出转速；当需要的给水量减少时，给水泵电动机22调节为低速运行，同轴驱动的前置泵25转速也会和给水泵电动机22转速同时降低；前置泵25的转速降低，会影响前置泵25的出口251水压和流量，从而降低给水泵24的入口243水压和流量，增加给水泵24汽蚀的风险。因此，本实用新型提供的一个实施方式是将前置泵25与给水泵电动机22分开，再给前置泵25增加一台转速满足要求的前置泵电动机26，由前置泵电动机26单独驱动前置泵25工作，使前置泵25按改造前的额定转速连续运行，以确保前置泵25的出口251水压和流量，从而保证给水泵24的入口243水压和流量，避免给水泵24发生汽蚀。

相对于现有技术，本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有以下优势：采用变频器21来对给水泵电动机22的输出转速进行控制和调节，在满足工况需求的前提下，变频器21同时具备节能的功效，并对电动机22有软启动功能和对保护齿轮等机械磨损有显著效果，从而减少设备的维护费用；将增速齿轮箱23中的动力输入轴231与动力输出轴232采用驱动齿轮233和增速齿轮234进行刚性连接，使动能在动力输出轴232的传递无转差损耗，保证增速齿轮箱23中的传动效率达到最高，从而提高能源的利用率，减少企业生产成本；采用前置泵电动机26单独驱动前置泵25工作，使前置泵25按照改造前的额定转速连续运行，以确保给水泵24入口243 的水压和流量，保证给水泵24不发生汽蚀；此外，本实用新型在改造原有电动给水泵系统时，无需整体拆除，只需用增速齿轮箱23置换原液力耦合器，并添加变频器21和前置泵电动机26，改造难度小、成本低，因此本实用新型提供的一种置换式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有节能环保、维护费用低、能源利用率高、企业生产成本低等优点，具有较为广泛的应用前景。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。