蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，旋转类机械上的工作转轴通过单向轴承连接传动盘，传动盘下面设有电动推杆，且电动推杆与传动盘之间定位配合连接，工作转轴前端固定连接右摩擦器，右摩擦器与固定在操作轴右端的左摩擦器配合连接，操作轴上装有涡卷弹簧，涡卷弹簧中心端固定在操作轴上，涡卷弹簧的外端与传动盘固定连接，操作轴左端通过单向轴承安装在支架上，支架固定连接在滑动器的滑动块上，支架上设有内螺孔，并通过内螺孔与丝杆配合传动连接，丝杆与伺服电机连接。本实用新型以收集的能量对设备进行预启动，减小启动电流、降低启动能耗，优化设备启动工况，延长设备寿命，削弱电机启动时对电网的干扰。
【专利说明】蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，尤其是一种大功率旋转类机械或经常间断性工作的旋转类机械辅助启动的节能装置。
【背景技术】
[0002]在如今科技领域日趋成熟发达之际，大功率旋转机械设备的应用十分广泛。在生产过程中，电动机要经常启动、停止，其启动性能的优劣对生产影响很大，并且耗能巨大，这是因为大功率电动机，其强大的启动电流会造成较大的线路电压降落，引起电网电压降低，不仅影响其他用电设备的正常工作，而且对动力变压器也会产生较大的冲击，并且在电动机停止转动时还有巨大的转动动能，而这部分惯性动能往往都被忽略了，所以，在今天提倡节能减排的社会，一种能够储存这部分能量并且减小启动所耗能的储能设备迫切重要。
[0003]为了减小启动电流，目前广泛采用的方式为软启动和降压启动，但是这类启动通常都有较严格的工况限制，启动能耗及启动时间显著增加，并且结构复杂。而本蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置可以在几乎不耗费额外电能的情况下，对工作设备进行预启动或加速启动，降低设备的启动电流，进而可以节约非常可观的能量，还能降低旋转类设备的启动时间，提升设备的性能。当旋转类机械断电以后，将系统的旋转惯性动能以弹性势能的形式储存起来，当再次启动机器时，先部分释放储存的能量，逐步提高设备的运行速度，然后启动动力机器，转轴将在弹簧与动力机器的双重作用下加速转动，由于单向轴承的特点，当储能弹簧的转速小于工作轴的转速时，单向轴承就会内外圈自动分离，辅助启动结束，转轴正常运转。本装置不仅能最大限度地节约机器的启动能耗，还可以回收那些原本被忽略的能量，因此具有非常好的应用前景。
【发明内容】
[0004]本实用新型是要提供一种蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，将停机时旋转机械的惯性动能转化为弹性势能储存起来，然后再在开机时将弹性势能转化为辅助旋转类机械启动的动能。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，包括伺服电机、操作轴、单向轴承、涡卷弹簧、左摩擦器、右摩擦器、支架、旋转类机械、工作转轴、丝杆、滑动器、电动推杆、传动盘，其特点是:旋转类机械上的工作转轴通过单向轴承连接传动盘，传动盘下面设有电动推杆，且电动推杆与传动盘之间定位配合连接，工作转轴前端固定连接右摩擦器，右摩擦器与固定在操作轴右端的左摩擦器配合连接，操作轴上装有涡卷弹簧，涡卷弹簧中心端固定在操作轴上，涡卷弹簧的外端与传动盘固定连接，操作轴左端通过单向轴承安装在支架上，支架固定连接在滑动器的滑动块上，支架上设有内螺孔，并通过内螺孔与丝杆配合传动连接，丝杆与伺服电机连接。
[0006]传动盘中间开有中心孔、中心孔内装有单向轴承，传动盘外圆上开有若干个定位止动槽，外端面通过弹簧固定杆与涡卷弹簧相连接。[0007]左摩擦器设有锥度在10°~15°的内锥台，并通过平键与操作轴周向固定连接；右摩擦器设有锥度在10°~15°的外锥台，并通过平键与工作转轴周向固定连接；传动时，左摩擦器的内锥台与右摩擦器的外锥台配合摩擦连接。
[0008]储能时,所述电动推杆的推杆旋出卡在传动盘的定位止动槽内。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]本实用新型采用单向轴承、左摩擦器套装在操作轴上，伺服电机轴与丝杆相连，蜗杆的另一端伸在内螺孔中，涡卷弹簧中心端固定在操作轴上。操作轴的两个支架固定在滑动器的滑动块上。右摩擦器、单向轴承、套装在工作轴上。传动盘套装在单向轴承上，涡卷弹簧的外端通过弹簧固定杆固定传动盘上，通过弹性形变将动能以弹性势能的方式储存起来。
[0011]因此，本实用新型具有以下特点:
[0012]1、以弹性势能的形式将旋转类机械断电时的旋转惯性动能储存起来。
[0013]2、涡卷型弹簧在储能阶段与放能阶段转动方向是反向的，而旋转类机械的主轴在关闭阶段与启动阶段的转动方向是同向的，如何将储存的弹性势能转化为对轴的正向启动扭矩，避免单向扭矩异向化的问题，是涉及涡卷型弹簧储能装置的技术关键点。本蓄能型辅助启动节能装置灵活地应用了单向轴承及涡卷弹簧，巧妙地解决了上述关键技术问题。
[0014]3.该装置的推广及应用
[0015]该装置既适合长时间间歇性储能，也适合短时间储能以及瞬间放能，而且能够针对不同的对象，灵活地进行调整和改进。随着我国经济及科技的高速发展，越来越多的大型旋转类机械投入到日常生产生活之中。比如电力系统中的大型发电机，油田中的抽油机、以及各种鼓风机、大的吊扇、选矿器械 、磨粉设备、甚至是舞台上的大型旋转平台……因此有效利用这些设备断电时的剩余能量，降低设备的启动能耗，在一定程度上提高了能源的利用率。无论从经济的角度还是从环保的角度，这套装置都能提供一条非常有效的、现实可行的途径。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构立体示意图；
[0017]图2是传动盘的结构立体示意图；
[0018]图3是左摩擦器的结构立体示意图；
[0019]图4是右摩擦器的结构立体示意图图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，
[0021]如图1所示，本实用新型的蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，包括伺服电机1、操作轴2、单向轴承3、涡卷弹簧4、左摩擦器5、右摩擦器6、支架7、轴承8、旋转类机械
9、工作转轴10、丝杆11、内螺孔12、滑动器13、弹簧固定杆14,电动推杆15、传动盘16。
[0022]传动盘16的中心装有单向轴承3，旋转类机械9上的工作转轴10上通过单向轴承3与传动盘16连接，传动盘16下面设有电动推杆15，且电动推杆15与传动盘16之间配合连接，储能时，所述电动推杆15的推杆旋出卡在传动盘16的定位止动槽内。[0023]工作转轴10前端固定连接右摩擦器6，右摩擦器6与固定在操作轴2右端的左摩擦器5配合连接，操作轴2上装有涡卷弹簧4，涡卷弹簧4中心端固定在操作轴2上，涡卷弹簧4的外端与传动盘16固定连接，操作轴2左端通过单向轴承3安装在支架7上，支架7固定连接在滑动器13的滑动块上，支架7上设有内螺孔12，并通过内螺孔12与丝杆11配合传动连接，丝杆11与伺服电机I连接。
[0024]如图2所示，传动盘16中间开有中心孔、中心孔内装有单向轴承3，传动盘16外圆上开有若干个定位止动槽，外端面通过弹簧固定杆14与涡卷弹簧4相连接(图1)。
[0025]如图3所示，左摩擦器5设有锥度在10°?15°的内锥台，并通过平键与操作轴2周向固定连接。
[0026]如图4所示，右摩擦器6设有锥度在10°?15°的外锥台，并通过平键与工作转轴10周向固定连接。传动时，左摩擦器5的内锥台与右摩擦器6的外锥台配合摩擦连接。
[0027]本实用新型以飞轮作为旋转类机械的例子加以说明。
[0028](一)、储能阶段:当旋转类机械9断电后，此时工作转轴10，旋转类机械9仍然在旋转，传动盘16静止，电动推杆15横向将传动盘16卡紧。接通伺服电机I的电路，丝杆11随伺服电机I的轴转动，丝杆11与内螺孔12相对转动，推动操作轴2向右边滑动，将左摩擦器5与右摩擦器6压紧，接合。操作轴2与工作转轴10同步转动，并在涡卷弹簧4中心端旋紧弹簧储能，直至停止，伺服电机I反向通电，拉出操作轴2，左、右摩擦器5、6分开，完成储能。由于操作轴2旋转的单向性，操作轴2不会发生回转，亦即涡卷弹簧4储存的能量不会被释放。
[0029](二)、辅助启动阶段:当需要启动旋转类机械9时,接通电动推杆15电路，电动推杆15的推杆收回，传动盘16松开。涡卷弹簧4的外端将通过丝杆推动传动盘16沿电机转动方向转动，传动盘16推动工作转轴10连同旋转类机械9的轴加速转动，此方向单向轴承3内外圈抱死。当放能至某一阶段时，再接通旋转类机械9的电路，反向接通电动推杆15的电路，推杆旋出，卡住传动盘16，辅助启动完成。
【权利要求】
1.一种蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，包括伺服电机(I)、操作轴(2)、单向轴承(3)、涡卷弹簧(4)、左摩擦器(5)、右摩擦器(6)、支架(7)、旋转类机械(9)、工作转轴(10)、丝杆(11)、滑动器(13)、电动推杆(15)、传动盘(16)，其特征在于:所述旋转类机械(9 )上的工作转轴(10 )通过单向轴承(3 )连接传动盘(16 )，传动盘(16 )下面设有电动推杆(15 )，且电动推杆(15 )与传动盘(16 )之间配合连接，工作转轴(10 )前端固定连接右摩擦器(6),右摩擦器(6)与固定在操作轴(2)右端的左摩擦器(5)配合连接，操作轴(2)上装有涡卷弹簧(4)，涡卷弹簧(4)中心端固定在操作轴(2)上，涡卷弹簧(4)的外端与传动盘(16)固定连接，操作轴(2 )左端通过单向轴承(3 )安装在支架(7 )上，支架(7 )固定连接在滑动器(13)的滑动块上，支架(7)上设有内螺孔(12)，并通过内螺孔(12)与丝杆(11)配合传动连接，丝杆(11)与伺服电机(I)连接。
2.根据权利要求1所述的蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，其特征在于:所述传动盘(16)中间开有中心孔、中心孔内装有单向轴承(3)，传动盘(16)外圆上开有若干个定位止动槽，外端面通过弹簧固定杆(14)与涡卷弹簧(4)相连。
3.根据权利要求1所述的蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，其特征在于:所述左摩擦器(5)设有锥度在10°?15°的内锥台，并通过平键与操作轴(2)周向固定连接；右摩擦器(6)设有锥度在10°?15°的外锥台，并通过平键与工作转轴(10)周向固定连接；传动时，左摩擦器(5)的内锥台与右摩擦器(6)的外锥台配合摩擦连接。
4.根据权利要求1所述的蓄能型辅助启动旋转类机械的节能装置，其特征在于:储能时，所述电动推杆(15)的推杆旋出卡在传动盘(16)的定位止动槽内。
【文档编号】H02K7/02GK203406731SQ201320462589
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】龚学海, 章立新, 张维, 吴刁, 黄眺, 曲增, 许鹤华, 刘婧楠, 张淑存, 赵东东 申请人:上海理工大学