专利名称：变频电机直驱式高速泵的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种用于采用变频高速电机直驱式的高速泵，具 体适用于石油、化工、医药、航天、印染等行业使用的高速泵。
技术背景现有技术中，石油、化工、医药、航天、印染等行业中普遍采用 高速泵，高速泵的主轴与增速机构之间常采用联轴器实施连接。而这 种连接方式，在高速泵输送化工腐蚀性介质时，介质易从轴端泄漏造 成增速机构高速轴损坏以及产品轴系密封拆装困难等问题。 发明内容本发明的目的就是提供一种变频电机直驱式高速泵，改善其传动 连接副。一种变频电机直驱式高速泵，包括泵体，其特征在于泵体的转 轴与电机的转轴相互套接，电机变频电机，为在套接处设置有径向夹 紧装置，电机为变频电机。上述方案中，泵体的转轴与电机的转轴相互套接，在径向夹紧装 置的作用下泵体的转轴与电机的转轴构成同轴刚性连接，电机采用变 频高速电机带PLC控制，速度可调，能使泵的使用参数大为扩展。由于采用了新的轴轴连接和驱动方式，省略了现有技术中在泵轴 与电机轴之间设置的构成增速机构的齿轮箱，不仅节省设备投资，减 少了设备体积、重量，使得安装更加容易，同时设备也易维护。
图l是本发明的结构示意图；图2是图1中两个轴的连接部位的结构放大示意图。
具体实施方式
本发明所公开的变频电机直驱式高速泵，包括泵体IO，泵体IO的转轴11与电机20的转轴21相互套接，在套接处设置有径向夹紧装 置，电机20为变频电机。本发明就是将泵体10的转轴11与电机20 的转轴21采用相互套接的方式实施刚性直接的方式连接，并在连接部 位采用径向夹紧装置提供的径向力对结合部位实施径向约束，所构成 的连接为刚性的。相互套接的方式有多种，即包括一个轴的轴端上开设的孔套设在 另一个轴的端部，也包括两个轴的轴端同时套设在一个管状的套管内， 再用径向夹紧装置提供径向力实施约束，构成刚性连接。以下介绍两种优选的连接方案。其一是:所述的泵体10的转轴11端头开设有容纳电机20的转轴 21的孔。其二是所述的泵体10的转轴11插入电机20的转轴21的轴端开设的孔中。附图1、 2中给出的实施例是上述第一种基本优选方案，这是考虑 到电机多为标准件，只要考虑在泵体10的转轴11上适当变更结构即可。由于泵体10的转轴11与电机20的转轴21的相互配合只是提供 转动扭矩，所以为了便于泵体10和电机20的装配，所述的电机20 与泵体10之间设置有连接支架30，通过连接支架30实现两者之间的 连接，所述的连接支架30的两个端部31、 32分别与电机20与泵体 10固定连接，连接支架30的两个端部31、 32之间设置杆或板状部件 33连接，杆或板状部件33空隔状围设在所述的泵体10的转轴11和 电机20的转轴21的周围。所述的杆或板状部件33采用空隔状围设的 含义就是，连接支架30的设置一方面能够起到连接电机20与泵体10 的作用；另一方面，又要保证在电机20、泵体10与连接支架30没有 拆分的情况下，给安装、检修人员触及到泵体10的转轴11与电机20 的转轴21的结合部位留出操作空间；再者，还有利于减轻连接支架 30的重量和节省材料消耗。结合图1、 2所示，本发明中的径向夹紧装置的具体实例是针对泵体10的转轴11上开孔的结构说明的，即泵体10的转轴11端头开设有容纳电机20的转轴21的孔。结合图2，所述的径向夹紧装置包括套设在泵体10的转轴11上 的紧箍套40，紧箍套40整体为开式或闭式的环形，紧箍套40的轴长 方向的外壁为楔形，紧箍套40上设置有沿轴向移动且径向夹紧紧箍套 40的锥型卡箍50、 60。当锥型卡箍50、 60沿轴向相向运动时，锥型 卡箍50、 60将沿与紧箍套40的楔形壁面部位结合并相互挤压约束， 使紧箍套40沿径向收縮变形，这种变形量足以保证转轴11上的孔对 电机20的转轴21的约束固定，从而提供可靠的转动扭矩。为了便于说明，以下有关方位、方向的描述是与图1、 2所示的安 装状态一致的，即电机20安装在泵体10的上方，两者之间有连接支 架30。参见图2给出的实例，所述的紧箍套40的内壁套设在转轴11的 上端的台阶轴状的滑套轴111的上端，滑套轴111的外径大于其下部 转轴11的直径，滑套轴111上段的外径小于下端部的外径。结合图2， 滑套轴111实际上直接可以制成转轴11的一部分，其中滑套轴111 上段的外径小于下端部的外径是为了便于撑托着紧箍套40，即在安装 过程中，各部件还没紧固时，由滑套轴111起到撑托紧箍套40的作用。所述的紧箍套40的外壁为中部直径大、两端直径小的双楔形，正 如图2所示，紧箍套40的外表面实际上就是两个圆锥台，中部直径大， 上、下两端小。所述的锥型卡箍50、 60的内壁分别与紧箍套40的双 楔形部位构成径向约束配合，所述的锥型卡箍50、 60的周向边缘处有 螺栓70沿轴向将两者固定连接。所述的锥型卡箍50、 60的内壁分别 设置成与紧箍套40的上、下部位的外表面相吻合的圆锥面形状，为了 提供足够的径向约束量，锥型卡箍50、 60的内壁分别与紧箍套40结 合时，锥型卡箍50、 60的相邻的端面之间尚有适当间距，在连接螺栓 70拉紧的情况下，两锥型卡箍50、 60之间的间距縮小，同时对紧箍 套40实施径向约束，从而实现锥型卡箍50、 60、紧箍套40以及转轴 11、转轴21彼此可靠的固定连接。由于径向夹紧装置中的部件以及装配后，是周向对称的，因此可以最大限度地消除影响动平衡和转动惯 量的不利因素。由于转轴11和转轴21之间的相互插接为静配合或偏紧的过渡配 合，在插接过程中，滑套轴111内的孔底部位会出现空气积存而影响装配困难，所以在孔底部位开设有螺纹孔112可以方便排气，由于转 轴11和转轴21两者是插接配合，当需要将两者分离时，在螺纹孔112 上旋入螺栓，则可以起到便于拆卸的效果，具体讲就是，所述的泵体 10的转轴11的端部或电机20的转轴21的轴端开设的孔的底部有螺 纹孔112延伸到外部。参见图2，所述的滑套轴111上端的用于容纳 电机20的转轴21的孔底部设置有螺纹孔112，螺纹孔112沿轴向延 伸到滑套轴111的底端面上，为了保证采用螺栓拆分时均匀受力，螺 纹孔112在圆周方向对称设置2 3个即可，螺栓经由螺纹孔112进入 并抵到转轴21的轴端面处，将两者分离开。本发明就是采用泵轴与电机或增速机构的高速轴端耦合结构形 式，有利采用变频高速电机直接驱动，由于电机带PLC控制，速度可 调，能使泵的使用参数大为扩展；另外，泵的生产成本降低约30%， 不必在电机和泵之间再配齿轮箱，节省投资，易维护，体积小、重量 轻，同时可以最大限度地消除影响动平衡和转动惯量的主要因素。
权利要求
1、一种变频电机直驱式高速泵，包括泵体(10)，其特征在于泵体(10)的转轴(11)与电机(20)的转轴(21)相互套接，在套接处设置有径向夹紧装置，电机(20)为变频电机。
2、 根据权利要求1所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在于所述的泵体(10)的转轴(11)端头开设有容纳电机(20)的转轴(21)的孔。
3、 根据权利要求l所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在于所述的泵体(10)的转轴(11)插入电机(20)的转轴(21)的轴端 开设的孔中。
4、 根据权利要求1或2或3所述的变频电机直驱式高速泵，其特 征在于所述的电机(20)与泵体(10)之间设置有连接支架(30)， 所述的连接支架(30)的两个端部(31)、 (32)分别与电机(20)与 泵体(10)固定连接，连接支架(30)的两个端部(31)、 (32)之间 设置杆或板状部件(33)连接，杆或板状部件(33)空隔状围设在所 述的泵体(10)的转轴(11)和电机(20)的转轴(21)的周围。
5、 根据权利要求1或2所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在 于所述的径向夹紧装置包括套设在泵体(10)的转轴(11)上的紧 箍套(40)，紧箍套(40)整体为开式或闭式的环形，紧箍套(40)的 轴长方向的外壁为楔形，紧箍套(40)上设置有沿轴向移动且径向夹 紧紧箍套(40)的锥型卡箍(50)、 (60)。
6、 根据权利要求5所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在于 所述的紧箍套(40)的内壁套设在转轴(11)的上端的台阶轴状的滑 套轴(111)的上端，滑套轴(111)的外径大于其下部转轴(11)的 直径，滑套轴(111)上段的外径小于下端部的外径。
7、 根据权利要求5所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在于 所述的紧箍套(40)的外壁中部直径大、两端直径小的双楔形，所述 的锥型卡箍(50)、 (60)的内壁分别与紧箍套(40)的双楔形部位构成径向约束配合，所述的锥型卡箍(50)、 (60)的周向边缘处有螺栓 (70)沿轴向将两者固定连接。
8、 根据权利要求2或3所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在 于所述的泵体(10)的转轴(11)的端部或电机(20)的转轴(21) 的轴端开设的孔的底部有小孔延伸到外部。
9、 根据权利要求6所述的变频电机直驱式高速泵，其特征在于 所述的滑套轴(111)上端的用于容纳电机(20)的转轴(21)的底部 设置有螺纹孔(112)，螺纹孔(112)沿轴向延伸到滑套轴(111)的 底端面上。
全文摘要
本发明涉及一种用于采用变频高速电机直驱式的高速泵，适用于石油、化工、医药、航天、印染等行业使用的高速泵，包括泵体，泵体的转轴与电机的转轴相互套接，电机变频电机，为在套接处设置有径向夹紧装置，电机为变频电机，在径向夹紧装置的作用下泵体的转轴与电机的转轴构成同轴刚性连接，电机采用变频高速电机带PLC控制，速度可调，能使泵的使用参数大为扩展，减少了设备体积、重量，同时便于安装和维护。
文档编号F04D29/044GK101225830SQ20081001847
公开日2008年7月23日 申请日期2008年2月3日 优先权日2008年2月3日
发明者何玉杰, 刘志民, 漫 姜, 宫恩祥, 巫建波, 朱维虎, 强 李, 柴立平, 石海峡, 程道武, 胡敬宁 申请人:合肥华升泵阀有限责任公司