专利名称：便携式消防泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种消防泵，尤其涉及一种便携式消防泵。
背景技术：
城镇狭窄街道、农村小路、山区林区陡坡等地区的消防及生活供水所用消防泵，体 积大、重量大、能耗高，且水源不足时容易损坏消防泵和汽油机。现有消防泵采用l级圆弧 叶片或3级圆弧叶片，其体积偏大、重量大、能耗高且容易损坏。
发明内容
本发明目的是提供一种体积小、质量轻、携带方便、能耗低、在水源不足的情况下 能自动关闭汽油机的便携式消防泵，其解决了现有消防泵体积大、重量大、能耗高且容易损 坏的技术问题。 本发明的技术解决方案 —种便携式消防泵，包括汽油机、泵体，其不同之处在于所述泵体包括与汽油机 相连的密封座、与密封座固连的泵壳、设置在泵壳中心的主轴、依次固定在主轴上的三级离 心叶轮、依次固定在泵壳内的两级导叶，所述主轴与汽油机输出轴同轴连接，所述密封座内 设置有主轴密封装置。 其还包括超速保护电路，所述超速保护电路包括稳压单元、同频触发单元、比较放 大单元和执行单元；所述稳压单元包括限流电阻R3、滤波电容C1、稳压管D2和旁路电阻 R4;所述滤波电容C1、稳压管D2和旁路电阻R4并联后的低端接地，其高端与限流电阻R3的 一端相接作为稳压单元的输出端Vcc，所述限流电阻R3的另一端接汽油机信号输出端34 ; 所述同频触发单元包括限流电阻R2、二极管D3、SR触发器Ul、充电电阻R8和充电电容C2 ; 所述SR触发器Ul的数据输入端D接稳压单元的输出端Vcc，其置位端S接地，其复位端R 接充电电容C2的高端，其时钟信号端CLK通过限流电阻R2与汽油机信号输出端34相接， 其同相输出端Q接充电电阻R8的一端，所述充电电阻R8的另一端与充电电容C2的高端相 接，所述充电电容C2的低端接地，所述二极管D3的阳极接SR触发器U1的时钟信号端，其 阴极接稳压单元的输出端Vcc ;所述比较放大单元包括充电电阻R9、充电电阻R10、充电电 容C3、限流电阻Rl 1 、二极管D5、二极管D6、电压比较器U2 ;所述充电电阻R9、充电电阻R10 和充电电容C3依次串联，所述充电电容C3的另一端接地，所述电压比较器U2的同相输入 端通过充电电阻R9与SR触发器Ul的同相输出端Q相接，所述电压比较器U2的反相输入 端通过限流电阻Rll与稳压单元的输出端Vcc相接，所述二极管D5的阴极和二极管D6的 阳极相接，所述二极管D6的阴极接地，所述二极管D5的阳极与电压比较器U2的反相输入 端相接；所述电压比较器U2的电源端接稳压单元的输出端Vcc ;所述电压比较器U2的同相 输入端和输出端之间接有反馈电阻R15 ;所述执行单元包括二极管D4、限流电阻R17、栅极 电阻R16和功率管K ;所述二极管D4的阳极接电压比较器U2的输出端，其阴极通过限流电 阻R17接地；所述功率管K的栅极通过栅极电阻R16接二极管D4的阴极，其漏极接汽油机信号输出端34，其源极接地。 上述超速保护电路还包括信号修正单元；所述信号修正单元包括正向串接在汽油 机信号输出端34的二极管D1。 上述同频触发单元包括快速放电单元，所述快速放电单元包括电阻R5和R6以及 三极管Q，所述电阻R5的一端与SR触发器Ul的时钟信号端CLK相连，其另一端通过电阻 R6接地，所述三极管Q的集电极接充电电容C2的高端，其基极通过电阻R6接地，其发射极 接地。 上述主轴与汽油机输出轴同轴螺纹固连。
上述三级离心叶轮均采用双曲叶片。
上述主轴密封装置为机械密封装置。
上述泵壳采用桶袋式布局。 上述便携式消防泵还包括吸水阀和真空饮水装置。
本发明具有的优点 1、本发明的泵轴与汽油机输出轴采用螺纹连接、高效节能、运行稳定安全、节省空 间、维修便利。 2、本发明采用三级单吸式离心双曲叶片泵，泵壳采用桶袋式布局，整体结构稳固 紧凑、布局合理、操作及维护方便，最大程度地减小了泵的体积。 3、本发明自带超速保护电路，可实现超速停机，保护了消防人员和设备的安全。超 速保护电路的同频触发单元和比较放大单元来控制功率管K的开合，实现汽油机超频运行 时的自动关闭，有效的保护了汽油机和泵。超速保护电路利用稳压单元从输入信号得到的 电压驱动超速保护电路的各个元器件，不需要单独提供稳定电源的电路，电路结构简单、体 积小、性能优良。而且稳压单元可实现针对汽油机输出尖峰脉冲高达250V的电压保护。超 速保护电路通过比较放大单元设置了一个频率范围接收窗口，在这个窗口允许正常工作时 的最大频率，当正常工作条件下出现空载状况导致汽油机的转速突然升高时，会触发超速 保护电路工作。 4、本发明的闭式叶轮采用压头系数大的变流恒压技术，同等参数下，叶轮外径比 普通叶轮小30%左右。 5、本发明提供多种引水选择，带有吸水阀及真空饮水装置，可以手动引水，也能使 用自吸引水，且自吸时间较短，流量大。 6、本发明轴封采用先进的机械密封形式，能有效地避免轴封漏水现象。 7、本发明可应用于城镇狭窄街道、农村小路、山区林区陡坡等地区的消防及生活供水。
图1和图2为本发明的结构示意图；
图3为超速保护电路的原理示意图。 其中l-汽油机，2-泵体，3-泵壳，4-密封座，5-主轴，ll-末级叶轮，12-二级叶 轮，13- —级叶轮，21-末级导叶，22-导叶，6-主轴密封装置，7-超速保护电路，8-反冲式手 拉启动器。
具体实施例方式
本发明便携式消防泵，包括汽油机1、泵体2、吸水阀和真空饮水装置，泵体包括与 汽油机相连的密封座4、与密封座4固连的泵壳3、设置在泵壳3中心的主轴5、依次固定在 主轴5上的末级叶轮11、二级叶轮12、以及一级叶轮13三级离心叶轮、依次固定在泵壳3 内的末级导叶21和导叶22两级导叶，主轴5与汽油机1输出轴同轴螺纹固连，密封座4内
设置有主轴密封装置6 ;三级离心叶轮均采用双曲叶片；主轴密封装置6为机械密封装置；
泵壳3采用桶袋式布局。 泵壳采用高强度航天铝合金材料，强度设计安全系数达到2. 0，符合国家标准；
零件采用真空压力铸造，实现薄壁零件的高强度，最大程度减小泵的重量，整机重量为
14. 2kg ;本发明泵的体积为400mmX325mmX340mm ;选用二冲程汽油机为动力，汽油机带有
反冲式手拉启动器8 ;工作转速转速6000r/min ;功率强劲，运转稳定，启动灵活，故障率低；
功率8HP ;射程33m ;额定流量2. 4L/S ;同等射程下最大流量260L/min。 超速保护电路7包括信号修正单元、稳压单元、同频触发单元、比较放大单元和执
行单元。 信号修正单元包括正向串接在汽油机信号输出端34的二极管D1，其用于修正汽 油机的输出信号。 稳压单元包括限流电阻R3、滤波电容Cl、稳压管D2和旁路电阻R4 ;滤波电容Cl、 稳压管D2和旁路电阻R4并联后的低端接地，其高端与限流电阻R3的一端相接作为稳压单 元的输出端Vcc，限流电阻R3的另一端接汽油机信号输出端34;由电容充电、储能理论可 知，电容C1两端的电压V。。为
L國」K +^/"" *C )， 其中R为限流电阻R3的阻值、t为施加信号时间，U。为Cl两端初始电压值，Us为 信号电压值。 同频触发单元包括限流电阻R2、二极管D3、 SR触发器Ul、充电电阻R8、充电电容 C2以及快速放电单元；SR触发器U1的数据输入端D接稳压单元的输出端Vcc，其置位端S 接地，其复位端R接充电电容C2的高端，其时钟信号端CLK通过限流电阻R2与汽油机信号 输出端34相接，其同相输出端Q接充电电阻R8的一端，充电电阻R8的另一端与充电电容 C2的高端相接，充电时间为t = R^A，充电电容C2的低端接地；二极管D3的阳极接SR触发 器U1的时钟信号端，其阴极接稳压单元的输出端Vcc，用于限制触发器Ul的时钟信号电压； 快速放电单元包括电阻R5和R6以及三极管Q，电阻R5的一端与SR触发器Ul的时钟信号 端CLK相连，其另一端通过电阻R6接地，三极管Q的集电极接充电电容C2的高端，其基极 通过电阻R6接地，其发射极接地；快速放电单元加速充电电容C2放电的完成。
比较放大单元包括充电电阻R9、充电电阻R10、充电电容C3、限流电阻Rl 1 、二极管 D5、二极管D6、电压比较器U2 ;所述充电电阻R9、充电电阻R10和充电电容C3依次串联，充 电电容C3的另一端接地，电压比较器U2的同相输入端通过充电电阻R9与SR触发器U1的 同相输出端Q相接，电压比较器U2的反相输入端通过限流电阻Rll与稳压单元的输出端 Vcc相接，二极管D5的阴极和二极管D6的阳极相接，二极管D6的阴极接地，二极管D5的阳极与电压比较器U2的反相输入端相接；电压比较器U2的电源端接稳压单元的输出端Vcc ; 电压比较器U2的同相输入端和输出端之间接有反馈电阻R15。 执行单元包括二极管D4、限流电阻R17、栅极电阻R16和功率管K ;二极管D4的阳 极接电压比较器U2的输出端，其阴极通过限流电阻R17接地；功率管K的栅极通过栅极电 阻R16接二极管D4的阴极，其漏极接汽油机信号输出端34，其源极接地。
本实用新型超速保护电路工作原理及工作过程 汽油机信号从信号输出端34进入超速保护电路，通过限流电阻R3为稳压单元提 供能量，保证稳压单元输出端电压Vcc稳定，使后面的同频触发单元和比较放大单元能够 正常工作。 汽油机信号同时通过限流电阻R2为同频触发单元提供时钟信号，触发器U1输出 波形的振幅与输入信号振幅无关，但振荡频率与输入信号相同，为后面的比较放大单元和 执行单元奠定基础。 信号输出端34的汽油机输出信号频率的升高导致充电电压的身高。当电压比较 器U2的同相输入端电压即充电电压大于反相输入端电压基准值时，电压比较器输出电压， 此电压控制执行单元的功率管K工作，汽油机信号通过功率管K的漏极端对地短路，汽油机 和泵被保护。 为了防水、防尘、抗震等效果，经过测试的电路板放入模块盒中，进行灌注树脂胶。 灌胶后的电路板经过了 72小时浸水试验，试验结果证明，灌胶后的电路板具有非常好的防 水性能。
权利要求
一种便携式消防泵，包括汽油机(1)、泵体(2)，其特征在于所述泵体(2)包括与汽油机(1)相连的密封座(4)、与密封座(4)固连的泵壳(3)、设置在泵壳(3)中心的主轴(5)、依次固定在主轴(5)上的三级离心叶轮、依次固定在泵壳(3)内的两级导叶，所述主轴(5)与汽油机(1)输出轴同轴连接，所述密封座(4)内设置有主轴密封装置(6)。
2. 根据权利要求1所述的便携式消防泵，其特征在于其还包括超速保护电路，所述超速保护电路包括稳压单元、同频触发单元、比较放大单元和执行单元；所述稳压单元包括限流电阻(R3)、滤波电容(Cl)、稳压管(D2)和旁路电阻R4 ;所述滤波电容(Cl)、稳压管(D2)和旁路电阻(R4)并联后的低端接地，其高端与限流电阻(R3)的一端相接作为稳压单元的输出端(Vcc)，所述限流电阻(R3)的另一端接汽油机信号输出端(34);所述同频触发单元包括限流电阻(R2)、二极管(D3)、SR触发器(Ul)、充电电阻(R8)和充电电容(C2);所述SR触发器(Ul)的数据输入端(D)接稳压单元的输出端(Vcc)，其置位端(S)接地，其复位端(R)接充电电容(C2)的高端，其时钟信号端(CLK)通过限流电阻(R2)与汽油机信号输出端(34)相接，其同相输出端(Q)接充电电阻(R8)的一端，所述充电电阻(R8)的另一端与充电电容(C2)的高端相接，所述充电电容(C2)的低端接地，所述二极管(D3)的阳极接SR触发器(Ul)的时钟信号端，其阴极接稳压单元的输出端(Vcc);所述比较放大单元包括充电电阻(R9)、充电电阻(R10)、充电电容(C3)、限流电阻(Rll)、二极管(D5)、二极管(D6)、电压比较器(U2);所述充电电阻(R9)、充电电阻(R10)和充电电容(C3)依次串联，所述充电电容(C3)的另一端接地，所述电压比较器(U2)的同相输入端通过充电电阻(R9)与SR触发器(Ul)的同相输出端(Q)相接，所述电压比较器(U2)的反相输入端通过限流电阻(R11)与稳压单元的输出端(Vcc)相接，所述二极管(D5)的阴极和二极管(D6)的阳极相接，所述二极管(D6)的阴极接地，所述二极管(D5)的阳极与电压比较器(U2)的反相输入端相接；所述电压比较器(U2)的电源端接稳压单元的输出端(Vcc);所述电压比较器(U2)的同相输入端和输出端之间接有反馈电阻(R15);所述执行单元包括二极管(D4)、限流电阻(R17)、栅极电阻(R16)和功率管(K);所述二极管(D4)的阳极接电压比较器(U2)的输出端，其阴极通过限流电阻(R17)接地；所述功率管(K)的栅极通过栅极电阻(R16)接二极管(D4)的阴极，其漏极接汽油机信号输出端(34)，其源极接地。
3. 根据权利要求2所述的便携式消防泵，其特征在于所述超速保护电路还包括信号修正单元；所述信号修正单元包括正向串接在汽油机信号输出端34的二极管(Dl)。
4. 根据权利要求2或3所述的便携式消防泵，其特征在于所述同频触发单元包括快速放电单元，所述快速放电单元包括电阻(R5)和(R6)以及三极管(Q)，所述电阻(R5)的一端与SR触发器(Ul)的时钟信号端(CLK)相连，其另一端通过电阻(R6)接地，所述三极管(Q)的集电极接充电电容(C2)的高端，其基极通过电阻(R6)接地，其发射极接地。
5. 根据权利要求1或2或3所述的便携式消防泵，其特征在于所述主轴(5)与汽油机(1)输出轴同轴螺纹固连。
6. 根据权利要求5所述的便携式消防泵，其特征在于所述三级离心叶轮均采用双曲叶片。
7. 根据权利要求6所述的便携式消防泵，其特征在于所述主轴密封装置(6)为机械密封装置。
8. 根据权利要求7所述的便携式消防泵，其特征在于所述泵壳(3)采用桶袋式布局。
9. 根据权利要求8所述的便携式消防泵，其特征在于所述便携式消防泵还包括吸水阀和真空饮水装置。
10. 根据权利要求5所述的便携式消防泵，其特征在于所述便携式消防泵还包括吸水阀和真空饮水装置。
全文摘要
本发明涉及一种便携式消防泵，包括汽油机(1)、泵体(2)，泵体(2)包括与汽油机(1)相连的密封座(4)、与密封座(4)固连的泵壳(3)、设置在泵壳(3)中心的主轴(5)、依次固定在主轴(5)上的三级离心叶轮、依次固定在泵壳(3)内的两级导叶，所述主轴(5)与汽油机(1)输出轴同轴连接，所述密封座(4)内设置有主轴密封装置(6)。本发明解决了现有消防泵体积大、重量大、能耗高且容易损坏的技术问题。具有体积小、质量轻、携带方便、能耗低、在水源不足的情况下能自动关闭汽油机的便携式消防泵的技术效果。
文档编号F04D29/08GK101725536SQ20091021924
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者刘晓洪, 刘楠, 吴晓磊, 席建厂, 朱保民, 李天武, 王明星, 王秀岩, 石磊, 赵卫忠, 金忠升, 韩卫钊, 马玉琴, 高宏 申请人:陕西航天动力高科技股份有限公司