專利名稱：強自吸污水泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及由離心泵和吸氣裝置構成的自吸式離心泵，尤其涉及吸氣裝置與泵軸之間的離合機構。
背景技術：
由離心泵和吸氣裝置構成的自吸式離心泵，是英國Selwood泵業公司首創的，它自投入市場以來，由于其啟動前不必預先注水即可直接啟動，故很受用戶歡迎。而且這種結構的泵可用于橋梁、隧道、礦山和消防領域，市場十分廣闊。該自吸離心泵，因其離心泵與吸氣裝置是由同一泵軸驅動的，故其結構十分緊湊。但是由于在吸氣裝置與泵軸之間沒有離合機構，故吸氣裝置在完成吸氣引水離心泵正常工作之后，仍然在不斷地運行，這不僅造成了大量的無效功耗，而且其吸氣裝置的促動體和其它各零部件也會在長期、不間斷的無效運行中快速磨損。
針對Selwood自吸離心泵的缺點，ZL97201731.3“新型強自吸離心泵”提出了在泵軸與吸氣裝置之間增設離合裝置的設計方案。該離合裝置能夠在吸氣裝置將水提升并使離心泵正常運行后立即使吸氣裝置停止工作，從而降低自吸離心泵的無效功耗和噪音，提高離心泵轉速、延長吸氣裝置的使用壽命。后來，又有幾個專利申請提出了類似于ZL97201731.3的齒型離合裝置的自吸離心泵設計方案。然而，該泵的運行證明，對于大中型自吸離心泵，齒型離合裝置僅在泵軸轉速小于150轉/分時才能安全有效地工作；而在泵軸高速轉動且有負荷的條件下，其嚙合之初極難免齒端因碰撞而損壞。
此外，現有的自吸離心泵的吸氣裝置都存在吸氣效率不高而產生的自吸水柱較低(一般都在8米以下)和出水慢的缺點。如果說，這缺點對排水用泵來說還不算嚴重的話；那未，對于分秒必爭的“消防用泵”來說，這缺點是非克服不可的致命缺點。吸氣裝置的促動體經n次往復后，離心泵吸水管中的壓力Pn，可近似地由公式 表達；其中，Po為初始大氣壓力；V吸為吸氣裝置吸氣時底座與促動體之間的最大空間容積；V無效為排氣底座與促動體之間的最小空間容積；V總為V吸與離心泵內腔與吸水管內腔三者容積之和。以此對比圖1所示的吸氣裝置之結構，不難看出其不合理之處，1.吸氣量在連桿同側，不僅連桿占據了有效空間，而用用來密封的膜墊與促動體作同向運動既減小了有效空間，還增大了無效空間；2.現用促動體是鋁合金的，它在往復運動中必需與底底和頂蓋之間留有足夠的防沖擊間隙，故V無效很難再進一步減小。

發明內容
針對現有自吸離心泵存在的兩大缺點，本發明提出在吸氣裝置與泵軸之間設置摩擦片離合裝置，從根本上克服原有齒式離合裝置工作效果受轉速限制和易損壞的缺點；從改進現有吸氣裝置的整體結構入手，來提高自吸離心泵的吸氣效率和吸水高度。為實現上述目的，本發明的設計方案如下電磁控制的離合裝置它由機械傳動機構和電磁控制機構兩部分構成；所述機械傳動機構由撥齒偏心套和外磨擦片組成的被傳動部件和由齒撥套和內磨擦片組成的主傳動部件構成，電磁控制機構由電磁鐵和左、右兩銜鐵構成；所述撥齒偏心套，其一側是偏心圓柱套，而另一側是與泵軸同心的筒形撥齒套，該偏心圓柱套外壁依次設有軸承、帶有軸銷的軸承套并與連桿構成曲柄連桿機構，筒形撥齒套內壁設有幾個與中軸線并行的且與外磨擦片的外緣齒相對應的槽并與外磨擦片成可滑移套入配合，撥齒偏心套其軸孔處開有1-2個軸承槽并經嵌在槽內的軸承與泵軸成自由轉動聯結。
所述齒撥套，其中心有一軸孔，而外壁開有數個與內磨擦片內緣撥齒相對應的與軸平行的深槽，數個與前述外磨擦片成相間列置的內磨擦片與齒撥套成可滑動嵌合聯結，齒撥套經平鍵與泵軸鍵接；所述由電磁鐵和兩銜鐵構成的電磁控制機構，其中一環形銜鐵安裝在撥齒偏心套底部所有內、外磨擦片的一側并與該撥齒偏心套內壁成可滑動配合，其另一環形銜鐵位于所有內外磨擦片的另一側并與齒撥套成可滑移配合，電磁鐵成環形，它設在后一銜鐵的外側，該環狀的鐵磁鐵通過其內環面上嵌裝的隔離球軸承與泵軸成隔離轉動的軸接，電磁鐵外環面與殼體內壁之間設有止轉桿。
液壓控制的離合裝置它由機械傳動機構和液壓傳動機構構成；所述機械傳動機構由撥齒偏心套和外磨擦片組成的被傳動部件和由齒撥套和內磨擦片組成的主傳動部件構成，電磁控制機構由電磁鐵和左、右兩銜鐵構成；所述撥齒偏心套，其一側是偏心圓柱套，而另一側是與泵軸同心的筒形撥齒套，該偏心圓柱套外壁依次設有軸承、帶有軸銷的軸承套并與連桿構成曲柄連桿機構，筒形撥齒套內壁設有幾個與中軸線并行的且與外磨擦片的外緣齒相對應的槽并與外磨擦片成可滑移套入配合，撥齒偏心套其軸孔處開有1-2個軸承槽并經嵌在槽內的軸承與泵軸成自由轉動聯結。
所述齒撥套，其中心有一軸孔，而外壁開有數個與內磨擦片內緣撥齒相對應的與軸平行的深槽，數個與前述外磨擦片成相間列置的內磨擦片與齒撥套成可滑動嵌合聯結，齒撥套經平鍵與泵軸鍵接；所述液壓傳動機構由兩套設有活塞的油缸組成，其中一個活塞缸設在離心泵出口閥的上方，油缸活塞下部為液壓油缸，活塞上方設有向下施壓的彈簧，離心泵出口閥上頂接有頂桿且該頂桿穿入油缸并與活塞之間留有間隔，油缸的下側壁設有油管接咀，另一油缸由開在泵殼的端蓋內側的圓環形深糟構成，活塞也成環形并與之成密封滑動配合，該環形活塞外端部的內緣開有環形槽并在其內嵌設有隔離球軸承，該球軸承內緣與齒撥套成套接的環形推壓盤的小徑端成嵌接，另一環形推壓盤設在設在撥齒偏心套底部并與泵軸成可滑移鍵接，兩活塞油缸由油管和設在泵殼內的通油孔聯通。
吸氣裝置本吸氣裝置由底座、頂蓋、與連桿相接的促動體構成，其特征在于本吸氣裝置的吸氣室由無連桿的設有吸氣管和入氣單向閥的頂蓋和設有單向排氣閥的促動體構成，所述吸氣裝置的促動體由高彈性金屬骨架和將骨架全體包復的并帶有寬邊的拉伸橡膠密封墊構成；金屬骨架成圓形片，其上打有許多透孔并開有4-12條徑向透縫，由橡膠構成的密封墊包復在骨架的上下面及四周并在開孔和開縫處相聯接，其寬邊密封墊夾在頂蓋與底座的周邊之間并形成密封；所述項蓋其內壁曲面形狀與促動體在上移至極限位置時的上表面形狀一致；有連桿穿過的底座上設有單向排氣閥并與促動體構成排氣室。


圖1——現有吸氣裝置結構示意圖。
圖2——本發明的吸氣裝置結構示意圖。
圖3——電磁控制的離合裝置結構示意圖。
圖4——液壓控制的離合裝置結構示意圖。
具體實施例方式例1.現已面市的自吸離心泵，其吸氣裝置如圖1所示，它由底座1.1，頂蓋1.2、和將對合的頂蓋和底座之間的空間密封分隔成兩個空間的促動體1.3及其周邊的拉伸密封墊1.4構成；底座1.1在其與離心泵腔相通的管口設有單向進氣閥1.12，促動體1.3上設有單向出氣閥1.32，頂蓋1.2上設有單向出氣閥1.21，促動體1.3由連桿1.5的推、拉作往復運動，從而實現吸氣目的。但是不難看出(1)因為促動體、底座、和頂蓋都是金屬的，為避免促動體與兩者間的硬性碰撞而不得不留出間隙，故而無效空間已較大；(2)連桿1.5在吸氣室一側，它占有的空間是無效的；(3)在連桿1.5與底座間的密封墊1.1.3與促動體同步上、下運動，又增加了吸氣室的無效空間；當促動體1.4下行至極限時，促動體1.4與底座1.2之間的容積達最小值V無效，至此完成一個循環過程。因為該促動體1.4、底座1.2、頂蓋1.1都是金屬的，為避免硬性沖擊而留出的間隙，使V無效不能進一步降低；又因與促動體1.4連結的彈性膠環1.42拉伸長度的限制，促動體行程較小，不能進一步提高V吸值，故吸氣效率較低。
例2本發明已實施的吸氣裝置(如圖2所示)，由于該裝置作了如同上述設計方案的三點改進，故其優點如下1.由頂蓋2.1和促動體2.4之間的空間作為吸氣室，消除了連桿2.3和密封膠墊2.5上凸時對有效空間V吸的占有，有利于增大V吸，同時有利于防止漏氣；2.改進后的促動體2.4，由骨架2.42與之聯為一體的包復橡膠2.41構成，故共邊翼不僅可作密封而且有更大的延伸長度，便于適當增大促動體2.4的行程，使促動體2.4能與頂蓋2.1盡可能接近，使V吸增大并使V無效降至接近零，本吸氣裝置的綜合吸氣效率可比現有吸氣裝置提高20-30％，吸水高度可由原來的7.5-8米提高到8.5-9米。
例3，本發明的由電磁控制的離合裝置，其結構如圖3所示。當啟動離心泵而未合上電磁鐵電路時，泵軸3.1轉動，通過平鍵3.12使鍵接在泵軸3.1上的齒撥套3.2轉動，并使內緣撥齒嵌合在齒撥套槽內的內磨擦片3.21與泵軸3.1成同步轉動；撥齒偏心套3.3及其筒形內壁面成可滑動嵌合的外磨擦片3.32、與筒形內壁成滑動配合的左銜鐵3.41因隔離球軸承3.33、3.34的隔離作用而不轉動，偏心柱3.35和連桿3.38不動作，故吸氣裝置不工作。只有在啟動離心泵時同時閉合上電磁鐵電路，則電磁鐵3.40產生磁力，將分別位于內、外磨擦片兩側的左、右銜鐵3.41、3.42之間的內、外磨擦片相互壓接時，轉動的內磨擦片3.21才將力矩傳給外磨擦片3.32，使撥齒偏心套3.3轉動并使其上的偏心柱3.35作偏心轉動，通過它偏心柱3.35和設有軸承3.37的帶軸銷的軸套3.36組成的曲柄使與吸氣裝置促動體相接的連桿3.8作往復直線運動并使吸氣裝置吸氣。該離合裝置可在任何轉速條件下，安全可靠地離合，也容易實現自動控制；其唯一要求就是離合裝置油箱內的零件和油必須清潔，不允許有任何鐵磁性顆粒，否則會影響制動效果并損傷磨擦片。
例4，本發明的由液壓控制的離合機構如圖4所示。其機械傳動部分的結構與工作原理與例3所述相同，故此僅對液壓控制部分敘述如下當離心泵啟動之前，泵的出口閥4.1處關閉態，其上方油缸4.2中的活塞4.3，在彈簧4.4的作用下已將油缸4.2的油經連接油管壓入泵蓋端部的油缸4.5將與活塞4.6相接的推盤4.7移至極左，并將內摩擦片3.21外磨擦3.22緊壓在推盤4.7與另一推盤4.8之間，故離心泵一旦啟動，吸氣裝置立即同時運行了；僅當離心泵正常工作水將出口閥4頂起并將活塞4.3上推時，油缸4.5中的油部分被吸至油缸4.2中，隨著油缸4.5中的油壓降低活塞4.6和推盤4.7的右移而使內、外磨擦片脫離壓接，內磨擦片3.21不將力矩傳給外磨擦片3.22，吸氣裝置就停止工作。反之，離心泵停止工作后，內、外磨擦片又即自動回到相互壓緊的狀態。這種結構特別有利于自動化，其最大優點是運行條件不苛刻。
權利要求
1.一種由離心泵和吸氣裝置構成的強自吸污水泵，在離心泵泵軸與吸氣裝置之間設有離合裝置，其特征在于所述的離合裝置是由磁控制的磨擦片離合裝置，它由機械傳動機構和電磁控制機構兩部分構成；所述機械傳動機構由撥齒偏心套和外磨擦片組成的被傳動部件和由齒撥套和內磨擦片組成的主傳動部件構成，電磁控制機構由電磁鐵和左、右兩銜鐵構成；所述撥齒偏心套，其一側是偏心圓柱套，而另一側是與泵軸同心的筒形撥齒套，該偏心圓柱套外壁依次設有軸承、帶有軸銷的軸承套并與連桿構成曲柄連桿機構，筒形撥齒套內壁設有幾個與中軸線并行的且與外磨擦片的外緣齒相對應的槽并與外磨擦片成可滑移套入配合，撥齒偏心套其軸孔處開有1-2個軸承槽并經嵌在槽內的軸承與泵軸成自由轉動聯結。所述齒撥套，其中心有一軸孔，而外壁開有數個與內磨擦片內緣撥齒相對應的與軸平行的深槽，數個與前述外磨擦片成相間列置的內磨擦片與齒撥套成可滑動嵌合聯結，齒撥套經平鍵與泵軸鍵接；所述由電磁鐵和兩銜鐵構成的電磁控制機構，其中一環形銜鐵裝在撥齒偏心套底部所有內、外磨擦片的一側并與該撥齒偏心套內壁成可滑動配合，其另一環形銜鐵位于所有內外磨擦片的另一側并與齒撥套成可滑移配合，電磁鐵成環形，它設在后一銜鐵的外側，該環狀的鐵磁鐵通過其內環面上嵌裝的隔離球軸承與泵軸成隔離轉動的軸接，電磁鐵外環面與殼體內壁之間設有止轉桿。
2.一種由離心泵和吸氣裝置構成的強自吸污水泵，在離心泵泵軸與吸氣裝置之間設有離合裝置，其特征在于所述的離合裝置是由液壓控制的磨擦片離合裝置，它由機械傳動機構和液壓傳動機構構成；所述機械傳動機構由撥齒偏心套和外磨擦片組成的被傳動部件和由齒撥套和內磨擦片組成的主傳動部件構成，電磁控制機構由電磁鐵和左、右兩銜鐵構成；所述撥齒偏心套，其一側是偏心圓柱套，而另一側是與泵軸同心的筒形撥齒套，該偏心圓柱套外壁依次設有軸承、帶有軸銷的軸承套并與連桿構成曲柄連桿機構，筒形撥齒套內壁設有幾個與中軸線并行的且與外磨擦片的外緣齒相對應的槽并與外磨擦片成可滑移套入配合，撥齒偏心套其軸孔處開有1-2個軸承槽并經嵌在槽內的軸承與泵軸成自由轉動聯結。所述齒撥套，其中心有一軸孔，而外壁開有數個與內磨擦片內緣撥齒相對應的與軸平行的深槽，數個與前述外磨擦片成相間列置的內磨擦片與齒撥套成可滑動嵌合聯結，齒撥套經平鍵與泵軸鍵接；所述液壓傳動機構由兩套設有活塞的油缸組成，其中一個活塞缸設在離心泵出口閥的上方，油缸活塞下部為液壓油缸，活塞上方設有向下施壓的彈簧，離心泵出口閥上頂接有頂桿且該頂桿穿入油缸并與活塞之間留有間隔，油缸的下側壁設有油管接咀，另一油缸由開在泵殼的端蓋內側的圓環形深糟構成，活塞也成環形并與之成密封滑動配合，該環形活塞外端部的內緣開有環形槽并在其內嵌設有隔離球軸承，該球軸承內緣與齒撥套成套接的環形推壓盤的小徑端成嵌接，另一環形推壓盤設在設在撥齒偏心套底部并與泵軸成可滑移鍵接，兩活塞油缸由油管和設在泵殼內的通油孔聯通。
3.一種吸氣裝置，由底座、頂蓋、與連桿相接的促動體構成，其特征在于所述吸氣裝置本吸氣裝置由底座、頂蓋、與連桿相接的促動體構成，其特征在于本吸氣裝置的吸氣室由無連桿的設有吸氣管和入氣單向閥的頂蓋和設有單向排氣閥的促動體構成，所述吸氣裝置的促動體由高彈性金屬骨架和將骨架全體包復的并帶有寬邊的拉伸橡膠密封墊構成；金屬骨架成圓形片，其上打有許多透孔并開有4-12條徑向透縫，由橡膠構成的密封墊包復在骨架的上下面及四周并在開孔和開縫處相聯接，其寬邊密封墊夾在頂蓋與底座的周邊之間并形成密封；所述項蓋其內壁曲面形狀與促動體在上移至極限位置時的上表面形狀一致；有連桿穿過的底座上設有單向排氣閥并與促動體構成排氣室。
全文摘要
一種強自吸污水泵，由離心泵和吸氣裝置構成，軸泵與吸氣裝置之間設有離合裝置。該離合裝置由機械傳動機構和電磁控制機構構成或由機械傳動機構和液壓控制機構構成。機械傳動機構由撥齒偏心套和齒撥套構成，撥齒偏心套一端為偏心柱套，另一端筒內壁套裝有內摩擦片，偏心柱套與其上的軸承、有軸銷的軸套、連桿構成曲柄連桿機構，撥齒偏心套經軸承與泵軸相接而與外摩擦片成可滑移套接，齒撥套與泵軸鍵接而與外摩擦片相間列置的內摩擦片套接。電磁控制機構由銜鐵和電磁鐵構成，通電后兩銜鐵將摩擦片壓緊即可傳動吸氣裝置。液壓控制機構由設在泵閥上方內裝彈簧的油缸活塞提供壓力壓緊摩擦片而傳動，當閥桿上頂活塞，油壓消失脫離傳動。
文檔編號F04D9/02GK1429992SQ01143478
公開日2003年7月16日 申請日期2001年12月29日 優先權日2001年12月29日
發明者郭寶權 申請人:郭寶權