一種離心泵停泵水錘防護方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離心泵停泵水錘防護方法及裝置。離心泵停泵水錘防護方法，其是將水泵機組的水泵主軸和/或電機主軸設置為兩端出軸結構形式，在水泵主軸和/或電機主軸的外側出軸端連接電磁離合器，并在所述電磁離合器后端連接慣性飛輪，水泵機組工作時，所述電磁離合器分離，水泵機組斷電停泵時，所述電磁離合器吸合并通過慣性飛輪對水泵機組和/或電機施加慣性力矩以增大轉動慣量，實現(xiàn)水錘防護。本發(fā)明能夠在離心泵停泵即時施加慣性力矩，以增加轉動慣量，從而延長水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)，降低管道中的水錘壓力，達到停泵水錘防護的目的，并且不增加電機負荷，不增加能耗，可以有效降低工程投資和降低輸水成本。
【專利說明】一種離心泵停泵水錘防護方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離心泵停泵水錘防護方法，特別涉及一種山丘區(qū)長距離高揚程輸水管道停泵水錘防護的方法。本發(fā)明還涉及一種用于山丘區(qū)輸水管道泵站水泵水錘防護的裝置。
【背景技術】
[0002]山丘區(qū)長距離高揚程管道輸水工程中，水錘事故的發(fā)生是較為普遍的現(xiàn)象，尤其是管線高差起伏較大、地形復雜的工程。事故產(chǎn)生的實例也是多種多樣的，泵站系統(tǒng)中，因斷電或其他原因而使水泵突然停泵，壓水管內(nèi)的壓力在下降之后又產(chǎn)生不同程度的壓力上升，導致停泵水錘。水錘事故都會造成不同程度的災害，輕則造成水管破裂(即爆管)，致使供水中斷，影響正常的生產(chǎn)和生活；重則造成淹毀泵站、泵船沉沒等嚴重后果。個別情況下，還會因水錘事故破壞管線，造成水流沖壞建筑物、損壞設備、傷及操作人員等次生災害。
[0003]對于容易發(fā)生水柱分離以及斷流再彌合水錘的輸水管路，通過增加水泵機組轉動慣量，是水錘防治的治本之道；增加GD2 (轉動慣量)值，則可延長緩閉閥的關閉時間，降低管道中的水錘壓力，延緩水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)。目前在設計中常采用的方案是:1)選擇轉動慣量大的水泵機組或向電動機生產(chǎn)廠方提出增大轉子轉動慣量的要求；2)如果增大水泵機組轉子的轉動慣量難以實現(xiàn)，就在水泵機組的主軸上增設慣性飛輪，以實現(xiàn)增加水泵機組轉動慣量的目的(如圖1、圖2所示)。現(xiàn)有的防護方案明顯存在不足之處:1)增加水泵機組或電動機的投資；2)增設慣性飛輪后使電動機的啟動時間延長，嚴重時造成啟動困難；3)增加慣性飛輪后同時也增加了輸水能耗，提高了調(diào)水系統(tǒng)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種能夠在離心泵停泵即時施加慣性力矩的水錘防護方法，其不需要增大水泵機組或電動機轉動慣量、不延長電動機啟動時間，也不增加輸水能耗。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術方案來實現(xiàn)的:一種離心泵停泵水錘防護方法，其特征是:將水泵機組的水泵主軸和/或電機主軸設置為兩端出軸結構形式，在水泵主軸和/或電機主軸的外側出軸端連接電磁離合器，并在所述電磁離合器后端連接慣性飛輪，水泵機組工作時，所述電磁離合器分離，水泵機組斷電停泵時，所述電磁離合器吸合并通過慣性飛輪對水泵機組和/或電機施加慣性力矩以增大轉動慣量，實現(xiàn)水錘防護。
[0006]所述電磁離合器為常閉式電磁離合器。
[0007]本發(fā)明中，水泵機組工作時，電磁離合器分離，慣性飛輪不隨水泵機組轉動，電機可以正常啟動，不增加電機啟動時間，慣性飛輪不隨水泵機組轉動也可降低輸水能耗。水泵機組斷電停泵時，電磁離合器吸合，慣性飛輪即時隨水泵主軸/電機主軸轉動，從而施加慣性力矩，達到增加轉動慣量的目的，從而延長水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)，降低管道中的水錘壓力，達到管道停泵水錘防護的目的。采用常閉式電磁離合器，電磁離合器斷電吸合，通電分離。
[0008]本發(fā)明中，一種離心泵停泵水錘防護裝置，其采用的技術方案是:其包括水泵和與水泵連接的電機，其特殊之處是:所述水泵和/或電機為兩端出軸結構形式，在水泵主軸和/或電機主軸的外側出軸端上連接有常閉式電磁離合器，所述常閉式電磁離合器的后端連接有慣性飛輪。
[0009]為便于聯(lián)接慣性飛輪，所述常閉式電磁離合器為法蘭型電磁離合器。
[0010]所述慣性飛輪為輪輻式或圓盤式。
[0011]對于轉動慣量較大的慣性飛輪，為了保證設備使用可靠，所述慣性飛輪處設有支撐結構。
[0012]為了保證使用安全，所述慣性飛輪外設有防護罩。
[0013]本發(fā)明方法簡單、可靠，其能夠在離心泵停泵即時施加慣性力矩，以增加水泵機組\電機的轉動慣量，從而延長水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)，降低管道中的水錘壓力，達到停泵水錘防護的目的。其避免了常規(guī)方案中通過增加水泵、電動機和飛輪的轉動慣量所帶來的不利因素。由于本發(fā)明中的慣性飛輪在水泵機組工作時不一起轉動，因而不增加電機的負荷，不增加能耗，電機也可以正常啟動。采用本發(fā)明可以有效增加轉動慣量，不需要特別選擇轉動慣量大的水泵機組或向電動機生產(chǎn)廠方提出增大轉子轉動慣量的要求而大幅增加水泵和電動機的設備投資，也不需要在水泵與電動機之間的主軸上增設慣性飛輪，隨水泵與電動機一起運轉而增加電機負荷，增加輸水能耗，本發(fā)明可以有效降低工程投資和降低輸水成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有技術中的水泵機組的一種結構示意圖；
[0015]圖2是現(xiàn)有技術中的水泵機組的另一種結構示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明實施例2的結構示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明實施例3的結構示意圖；
[0018]圖5是本發(fā)明實施例4的結構示意圖；
[0019]圖6是本發(fā)明實施例5的結構示意圖；
[0020]圖中，I是電機，2是聯(lián)軸器，3是水泵內(nèi)側出軸，4是水泵，5是水泵外側出軸，6是電磁離合器，7是慣性飛輪，8是防護罩，9是機架，10是電機內(nèi)側出軸，11是電機外側出軸，12是電磁尚合器II，13是慣性飛輪II，14是防護罩II，15是軸承座II，16是軸承座I，17是軸承座
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明:
[0022]實施例1
[0023]一種離心泵停泵水錘防護方法，其是將水泵機組的水泵主軸和/或電機主軸設置為兩端出軸結構形式，在水泵主軸和/或電機主軸的外側出軸端連接電磁離合器，并在所述電磁離合器后端連接慣性飛輪，水泵機組工作時，所述電磁離合器分離，水泵機組斷電停泵時，所述電磁離合器吸合并通過慣性飛輪對水泵機組和/或電機施加慣性力矩以增大轉動慣量，實現(xiàn)水錘防護。
[0024]所述電磁離合器為常閉式電磁離合器。
[0025]實施例2
[0026]如附圖3所示，一種離心泵停泵水錘防護裝置，包括水泵4和與水泵4連接的電機1，所述水泵4為臥式離心泵，其采用兩端出軸結構形式，水泵內(nèi)側出軸3通過聯(lián)軸器2與電機I聯(lián)接，水泵外側出軸5上聯(lián)接電磁離合器6，在電磁離合器6的后端連接有慣性飛輪7。在慣性飛輪7外側設有防護罩8。水泵4和電機I均設置在機架9上。
[0027]所述電磁離合器6為常閉式電磁離合器，電磁離合器斷電吸合，通電分離，其可由泵站24V或90V直流電源控制。所述慣性飛輪7可采用輪輻式或圓盤式。為了便于電磁離合器與慣性飛輪7之間的聯(lián)接，常閉式電磁離合器采用法蘭型電磁離合器，可通過螺栓與慣性飛輪7聯(lián)接。
[0028]本發(fā)明適用于臥式雙吸離心泵，水泵機組停電時可在水泵4外側通過常閉式電磁離合器6斷電吸合聯(lián)接慣性飛輪，瞬間施加慣性力矩，從而延長水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)，降低管道中的水錘壓力，達到管道停泵水錘防護的作用。而當水泵電機I啟動時，所述電磁離合器通電分離，慣性飛輪7不起作用，不增加轉動慣量，水泵機組正常啟動，不延長電機啟動時間或造成啟動困難，也不增加輸水能耗。
[0029]本實施例中的其他部分采用現(xiàn)有技術，在此不再贅述。
[0030]實施例3
[0031]如附圖4所示，一種離心泵停泵水錘防護裝置，包括水泵4和與水泵4連接的電機1，水泵4和電機I均設置在機架9上。電機I采用兩端出軸結構形式，電機內(nèi)側出軸10通過聯(lián)軸器2與水泵4聯(lián)接，電機外側出軸11上聯(lián)接電磁離合器6，在電磁離合器6的后端連接有慣性飛輪7。在慣性飛輪7外側設有防護罩8。
[0032]所述電磁離合器6為常閉式、法蘭型電磁離合器，電磁離合器斷電吸合，通電分離，其可由泵站24V或90V直流電源控制。所述慣性飛輪7可采用輪輻式或圓盤式，其通過螺栓與電磁離合器6聯(lián)接。
[0033]本發(fā)明適用于臥式單吸離心泵和立式離心泵，水泵機組停電時可在電機I外側通過常閉式電磁離合器6斷電吸合聯(lián)接慣性飛輪，瞬間施加慣性力矩，從而實現(xiàn)延長水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)，降低管道中的水錘壓力，達到管道停泵水錘防護的作用。而當水泵電機I啟動時，所述電磁離合器6通電分離，慣性飛輪7不起作用，不增加轉動慣量，水泵機組能夠正常啟動，不延長電動機啟動時間或造成啟動困難，也不增加輸水能耗。
[0034]本實施例中的其他部分采用現(xiàn)有技術，在此不再贅述。
[0035]實施例4
[0036]如附圖5所示，一種離心泵停泵水錘防護裝置，包括水泵4和與水泵4連接的電機1，水泵4和電機I均設置在機架9上。電機I和水泵4均采用兩端出軸結構形式。電機內(nèi)側出軸10通過聯(lián)軸器2與水泵內(nèi)側出軸3聯(lián)接，電機外側出軸11上聯(lián)接有電磁離合器II 12，在電磁離合器II 12的后端連接有慣性飛輪II 13。在慣性飛輪II 13外側設有防護罩II 14。水泵外側出軸5上聯(lián)接電磁離合器6，在電磁離合器6的后端連接有慣性飛輪7。在慣性飛輪7外側設有防護罩8
[0037]所述電磁離合器6和電磁離合器II 12均為常閉式、法蘭型電磁離合器，電磁離合器斷電吸合，通電分離，其可由泵站24V或90V直流電源控制。所述慣性飛輪7和慣性飛輪II 13均可采用輪輻式或圓盤式，慣性飛輪通過螺栓與電磁離合器聯(lián)接。
[0038]本發(fā)明適用于需要增加較大轉動慣量的臥式雙吸離心泵，水泵機組停電時在電機I外側和水泵4外側通過常閉式電磁離合器斷電吸合聯(lián)接慣性飛輪，在瞬間同時施加慣性力矩，從而實現(xiàn)延長水泵機組開始倒轉的時間，削減水泵倒轉轉速在額定轉速之內(nèi)，降低管道中的水錘壓力，達到管道停泵水錘防護的作用。而當水泵電機啟動時，所述的兩個電磁離合器通電分離，兩個慣性飛輪不起作用，不增加轉動慣量；水泵機組能夠正常啟動，不延長電機啟動時間或造成啟動困難，也不增加輸水能耗。水泵4和電機I兩側增設的慣性飛輪根據(jù)實際需要，其大小尺寸及轉動慣量可相同或不相同。
[0039]本實施例中的其他部分采用現(xiàn)有技術，在此不再贅述。
[0040]實施例5
[0041]如圖6所示，本實施例與實施例4基本相同，不同之處是:本實施例中在水泵外側出軸端的慣性飛輪7處設置了支撐結構:軸承座I 16，在電機外側出軸11端設置了支撐結構:軸承座II 15，兩個支撐結構分別用于支承慣性飛輪7和慣性飛輪II 13。
[0042]本實施例中的其他部分與實施例4相同，在此不再贅述。
【權利要求】
1.一種離心泵停泵水錘防護方法，其特征是:將水泵機組的水泵主軸和/或電機主軸設置為兩端出軸結構形式，在水泵主軸和/或電機主軸的外側出軸端連接電磁離合器，并在所述電磁離合器后端連接慣性飛輪，水泵機組工作時，所述電磁離合器分離，水泵機組斷電停泵時，所述電磁離合器吸合并通過慣性飛輪對水泵機組和/或電機施加慣性力矩以增大轉動慣量，實現(xiàn)水錘防護。
2.根據(jù)權利要求1所述的離心泵停泵水錘防護方法，其特征是:所述電磁離合器為常閉式電磁離合器。
3.—種離心泵停泵水錘防護裝置，包括水泵和與水泵連接的電機，其特征是:所述水泵和/或電機為兩端出軸結構形式，在水泵主軸和/或電機主軸的外側出軸端上連接有常閉式電磁離合器，所述常閉式電磁離合器的后端連接有慣性飛輪。
4.根據(jù)權利要求3所述的離心泵停泵水錘防護裝置，其特征是:所述常閉式電磁離合器為法蘭型電磁離合器。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的離心泵停泵水錘防護裝置，其特征是:所述慣性飛輪為輪輻式或圓盤式。
6.根據(jù)權利要求3或4所述的離心泵停泵水錘防護裝置，其特征是:所述慣性飛輪處設有支撐結構。
7.根據(jù)權利要求3或4所述的離心泵停泵水錘防護裝置，其特征是:所述慣性飛輪外設有防護罩。
【文檔編號】F04B53/00GK103629105SQ201310700534
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】杜培文, 祝鳳山, 許志剛, 岳永起, 郭紹春, 張婷, 劉天政, 王金華 申請人:杜培文