专利名称：强自吸污水泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及由离心泵和吸气装置构成的自吸式离心泵，尤其涉及吸气装置与泵轴之间的离合机构。
背景技术：
由离心泵和吸气装置构成的自吸式离心泵，是英国Selwood泵业公司首创的，它自投入市场以来，由于其启动前不必预先注水即可直接启动，故很受用户欢迎。而且这种结构的泵可用于桥梁、隧道、矿山和消防领域，市场十分广阔。该自吸离心泵，因其离心泵与吸气装置是由同一泵轴驱动的，故其结构十分紧凑。但是由于在吸气装置与泵轴之间没有离合机构，故吸气装置在完成吸气引水离心泵正常工作之后，仍然在不断地运行，这不仅造成了大量的无效功耗，而且其吸气装置的促动体和其它各零部件也会在长期、不间断的无效运行中快速磨损。
针对Selwood自吸离心泵的缺点，ZL97201731.3“新型强自吸离心泵”提出了在泵轴与吸气装置之间增设离合装置的设计方案。该离合装置能够在吸气装置将水提升并使离心泵正常运行后立即使吸气装置停止工作，从而降低自吸离心泵的无效功耗和噪音，提高离心泵转速、延长吸气装置的使用寿命。后来，又有几个专利申请提出了类似于ZL97201731.3的齿型离合装置的自吸离心泵设计方案。然而，该泵的运行证明，对于大中型自吸离心泵，齿型离合装置仅在泵轴转速小于150转/分时才能安全有效地工作；而在泵轴高速转动且有负荷的条件下，其啮合之初极难免齿端因碰撞而损坏。
此外，现有的自吸离心泵的吸气装置都存在吸气效率不高而产生的自吸水柱较低(一般都在8米以下)和出水慢的缺点。如果说，这缺点对排水用泵来说还不算严重的话；那未，对于分秒必争的“消防用泵”来说，这缺点是非克服不可的致命缺点。吸气装置的促动体经n次往复后，离心泵吸水管中的压力Pn，可近似地由公式 表达；其中，Po为初始大气压力；V吸为吸气装置吸气时底座与促动体之间的最大空间容积；V无效为排气底座与促动体之间的最小空间容积；V总为V吸与离心泵内腔与吸水管内腔三者容积之和。以此对比图1所示的吸气装置之结构，不难看出其不合理之处，1.吸气量在连杆同侧，不仅连杆占据了有效空间，而用用来密封的膜垫与促动体作同向运动既减小了有效空间，还增大了无效空间；2.现用促动体是铝合金的，它在往复运动中必需与底底和顶盖之间留有足够的防冲击间隙，故V无效很难再进一步减小。
发明内容
针对现有自吸离心泵存在的两大缺点，本发明提出在吸气装置与泵轴之间设置摩擦片离合装置，从根本上克服原有齿式离合装置工作效果受转速限制和易损坏的缺点；从改进现有吸气装置的整体结构入手，来提高自吸离心泵的吸气效率和吸水高度。为实现上述目的，本发明的设计方案如下电磁控制的离合装置它由机械传动机构和电磁控制机构两部分构成；所述机械传动机构由拨齿偏心套和外磨擦片组成的被传动部件和由齿拨套和内磨擦片组成的主传动部件构成，电磁控制机构由电磁铁和左、右两衔铁构成；所述拨齿偏心套，其一侧是偏心圆柱套，而另一侧是与泵轴同心的筒形拨齿套，该偏心圆柱套外壁依次设有轴承、带有轴销的轴承套并与连杆构成曲柄连杆机构，筒形拨齿套内壁设有几个与中轴线并行的且与外磨擦片的外缘齿相对应的槽并与外磨擦片成可滑移套入配合，拨齿偏心套其轴孔处开有1-2个轴承槽并经嵌在槽内的轴承与泵轴成自由转动联结。
所述齿拨套，其中心有一轴孔，而外壁开有数个与内磨擦片内缘拨齿相对应的与轴平行的深槽，数个与前述外磨擦片成相间列置的内磨擦片与齿拨套成可滑动嵌合联结，齿拨套经平键与泵轴键接；所述由电磁铁和两衔铁构成的电磁控制机构，其中一环形衔铁安装在拨齿偏心套底部所有内、外磨擦片的一侧并与该拨齿偏心套内壁成可滑动配合，其另一环形衔铁位于所有内外磨擦片的另一侧并与齿拨套成可滑移配合，电磁铁成环形，它设在后一衔铁的外侧，该环状的铁磁铁通过其内环面上嵌装的隔离球轴承与泵轴成隔离转动的轴接，电磁铁外环面与壳体内壁之间设有止转杆。
液压控制的离合装置它由机械传动机构和液压传动机构构成；所述机械传动机构由拨齿偏心套和外磨擦片组成的被传动部件和由齿拨套和内磨擦片组成的主传动部件构成，电磁控制机构由电磁铁和左、右两衔铁构成；所述拨齿偏心套，其一侧是偏心圆柱套，而另一侧是与泵轴同心的筒形拨齿套，该偏心圆柱套外壁依次设有轴承、带有轴销的轴承套并与连杆构成曲柄连杆机构，筒形拨齿套内壁设有几个与中轴线并行的且与外磨擦片的外缘齿相对应的槽并与外磨擦片成可滑移套入配合，拨齿偏心套其轴孔处开有1-2个轴承槽并经嵌在槽内的轴承与泵轴成自由转动联结。
所述齿拨套，其中心有一轴孔，而外壁开有数个与内磨擦片内缘拨齿相对应的与轴平行的深槽，数个与前述外磨擦片成相间列置的内磨擦片与齿拨套成可滑动嵌合联结，齿拨套经平键与泵轴键接；所述液压传动机构由两套设有活塞的油缸组成，其中一个活塞缸设在离心泵出口阀的上方，油缸活塞下部为液压油缸，活塞上方设有向下施压的弹簧，离心泵出口阀上顶接有顶杆且该顶杆穿入油缸并与活塞之间留有间隔，油缸的下侧壁设有油管接咀，另一油缸由开在泵壳的端盖内侧的圆环形深糟构成，活塞也成环形并与之成密封滑动配合，该环形活塞外端部的内缘开有环形槽并在其内嵌设有隔离球轴承，该球轴承内缘与齿拨套成套接的环形推压盘的小径端成嵌接，另一环形推压盘设在设在拨齿偏心套底部并与泵轴成可滑移键接，两活塞油缸由油管和设在泵壳内的通油孔联通。
吸气装置本吸气装置由底座、顶盖、与连杆相接的促动体构成，其特征在于本吸气装置的吸气室由无连杆的设有吸气管和入气单向阀的顶盖和设有单向排气阀的促动体构成，所述吸气装置的促动体由高弹性金属骨架和将骨架全体包复的并带有宽边的拉伸橡胶密封垫构成；金属骨架成圆形片，其上打有许多透孔并开有4-12条径向透缝，由橡胶构成的密封垫包复在骨架的上下面及四周并在开孔和开缝处相联接，其宽边密封垫夹在顶盖与底座的周边之间并形成密封；所述项盖其内壁曲面形状与促动体在上移至极限位置时的上表面形状一致；有连杆穿过的底座上设有单向排气阀并与促动体构成排气室。
图1——现有吸气装置结构示意图。
图2——本发明的吸气装置结构示意图。
图3——电磁控制的离合装置结构示意图。
图4——液压控制的离合装置结构示意图。
具体实施例方式例1.现已面市的自吸离心泵，其吸气装置如图1所示，它由底座1.1，顶盖1.2、和将对合的顶盖和底座之间的空间密封分隔成两个空间的促动体1.3及其周边的拉伸密封垫1.4构成；底座1.1在其与离心泵腔相通的管口设有单向进气阀1.12，促动体1.3上设有单向出气阀1.32，顶盖1.2上设有单向出气阀1.21，促动体1.3由连杆1.5的推、拉作往复运动，从而实现吸气目的。但是不难看出(1)因为促动体、底座、和顶盖都是金属的，为避免促动体与两者间的硬性碰撞而不得不留出间隙，故而无效空间已较大；(2)连杆1.5在吸气室一侧，它占有的空间是无效的；(3)在连杆1.5与底座间的密封垫1.1.3与促动体同步上、下运动，又增加了吸气室的无效空间；当促动体1.4下行至极限时，促动体1.4与底座1.2之间的容积达最小值V无效，至此完成一个循环过程。因为该促动体1.4、底座1.2、顶盖1.1都是金属的，为避免硬性冲击而留出的间隙，使V无效不能进一步降低；又因与促动体1.4连结的弹性胶环1.42拉伸长度的限制，促动体行程较小，不能进一步提高V吸值，故吸气效率较低。
例2本发明已实施的吸气装置(如图2所示)，由于该装置作了如同上述设计方案的三点改进，故其优点如下1.由顶盖2.1和促动体2.4之间的空间作为吸气室，消除了连杆2.3和密封胶垫2.5上凸时对有效空间V吸的占有，有利于增大V吸，同时有利于防止漏气；2.改进后的促动体2.4，由骨架2.42与之联为一体的包复橡胶2.41构成，故共边翼不仅可作密封而且有更大的延伸长度，便于适当增大促动体2.4的行程，使促动体2.4能与顶盖2.1尽可能接近，使V吸增大并使V无效降至接近零，本吸气装置的综合吸气效率可比现有吸气装置提高20-30％，吸水高度可由原来的7.5-8米提高到8.5-9米。
例3，本发明的由电磁控制的离合装置，其结构如图3所示。当启动离心泵而未合上电磁铁电路时，泵轴3.1转动，通过平键3.12使键接在泵轴3.1上的齿拨套3.2转动，并使内缘拨齿嵌合在齿拨套槽内的内磨擦片3.21与泵轴3.1成同步转动；拨齿偏心套3.3及其筒形内壁面成可滑动嵌合的外磨擦片3.32、与筒形内壁成滑动配合的左衔铁3.41因隔离球轴承3.33、3.34的隔离作用而不转动，偏心柱3.35和连杆3.38不动作，故吸气装置不工作。只有在启动离心泵时同时闭合上电磁铁电路，则电磁铁3.40产生磁力，将分别位于内、外磨擦片两侧的左、右衔铁3.41、3.42之间的内、外磨擦片相互压接时，转动的内磨擦片3.21才将力矩传给外磨擦片3.32，使拨齿偏心套3.3转动并使其上的偏心柱3.35作偏心转动，通过它偏心柱3.35和设有轴承3.37的带轴销的轴套3.36组成的曲柄使与吸气装置促动体相接的连杆3.8作往复直线运动并使吸气装置吸气。该离合装置可在任何转速条件下，安全可靠地离合，也容易实现自动控制；其唯一要求就是离合装置油箱内的零件和油必须清洁，不允许有任何铁磁性颗粒，否则会影响制动效果并损伤磨擦片。
例4，本发明的由液压控制的离合机构如图4所示。其机械传动部分的结构与工作原理与例3所述相同，故此仅对液压控制部分叙述如下当离心泵启动之前，泵的出口阀4.1处关闭态，其上方油缸4.2中的活塞4.3，在弹簧4.4的作用下已将油缸4.2的油经连接油管压入泵盖端部的油缸4.5将与活塞4.6相接的推盘4.7移至极左，并将内摩擦片3.21外磨擦3.22紧压在推盘4.7与另一推盘4.8之间，故离心泵一旦启动，吸气装置立即同时运行了；仅当离心泵正常工作水将出口阀4顶起并将活塞4.3上推时，油缸4.5中的油部分被吸至油缸4.2中，随着油缸4.5中的油压降低活塞4.6和推盘4.7的右移而使内、外磨擦片脱离压接，内磨擦片3.21不将力矩传给外磨擦片3.22，吸气装置就停止工作。反之，离心泵停止工作后，内、外磨擦片又即自动回到相互压紧的状态。这种结构特别有利于自动化，其最大优点是运行条件不苛刻。
权利要求
1.一种由离心泵和吸气装置构成的强自吸污水泵，在离心泵泵轴与吸气装置之间设有离合装置，其特征在于所述的离合装置是由磁控制的磨擦片离合装置，它由机械传动机构和电磁控制机构两部分构成；所述机械传动机构由拨齿偏心套和外磨擦片组成的被传动部件和由齿拨套和内磨擦片组成的主传动部件构成，电磁控制机构由电磁铁和左、右两衔铁构成；所述拨齿偏心套，其一侧是偏心圆柱套，而另一侧是与泵轴同心的筒形拨齿套，该偏心圆柱套外壁依次设有轴承、带有轴销的轴承套并与连杆构成曲柄连杆机构，筒形拨齿套内壁设有几个与中轴线并行的且与外磨擦片的外缘齿相对应的槽并与外磨擦片成可滑移套入配合，拨齿偏心套其轴孔处开有1-2个轴承槽并经嵌在槽内的轴承与泵轴成自由转动联结。所述齿拨套，其中心有一轴孔，而外壁开有数个与内磨擦片内缘拨齿相对应的与轴平行的深槽，数个与前述外磨擦片成相间列置的内磨擦片与齿拨套成可滑动嵌合联结，齿拨套经平键与泵轴键接；所述由电磁铁和两衔铁构成的电磁控制机构，其中一环形衔铁装在拨齿偏心套底部所有内、外磨擦片的一侧并与该拨齿偏心套内壁成可滑动配合，其另一环形衔铁位于所有内外磨擦片的另一侧并与齿拨套成可滑移配合，电磁铁成环形，它设在后一衔铁的外侧，该环状的铁磁铁通过其内环面上嵌装的隔离球轴承与泵轴成隔离转动的轴接，电磁铁外环面与壳体内壁之间设有止转杆。
2.一种由离心泵和吸气装置构成的强自吸污水泵，在离心泵泵轴与吸气装置之间设有离合装置，其特征在于所述的离合装置是由液压控制的磨擦片离合装置，它由机械传动机构和液压传动机构构成；所述机械传动机构由拨齿偏心套和外磨擦片组成的被传动部件和由齿拨套和内磨擦片组成的主传动部件构成，电磁控制机构由电磁铁和左、右两衔铁构成；所述拨齿偏心套，其一侧是偏心圆柱套，而另一侧是与泵轴同心的筒形拨齿套，该偏心圆柱套外壁依次设有轴承、带有轴销的轴承套并与连杆构成曲柄连杆机构，筒形拨齿套内壁设有几个与中轴线并行的且与外磨擦片的外缘齿相对应的槽并与外磨擦片成可滑移套入配合，拨齿偏心套其轴孔处开有1-2个轴承槽并经嵌在槽内的轴承与泵轴成自由转动联结。所述齿拨套，其中心有一轴孔，而外壁开有数个与内磨擦片内缘拨齿相对应的与轴平行的深槽，数个与前述外磨擦片成相间列置的内磨擦片与齿拨套成可滑动嵌合联结，齿拨套经平键与泵轴键接；所述液压传动机构由两套设有活塞的油缸组成，其中一个活塞缸设在离心泵出口阀的上方，油缸活塞下部为液压油缸，活塞上方设有向下施压的弹簧，离心泵出口阀上顶接有顶杆且该顶杆穿入油缸并与活塞之间留有间隔，油缸的下侧壁设有油管接咀，另一油缸由开在泵壳的端盖内侧的圆环形深糟构成，活塞也成环形并与之成密封滑动配合，该环形活塞外端部的内缘开有环形槽并在其内嵌设有隔离球轴承，该球轴承内缘与齿拨套成套接的环形推压盘的小径端成嵌接，另一环形推压盘设在设在拨齿偏心套底部并与泵轴成可滑移键接，两活塞油缸由油管和设在泵壳内的通油孔联通。
3.一种吸气装置，由底座、顶盖、与连杆相接的促动体构成，其特征在于所述吸气装置本吸气装置由底座、顶盖、与连杆相接的促动体构成，其特征在于本吸气装置的吸气室由无连杆的设有吸气管和入气单向阀的顶盖和设有单向排气阀的促动体构成，所述吸气装置的促动体由高弹性金属骨架和将骨架全体包复的并带有宽边的拉伸橡胶密封垫构成；金属骨架成圆形片，其上打有许多透孔并开有4-12条径向透缝，由橡胶构成的密封垫包复在骨架的上下面及四周并在开孔和开缝处相联接，其宽边密封垫夹在顶盖与底座的周边之间并形成密封；所述项盖其内壁曲面形状与促动体在上移至极限位置时的上表面形状一致；有连杆穿过的底座上设有单向排气阀并与促动体构成排气室。
全文摘要
一种强自吸污水泵，由离心泵和吸气装置构成，轴泵与吸气装置之间设有离合装置。该离合装置由机械传动机构和电磁控制机构构成或由机械传动机构和液压控制机构构成。机械传动机构由拨齿偏心套和齿拨套构成，拨齿偏心套一端为偏心柱套，另一端筒内壁套装有内摩擦片，偏心柱套与其上的轴承、有轴销的轴套、连杆构成曲柄连杆机构，拨齿偏心套经轴承与泵轴相接而与外摩擦片成可滑移套接，齿拨套与泵轴键接而与外摩擦片相间列置的内摩擦片套接。电磁控制机构由衔铁和电磁铁构成，通电后两衔铁将摩擦片压紧即可传动吸气装置。液压控制机构由设在泵阀上方内装弹簧的油缸活塞提供压力压紧摩擦片而传动，当阀杆上顶活塞，油压消失脱离传动。
文档编号F04D9/02GK1429992SQ01143478
公开日2003年7月16日 申请日期2001年12月29日 优先权日2001年12月29日
发明者郭宝权 申请人:郭宝权