一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统的制作方法

本实用新型涉及传动设备领域，更具体地，涉及一种给水泵系统。

背景技术：

目前，我国火电厂的电动给水泵常需要4000r/min以上的转速来驱动，而电力电网提供的工业用电标准频率为50Hz，当采用工业用电驱动电动机时，其能达到的最大转速为3000r/min。因此，为了使工频电源驱动电动机的输出转速满足实际工况的需要，常采用的做法是在电动机的输出端和给水泵的输入端之间增加增速设备，如增加齿轮箱或液力耦合器等。

图1示出了采用液力耦合器驱动电动给水泵系统的工作原理示意图，图中箭头表示水流方向。

如图1所示，采用液力耦合器驱动电动给水泵系统由前置泵11、给水泵电动机12、液力耦合器13和给水泵14组成。其工作原理是：给水泵电动机12同轴驱动前置泵11和液力耦合器13；前置泵11在给水泵电动机12的驱动下，将加压后的水由前置泵11的出口111通过管道112源源不断地送至给水泵14的入口141；液力耦合器13将给水泵电动机12的动力传递给给水泵14，驱动给水泵14工作；给水泵14将加压后的水，再经出口142送出。当需要的给水量减少时，可通过液力耦合器13来降低给水泵14的转速实现。而给水泵电动机12一直在额定转速下连续运行，前置泵11的转速也和给水泵电动机12一样，长期在额定转速下连续运行，这样可以满足给水泵14入口141水压和流量，从而确保给水泵14不发生汽蚀。

液力耦合器13是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，如图1所示，其传递单元为由同半径的泵轮131和涡轮132组成的一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮131安装在液力耦合器13的耦合输入轴133上，涡轮132安装在液力耦合器13的耦合输出轴134上。给水泵电动机12带动耦合输入轴131旋转时，工作腔中的液体被离心式泵轮甩出，这种高速液体冲击涡轮132，推动涡轮132转动，最后通过耦合输出轴134将动力传递给给水泵14。同时由于液力耦合器13自身带有勺管135，通过对勺管135的开度在0％～100％之间的改变能起到调节液力耦合器输出转速的作用，因此常被应用在火电厂的电动给水泵上。

根据统计，火电厂中电动给水泵系统的耗电量占发电厂用电量的近30％。在给水泵电动机为给水泵供能的过程中，电能首先转化为动能输入液力耦合器中，但由于液力耦合器中耦合输入轴和耦合输出轴之间靠液体联系，故动能在泵轮和涡轮的传输过程中损耗会非常大，因此在液力耦合器中会浪费大量的动能，从而大大提高供电厂的煤耗量，提高企业的生产成本并且造成能源浪费。而对于已安装的液力耦合器，由于其设备位置已定，前后连接较为复杂，造成拆除的成本较高，因而急需采取一种简单、可靠的方式来对电动给水泵系统中的液力耦合器进行改造。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，用于解决采用液力耦合器工作能耗较大、转化效率较低从而造成企业生产成本较高、能源浪费的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，包括前置泵，给水泵电动机，耦合器和给水泵，其中，所述前置泵的出口通过管道与所述给水泵的入口连接，用于将经过所述前置泵加压的水通过管道供给所述给水泵；所述给水泵电动机与所述耦合器连接，用于将所述给水泵电动机的动力传递给所述耦合器；所述耦合器与所述给水泵连接，用于将所述耦合器的动力传递给所述给水泵；所述给水泵电动机与所述前置泵处于分离状态。

根据本实用新型的一个实施方式，还包括变频器，所述变频器与所述给水泵电动机连接，用于控制所述给水泵电动机的输出转速。

根据本实用新型的一个实施方式，还包括前置泵电动机，所述前置泵电动机与所述前置泵连接，用于驱动所述前置泵工作。

根据本实用新型的一个实施方式，所述给水泵电动机包括电动机输出轴，所述电动机输出轴通入所述耦合器内部。

根据本实用新型的一个实施方式，所述耦合器包括耦合输入轴和耦合输出轴，所述耦合输入轴的输出端与所述耦合输出轴的输入端通过联轴器连接。

根据本实用新型的一个实施方式，所述耦合器还包括驱动齿轮和增速齿轮，其中，所述驱动齿轮安装在所述电动机输出轴上，所述增速齿轮安装在所述耦合输入轴上，所述驱动齿轮与所述增速齿轮相啮合。

根据本实用新型的一个实施方式，所述给水泵还包括给水泵输入轴，所述给水泵输入轴与所述耦合输出轴的输出端通过联轴器连接。

相对于现有技术，本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有以下优势：采用变频器来对给水泵电动机的输出转速进行控制和调节，在满足需求的前提下，变频器的安装进一步达到节能的功效；采用前置泵电动机单独驱动前置泵工作，使前置泵按照改造前的额定转速连续运行，以确保给水泵入口的水压和流量，保证给水泵不发生汽蚀；将耦合器中的耦合输入轴与耦合输出轴采用联轴器进行刚性连接，保证耦合输出轴的转速与耦合输入轴的转速一致，使从给水泵电动机输出的能量在耦合器内传递过程中的传动效率达到最高，进而降低供电长的煤耗量，提高能源利用率，减少企业生产成本；此外，本实施例只需对原液力耦合器内部进行改造，无需整体拆除，因而改造程序少、难度小、成本低，因此本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有能源利用率高、企业生产成本低、节能环保等优点，具有较为广泛的应用前景。

附图说明

图1为采用液力耦合器驱动电动给水泵系统的工作原理示意图。

图2为本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图2示出了根据本实用新型一个方面的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统工作原理示意图，图中箭头表示水流方向。

如图2所示，本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，包括前置泵21，给水泵电动机22，耦合器23和给水泵24，其中，所述前置泵21的出口211通过管道212与所述给水泵24的入口241连接，用于将经过所述前置泵21加压的水通过管道212供给所述给水泵24；所述给水泵电动机22与所述耦合器23连接，用于将所述给水泵电动机22的动力传递给所述耦合器23；所述耦合器23与所述给水泵24连接，用于将所述耦合器23的动力传递给所述给水泵24；所述给水泵电动机22与所述前置泵21处于分离状态。

本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，还包括变频器25，所述变频器25与所述给水泵电动机22连接，用于控制所述给水泵电动机22的输出转速。通过变频器25来调节输入到给水泵电动机22中的电压和频率，控制从电源输入到给水泵电动机22中电能的大小，进而控制给水泵电动机22输出的动能大小，从而起到调节其输出转速的目的。并且，由于变频25能调节输入到给水泵电动机22中的电压和频率，因此本实施例中变频器25的安装进一步达到了节能的功效。另外，根据变频器25自身的特性，连接在供电电源和给水泵电动机22之间的变频器25还能对过流、过压或过载起到保护作用。

本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统，还包括前置泵电动机26，所述前置泵电动机26与所述前置泵21连接，用于驱动所述前置泵21工作。如果不采用前置泵电动机，而是按照给水泵电动机22同轴驱动前置泵21的方式，那么变频器25控制给水泵电动机22变频调速运行后，正常生产时，会根据工况需要而时刻调节给水泵电动机22转速；在给水泵电动机22低速运行时，同轴驱动的前置泵21转速也会和给水泵电动机22转速同时降低；前置泵21的转速降低，会影响前置泵21的出口211水压和流量，从而降低给水泵24的入口241水压和流量，增加给水泵24汽蚀的风险。因此，本实用新型提供的一个实施方式是将前置泵21与给水泵电动机22分开，再给前置泵21增加一台容量、转速满足要求的前置泵电动机26，由前置泵电动机26单独驱动前置泵21工作，使前置泵21按改造前的额定转速连续运行，以确保前置泵21的出口211水压和流量，从而保证给水泵24的入口241水压和流量，避免给水泵24发生汽蚀。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述给水泵电动机22包括电动机输出轴221，所述电动机输出轴221通入所述耦合器23内部。给水泵电动机22通过电动机输出轴221将给水泵电动机22的动力传递给耦合器23。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述耦合器23包括耦合输入轴231和耦合输出轴232，所述耦合输入轴231的输出端与所述耦合输出轴232的输入端通过联轴器233连接。为了减少动能在传递过程中的损耗，本实施例中耦合输入轴231与耦合输出轴232通过联轴器233实现刚性连接，使耦合输入轴231将动力直接传递给耦合输出轴232，保证耦合输入轴231的转速与耦合输出轴232的转速一致，使从给水泵电动机输出的能量在耦合器内传递过程中的传动效率达到最高，进而降低供电长的煤耗量，提高能源利用率，减少企业生产成本。此外，本实施例只需对原液力耦合器内部进行改造，无需整体拆除，保留原有的耦合器与外部装置的连接，不改变原有的工作位置和电、气连接，因而改造程序少、难度小、成本低，通过简单、快捷的改装方式便能达到节能降耗的目的。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述耦合器23还包括驱动齿轮234和增速齿轮235，其中，所述驱动齿轮234安装在所述电动机输出轴221上，所述增速齿轮235安装在所述耦合输入轴231上，所述驱动齿轮234与所述增速齿轮235相啮合。为了将给水泵电动机22输出的动力传递给耦合器23，并在耦合器23内实现增速效果，本实用新型实施例设计驱动齿轮234为大直径的齿轮，增速齿轮235为小直径齿轮，驱动齿轮234在给水泵电动机22的驱动下运转，带动啮合的增速齿轮235也进行运转，由于驱动齿轮234的直径大于增速齿轮235的直径，因此在驱动齿轮234旋转一圈的情况下，增速齿轮235旋转的圈数大于一圈，又由于增速齿轮235安装在耦合输入轴231上，耦合输入轴231与耦合输出轴232为刚性连接，因此实现了耦合器23输出转速增大的效果。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述给水泵24还包括给水泵输入轴242，所述给水泵输入轴242与所述耦合输出轴232的输出端通过联轴器243连接。耦合器23通过耦合输出轴232将动力传递给给水泵输入轴242，从而驱动给水泵24工作。给水泵24将从前置泵21供给来的水加压后通过给水泵24出口244送出。由于在火电厂中给水泵大量使用并消耗大批的电能，因此按照本实施例提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统进行改造，能使整个给水泵及其传动系统达到最佳的运行状态，从而大大降低电动给水泵的年耗电量，降低电动给水泵的年运行费用，降低供电煤耗以及单位生产总值的能源消耗。因此本实用新型实施例提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统对于火电厂的电动给水泵的改造十分必要。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有以下优势：采用变频器25来对给水泵电动机22的输出转速进行控制和调节，在满足需求的前提下，变频器25的安装进一步达到节能的功效；采用前置泵电动机26单独驱动前置泵21工作，使前置泵21按照改造前的额定转速连续运行，以确保给水泵入口241的水压和流量，保证给水泵24不发生汽蚀；将耦合器23中的耦合输入轴231与耦合输出轴232采用联轴器233进行刚性连接，保证耦合输出轴232的转速与耦合输入轴231的转速一致，使从给水泵电动机22输出的能量在耦合器23内传递过程中的传动效率达到最高，进而降低供电长的煤耗量，提高能源利用率，减少企业生产成本；此外，本实施例只需对原液力耦合器内部进行改造，无需整体拆除，因而改造程序少、难度小、成本低，因此本实用新型提供的一种直驱式非同轴驱动前置泵的给水泵系统具有能源利用率高、企业生产成本低、节能环保等优点，具有较为广泛的应用前景。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。