專利名稱：具有勻加速開機與勻減速關機功能的水泵離合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動水泵的聯軸器，尤其是電動水泵起動與停機時的緩沖裝置。
雖然在實際工作中，也采取了一些措施來解決上述問題，例如安裝電動機自耦變壓器降壓起動器來降低起動電流。但由于自耦降壓起動器是針對電動機的，并且是分檔次降壓起動的，所以對于水泵來說，勻加速起動的效果并不明顯。自耦降壓起動器的散熱能力差，所以不能長時間工作和頻繁工作。自耦降壓起動器易受潮、易燒毀，且維修費用高。自耦降壓起動器在生產與安裝過程中都需要使用很多有色金屬，所以成本與安裝的費用都高。又例如在水泵的管道系統中安裝緩閉止回閥來消除水錘現象，但由于緩閉止回閥只能消除停機時的水錘現象，對于水泵起動時所引起的水錘現象就不起作用，并且，這些設備的很多活動機件都要接觸水，所以容易生銹而失靈，維修起來也不方便。
歸納這些問題的主要根源，就是水泵沒有做到緩慢的勻加速起動與勻減速停機。是否能只利用一種相對低成本的簡單設備或裝置，就能解決上述諸多問題，就是本實用新型的關鍵與特點。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在電動機與水泵的聯接處(原聯軸器位置處)，安裝一套磨擦式離合器，并由一個小型電機與相應的機械裝置來控制離合器的分離與接合，在行程開關以及相應電氣線路的配合下，實現由電控的離合器的適時離合，利用離合器能夠離合負載，并且能逐漸增大或減小傳動扭矩的特點，來實現電動機的空載起動，來實現水泵的緩慢勻加速起動與勻減速停機，以此來降低電動機的起動電流，消除水錘現象的不利影響，確保系統的安全、正常與可靠運行。
本實用新型的有益效果是1、水泵上安裝了一套離合器，就能實現降低電動機起動電流，消除水錘現象的目的，省去了電動機與水泵的聯軸器、自耦降壓起動器、緩閉止回閥以及水錘吸納器，省去了一些成本高、體積大、安裝費用高、安裝與維修空間要求苛刻、故障率高、維修困難與維修費用高的設備，取代并優于這些設備的組合，實現了大功率電動水泵的勻加速開機與勻減速關機功能。
2、本實用新型的磨擦片與壓盤可利用現成的汽車離合器的配件來組裝，這樣做的優點是，節約資源，降低生產投資，這些配件規格多，成本低，由于這些配件是在實際應用中得到完善與成熟的技術產品，所以質量高，性能穩定，工作可靠。
3、本實用新型的水泵離合器散熱條件好，所以可頻繁起動與停機，并且維修方便，零配件也容易得到。
4、由于電動機是在空載情況下起動的，所以只需采取“星三角”的方式起動，節約了部份元件與成本，減小了控制機構的體積。
5、本實用新型結構簡單，工藝簡單，對水泵的改動小，無論是舊泵改造或生產新泵都比較容易，無需添置過多設備就能生產出帶離合器的水泵來。
圖1是水泵離合器結構圖。
圖2是轉換軸頭的結構圖。
圖3是電氣部份的工作原理圖。
圖中1.飛輪盤，2.壓盤，3.磨擦片，4.分離軸承，5.分離滑套，6.滑套支撐架，7.分離杠桿，8.螺桿套，9.螺桿，10.離合電機，11.電動機，12.電動機軸，13.水泵，14.水泵軸，15.固定架，16-1.離合行程開關，16-2.離合行程開關，17.分離瓣，18.調速電位器，19.轉換軸頭，20.中間繼電器，21.中間繼電器動合觸點，22.中間繼電器動合觸點，23.中間繼電器動分觸點，24.交流接觸器，25.交流接觸器輔助動合觸點，26.接合轉向端，27.分離轉向端。
當離合電機(10)正轉或反轉時，螺桿(9)通過螺紋將螺桿套(8)拉近或推出，分離杠桿(7)也跟隨螺桿套(8)的出進而左右移動，分離杠桿(7)的下部將撥動分離滑套(5)，分離滑套(5)又帶動分離軸承(4)去擠壓或松開分離瓣(17)。也就是說當電氣控制離合電機(10)正轉或反轉時，就能接合或分離電動機傳遞到水泵上的扭矩，以及能夠控制傳遞扭矩的多少，并以此方式來實現水泵的緩慢勻加速起動與勻減速停機的功能。
在圖2的另一實施例中，考慮到在舊水泵的電動機軸上不方便加工花鍵槽，所以可通過轉換頭(19)進行轉換。轉換頭(19)是個一端直徑大一端直徑小的圓柱臺形軸，直徑大的一端沿軸線加工有一個盲孔，此孔的內圓上開有鍵槽，并且能套在電動機的軸上，電動機軸的扭矩通過鍵銷而傳遞到轉換頭(19)上，轉換頭(19)直徑小的一端的外圓表面上，加工有花鍵槽，通過花鍵槽的嚙合而插入到磨擦片(3)的中心孔中。
圖3的電路是電動機“星三角”起動與運行的常規電路，只是在電路中增加了中間繼電器(20)、離合電機(10)、離合行程開關(16-1)(16-2)，以及調速電位器(18)。離合電機(10)為可正轉或反轉的電容器移相的單相電機，它有一個接合轉向端(26)和一個分離轉向端(27)。離合行程開關為雙刀雙擲的電氣開關，離合行程開關(16-1)的動觸點串聯調速電位器(18)后，與控制電源電連接。離合行程開關(16-1)的其中一個靜觸點在通向離合電機(10)的接合轉向端(26)的過程(線路)中，電氣串聯了交流接觸器輔助動合觸點(25)與中間繼電器動合觸點(22)。離合行程開關(16-1)的另一個靜觸點在通向離合電機(10)的分離轉向端(27)的過程(線路)中，電氣串聯了中間繼電器動分觸點(23)。離合行程開關(16-2)的動觸點與控制電源電連接，離合行程開關(16-2)的其中一個靜觸點與電動機二次線路端電連接，為電動機提供停機過程中的控制電源。
本實用新型的動作過程是當水泵處于停機狀態時，離合器處于分離狀態，電動機與水泵轉矩分離，離合行程開關(16-1)處于接通離合電機接合轉向端(26)的狀態；當開機時，中間繼電器(20)得電動作，電動機二次線路經中間繼電器的動合觸點(21)得電，電動機以“星形”接法的方式得電起動。由于時間繼電器的延時動作，交流接觸器(24)動作，電動機以“三角形”接法的方式得電運行，交流接觸器的輔助動合觸點(25)經中間繼電器的動合觸點(22)接通離合電機接合轉向端(26)，離合電機(10)得電向接合方向轉動，使離合器由分離狀態逐漸向接合狀態過渡，當螺桿套(8)在離合電機(10)的帶動下，移動了一段距離后，觸動離合行程開關動作，由于離合行程開關(16-1)的翻轉，離合電機接合轉向端(26)失電停止轉動，離合行程開關(16-1)的動觸點處于接通離合電機分離轉向端(27)的狀態，離合行程開關(16-2)的動觸點接通電動機二次線路端。此時，電動機與水泵處于完全接合的運行狀態。當中間繼電器(20)復位時(關機時)，中間繼電器的動合觸點(21)斷開，電動機二次線路的電源由離合行程開關(16-2)提供，中間繼電器的動分觸點(23)復位接通離合電機的分離轉向端(27)，離合電機(10)得電向分離方向轉動，使離合器由接合狀態逐漸向分離狀態過渡，螺桿套(8)在離合電機(10)的帶動下移動了一段距離后，觸動離合行程開關(16-1)與離合行程開關(16-2)動作，離合電機的分離轉向端(27)失電，電動機二次線路電源被離合行程開關(16-2)切斷，電動機停止轉動，此時，離合行程開關(16-1)又處于接通接合轉向端(26)的狀態。至此，整個水泵就實現了勻加速起動與勻減速停機的功能。
權利要求1.一種具有勻加速開機與勻減速關機功能的水泵離合器，包括磨擦式離合器、控制離合的機械裝置、控制離合的電氣線路，以及套在電動機軸上的轉換頭；電動機軸通過聯軸器與水泵軸機械連接，電動機軸與水泵軸同步轉動，其特征在于電動機軸(12)的端部加工有花鍵槽，電動機軸(12)通過花鍵槽插入離合器磨擦片(3)的中心孔中，并與磨擦片(3)中心孔中的花鍵槽嚙合；飛輪盤(1)為圓盤形，飛輪盤(1)的中心位置處有孔，此孔的內圓壁上加工有鍵槽，飛輪盤(1)套在水泵軸(14)上；飛輪盤(1)上通過螺栓連結有離合器的壓盤(2)；磨擦片(3)位于飛輪盤(1)與壓盤(2)之間。
2.根據權利要求1所述的具有勻加速開機與勻減速關機功能的水泵離合器，其特征在于控制離合的機械裝置的固定架(15)為Z字形，固定架(15)與電動機(11)的端蓋機械聯接，固定架(15)的上部有離合電機(10)，固定架(15)的下部有滑套支撐架(6)，固定架(15)的中部有兩個凸出的短臂，這兩個短臂上有孔；滑套支撐架(6)為圓管形，滑套支撐架(6)上套有可軸向滑動的分離滑套(5)，分離滑套(5)緊配合套有分離軸承(4)；分離杠桿(7)的中部有一圓孔，分離杠桿(7)夾在固定架(15)的兩個短臂間，一根栓軸將分離杠桿(7)固定在固定架(15)中部的兩個短臂上；分離杠桿(7)的下部為半圓弧叉形，此圓弧叉兩端之間的距離大于滑套支撐架(6)的直徑，小于分離滑套(5)的直徑；分離杠桿(7)的上部開有一個叉形口，此叉形口夾住螺桿套(8)的一端，并通過一根栓軸與螺桿套(8)連接；螺桿(9)的一端有一個盲孔，螺桿(9)的另一端有外螺紋，離合電機(10)的軸插入螺桿(9)的盲孔中，并通過一個軸銷固定；螺桿套(8)的一端為圓形，另一端為扁形且中部有圓孔，螺桿套(8)的圓形端沿軸線打有盲孔，盲孔中加工有內螺紋，螺桿(9)的外螺紋部份旋在螺桿套(8)中。
3.根據權利要求1所述的具有勻加速開機與勻減速關機功能的水泵離合器，其特征在于離合行程開關(16-1)的動觸點電氣串聯調速電位器(18)后，與控制電源電連接；離合行程開關(16-1)的其中一個靜觸點在通向離合電機(10)的接合轉向端(26)的線路中，電氣串聯了交流接觸器輔助動合觸點(25)與中間繼電器動合觸點(22)；離合行程開關(16-1)的另一個靜觸點在通向離合電機(10)的分離轉向端(27)的線路中，電氣串聯了中間繼電器動分觸點(23)；離合行程開關(16-2)的動觸點與控制電源電連接，離合行程開關(16-2)的其中一個靜觸點與電動機二次線路端電連接。
4.根據權利要求1所述的具有勻加速開機與勻減速關機功能的水泵離合器，其特征在于轉換頭(19)的形狀為一端直徑大一端直徑小的圓柱臺，直徑大的一端沿軸線加工有一個盲孔，此盲孔的內圓上開有與電動機軸(12)對應的鍵槽，電動機軸(12)通過鍵銷與轉換頭(19)同步轉動；轉換頭(19)直徑小的一端的外圓上，加工有花鍵槽，轉換頭(19)通過花鍵槽的嚙合而插入到磨擦片(3)的中心孔中。
專利摘要具有勻加速開機與勻減速關機功能的水泵離合器，它屬于電動水泵的聯軸器，尤其是電動水泵起動與停機時的緩沖裝置領域。本實用新型能降低電動水泵的起動電流，消除因水錘現象而產生的噪聲大、損壞管道、損壞設備與儀表，水錘現象造成儀表與設備的誤動作，以及起動過猛造成水泵空腹不上水等諸多不良現象。它在電動機與水泵的聯接處安裝了一套摩擦式離合器，并由一個小型電機與相應的機電裝置來控制離合器的分離與接合，利用離合器能夠離合負載，并且能逐漸增大或減小傳動扭矩的特點，來實現電動機的空載起動，來實現水泵的勻加速起動與勻減速停機。取代并優于自耦降壓起動器與緩閉止回閥的組合，確保系統的安全、正常與可靠運行。
文檔編號F04D13/06GK2554398SQ0127927
公開日2003年6月4日 申請日期2001年12月24日 優先權日2001年12月24日
發明者姚平 申請人:姚平