[0001]
本实用新型属于流体机械及能量回收领域，具体是一种装配高速液力透平的高速离心泵机组。
背景技术：
[0002]
液力透平作为一种能量回收装置，逐步应用于工业生产中，能够有效节约能源。然而，对于流量比较小但富裕能量比较高的工况，通常认为可回收能量低且配套的液力透平设计研发难度大，常规的做法是通过工质打回流或者采用泄压阀放空等方式来消耗富裕能量，造成了极大的能源浪费，亟需开发一种可靠的液力透平装置来回收这类富裕能量。
[0003]
国内外普遍使用的液力透平装置以泵反转做液力透平为主，通常用于流量大于30m
3
/h的工况，没有针对性考虑到小流量高富裕能量的运行工况。而且刚启动时透平泵的输出功率较小，使得此时输出到负载的转速远远达不到其额定转速，负载无法正常工作；但如果采用高速透平泵-电动机-高速泵的直连方式，又会在高速透平泵转速稳定后，电动机持续工作，造成能源的浪费。因此需要设计一种在小流量且富裕能量较高的工况下，能量回收效率高，且能耗较小的泵组。
技术实现要素：
[0004]
本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种装配高速液力透平的高速离心泵机组，该机组可适用于流量小但富裕能量较高的工况，同时有效解决高速透平泵启动时转速不足的问题以及高速透平泵转速稳定后电动机持续工作造成能量浪费的问题。
[0005]
本实用新型提供的技术方案是：
[0006]
一种装配高速液力透平的高速离心泵机组，其特征在于：该机组包括依次连接的高速透平泵、齿轮箱组件和高速泵；所述齿轮箱组件包括箱体、可转动地定位在箱体上的传动轴和透平轴、用于驱动传动轴的电动机以及用于检测透平轴转速的转速测量仪；所述传动轴与透平轴之间通过设置在箱体内的齿轮组进行传动；所述传动轴与电动机的输出轴之间通过超越离合器相连接；所述透平轴贯穿箱体，并且透平轴的两端分别与高速泵的叶轮以及高速透平泵的叶轮同轴固定连接。
[0007]
所述转速测量仪采用非接触式转速测量仪；所述转速测量仪安装在箱体上。
[0008]
所述超越离合器采用楔块式单向超越离合器。
[0009]
所述高速透平泵采用为高速泵反转作为液力透平。
[0010]
本实用新型的有益效果是：
[0011]
1、本实用新型通过超越离合器可以灵活切换高速泵的驱动方式。当高速透平泵的输出转速较小时，超越离合器处于闭合状态，此时由电动机带动高速泵工作；当高速透平泵的输出转速较为平稳且转速较大时，超越离合器处于超越状态，此时由高速透平泵直接带动高速泵工作，从而在保证高速泵正常运转的同时，对能量进行回收利用，节约能源。
[0012]
2、本实用新型中的超越离合器采用楔块式单向超越离合器，其承载能力大，自锁
可靠，反向解脱轻便，可以灵活地传递扭矩或切断扭矩，保证高速泵的正常运转。
[0013]
3、本实用新型中齿轮箱与高速透平泵一体化设置，减小了装置整体的占地面积以及对安装空间的要求，降低了安装成本，实现装置的小型化；可更大范围满足高速透平泵组运行时循环水输送系统全部回水余压能的闭环回收及循环利用，大幅度降低循环水系统的输送能耗，为更多采用回水余压能闭环回收技术的大型循环水系统大幅度降低能耗提供一种更低成本的解决方案。
[0014]
4、本实用新型能够在小流量高富裕能量的运行工况下对能量进行回收利用，极大地减小了能量的浪费，节约了经济成本，并且结构简单，设计合理，适合推广应用。
附图说明
[0015]
图1是本实用新型的卧式布置的主视结构图。
[0016]
图2是本实用新型的立式布置主视结构图。
[0017]
图3是本实用新型的立式布置左视结构图。
[0018]
附图标记：
[0019]
1、高速透平泵；2、透平轴；3、转速测量仪；4、高速泵；5、传动轴；6、箱体；7、超越离合器；8、电动机。
具体实施方式
[0020]
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
[0021]
如图1至图3所示的装配高速液力透平的高速离心泵机组，包括依次连接的高速透平泵1、齿轮箱组件和高速泵4。所述齿轮箱组件包括箱体6、传动轴5、透平轴2、电动机8、超越离合器7和转速测量仪3。所述传动轴和透平轴可转动地定位在箱体上(图中传动轴和透平轴平行布置)；传动轴与透平轴之间通过齿轮组进行传动(常规技术)，其中齿轮组设置在箱体内。
[0022]
所述透平轴贯穿箱体，并且透平轴的两端分别与高速泵的叶轮以及高速透平泵的叶轮同轴固定连接，从而将高速透平泵与齿轮箱一体化连接，减小了装置整体的占地面积以及对安装空间的要求，降低了安装成本，实现装置的小型化。本实施例中，高速透平泵采用为高速泵反转作为液力透平，并且高速透平泵与高速泵对称布置在透平轴两端。
[0023]
所述传动轴与电动机的输出轴之间通过所述超越离合器相连接；超越离合器的开合状态由透平轴的转速确定；当透平轴的转速远远小于高速泵的额定转速(根据实际工况以及电机的功率进行确定)时，超越离合器处于闭合状态，此时电动机带动传动轴转动，进而通过齿轮组带动透平轴转动；当透平轴的转速大于高速泵的额定转速时，超越离合器处于超越状态，此时由高速透平泵带动透平轴转动。作为优选，超越离合器采用楔块式单向超越离合器，该种超越离合器承载能力大，自锁可靠，反向解脱轻便，可以灵活地传递扭矩或切断扭矩，以保证高速泵的正常运转。
[0024]
所述转速测量仪用于检测透平轴的转速。本实施例中，转速测量仪采用非接触式转速测量仪，转速测量仪安装在箱体上；该种转速测量仪具有量程大、精度高、价格低、结构简单、性能稳定、快速测量的优点，以便准确检测透平轴的转速，进而根据透平轴的转速确定超越离合器的开合状态。
[0025]
以上所有部件均可通过外购获得。
[0026]
如图1所示，当透平轴水平布置时，本实用新型为卧式布置方式。如图2和图3所示，当透平轴竖直布置时，本实用新型为立式布置方式。当场地空间有限时，本实用新型可采用立式布置方式，以提高场地的使用效率。
[0027]
本实用新型的工作过程如下：
[0028]
工作时，小流量高富裕能量液体由高速透平泵进口流入，由于初始时液体对高速透平泵的叶轮冲击力较小，使得高速透平泵的输出功率较小，此时转速测量仪检测到透平轴的转速远远达不到高速泵的额定转速，则超越离合器处于闭合状态，由电动机带动透平轴转动，使高速泵工作。当高压液体稳定地从高速透平泵进口流入时，液体冲击高速透平泵的叶轮，带动高速透平泵的叶轮旋转，此时转速测量仪检测到透平轴的转速较为平稳且大于高速泵的额定转速，则超越离合器处于超越状态，高速透平泵将功率传递给高速泵并直接带动高速泵工作。
[0029]
以上工作过程中，通过超越离合器可以灵活切换高速泵的驱动方式，从而保证高速泵在正常运转的同时，对能量进行回收利用，大大减小了能量的浪费。
[0030]
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。技术特征：
1.一种装配高速液力透平的高速离心泵机组，其特征在于：该机组包括依次连接的高速透平泵(1)、齿轮箱组件和高速泵(4)；所述齿轮箱组件包括箱体(6)、可转动地定位在箱体上的传动轴(5)和透平轴(2)、用于驱动传动轴的电动机(8)以及用于检测透平轴转速的转速测量仪(3)；所述传动轴与透平轴之间通过设置在箱体内的齿轮组进行传动；所述传动轴与电动机的输出轴之间通过超越离合器(7)相连接；所述透平轴贯穿箱体，并且透平轴的两端分别与高速泵的叶轮以及高速透平泵的叶轮同轴固定连接。2.根据权利要求1所述的装配高速液力透平的高速离心泵机组，其特征在于：所述转速测量仪采用非接触式转速测量仪；所述转速测量仪安装在箱体上。3.根据权利要求2所述的装配高速液力透平的高速离心泵机组，其特征在于：所述超越离合器采用楔块式单向超越离合器。4.根据权利要求3所述的装配高速液力透平的高速离心泵机组，其特征在于：所述高速透平泵采用为高速泵反转作为液力透平。
技术总结
本实用新型属于流体机械及能量回收领域。技术方案是：一种装配高速液力透平的高速离心泵机组，其特征在于：包括依次连接的高速透平泵、齿轮箱组件和高速泵；所述齿轮箱组件包括箱体、可转动地定位在箱体上的传动轴和透平轴、用于驱动传动轴的电动机以及用于检测透平轴转速的转速测量仪；所述传动轴与透平轴之间通过设置在箱体内的齿轮组进行传动；所述传动轴与电动机的输出轴之间通过超越离合器相连接；所述透平轴贯穿箱体，并且透平轴的两端分别与高速泵的叶轮以及高速透平泵的叶轮同轴固定连接。该机组适用于流量小但富裕能量较高的工况，并有效解决高速透平泵启动时转速不足的问题以及高速透平泵转速稳定后电动机持续工作造成能量浪费的问题。工作造成能量浪费的问题。工作造成能量浪费的问题。
技术研发人员：李晓俊 霍亚康 朱祖超 李林敏 杨徽
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2020.08.03
技术公布日：2021/1/23
声明：
“装配高速液力透平的高速离心泵机组的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：浙江理工大学
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2024年12月20日 ~ 22日 
