一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统
阅读说明：本技术 一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统 (Use circulating pump device and system of tombarthite motor technology ) 是由 叶青 杨敏 何志瞧 居国腾 沈炳华 周琦 王铮 于 2020-11-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及循泵系统技术领域,具体为一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统,包括循环供水系统以及建立在河道内的江水过滤站,所述江水过滤站内安装有安装座,且江水过滤站内通过安装座安装有循泵装置,所述江水过滤站的一端连接有抽水管路,且江水过滤站通过抽水管路与循环供水系统相连通。本发明的循泵装置体积小,集成度高,应用稀土电机实现高效驱动与节能,采用谐波机构传动与增加振动小,寿命长,且稀土电机的运行具有良好的调速与节能性能,容易适配调整出最佳运行状态,达到生产中的最大效率,自身运行可以利用浸入江水中直接冷却,并且该系统可以省去常规循泵系统中的冷却塔等复杂建筑设备,直接利用江水循环实现冷却。(The invention relates to the technical field of circulating pump systems, in particular to a circulating pump device and a circulating pump system applying a rare earth motor technology. The circulating pump device has small volume and high integration level, realizes high-efficiency driving and energy saving by applying the rare earth motor, has small transmission and increased vibration by adopting a harmonic mechanism, has long service life, has good speed regulation and energy saving performance in running of the rare earth motor, is easy to adapt and adjust to an optimal running state to achieve the maximum efficiency in production, can be directly cooled by immersing in river water in self running, can save complex building equipment such as a cooling tower in a conventional circulating pump system, and directly realizes cooling by using the circulation of the river water.)
技术领域
本发明涉及循泵系统技术领域，具体是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统。
背景技术
循泵系统，即循环冷却供水泵系统(泵指抽水泵)，广泛应用于火电厂等大型工业厂区，用于为需要供水实现对设备冷却降温等目的，常规做法是，建设大型的冷却水塔，冷却塔下方水池存有大量自然水。使用抽水泵将冷却水塔中的自然水抽出，通过管理传输至需要用水冷却的设备，完成冷却设备工作的自然水温度升高，重新返回至冷却水塔内，进行蒸发散热从而循环使用。
工业项目中，循环供水系统不仅占给、排水工程费用比例较大，而且也较容易出现问题，由此带来的资源浪费以及对运行管理带来的诸多不便是不容忽视的，有的循环冷却供水系统，其冷水泵采用变频控制供水，而其热水泵则采用恒速供水，当用水设备不能满负荷运行时，结果可想而知：后者(热水池)入不敷出，水位逐渐降低，而前者(冷水池)则供大于求，源源不断地溢流，造成水资源的严重浪费，由于水池一般都在地下，其浪费具有隐蔽性，不易被发觉，因此在设计中更应引起大家的重视和警觉。
工业项目中，根据不同的工程实际，对循环供水和冷却供水系统、补充水系统、循环水系统的水质问题等，应引起重视和警觉，要从节省占地，节约一次投资，节省运行费用，降低投资规模，减少运行费用，简化管理工作，应地制宜是很有必要的。
但是现有存在的抽水泵多采用叶轮泵，其缺点是：没有自然吸附能力，必须充满液体，有气缚现象；不适应高粘度液体；安装位置不合适；运行效率低；运行振动大，易出现故障、驱动能耗较大、节能效果差、体积较大、功能不够集成等。因此，本领域技术人员提供了一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统，该系统包括河道和循环供水系统，以及建立在河道内的江水过滤站，所述江水过滤站内安装有安装座，且江水过滤站内通过安装座安装有循泵装置，所述江水过滤站的一端连接有抽水管路，且江水过滤站通过抽水管路与循环供水系统相连通，所述抽水管路与循环供水系统之间设置有检测装置，所述循环供水系统的另一端连通有放水管路，所述放水管路的一端连接有放水口；
该装置包括循泵装置，所述循泵装置包括位于安装座一端连接的安装连接座，所述安装连接座的一端连接有稀土电机外座，所述稀土电机外座的另一端固定安装有传动空腔座，且稀土电机外座与传动空腔座之间设置有连接螺栓，所述传动空腔座的一端连接有谐波增压座体，所述谐波增压座体的下表面均匀分布有三个入水口，且三个所述入水口的内部均设置有入水口过滤器，所述谐波增压座体的内部均布有三个谐波增压腔，每个增压腔内均嵌有谐波发生齿轮轴承，所述谐波发生齿轮轴承的中心处安装有谐波发生座，所述谐波发生座与谐波增压腔之间垫有密封圈，所述谐波增压座体的上端面中心处开有圆孔，且圆孔内密封连接有出水管安装座，所述出水管安装座的中心处固定安装有出水管；
所述循泵装置内自上而下依次分为稀土电机装置、位于稀土电机装置的下方的一级谐波传动装置、位于一级谐波传动装置的下方的齿轮联动传动装置、位于齿轮联动传动装置的下方的二级谐波增压装置以及位于二级谐波增压装置的下方的自然水进出口装置。
作为本发明进一步的方案：所述出水管安装座的上方同轴安装有中心齿轮轴承，所述谐波增压座体的上端面覆盖安装有谐波增压座体上盖，所述安装连接座的内部下端安装有稀土电机上端轴承安装座，且安装连接座的内部下端通过稀土电机上端轴承安装座固定连接有稀土电机上端轴承，所述稀土电机上端轴承的内部嵌入安装有稀土电机转子端体，所述安装连接座的内部中心处位于出水管的外侧面固定安装有出水管上端固定座。
作为本发明再进一步的方案：所述稀土电机外座的内部同轴安装有稀土电机定子，且稀土电机定子的内侧中心处同轴安装有稀土电机转子，所述稀土电机转子的下端安装有谐波过渡座，且谐波过渡座的下端安装有风扇叶，所述传动空腔座的内部设置有传动空腔。
作为本发明再进一步的方案：所述稀土电机装置包括励磁绕组以及位于稀土电机定子端面用于旋绕励磁绕组的稀土电机定子截面，所述稀土电机转子包括稀土电机永磁转子S极和稀土电机永磁转子N极，且稀土电机转子为永磁稀土材质。
作为本发明再进一步的方案：所述一级谐波传动装置包括通过谐波过渡座与稀土电机转子相连接的一级谐波柔轮，所述一级谐波柔轮的内部套接有一级谐波发生器，所述一级谐波发生器的外侧同轴嵌套有一级谐波柔性轴承，所述一级谐波柔轮的外侧齿合有一级谐波刚轮。
作为本发明再进一步的方案：所述齿轮联动传动装置包括与一级谐波发生器固定连接的主动齿轮，所述主动齿轮的中部安装有齿轮轴承，且主动齿轮的外侧呈圆形等距离齿合有三个从动齿轮，所述从动齿轮的中部设置有齿轮轴，且从动齿轮与齿轮轴之间设置有齿轮传动键。
作为本发明再进一步的方案：所述二级谐波增压装置包括位于齿轮轴下端同轴固定的谐波传动轴，所述谐波传动轴的外侧呈圆形等距离安装有三个二级谐波发生器，且谐波传动轴与二级谐波发生器的连接处设置有谐波传动键，所述二级谐波发生器的内侧嵌入有二级谐波柔性轴承，且二级谐波发生器的外侧套接有二级谐波柔轮，所述二级谐波发生器通过二级谐波柔轮齿合有二级谐波刚轮腔，所述二级谐波柔轮的外侧面和二级谐波刚轮腔的内侧面均设置有齿牙，且二级谐波柔轮的外齿与二级谐波刚轮腔的内齿相齿合。
作为本发明再进一步的方案：所述自然水进出口装置包括位于二级谐波刚轮腔外侧的谐波增压腔以及位于入水口过滤器一端的进水滤口，所述进水滤口的一端连通有进水通道，所述谐波增压腔的一侧设置有谐波释放腔，所述谐波释放腔的一侧设置有出水腔，所述出水腔与出水管相连通。
作为本发明再进一步的方案：所述检测装置包括水质检测仪、水温仪和水压表等测量装置，用于检测水质、水温和水压。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统，在实际操作时，可以将循泵装置直接安装于有自然水的江河中，只需在江河流域建起一个初级过滤站，即可使用，而且该循泵装置具有体积小，集成度高，应用稀土电机实现高效驱动与节能，采用谐波机构传动与增加振动小，寿命长，实际应用中，稀土电机的运行具有良好的调速与节能性能，容易适配调整出最佳运行状态，达到生产中的最大效率，自身运行可以利用浸入江水中直接冷却，并且该系统可以省去常规循泵系统中的冷却塔等复杂建筑设备，直接利用江水循环实现冷却。
附图说明
图1是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统的外部安装图；
图2是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统的上视全剖图；
图3是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统的下视全剖图；
图4是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统中的稀土电机装置截面图；
图5是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统中的一级谐波传动装置截面图；
图6是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统中的齿轮联动传动装置截面图；
图7是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统中的二级谐波增压装置截面图；
图8是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统中的自然水进出口装置截面图；
图9是一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统的循泵系统的结构图。
图中：1、循泵装置；2、安装座；3、江水过滤站；4、抽水管路；5、检测装置；6、循环供水系统；7、河道；8、放水管路；9、放水口；111、安装连接座；112、稀土电机外座；113、连接螺栓；114、传动空腔座；115、谐波增压座体；116、入水口过滤器；117、中心齿轮轴承；118、出水管安装座；119、出水管；120、谐波发生齿轮轴承；121、谐波发生座；122、密封圈；123、谐波增压座体上盖；124、稀土电机上端轴承；125、稀土电机转子端体；126、稀土电机上端轴承安装座；127、出水管上端固定座；131、稀土电机定子；132、稀土电机转子；133、谐波过渡座；134、传动空腔；135、入水口；10、稀土电机装置；101、稀土电机定子截面；102、励磁绕组；103、稀土电机永磁转子S极；104、稀土电机永磁转子N极；20、一级谐波传动装置；201、一级谐波刚轮；202、一级谐波柔轮；203、一级谐波发生器；204、一级谐波柔性轴承；30、齿轮联动传动装置；301、从动齿轮；302、齿轮传动键；303、齿轮轴；304、主动齿轮；305、齿轮轴承；40、二级谐波增压装置；401、二级谐波刚轮腔；402、二级谐波柔轮；403、二级谐波发生器；404、二级谐波柔性轴承；405、谐波传动轴；406、谐波传动键；50、自然水进出口装置；501、进水通道；502、进水滤口；503、谐波增压腔；504、谐波释放腔；505、出水腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～9，本发明实施例中，一种应用稀土电机技术的循泵装置及系统，该系统包括河道7和循环供水系统6，以及建立在河道7内的江水过滤站3，江水过滤站3内安装有安装座2，且江水过滤站3内通过安装座2安装有循泵装置1，江水过滤站3的一端连接有抽水管路4，且江水过滤站3通过抽水管路4与循环供水系统6相连通，抽水管路4与循环供水系统6之间设置有检测装置5，检测装置5包括水质检测仪、水温仪和水压表等测量装置，用于检测水质、水温和水压，循环供水系统6的另一端连通有放水管路8，放水管路8的一端连接有放水口9；
该装置包括循泵装置1，循泵装置1包括位于安装座2一端连接的安装连接座111，安装连接座111安装于稀土电机外座112的上方，其上端能安装于安装座2的内孔内，并通过密封材料密封；稀土电机外座112的另一端固定安装有传动空腔座114，用于密封循泵装置1内部的传动机构，且稀土电机外座112与传动空腔座114之间设置有连接螺栓113，传动空腔座114的一端连接有谐波增压座体115，谐波增压座体115的下表面均匀分布有三个入水口135，且三个入水口135的内部均设置有入水口过滤器116，用于抽水时，过滤江水中的杂质，防止杂质损坏内部结构，谐波增压座体115的内部均布有三个谐波增压腔，每个增压腔内均嵌有谐波发生齿轮轴承120，谐波发生齿轮轴承120的中心处安装有谐波发生座121，当谐波发生座121受传动发生旋转时，谐波发生齿轮轴承120可以减少旋转时的摩擦阻力，谐波发生座121与谐波增压腔之间垫有密封圈122，用于密封江水，防止江水进入内部机构，且密封圈122采用耐磨耐高温的高分子材料，谐波增压座体115的上端面中心处开有圆孔，且圆孔内密封连接有出水管安装座118，出水管安装座118的中心处固定安装有出水管119，用于将抽入循泵装置1内的江水，引向上方，出水管安装座118的上方同轴安装有中心齿轮轴承117，用于减少上方齿轮旋转的摩擦力，谐波增压座体115的上端面覆盖安装有谐波增压座体上盖123，且连接处填有密封材料，用于密封谐波增压座体115内部的江水，安装连接座111的内部下端安装有稀土电机上端轴承安装座126，用于固定同轴安装的稀土电机上端轴承124，且安装连接座111的内部下端通过稀土电机上端轴承安装座126固定连接有稀土电机上端轴承124，稀土电机上端轴承124的内部嵌入安装有稀土电机转子端体125，安装连接座111的内部中心处位于出水管119的外侧面固定安装有出水管上端固定座127，用于固定上述出水管119，且出水管上端固定座127设计有空隙结构，可以让下方的稀土电机的电源及控制线缆通过，引出设备；
稀土电机外座112的内部同轴安装有稀土电机定子131，且稀土电机定子131的内侧中心处同轴安装有稀土电机转子132，稀土电机转子132的下端安装有谐波过渡座133，用于过渡连接下方的一级谐波传动装置20，且谐波过渡座133的下端安装有风扇叶，当上述稀土电机转子132带动谐波过渡座133旋转时，风扇叶旋转产生旋转气流，于传动空腔134内流动，有助于散热，传动空腔座114的内部设置有传动空腔134，其中传动空腔134为循泵装置1内部传动机构的空腔。
循泵装置1内自上而下依次分为稀土电机装置10，用于为上述循泵装置1的抽水提供动力，然后稀土电机装置10带动下方的一级谐波传动装置20实现增速传动，一级谐波传动装置20带动下方的齿轮联动传动装置30传动旋转，再利用齿轮联动传动装置30带动下方的二级谐波增压装置40的三组增压谐波装置，用于为抽水提供增压动能，增压后，自然水进出口装置50用于抽水传入内腔。
稀土电机装置10包括励磁绕组102以及位于稀土电机定子131端面用于旋绕励磁绕组102的稀土电机定子截面101，稀土电机转子132包括稀土电机永磁转子S极103和稀土电机永磁转子N极104，且稀土电机转子132为永磁稀土材质，本发明的稀土电机装置10是循泵装置1的动力输出机构，通电后，通过控制电流产生旋转磁场，因稀土电机转子132为永磁稀土材质，具有节能效果，从而使得永磁稀土材料在稀土电机定子截面101产生的旋转磁场内，高速旋转，输出动能。
一级谐波传动装置20包括通过谐波过渡座133与稀土电机转子132相连接的一级谐波柔轮202，一级谐波柔轮202的内部套接有一级谐波发生器203，一级谐波发生器203的外侧同轴嵌套有一级谐波柔性轴承204，一级谐波柔轮202的外侧齿合有一级谐波刚轮201，当上述稀土电机转子132旋转时，带动上述一级谐波柔轮202旋转，传动上述一级谐波发生器203旋转，达到增速效果。
需要说明的是：本发明的谐波传动是利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递，谐波传动通常由三个基本构件组成，包括一个有内齿的一级谐波刚轮201，一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的一级谐波柔轮202和一个装在柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有一级谐波柔性轴承204的一级谐波发生器203，一级谐波柔轮202的外齿数少于一级谐波刚轮201的内齿数，在一级谐波发生器203转动时，相应与长轴方向的一级谐波柔轮202外齿正好完全啮入一级谐波刚轮201的内齿；在短轴方向，则外齿全脱开内齿，当一级谐波刚轮201固定，一级谐波发生器203发生转动时，一级谐波柔轮202的外齿将依次啮入和啮出一级谐波刚轮201的内齿，一级谐波柔轮202齿圈上的任意一点的径向位移将呈近似于正弦波形的变化，所以这种传动称为谐波传动；
并且该谐波传动的的传动比大、传动平稳、承载能力高，传递单位扭矩的体积和重量小，在相同条件下，体积可减少20-50％，齿面磨损小而均匀，传动效率高，当结构合理润滑效果良好时，对i＝100的传动，效率可达0.85，传动精度高，在制造精度相同的情况下，谐波传动的精度可比普通齿轮传动高一级，若齿面经过很好的研磨，则谐波齿轮传动的精度要比普通齿轮传动高4倍，可以通过密封壁传递运动，这是其他传动机构很难实现的。
齿轮联动传动装置30包括与一级谐波发生器203固定连接的主动齿轮304，主动齿轮304的中部安装有齿轮轴承305，且主动齿轮304的外侧呈圆形等距离齿合有三个从动齿轮301，从动齿轮301的中部设置有齿轮轴303，且从动齿轮301与齿轮轴303之间设置有齿轮传动键302，三个从动齿轮301呈圆周均布在主动齿轮304周围，当上方一级谐波发生器203带动上述主动齿轮304旋转，则三个从动齿轮301从动旋转。
二级谐波增压装置40包括位于齿轮轴303下端同轴固定的谐波传动轴405，谐波传动轴405的外侧呈圆形等距离安装有三个二级谐波发生器403，且谐波传动轴405与二级谐波发生器403的连接处设置有谐波传动键406，二级谐波发生器403的内侧嵌入有二级谐波柔性轴承404，且二级谐波发生器403的外侧套接有二级谐波柔轮402，二级谐波发生器403通过二级谐波柔轮402齿合有二级谐波刚轮腔401，二级谐波柔轮402的外侧面和二级谐波刚轮腔401的内侧面均设置有齿牙，且二级谐波柔轮402的外齿与二级谐波刚轮腔401的内齿相齿合，自然水进出口装置50包括位于二级谐波刚轮腔401外侧的谐波增压腔503以及位于入水口过滤器116一端的进水滤口502，进水滤口502的一端连通有进水通道501，谐波增压腔503的一侧设置有谐波释放腔504，谐波释放腔504的一侧设置有出水腔505，出水腔505与出水管119相连通，
当上述从动齿轮301带动上述二级谐波发生器403旋转时，上述二级谐波发生器403传动上述二级谐波柔轮402，随着旋转，上述二级谐波柔轮402与二级谐波刚轮腔401轮齿不断啮合，不断形成谐波增压腔503，下一个瞬间谐波增压腔503释放，产生负压吸入江水，江水由进水滤口502被吸入，流经进水通道501，不断进入谐波增压腔503，随着旋转带到谐波释放腔504处，而三处圆周均布的谐波释放腔504处江水流入汇聚在出水腔505，并被压入位于上方的出水管119中。
本发明的循泵系统具体为：在河道7中建立江水过滤站3，并完全沉浸入水中，其采用全封闭滤网，用于过滤水中大型杂质，且循泵装置1安装于江水过滤站3内的安装座2上，用于吸入江水，江水通过循泵装置1底端的三个均布的入水口过滤器116过滤，过滤水质的杂质，然后通过稀土电机定子131通电产生旋转磁场，带动应用稀土永磁材料的稀土电机转子132高速旋转，进一步的，通过带动一级谐波柔轮202旋转，传动放大一级谐波发生器203增速旋转，再进一步的，通过带动主动齿轮304旋转，传动三组圆周均布的从动齿轮301旋转，分别带动二级谐波发生器403旋转，传动二级谐波柔轮402增压，从而将江水吸入至循泵装置1内，并且循泵装置1完全浸没在水中，由江水自然冷却，且循泵装置1内的传动空腔134形成气体循环，使其在水中得到更好的冷却效果，最后，吸入循泵装置1的江水通过抽水管路4，传入循环供水系统6内，供外部循环使用，并且通过检测装置5可以对抽水管路4内的水进行水质、水温和水压等检测，最后，使用好的高温江水通过放水管路8流出，通过放水口9排入河道7内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：用于非接触式的自动手部消毒机的抽液泵