便携式消防泵 【技术领域】
本发明涉及一种消防泵，尤其涉及一种便携式消防泵。
背景技术
城镇狭窄街道、农村小路、山区林区陡坡等地区的消防及生活供水所用消防泵，体积大、重量大、能耗高，且水源不足时容易损坏消防泵和汽油机。现有消防泵采用1级圆弧叶片或3级圆弧叶片，其体积偏大、重量大、能耗高且容易损坏。
【发明内容】
本发明目的是提供一种体积小、质量轻、携带方便、能耗低、在水源不足的情况下能自动关闭汽油机的便携式消防泵，其解决了现有消防泵体积大、重量大、能耗高且容易损坏的技术问题。
本发明的技术解决方案：
一种便携式消防泵，包括汽油机、泵体，其不同之处在于：所述泵体包括与汽油机相连的密封座、与密封座固连的泵壳、设置在泵壳中心的主轴、依次固定在主轴上的三级离心叶轮、依次固定在泵壳内的两级导叶，所述主轴与汽油机输出轴同轴连接，所述密封座内设置有主轴密封装置。
其还包括超速保护电路，所述超速保护电路包括稳压单元、同频触发单元、比较放大单元和执行单元；所述稳压单元包括限流电阻R3、滤波电容C1、稳压管D2和旁路电阻R4；所述滤波电容C1、稳压管D2和旁路电阻R4并联后的低端接地，其高端与限流电阻R3的一端相接作为稳压单元的输出端Vcc，所述限流电阻R3的另一端接汽油机信号输出端34；所述同频触发单元包括限流电阻R2、二极管D3、SR触发器U1、充电电阻R8和充电电容C2；所述SR触发器U1的数据输入端D接稳压单元的输出端Vcc，其置位端S接地，其复位端R接充电电容C2的高端，其时钟信号端CLK通过限流电阻R2与汽油机信号输出端34相接，其同相输出端Q接充电电阻R8的一端，所述充电电阻R8的另一端与充电电容C2的高端相接，所述充电电容C2的低端接地，所述二极管D3的阳极接SR触发器U1的时钟信号端，其阴极接稳压单元的输出端Vcc；所述比较放大单元包括充电电阻R9、充电电阻R10、充电电容C3、限流电阻R11、二极管D5、二极管D6、电压比较器U2；所述充电电阻R9、充电电阻R10和充电电容C3依次串联，所述充电电容C3的另一端接地，所述电压比较器U2的同相输入端通过充电电阻R9与SR触发器U1的同相输出端Q相接，所述电压比较器U2的反相输入端通过限流电阻R11与稳压单元的输出端Vcc相接，所述二极管D5的阴极和二极管D6的阳极相接，所述二极管D6的阴极接地，所述二极管D5的阳极与电压比较器U2的反相输入端相接；所述电压比较器U2的电源端接稳压单元的输出端Vcc；所述电压比较器U2的同相输入端和输出端之间接有反馈电阻R15；所述执行单元包括二极管D4、限流电阻R17、栅极电阻R16和功率管K；所述二极管D4的阳极接电压比较器U2的输出端，其阴极通过限流电阻R17接地；所述功率管K的栅极通过栅极电阻R16接二极管D4的阴极，其漏极接汽油机信号输出端34，其源极接地。
上述超速保护电路还包括信号修正单元；所述信号修正单元包括正向串接在汽油机信号输出端34的二极管D1。
上述同频触发单元包括快速放电单元，所述快速放电单元包括电阻R5和R6以及三极管Q，所述电阻R5的一端与SR触发器U1的时钟信号端CLK相连，其另一端通过电阻R6接地，所述三极管Q的集电极接充电电容C2的高端，其基极通过电阻R6接地，其发射极接地。
上述主轴与汽油机输出轴同轴螺纹固连。
上述三级离心叶轮均采用双曲叶片。
上述主轴密封装置为机械密封装置。
上述泵壳采用桶袋式布局。
上述便携式消防泵还包括吸水阀和真空饮水装置。
本发明具有的优点：
1、本发明的泵轴与汽油机输出轴采用螺纹连接、高效节能、运行稳定安全、节省空间、维修便利。
2、本发明采用三级单吸式离心双曲叶片泵，泵壳采用桶袋式布局，整体结构稳固紧凑、布局合理、操作及维护方便，最大程度地减小了泵的体积。
3、本发明自带超速保护电路，可实现超速停机，保护了消防人员和设备的安全。超速保护电路的同频触发单元和比较放大单元来控制功率管K的开合，实现汽油机超频运行时的自动关闭，有效的保护了汽油机和泵。超速保护电路利用稳压单元从输入信号得到的电压驱动超速保护电路的各个元器件，不需要单独提供稳定电源的电路，电路结构简单、体积小、性能优良。而且稳压单元可实现针对汽油机输出尖峰脉冲高达250V的电压保护。超速保护电路通过比较放大单元设置了一个频率范围接收窗口，在这个窗口允许正常工作时地最大频率，当正常工作条件下出现空载状况导致汽油机的转速突然升高时，会触发超速保护电路工作。
4、本发明的闭式叶轮采用压头系数大的变流恒压技术，同等参数下，叶轮外径比普通叶轮小30％左右。
5、本发明提供多种引水选择，带有吸水阀及真空饮水装置，可以手动引水，也能使用自吸引水，且自吸时间较短，流量大。
6、本发明轴封采用先进的机械密封形式，能有效地避免轴封漏水现象。
7、本发明可应用于城镇狭窄街道、农村小路、山区林区陡坡等地区的消防及生活供水。
【附图说明】
图1和图2为本发明的结构示意图；
图3为超速保护电路的原理示意图。
其中：1-汽油机，2-泵体，3-泵壳，4-密封座，5-主轴，11-末级叶轮，12-二级叶轮，13-一级叶轮，21-末级导叶，22-导叶，6-主轴密封装置，7-超速保护电路，8-反冲式手拉启动器。
【具体实施方式】
本发明便携式消防泵，包括汽油机1、泵体2、吸水阀和真空饮水装置，泵体包括与汽油机相连的密封座4、与密封座4固连的泵壳3、设置在泵壳3中心的主轴5、依次固定在主轴5上的末级叶轮11、二级叶轮12、以及一级叶轮13三级离心叶轮、依次固定在泵壳3内的末级导叶21和导叶22两级导叶，主轴5与汽油机1输出轴同轴螺纹固连，密封座4内设置有主轴密封装置6；三级离心叶轮均采用双曲叶片；主轴密封装置6为机械密封装置；泵壳3采用桶袋式布局。
泵壳采用高强度航天铝合金材料，强度设计安全系数达到2.0，符合国家标准；零件采用真空压力铸造，实现薄壁零件的高强度，最大程度减小泵的重量，整机重量为14.2kg；本发明泵的体积为400mm×325mm×340mm；选用二冲程汽油机为动力，汽油机带有反冲式手拉启动器8；工作转速转速6000r/min；功率强劲，运转稳定，启动灵活，故障率低；功率8HP；射程33m；额定流量2.4L/S；同等射程下最大流量260L/min。
超速保护电路7包括信号修正单元、稳压单元、同频触发单元、比较放大单元和执行单元。
信号修正单元包括正向串接在汽油机信号输出端34的二极管D1，其用于修正汽油机的输出信号。
稳压单元包括限流电阻R3、滤波电容C1、稳压管D2和旁路电阻R4；滤波电容C1、稳压管D2和旁路电阻R4并联后的低端接地，其高端与限流电阻R3的一端相接作为稳压单元的输出端Vcc，限流电阻R3的另一端接汽油机信号输出端34；由电容充电、储能理论可知，电容C1两端的电压Vcc为：
Vcc=U0e-tRC+US(1-e-tRC),]]>
其中R为限流电阻R3的阻值、t为施加信号时间，U0为C1两端初始电压值，Us为信号电压值。
同频触发单元包括限流电阻R2、二极管D3、SR触发器U1、充电电阻R8、充电电容C2以及快速放电单元；SR触发器U1的数据输入端D接稳压单元的输出端Vcc，其置位端S接地，其复位端R接充电电容C2的高端，其时钟信号端CLK通过限流电阻R2与汽油机信号输出端34相接，其同相输出端Q接充电电阻R8的一端，充电电阻R8的另一端与充电电容C2的高端相接，充电时间为t＝R8C2，充电电容C2的低端接地；二极管D3的阳极接SR触发器U1的时钟信号端，其阴极接稳压单元的输出端Vcc，用于限制触发器U1的时钟信号电压；快速放电单元包括电阻R5和R6以及三极管Q，电阻R5的一端与SR触发器U1的时钟信号端CLK相连，其另一端通过电阻R6接地，三极管Q的集电极接充电电容C2的高端，其基极通过电阻R6接地，其发射极接地；快速放电单元加速充电电容C2放电的完成。
比较放大单元包括充电电阻R9、充电电阻R10、充电电容C3、限流电阻R11、二极管D5、二极管D6、电压比较器U2；所述充电电阻R9、充电电阻R10和充电电容C3依次串联，充电电容C3的另一端接地，电压比较器U2的同相输入端通过充电电阻R9与SR触发器U1的同相输出端Q相接，电压比较器U2的反相输入端通过限流电阻R11与稳压单元的输出端Vcc相接，二极管D5的阴极和二极管D6的阳极相接，二极管D6的阴极接地，二极管D5的阳极与电压比较器U2的反相输入端相接；电压比较器U2的电源端接稳压单元的输出端Vcc；电压比较器U2的同相输入端和输出端之间接有反馈电阻R15。
执行单元包括二极管D4、限流电阻R17、栅极电阻R16和功率管K；二极管D4的阳极接电压比较器U2的输出端，其阴极通过限流电阻R17接地；功率管K的栅极通过栅极电阻R16接二极管D4的阴极，其漏极接汽油机信号输出端34，其源极接地。
本实用新型超速保护电路工作原理及工作过程：
汽油机信号从信号输出端34进入超速保护电路，通过限流电阻R3为稳压单元提供能量，保证稳压单元输出端电压Vcc稳定，使后面的同频触发单元和比较放大单元能够正常工作。
汽油机信号同时通过限流电阻R2为同频触发单元提供时钟信号，触发器U1输出波形的振幅与输入信号振幅无关，但振荡频率与输入信号相同，为后面的比较放大单元和执行单元奠定基础。
信号输出端34的汽油机输出信号频率的升高导致充电电压的身高。当电压比较器U2的同相输入端电压即充电电压大于反相输入端电压基准值时，电压比较器输出电压，此电压控制执行单元的功率管K工作，汽油机信号通过功率管K的漏极端对地短路，汽油机和泵被保护。
为了防水、防尘、抗震等效果，经过测试的电路板放入模块盒中，进行灌注树脂胶。灌胶后的电路板经过了72小时浸水试验，试验结果证明，灌胶后的电路板具有非常好的防水性能。