降压启动型应急启动装置

摘要

本申请公开一种降压启动型应急启动装置，包括：驱动部、分别与驱动部连接的第一传动部、第二传动部和第三传动部；第一传动部的一端连接驱动部，另一端连接主接触器；第二传动部的一端连接驱动部，另一端连接星接接触器；第三传动部的一端连接驱动部，另一端连接三角接触器；驱动部用于通过驱动第一传动部、第二传动部和第三传动部切换主接触器、星接接触器和三角接触器的启动状态；当主接触器和星接接触器启动时，水泵的绕组以星形接线法连接，使得所述水泵以第一功率启动；当主接触器和三角接触器启动时，水泵的绕组以三角形接线法连接，使得水泵以第二功率运转。

说明书

技术领域

本发明涉及消防技术领域。更具体地，涉及一种降压启动型应急启动装 置。

背景技术

在消防设备领域中，火灾来临时，消防泵启动电路发生故障的事故经常 发生，一旦火灾发生而消防系统不能给消防栓等设备供水，后果不堪想象。

对此，在《国家给水及消防栓系统技术规范》规定：消防水泵控制柜应 设置机械应急启泵功能，并依靠机械应急启泵直接启动消防水泵。

现有的应急启动装置存在结构复杂、可操作性性差等问题，并且现有应 急启动装置在紧要关头时无法做到快捷、有效的启动，从而浪费了最佳灭火 救援时间，带来不可估量的紧急损失。

发明内容

为解决背景技术中所提出的技术问题中的至少一个，本发明提供一种降 压启动型应急启动装置，用于启动水泵，所述水泵通过主接触器、星接接触 器和三角接触器采用星三角接线接入电源，该启动装置包括：

驱动部、分别与所述驱动部连接的第一传动部、第二传动部和第三传动 部；

所述第一传动部的一端连接所述驱动部，另一端连接所述主接触器；

所述第二传动部的一端连接所述驱动部，另一端连接所述星接接触器；

所述第三传动部的一端连接所述驱动部，另一端连接所述三角接触器；

所述驱动部用于通过驱动所述第一传动部、第二传动部和第三传动部切 换所述主接触器、星接接触器和三角接触器的启动状态；

当所述主接触器和所述星接接触器启动时，所述水泵的绕组以星形接线 法连接，使得所述水泵以第一功率启动；

当所述主接触器和所述三角接触器启动时，所述水泵的绕组以三角形接 线法连接，使得所述水泵以第二功率运转。

本申请第一方面提供的降压启动型应急启动装置，通过机械驱动部直接 操作各接触器的开关与闭合，不需要增加其他开关器件以及线路，线路及柜 内配置简洁，易于检修。

在一种可能的实现方式中，该启动装置还包括：

设置在所述星接接触器和三角接触器之间的机械联锁，用于使得所述星 接接触器和三角接触器不能同时处于启动状态。

此实现方式，通过在星接接触器和三角接触器之间设置机械联锁可保证 对星接接触器和三角接触器切换的可靠性。

在一种可能的启动装置中，所述驱动部包括：

操作箱、操作杆、转轴和传动组件，

其中，所述转轴设置在所述操作箱内，且在所述转轴上套设有凸轮组件；

所述传动组件的一端伸入所述操作箱内，另一端延伸出所述操作箱并与 所述第一传动部、第二传动部和第三传动部分别连接；

所述操作杆驱动所述转轴转动，以使得所述凸轮组件带动所述传动组件 做往复运动。

此实现方式，驱动部采用纯机械结构，通过控制操作杆带动凸轮组件及 传动组件实现主接触器、星接接触器和三角接触器有序闭合和断开。

在一种可能的实现方式中，所述传动组件在与所述操作箱接触位置设置 有弹簧复位件，以使得所述传动组件做往复运动。

此实现方式，通过在传动组件设置弹簧复位件，以实现对主接触器、星 接接触器和三角接触器有序闭合和断开。

在一种可能的实现方式中，所述传动组件包括第一传动杆、第二传动杆 和第三传动杆，所述凸轮组件包括第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮；

其中，所述第一传动杆的一端设置在所述操作箱体内与所述第一凸轮对 应，另一端位于所说操作壳体外与所述第一传动部连接；

所述第二传动杆的一端设置在所述操作箱体内与所述第二凸轮对应，另 一端位于所说操作壳体外与所述第二传动部连接；

所述第三传动杆的一端设置在所述操作箱体内与所述第三凸轮对应，另 一端位于所说操作壳体外与所述第三传动部连接。

此实现方式，通过一一对应的凸轮和传动杆实现主接触器、星接接触器 和三角接触器有序闭合和断开。

在一种可能的实现方式中，所述驱动部还包括：

设置在所述转轴与操作箱体之间的齿轮件。

在一种可能的实现方式中，所述第一传动部、第二传动部和第三传动部 均为软轴连接线。

此实现方式，选用的软轴拉线具有：抗冲击、不易变形、稳定性好；吸 震、降噪；安装、维修方便，不易于周围的零部件、磕碰等优点，非常适用 与设置在消防柜等不方便检修的机构内。

在一种可能的实现方式中，该启动装置还包括：

分别对所述第一传动部、第二传动部和第三传动部进行支撑的第一支撑 件、第二支撑件和第三支撑件。

此实现方式，通过设置支撑件可提高传动部的操作灵活顺畅，保证柜内 简洁，以使得消防柜中各器件易于布置，便于检修。

在一种可能的实现方式中，所述操作杆还包括：

设置在所述操作杆靠近所述操作箱内一侧的锁紧件和复位件；

所述锁紧件被配置为将所述操作杆锁定在预设位置；

所述复位件被配置为将所述操作杆恢复到初始位置。

此实现方式，通过设置锁紧件和复位件，可实现减少潜在的电弧和接触 器触头损伤，相比于冗余开关是机械应急线路更加的简单复杂性较低，增加 了整柜安全性及实用性。

在一种可能的实现方式中，所述驱动部还包括：

设置在所述操作杆靠近所述操作箱外一侧的防误触件。

此实现方式中提供的防误触件可防止非工作人员对启动装置进行操作， 防止误触的发生。

本发明的有益效果如下：

本申请提出的技术方案，完全机械应急启动消防泵不受二次回路影响， 启动时拉线传动机械结构接触器快速稳定的闭合，停止时降压型操纵器内置 的复位弹簧可以使接触器瞬间断开，减少潜在的电弧和接触器触头损伤，相 比于冗余开关是机械应急线路更加的简单复杂性较低，增加了整柜安全性及 实用性，并且，机械应急启动水泵时，被授权人直接操作柜外手柄即可轻松 启动消防水泵，操作简便；机械应急启泵直接操作主回路接触器，不需要增 加其他开关器件以及线路，线路及柜内配置简洁，易于检修。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出现有技术中的产品工作电路图。

图2示出本申请实施例提供的降压启动型应急启动装置结构图。

图3示出本申请实施例提供的机械联锁结构图。

图4示出本申请实施例提供的驱动部结构图。

图5示出本申请实施例提供的降压启动型应急启动装置工作电路图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一 步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员 应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制 本发明的保护范围。

机械应急启动装置的研发设计应考虑消防泵控制设备启动消防泵时，仅 仅靠继电器电路控制主回路接触器主触点闭合从而实现启动消防水泵，当继 电器控制回路出现故障而不能启动消防水泵时，采用机械应急启动。

现以主流的产品做简单介绍；通过增设冗余的开关装置，该装置加装柜 外延伸手柄，其电源输入和动力输出与原有消防泵控制柜主回路采取并联方 式连接，即，增设了冗余动力回路，当消防泵控制柜无论如何都不能启动消 防泵时，手动合闸此开关装置来实现应急启泵。此开关装置为目前市面上最 为广泛使用的一种机械应急启泵装置，主电路图如图1所示；该类机械应急 启动消防泵的产品虽然也在一定程度上满足了《国家给水及消防栓系统技术 规范》要求，但是常规的消防水泵控制设备欲内置此冗余开关装置，柜内装 配及一次电气回路复杂，增加了故障点，而单独设置，额外占用了很大空间， 大幅增加了消防泵控制设备的成本。

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的一个实施例提供了一种降压 启动型应急启动装置，用于启动水泵，如图2所示，水泵通过主接触器10、 星接接触器20和三角接触器30采用星三角接线接入电源，该启动装置包括：

设置在消防柜子(图中未示出)内部分第一传动部40、第二传动部50 和第三传动部60以及设置在消防柜子外部的驱动部70。

第一传动部40的一端连接至驱动部70，另一端连接主接触器10，在驱 动部70的驱动下控制主接触器70的开启或关闭状态。

第二传动部50的一端连接至驱动部70，另一端连接星接接触器20，在 驱动部70的驱动下控制星接接触器20的开启或关闭状态。

第三传动部60的一端连接至驱动部70，另一端连接三角接触器30，在 驱动部70的驱动下控制三角接触器30的开启或关闭状态。

其中，当主接触器10和星接接触器20均处于启动状态，而三角接触器30处于关闭状态下，水泵的绕组方式为星形接线，使得水泵以较低的功率启 动。

当主接触器10和三角接触器30均处于启动状态，而星接接触器20处于 关闭状态下，水泵的绕组方式为三角形接线，使得水泵以较高的功率启动。

需要说明的是，常用的消防水泵电机为三相电机，直接启动电机的启动 电流一般为额定电流的4-7倍，对整个电网冲击较大，容易损坏电机，因此， 大多采用降压启动的方式。常见的降压启动方式有三种，分别为：星三角降 压启动、自耦变压器降压启动和软启动。本实施采用星三角降压启动方式启 动水泵电机，该启动方式分为两个阶段，第一阶段启动的时候电机为星形接 法，此时三相电机的每个绕组电压为220V，启动电流较小，但可以达到一定 的转速，当第一阶段启动完成以后，第二阶段启动电机变为三角型接法，此 时三相电机的每个绕组上的电压为380V，正常运行。

值得注意的是，为实现水泵电机的降压启动，需保证星接接触器20闭合 时，三角接触器30处于断开；或者，在三角接触器30处于闭合状态时，星 接接触器20处于断开状态，因此，在一些实施例中，参考图2，在星接接触 器20和三角接触器30之间设置有机械联锁80。

具体地，参考图3，机械联锁80由两部分构成，两部分相互配合，当星 接接触器20的开关处于闭合状态下时，机械联锁80锁紧，使得三角接触器 30的开关处于断开状态；而当三角接触器30的开关处于闭合状态下，机械联 锁80使得星接接触器20的开关处于断开状态。以此，保证本实施例提供的 启动装置能够以降压方式启动。

需要说明的是，机械联锁80仅仅使得星接接触器20和三角接触器30的 开关处于一个开启一个断开的状态，并不影响星接接触器20和三角接触器30 同时处于断开状态，机械联锁80受到第二传动部50和第三传动部60的控制， 在第二传动部50收缩且第三传动60部释放时，开启机械联锁80的第一状态 (即星接接触器20开关闭合，三角接触器30开关断开，此时水泵降压启动)； 在第二传动部50释放且第三传动部60收缩时，开启机械联锁80的第二状态， (即星接接触器20开关断开，三角接触器30的开关闭合，此时水泵全压启 动)；在第二传动部50和第三传动部60均释放时，机械联锁80关闭(即星 接接触器20和三角接触器30的开关均断开，此时降压启动型应急启动装置 关闭)。

在一些实施例中，如图4所示，驱动部70包括：操作箱71、操作杆72、 转轴73和传动组件74。

具体地，操作箱70设置在消防柜子外部，方便用户对其进行操作，操作 杆72的一端伸入操作箱71内，固定在操作箱71内的一侧，操作杆72可通 过螺栓与操作箱71实现固接，并且操作杆72在被用户操作时，操作杆72可 沿着螺栓进行转动。

转轴73设置在操作箱71内，可绕轴转动，转轴73上套设有凸轮组件75， 操作杆72在转动的过程中，会带动凸轮组件75发生转动。

优选地，在转轴73与操作箱71之间设置齿轮结构76，以此增加转轴73 的灵活性。

在凸轮组件75的一侧设置有传动组件74，传动组件74一端位于操作箱 71外部，连接至第一传动部40、第二传动部50和第三传动部60，另一端伸 入操作箱71内可配合凸轮组件75带动各传动部的释放和收缩来实现对不同 接触器的开启或关闭。

在一些实施例中，如图4所示，凸轮组件75包括第一凸轮751、第二凸 轮752和第三凸轮753，相对应的，传动组件包括第一传动杆741、第二传动 杆742和第三传动杆743。

容易理解的是，凸轮具有凸沿或凹槽的构件，凸轮在转动过程中，凸沿 面与传动杆接触并带动传动杆，以此实现传动杆驱动传动部控制接触器开关 的闭合；当凸沿面与传动杆分离时，传动杆恢复有初始位置，以此实现传动 杆驱动传动部控制接触器开关的断开。

在本实施例提供的凸轮中，第一凸轮751具有第一凸沿，第二凸轮752 具有第二凸沿，第三凸轮753具有第三凸沿。

其中，需要对凸沿进行如下设计：

1、第一凸沿和第二凸沿分别与第一传动杆741和第二传动杆742接触的 初始时刻相同，但是分离时刻不同；

2、第二凸沿与第二传动杆742接触的分离时刻为第三凸沿与第三传动杆 743接触的初始时刻；

3、第一凸沿与第一传动杆741接触的分离时刻与第三凸沿与第三传动杆 743接触的分离时刻相同。

具体地，对于设计1而言，可通过将第一凸沿的表面积设计为大于第二 凸沿的表面积，以使得第二凸沿与第二传动杆742分离时，第一凸沿仍保持 与第一传动杆741接触。

对于设计2而言，可通过调整第二凸沿与第三凸沿分别与第二传动杆742 和第三传动杆743接触的先后顺序而实现，使得当第二凸沿在于第二传动杆 742接触时，第三凸沿还未与第三传动杆743发生接触，当第二凸沿与第二传 动杆742分离时，第三凸沿与第三传杆743接触。

对于设计3而言，将第一凸沿的表面积设计的足够大，以保证在第三凸 沿与第三传动杆743接触时，第一凸沿与第一传动杆741仍保持接触，直到 第三凸沿与第三传动杆743分离时，第一凸沿才与第一传动杆741分离。

容易理解的是，各凸轮在转动过程中，各凸沿分别与各自对应的传动杆 接触，并带动传动杆发生偏转，为方便理解与叙述，以下将凸沿与传动杆接 触视为触发传动杆发生偏转，将凸沿与传动杆分离视为触发传动杆发生恢复。 需要说明的是，在实际情况下，凸沿与传动杆刚刚接触时刻，其力度不足以 带动传动杆发生偏转，但是其时间跨度很短，因此不对该特定时刻下的特殊 情况进行说明。

或者，通过对操作杆72进行设计以实现降压启动型应急启动装置的有序 启动，具体地：

操作杆72在靠近凸轮组件75的一侧设置有第一抵接件、第二抵接件和 第三抵接件。

操作杆72在转动的过程中，第一抵接件与第一凸轮751接触，并带动第 一凸轮751转动；第二抵接件与第二凸轮752接触，并带动第二凸轮752转 动；第三抵接件与第三凸轮753接触，并带动第三凸轮753转动。

第一抵接件带动第一凸沿驱动第一传动杆741，使得主接触器10的开关 闭合或断开；第二抵接件带动第二凸沿驱动第二传动杆742，使得星接接触器 20的开关闭合或断开；第三抵接件带动第三凸沿驱动第三传动杆743，使得 三角接触器30的开关闭合或断开。

继续参考图2，操作杆72被设置有停止档位、降压启动档位和全压启动 档位，当响应用户的操作，将操作杆72从停止档位驱动至降压启动档位时， 设置在操作杆72上的第一抵接件带动第一凸沿与第一传动杆741接触，第二 抵接件带动第二凸沿与第二传动杆742接触，使得主接触器10和星接接触器 20同时启动，当响应用户的操作，将操作杆72从降压启动档位驱动至全压启 动档位时，设置在操作杆72上的第三抵接件带动第三凸沿与第三传动杆743 接触，此时，第二抵接件带动第二凸沿与第二传动杆742分离，使得主接触 器10和三角接触器30同时启动。

具体地，将第一抵接件、第二抵接件和第三抵接件在操作杆72上的位置 进行设计(例如第三抵接件的位置较第一抵接件和第二抵接件的位置靠下)， 使得第二抵接件在与第二传动杆742接触时，第三抵接件还未带动第三传动 杆743转动。并将第一凸沿、第二凸沿和第三凸沿的表面积进行设计(例如 第一凸沿的表面积比第二凸沿的表面积大)，使得第二凸沿与第二传动杆742 分离时，第一凸沿仍与第一传动杆741接触，以此实现对本实施例提供的降 压启动型应急启动装置的降压启动。

优选地，操作杆72上设置有锁紧件和复位件，其中，锁紧件用于将操作 杆72锁定在预设位置(例如，降压启动档位或者全压启动档位)，复位件用 于将操作杆72恢复到初始位置(例如，从降压启动档位恢复至停止档位或者 从全压启动档位恢复至停止档位)。

如图5所示，该降压启动型应急启动装置的驱动部70还包括设置在操作 杆72靠近位于操作箱71外一侧的防误触件77，在需要使用该降压启动型应 急启动装置时，需要有权限的管理人员解锁该防误触件77进行启动操作，防 止误触导致对水泵电机的损害。

在一些实施例中，第一传动部40、第二传动部50和第三传动部60均采 用软轴拉线，软轴拉线在传动时具有传动灵活、顺畅、安全可靠的优势。

由于软轴拉线设置在消防柜子内，而消防柜子内接线复杂，软轴拉线在 传动过程中容易造成线路打结，影响消防柜子内的稳定性。因此，在一些实 施例中，该降压启动型应急启动装置还包括第一支撑件90、第二支撑件100 和第三支撑件110，用于对消防柜子中的软轴拉线进行保护和支撑。

由于需要凸沿与传动杆分离时，传动杆恢复要初始位置，因此，在一些 实施例中，在各传动杆与操作箱的接触位置设置弹簧复位件，以使得各传动 杆能够在与对应凸沿分离后回复到初始位置。

在一个具体示例中，对本实施例提供的降压启动型应急启动装置的工作 原理进行如下说明：

如图5所示，有权限的管理人员首先解锁防误触件77，管理人员通过控 制操作杆72，使其先从停止档位转动至降压启动档位，主接触器10和星接接 触器20的开关同时闭合，水泵电机以星型绕组接线方式降压启动，保持数秒 或数十秒后(视水泵电机功率而决定)，再次转动操作杆72，使其降压启动档 位转动至全压启动档位，主接触器和三角接触器的开关同时闭合，水泵电机 以三角绕组接线方式全压启动，完成一次水泵启动。

之后，管理员通过复位件将操作杆72从全压启动档位恢复至停止档位， 完成水泵关闭。

本实施提供的降压启动型应急启动装置星接接触器和三角接触器的控制 与切换均靠机械结构来输出动力控制，满足《国家给水及消防栓系统技术规 范》规定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而 并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在 上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有 的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变 化或变动仍处于本发明的保护范围之列。