ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА Российский патент 1998 года по МПК F16D33/04 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению и в частности к устройствам для передачи вращения.

Известна гидродинамическая муфта, содержащая корпус и расположенные в нем насосное колесо и турбинное колесо с лопатками, поворачивающимися вокруг осей, перпендикулярных оси гидромуфты (Б.А.Гавриленко, В.А.Минин. Гидродинамические муфты, М. : Оборонгиз, 1959, с. 188-189). Недостатком такой муфты является невозможность автоматического регулирования передаваемого момента, вследствие ручной установки положения лопаток турбинного колеса.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и выбранной в качестве прототипа является гидродинамическая муфта, содержащая соединенное с кожухом насосное колесо и расположенное в этом кожухе турбинное колесо с поворотными вокруг осей, параллельных оси муфты, лопатками и снабженная пружинами и упорами для ограничения поворота лопаток (А.С. N 855279, F 16 D 33/04, Б. 30, 1981). Данная гидромуфта имеет широкий диапазон регулирования вращающего момента. Недостатком такой гидродинамической муфты является то, что при повороте лопастей вокруг осей, параллельных оси муфты, нарушаются условия обтекания лопасти, что приводит к увеличению гидравлических потерь из-за дросселирования потока жидкости в концентрических зазорах между лопастями и кожухом, а также между лопастями и фланцем и, следовательно, к уменьшению КПД гидромуфты.

Задачей изобретения является повышение экономичности работы гидродинамической муфты, при сохранении возможности автоматической регулировки вращающего момента.

Техническим результатом, который может быть получен при реализации заявляемого изобретения, является увеличение КПД гидродинамической муфты в номинальном режиме работы при сохранении способности автоматической регулировки вращающего момента.

Технический результат достигается тем, что в гидродинамической муфте, содержащей насосное колесо, кожух и турбинное колесо с поворотными лопатками, пружины и упоры для ограничения поворота лопаток, лопатки турбинного колеса выполнены составными, одна часть которых неподвижна, а другая имеет возможность поворота вокруг оси, перпендикулярной оси гидромуфты, пружины закреплены одним концом на поворотной части лопатки, а другим на упоре, расположенном на турбинном колесе, жестко соединенном с кожухом.

При выполнении лопаток составными момент при номинальном режиме передается за счет неподвижной части лопатки, а также за счет предварительного натяга поворотной части лопатки. При изменении нагрузки на ведомом валу подвижная часть лопатки турбины поворачивается под действием увеличившейся циркуляции рабочей жидкости, что приводит к относительному уменьшению энергоемкости и увеличению скольжения в гидромуфте, т.е. гидромуфта сохраняет способность регулирования передаваемого вращающего момента. Пружины, закрепленные одним концом на поворотной части лопатки, а другим на упоре, расположенном на турбинном колесе, служат для демпфирования низкочастотных колебаний крутящего момента, для ограничения поворота подвижной части лопатки, а также возвращают подвижную часть лопатки в исходное положение при стабилизации нагрузки на ведомом валу, т.е. гидромуфта сохраняет способность автоматической регулировки вращающего момента. При выполнении лопаток составными, поворотными вокруг оси перпендикулярной оси гидромуфты, не нарушаются условия обтекания лопатки, что ведет к уменьшению гидравлических потерь, а следовательно к увеличению КПД гидромуфты в номинальном режиме.

Проведенный заявителем анализ техники, включающий поиск по патентным и научным источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема предложенной гидродинамической муфты; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Гидродиманическая муфта состоит из турбинного колеса 1, жестко соединенного с ним кожуха 2 и насосного колеса 3. Лопатки турбинного колеса 1 выполнены составными, одна часть которых - 4 - неподвижна, а другая часть - 5 - имеет возможность поворота вокруг оси, перпендикулярной оси гидромуфты, что позволяет сохранить условия обтекания лопасти, уменьшить гидравлические потери и, следовательно, повысить КПД гидромуфты в номинальном режиме. На подвижной части лопатки 5 закреплены одним концом пружины 6, служащие для демпфирования низкочастотных колебаний крутящего момента, ограничения поворота подвижной части лопатки 5 и возвращения ее в исходное положение при стабилизации нагрузки, т.е. служат для автоматической регулировки вращающего момента. Другим концом пружины 6 закреплены на упорах 7, определяющих максимальный угол поворота подвижных частей лопаток 5. Подвижная часть лопатки 5 крепится к турбинному колесу 1, например, с помощью штырей 8, находящихся на оси перпендикулярной оси гидромуфты.

Гидромуфта работает следующим образом.

Жидкость с насосного колеса 3 поступает в турбинное колесо 1, отклоняя его лопатки 4 и создавая на нем крутящий момент. Если гидромуфта не нагружена, то турбинное колесо 1 приобретает скорости вращения, близкие к скоростям вращения насосного колеса 3, а подвижная часть лопатки 5 незначительно отклоняется от своего первоначального положения. Если гидромуфту нагрузить, то подвижная часть лопатки 5 турбинного колеса 1 повернется, так как возрастание нагрузки приведет к увеличению скольжения в гидромуфте и увеличению циркуляции рабочей жидкости. При дальнейшем нагружении гидромуфты поворот подвижной части лопаток 5 будет еще большим, что приведет к относительному уменьшению энергоемкости и увеличению скольжения в гидромуфте, т.е. гидромуфта будет ограничивать (относительно уменьшать) передаваемый крутящий момент. При предельном угле относительно поворота подвижной части лопатки 5 турбинного колеса 1 ограничение передаваемого гидромуфтой момента будет максимальным. При уменьшении нагрузки подвижная часть лопатки 5 турбинного колеса 1 под действием пружин 6 возвращается в исходное положение. Жесткость пружин и величину хода выбирают согласно требуемому диапазону регулировки момента.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение, при его использовании и осуществлении, предназначено для использования в машиностроении;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью средств и методов, описанных в заявке;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к машиностроению и в частности к устройствам для передачи вращения. Техническим результатом, который может быть получен при реализации изобретения, является увеличение КПД гидродинамической муфты в номинальном режиме работы при сохранении способности автоматической регулировки вращающего момента. Технический результат достигается за счет того, что в гидродинамической муфте, содержащей насосное колесо, кожух и турбинное колесо с поворотными лопатками, пружины и упоры, для ограничения поворота лопаток, лопатки турбинного колеса выполнены составными, одна часть которых неподвижна, а другая имеет возможность поворота вокруг оси, перпендикулярной оси гидромуфты. Пружины закреплены одним концом на поворотной части лопатки, а другим на упоре, расположенном на турбинном колесе, жестко соединенном с кожухом. 2 ил.

Гидродинамическая муфта, содержащая насосное колесо, кожух и турбинное колесо с поворотными лопатками, пружины и упоры для ограничения поворота лопаток, отличающаяся тем, что лопатки турбинного колеса выполнены составными, одна часть которых неподвижна, а другая имеет возможность поворота вокруг оси, перпендикулярной оси гидромуфты, пружины закреплены одним концом на поворотной части лопатки, а другим на упоре, расположенном на турбинном колесе, жестко соединенном с кожухом.