ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА Российский патент 2004 года по МПК F16D33/16 

Изобретение относится к гидродинамической муфте, содержащей насосное колесо и турбинное колесо, образующие между собой кольцевое рабочее пространство. Рабочее пространство служит для размещения рабочей среды, например, масла или воды, которая передает вращающий момент.

Имеются гидродинамические муфты, постоянно заполненные рабочей средой. Но есть также гидродинамические муфты, в которых заполнение и опорожнение рабочего пространство осуществляется под управлением, так называемые гидродинамические муфты с управлением расхода и с управлением заполнения. Изобретение относится к последнему типу муфт. Такая муфта стала известной из DE 19706652 A1.

Гидродинамические муфты служат для того, чтобы передавать вращающий момент от приводного двигателя на рабочую машину, например, от электродвигателя на размалывающую машину или конвейерную установку. Благодаря рабочей характеристике такой муфты вращающий момент передается при этом от двигателя на рабочую машину с большой упругостью. В частности, при пуске, то есть при вращающемся двигателе и неработающей рабочей машине, характеристика передаваемого на рабочую машину вращающего момента увеличивается лишь медленно. Если приводным двигателем является электродвигатель, то он достигает номинальной частоты вращения без нагрузки.

Гидродинамические муфты с управлением расхода особенно много применяются в горных работах. В данном случае они включаются, например, между электродвигателем и ленточным транспортером. Важное применение находит при этом так называемый цепной скребковый транспортер. И в этом случае муфта служит для плавной передачи вращающего момента, а именно не только в фазе начала работы, но и при работающем скребковом транспортере, в частности тогда, когда скребковый транспортер при работе транспортирует особенно твердый материал.

Тем временем двигатели были усовершенствованы. Был повышен опрокидывающий момент двигателей. Но муфты старого типа не могут выдерживать такой повышенный опрокидывающий момент, поэтому вращающий момент в недостаточной степени передается от двигателя на рабочую машину.

В основу изобретения положена задача выполнить приводное устройство с двигателем и гидродинамической муфтой с управлением расхода таким образом, чтобы в пусковом режиме вращающий момент передавался на рабочую машину и в том случае, когда нагрузка от рабочей машины очень высока.

Данная задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения. Изобретатель, в частности, нашел следующее: в описанных условиях, в которых проскальзывание составляет 100%, заполнение рабочего пространства является недостаточным. Более того, заполнение является лишь частичным.

Кроме того, изобретатель нашел причины этого. В известных ранее гидродинамических муфтах с управлением расхода рабочая среда подается в рабочее пространство муфты на относительно небольшом радиусе. Пока рабочее пространство еще пустое, подача рабочей среды в рабочее пространство не составляет проблем. Но с увеличением степени заполнения в рабочем пространстве создается динамическое давление. Оно противодействует давлению подведенной среды и все более препятствует подводу добавочной рабочей среды, так что полного заполнения рабочего пространства не происходит. Но чем дальше перемещать радиально наружу впуск рабочей среды в рабочее пространство, тем больше центробежное давление притекающей рабочей среды. Это большее центробежное давление может преодолеть гидродинамическое давление в рабочем пространстве. Тем самым можно добиться полного заполнения рабочего пространства и, тем самым, передачи достаточно большого вращательного момента от приводного двигателя на рабочую машину, например на вышеуказанный цепной скребковый транспортер.

При этом впуск не обязательно должен находиться на большом радиусе, то есть в высшей точке рабочего пространства. Но он должен находиться в зоне высшей точки рабочего пространства.

Благодаря варианту выполнения гидродинамической муфты с управлением расхода согласно изобретению можно без проблем запустить, например, цепной скребковый транспортер из неработающего состояния и в том случае, если в его зону захвата попали очень большие массы угля.

Изобретение и уровень техники поясняются более подробно с помощью чертежей.

Фиг.1 показывает гидродинамическую муфту с управлением расхода в соответствии с изобретением в осевом сечении.

Фиг.2 показывает гидродинамическую муфту с управлением расхода в соответствии с уровнем техники, также в осевом сечении.

Показанная на фиг.1 муфта выполнена в спаренной конструкции.

Муфта содержит приводной вал 1 и приводной вал 2. Приводной вал 1 соединен без проворачивания с первым насосным колесом 3.1 и далее через цилиндрическую стенку 6 со вторым насосным колесом 3.2.

На выходном валу 2 установлено первое турбинное колеса 4.1 и второе турбинное колесо 4.2.

Пары колес 3.1, 4.1 и 3.2, 4.2 образуют каждая друг с другом рабочее пространство 5.1, 5.2.

Указанные вращающиеся детали окружены корпусом 7. Корпус имеет впускное отверстие 7.1 и выпускное отверстие 7.2 для рабочей среды. Ею может быть, например, вода или масло.

К насосному колесу 3.2 присоединена без проворачивания так называемая полумуфта 8. Она образует с насосным колесом 3.2 проточный канал 9.

Решающим согласно изобретению является отверстие 3.2.1. Оно создает проводящее соединение между проточным каналом 9 и рабочим пространством 5.2. Отверстие 3.2.1 может быть параллельным оси или наклонным относительно оси машины. Кроме того, на выходе потока оно может быть выполнено в виде сопла.

С насосным колесом 3.1 связан выпускной клапан 3.1.1.

Рабочая среда подается в муфту из не изображенной на чертеже внешней системы. Система охватывает известным образом охладитель, регулятор и другие известные агрегаты.

Рабочая среда вводится в корпус через впускное отверстие 7.1 в корпусе. Затем она проходит внутри корпуса радиально внутрь приблизительно до выходного вала 2. Оттуда она входит в проточный канал 9, поступает через поперечное отверстие 3.2.1 в рабочее пространство 5.2, из него в рабочее пространство 5.1 и оттуда через клапан 3.1.1 к выпускному отверстию 9 в корпусе, поступает через поперечное отверстие 3.2.1 в рабочее пространство 5.2, из него в рабочее пространство 5.1 и оттуда через клапан 3.1.1 к выпускному отверстию 7.2 в корпусе.

Благодаря выполнению поперечного отверстия 3.2.1 на радиальном внешнем участке рабочего пространства 5.2 - в данном случае на участке высшей точки этого рабочего пространства - можно полностью заполнять рабочей средой рабочее пространство 5.2, а также рабочее пространство 5.1.

В показанном на фиг.2 варианте выполнения уже известной гидродинамической муфты речь идет также о спаренной муфте. Решающее отличие по сравнению с муфтой согласно изобретению заключается в том, что впускное отверстие 3.2.1 находится в рабочем пространстве на значительно меньшем радиусе. В данном случае не возможно или возможно только с трудом полное заполнение рабочих пространств 5.2, 5.1 при проскальзывании в 100% и большой нагрузке.

Изобретение относится к области машиностроения, более конкретно – к гидравлике, и предназначено для передачи с большой упругостью вращающего момента с приводного вала двигателя на рабочую машину. Гидродинамическая муфта с управлением расхода содержит образованное насосным и турбинным колесами рабочее пространство, куда может быть введена рабочая среда. Впускное отверстие для впуска рабочей среды в рабочее пространство расположено на участке наибольшего радиуса рабочего пространства. Предусмотрен также корпус, окружающий вращающиеся детали муфты и имеющий впускное и выпускное отверстия для рабочей среды. Техническим результатом является возможность полного заполнения рабочего пространства при проскальзывании в 100% и при больших передаваемых вращательных моментах. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидродинамическая муфта с управлением расхода, содержащая 1.1 насосное колесо (3.1, 3.2); 1.2 турбинное колесо (4.1, 4.2); 1.3 приводной вал (1), соединенный без проворачивания с насосным колесом (3.1, 3.2); 1.4 приводной вал (2), соединенный без проворачивания с турбинным колесом (4.1,4.2); 1.5 насосным колесом (3.1, 3.2) и турбинным колесом (4.1, 4.2) образовано кольцевое рабочее пространство (5.1, 5.2); 1.6 рабочее пространство (5.1, 5.2) присоединено к внешней системе для рабочей среды и имеет впускное отверстие (3.2.1) для ввода рабочей среды в рабочее пространство (5.2), отличающаяся тем, что 1.7 предусмотрен корпус (7), который окружает вращающиеся детали муфты и который имеет впускное отверстие (7.1) и выпускное отверстие (7.2) для рабочей среды; 1.8 впускное отверстие (3.2.1) находится на участке наибольшего радиуса рабочего пространства (5.2).2. Муфта по п.1, отличающаяся следующими признаками: 2.1 с насосным колесом (3.2) соединена без проворачивания полумуфта (8), связанная с тыльной частью насосного колеса 3.2; 2.2 между полумуфтой (8) и насосным колесом (3.2) образован проточный канал (9); 2.3 впускное отверстие (3.2.1) создает проводящее соединение между находящимся на выпуске концом проточного канала (9) и рабочим пространством (5.2).3. Муфта по п.1 или 2, отличающаяся следующими признаками: 3.1 предусмотрены два насосных колеса (3.1, 3.2) в спаренной конструкции, а также два турбинных колеса (4.1, 4.2) таким образом, что образованы две отдельные муфты, каждая с рабочим пространством (5.1, 5.2); 3.2 полумуфта (8), проточный канал (9), а также впускное отверстие (3.2.1) для ввода рабочей среды связаны с той частью муфты, которая находится около выходного вала (2).4. Муфта по п.3, отличающаяся тем, что впускное отверстие (7.1) в корпусе находится, по существу, на том осевом участке, на котором расположена часть муфты, находящаяся около выходного вала.