Пускотормозная гидродинамическая муфта Советский патент 1985 года по МПК F16D33/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидродинамическим передачам, и представляет собой проточную гидродинамическую пускотормозную муфту, устанавливаемую в приводах роторов с большими энергиями врашения.

Целью изобретения является повышение надежности путем увеличения долговечности подшипникового узла турбинного колеса

При эксплуатации муфт в приводах большегрузных центрифуг химкомбинатов, удовлетворительная работа их возможна только при использовании в качестве рабочей жидкости минерального масла. Попытка эксплуатирования муфт, изготовленных в нержавеющем исполнении, на воде показала их малую надежность из-за попадания в камеру размещения подшипников воды (зачастую- с примесью кислоты). Работа же муфт на воде крайне желательная, так как в этом случае нет необходимости в оснащении ее теплообменником, муфта может быть расположена ниже уровня масла в баке гидросистемы приводимой ею мащины. Кроме того, муфта, работаюо ая на воде, позволяет герметизировать маслосистему приводимой машины, чем увеличивает ее долговечность. В связи с малой вязкостью и большим удельным весом воды, чем. минеральных масел, кроме того повышается КПД муф ты.

На чертеже представлена предлагаемая муфта, продольный разрез (показан уровень заполнения муфты рабочей жидкостью при стоянке привода, стрелками показано направление движения рабочей жидкости).

Пускотормозная гидродинамическак проточная муфта содержит жестко закрепленное на валу 1 насосное колесо 2 с рабочими наклонными лопатками 3 и импеллерными лопатками 4. Вал 1 установлен в подшипниковом узле в подшипниках 5 и 6 ступицы турбинного колеса 7, закреплен в осевом направлении крышкой 8 при помощи болтов 9 и уплотнен контактными уплотнениями 10 и 11. В турбинном колесе 7 имеются наклонные лопатки 12, К турбинному колесу 7 болтами 13 прикреплен замыкающий кожух 14, охватывающий насосное колесо 2. В цент ральной части замыкаю1и,его кожуха 14 выполнена сливная горловина 15. В насосном колесе 2 и валу 1 выполнены каналы 16 подвода рабочей жидкости. Каналы, 17 в насосном колесе, сообщающие центральную зону междуколесного пространства с незатопляемой зоной в кожухе 14, служат для разгрузки уплотнения 11 от повышенного давления в зоне его контакта с валом 1

В полости 18 расположения подшипников 5 и 6 на валу 1 закреплены лопатки 19, а сама полость 18 сообщена с полостью 20 под упомянутое уплотнение 11. Полость 20 турбинного колеса 7 расположена между уплотнением 11 и подшипником 6 и сообщена сквозными отверстиями 21, расположенными над подшипником 6. Рабочая жидкость (вода) подводится в муфту по трубке 22, как показано стрелкой А, и отводится из нее. через горловину 15 кожуха 14, как это показано стрелкой Б. На внутренней торцовой поверхности замыкающего кожуха 14 закреплены импеллерные лопатки 23, составляющие совместно с ло патками 4 насосного колеса устройство автоматического регулирования степени заполнения, расположенное в камере 24 ротора муфты.

На валу приводного двигателя муфта

5 крепится расточкой d. С приводимой машиной муфта соединяется клиновыми ремнями, расположенными в ручьях 25. Перед спуском камера 18 заполняется минеральным маслом.

0 Муфта работает следующим образом.

При включении приводного двигателя набирает полную скорость вращения насосное колесо 2, турбинное же колесо 7, будучи связано ремнями с приводимой машиной, неподвижно. Рабочая жидкость, поступающая по стрелке А через трубку 22 и каналы 16, вводится в рабочую полость муфты, захватывается лопатками 3 насосного колеса, разгоняется ими до угловой скорости Насосного колеса и поступает на неподвижные

0 лопатки 12 турбинного колеса 7. В связи с тем, что турбинные лопатки 12 неподвижны, жидкость устремляется к центральной зоне проточной части муфты, где расположено 1манжетное уплотнение 11. Для предотвращения значительного повышения давления

5 в зоне уплотнения 11 эта зона сообщена каналами 17 с непотопляемой при вращении муфты зоной камеры 24, ограниченной цилиндрической поверхностью радиуса горловины 15.,

В результате такой разгрузки на уплотнение 11 вода попадает только в виде брызг. В связи с тем, что все контактные (в том числе и манжетные) уплотнения должны пропускать (условия возможности их работы) уплотняемую среду со стороны повыщенного

5 давления на сторону пониженного во избежание возможности попадания воды в полость 18 расположения подшипников 5 и 6 в полости 18 на валу 1 установлены плоские лопатки 19. Вращаясь совместно с валом I, эти лопатки захватывают смазываю0 щую жидкость, полностью заполняющую полость 18, и сообщают ей угловую скорость вала. Под действием центробежных ускорений жидкость образует вращающееся жидкостное кольцо, в котором развито гидростати- ческое давление. На радиусе R при вращении вала 1 со скоростью а) в жидкости с удельным весом Т развивается гидростатическое давление. 3 Это давление распространяется по сквозным отверстиями 21, полости 20 до места контакта уплотнения И с валом 1, противодействуя проникновению воды из рабочей полости муфты к подшипникам вала 1. По мере разгона турбинной части муфты до номинальной скорости давление в центральной части междуколесного пространства снижается до значения атмосферного давления. К этому моменту благодаря уменьшению скольжения в муфте до номиналь-ю ного ( ) до минимума падает и давление со стороны смазываюшей жидкости полости 18 в месте контакта уплотнения 11 и вала 1, что при дальнейшем длительном вращении обеспечивает минимальный износ манжеты 11 и вала 1 под ней. 116306 6 4 Таким образом, в связи с наличием избыточного давления смазывающей среды со стороны камеры расположения подшипников на место контакта вала 1 и манжеты 11 исключается возможность проникновения воды в камеру расположения подшипников со стороны рабочей полости муфты, что исключает их коррозию, повыша-ятем самым датговечность подшипникового узла и надежность турбомуфты в целом. Использование изобретения по сравнению с гидродинамическими муфтами большегрузных центрифуг позволяет исключить выход из строя последних в течение 3- 4 мес работы.

ПУСКОТОРМОЗНАЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА, содержащая турбинное колесо с жестко соединенным с ним замыкающим кожухом и с внутренними полостями под подшипниковый узел и под манжетное уплотнение, установленное на валу внутри замыкающего кожуха с рабочим зазором относительно турбинного колеса, насосное колесо с устройством автоматического изменения степени заполнения в виде лопаток, расположенных на наружной поверхности насосного колеса и на внутренней поверхности замыкающего кожуха с возможностью взаимодействия друг с другом, причем внутри замыкающего кожуха размещена рабочая жидкость, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения долговечности подшипникового узла, она снабжена лопатками, установленными на валу равномерно по окружности между подшипниками подшипникового узла турбинного колеса, в теле которого за манжетным уплотнением над прилегающим к нему подшипником, выполнены сквозные отверстия, сообщающие внутренние полости под подшипниковый узел и уплотнение между собой. и ;j rs S