Гидродинамический тормоз буровой лебедки Советский патент 1985 года по МПК F16D65/813 F16D57/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидродинамическим тормозам буровых лебедок.

Цель изобретения - повышение надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения.

На фиг. 1 показан гидродинамчиеский тормоз; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Гидродинамический тормоз содержит вал 1, статоры 2, двуполостный ротор 3 и полости тепловых труб 4, а также закругление 5 лопаток 6 в наружной части межлопаточных каналов 7 ротора 3, неподвижные лопатки 8, статоров 2, имеюшие каналы 9 и полости тепловых труб 4. Последние получены в роторе 3 литьем. Полости тепловых труб 4 через отверстие (не показано) заполнены на 3/4 объема жиДким металлом, после чего оставшийся объем в полостях тепловых труб 4 вакуумируется и герметизируется пробкой, которая заваривается. Причем применение тороидальных тепловых труб связано с получением развитой юверхности теплообмена. Кроме того, тороидальная тепловая труба оптимально вписывается в строительный объем редуктора. Выполнение тепловых труб других сечений, например прямоугольного, квадратного и т. д., ведет к ослаблению сечения ротора. Более того, наличие скруглений в тороидальной тепловой трубе позволяет уменьшить центробежные силы. При этом максимальная центробежная сила возникает по вертикальной оси ротора, т. е. в одном сечении. Все это позволяет тороидальной тепловой трубе работать на рабочем теле с высоки.м удельным объемом, т.е. жидким металлом в качестве рабочего тела.

Наличие Сдмещения тороидальной тепловой трубы относительно вертикальной оси позволяет иметь на их противоположных закругленных сторонах зоны испарения и конденсации, что поддерживает незначительный перепад температур в теле ротора, например по горизонтальной оси сечения тепловой трубы. Кроме того, достигается эффективное охлаждение левой и правой частей ротора за счет наличия в них зон испарения и конденсации.

Гидродинамический тормоз работает еледуюшим образом.

Благодаря высоким скоростям циркуляции жидкости в межлопаточных каналах

5 гидротормоза возникает значительный тормозной момент, величина которого прямо пропорциональна квадрату частоты вращения ротора 3. При тормозных режи.мах кинетическая энергия груза преобразуется

Q в гидротормозе в тепловую энергию. Если вода в гидротормозе нагревается до 100°С то образовавшийся пар вытесняет воду из рабочего пространства и тормозной момент резко падает. Наличие в роторе 3 тепловых труб, заполнение их жидким металлом с

5 высоким теплосодержанием позволяет избежать перегревания воды, а их расположение позволяет повысить надежность работы гидромуфты. По сравнению с классической тепловой трубой верхняя правая (а)

и нижняя левая (б) сторон тепловых труб подходят близко к межлопаточным каналам 7 ротора 3. Поэтому они являются зонами испарения тепловых труб, а зона верхняя левая (а ) и нижняя правая (б ) стороны тепловых труб являются зонами конденсации тепловых труб. Кроме того, зоны конденсации и испарения также имеются в межлопаточных каналах 7. В зависимости от скорости врашения вала 1, канала 7 ротора 3 омываются разным количеством воды. В тот канал 7, в который ее попадает меньше в данный момент времени, его поверхность является зоной испарения, а где больше - зоной конденсации тепловой трубы. Таким образом, циклы работы тепловой трубы повторяются, за счет чего достигается эффективное охлаждение воды. Расположение же в верхней и нижней частях тела ротора 3 полостей тепловых труб 4 связано с тем, что именно в этих местах можно без значительного усложнения конструкции разместить тепловые трубы 4.

Использование изобретения по сравнению с гидродинамическим тормозом буровой установки (базовый объект) позволит повысить надежность тормоза за счет повышения эффективности охлаждения деталей тормоза, за счет повышения его нагрузочной способности.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ, содержащий двуполостный ротор, статоры, вал и охлаждающее устройство, выполненное в виде тепловой трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения, тепловые трубы выполнены в виде замкнутых кольцевых труб с тороидальным сечением и расположены в теле ротора, в местах наибольшего утолщения, в верхней и нижней части ротора, причем тепловые трубы выполнены со смещением относительно вертикальной оси симметрии ротора. с SS (О Oi 00