Регулируемый гидротрансформатор Советский патент 1991 года по МПК F16H61/50 F16H41/32 

1

(21)4678929/29

(22) 12.04.89

(46) 15.06.91. Бюл. №22

(71)Московский автомобильно-дорожный институт

(72)С.П.Стесин и Т.М.Лысенко (53)621.226.5(088.8)

(56)Заявка Японии

№ 54-2350, кл. F 16 Н 41/32, кл. 54 А4, 1979.

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ГИДРОТРАНСФОРМАТОР

(57)Изобретение может быть использовано в приводах различных машин. Цель изобретения - повышение КПД регулируемого трансформатора, Насосное и турбинное колеса 1 и 2 и реактор 3 имеют наружные и внутренние торы 4,5, 6 и 7, 8,9. образующие рабочую полость. Полость заполнена рабочим телом, состоящим из жидкой немагнитной и твердой магнитной фаз. Внутри полости на всей длине поверхности торов б и/или 9 по направлению движения рабочего тела выполнены проточки, в которых размещены электромагниты и магнитопро- ницаемые герметизирующие прокладки. Наружные поверхности прокладок, обращенные вовнутрь полости, выполнены с профилированными пазами, что позволяет регулировать в широком диапазоне выходные характеристики путем изменения плотности рабочего тела. 3 ил.

.20

7

сь ел о

ND

ел

N5

Фиг.1

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин.

Цель изобретения - повышение КПД регулируемого гидротрансформатора.

На фиг.1 изображен гидротрансфср э- тор, поперечный разрез; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг. 1. Гидротрансформатор содержит насосное 1 и турбинное 2 колеса и реактор 3 Наружные 4 - 6 и внутренние 7-9 торы образуют рабочую полость. В торах 6 и/или 9 реактора 3 внутри рабочей полости выполнены проточки 10 и 11, в которых размещены электромагниты 12 и 13 и магнитопроницаемые герметизирующие прокладки 14 и 15. На поверхностях прокладок 14 и 15, обращенных вовнутрь рабочей полости, выполнены профилированные пазы 16 и 17. В рабочую полость гидротрансформатора постоянного заполнения помещено рабочее тел о г состоящее из жидкой, немагнитной фазы, например мине рального масла, и твердой магнитной фазы 18, например железных шариковых или ка ких-либо других магнитных включений. Колеса и реактор выполнены из немагнитного материала, например алюминиевого сплава. Зазоры в уплотнениях 19 - 22 выбираются такими, чтобы твердая фаза рабочего тела не вымывалась из рабочей полости,

Гидротрансформатор работает следующим образом.

Двигатель (не показан) вращает насосное колесо 1, сообщающее рабочему телу, находящемуся в рабочей полости, энергию Энергия рабочего тела преобразуется в турбинном колесе 2 в механическую энергию рабочего органа (не показан). После турбинного колеса 2 рабочее тело поступает в ре актор 3, который изменяет направление и момент количества движения рабочего тела перед входом в насосное колесо. Крутящий момент Мн, развиваемый насосным колесом и определяющий передаваемую мощность гидротрансформатора, определяется по выражению

(CuH2 rH2-Cup2 ГР2 ), (1)

гдер- плотность рабочего тела;

Q - расход рабочего тела;

С и Н2 С и Р2 соответственно проекции абсолютной скорости на окружную на выходе из насосного колеса и реактора;

ГН2 .гР2 - соответственно радиусы выхода насосного колеса и реактора.

Из выражения (1) видно, что при изменении плотности рабочего тела прямо пропорционально изменяется момент Мн, при этом чем больше плотность, тем больше мо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мент Мн. В предлагаемом гидротрансформаторе рабочее тело состоит из двух фаз. жидкой немагнитной и твердой магнитной (например, железных шариков). Регулирование (изменение момента Мн) в гидротрансформаторе достигается за счет изменения плотности рабочего тела путем добавления (или исключения) его твердой фазы, Для ис ключения твердой фазы из рабочего тела включаются электромагниты 12 и/или 13, расположенные в пазах 11 реактора 3, и твердая фаза 18 располагается вдоль наружного 6 и внутреннего 9 торов реактора, притягиваясь электромагнитами. При этом рабочим телом является жидкая фаза с плот- ностьюрт и гидротрансформатором передается крутящий момент М HI При выключении электромагнитов освобождающаяся твердая фаза под действием циркули- рующей жидкой фазы вовлекается в движение по рабочей полости в этом случае рабочее тело, состоящее из двух фаз имеет плотность pq и гидротрансформатор передает момент М Н2 .Таким образом, диапазон регулирования момента Мн гидро трансформатора прямо пропорционален соотношению плотностей/)1 лрг и чем больше соотношение плотностей, тем больше диапазон регулирования

При работе гидротрансформатора рабочее тело омывает профилированные пазы выполненные по линии тока. При включенном электромагните твердая магнитная фаза рабочего тела заполняет пазы в реакторе и не создает дополнительного сопротивления движению циркулирующего рабочего тела.

Выполнение проточек на всей длине поверхностей наружного и/или внутреннего торов реактора по направлению движения рабочего тела и установка в них электромагнитов и магнитопроницаемых герметизирующих прокладок с профилированными пазами позволяют регулировать в широком диапазоне выходные характеристики гидротрансформатора путем изменения плотно- спи рабочего тела без снижения гидравлического и общего КПД гидротрансформатора

Формула изобретения Регулируемый гидротрансформатор, содержащий насосное и турбинное колеса и реактор, имеющие наружные и внутренние торы, образующие рабочую полость, заполненную рабочим телом, состоящим из жидкой немагнитной и твердой магнитной фаз, и электромагнит, расположенный внутри рабочей полости реактора, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД, внутри рабочей полости на всей длине поверхностей наружного и/или внутреннего торов реактора по направлению движения рабочего тела выполнены проточки, в которых 5 же с профилированными пазами.

А-А

П

$Ц2.2

размещены электромагниты и магнитопро- ницаемые герметизирующие прокладки, наружные поверхности которых, обращенные вовнутрь рабочей полости, выполнены так5-5

17

фиг.З