Гидравлическая передача системы Феттингера для валов Советский патент 1926 года по МПК F16H41/26 

Гидравлическое приспособление для передачи энергии, известное под именем «трансфррА1ат|рра Фёттингера раб а 5удввяетворительно до тех пор, пока не слишком превышено передаточное число, для которого построен аппарат. Если же, например, действующий на приводный вал вращающий момент возрастает настолько, что скорость этого вала переходит за предусмотренный предел, то полезное действие аппарата уменьшается. Предлагаемое изобретение имеет целью устранить этот недостаток и, в связи с этим сделать вышеозначенной трансформатор пригодным для различных отношений передачи. Для этого одно, или несколько, принадлежащих аппарату, лопаточных колес снабжены лопатками, целиком или в некоторой части состоящими из подвижных элементов, которые укрепляются к способным перемещаться продольно или по направлению окружности концентрическим шайбам или кольцам, перемещением коих можно изменять рабочую длину лопаток по радиальному направлению, с целью изменения передаточного числа трансформатора. Изобретение применимо не только к гидравлическим трансформаторам, но и к водяным турбинам, центробежным насосам, газовым турбинам, компрессорам и т. под., допуская изменение числа оборотов и вращающего момента в турбинах или давления и количества жидкости, в насосах и компрессорах. На фиг. 1-6 показано несколько примерных форм осуществления изобретения: на фиг. 1 изобра:жен продольный разрез одной половины гидравлического трансформатора, в одной форме его осуществления: на фиг. 2-поперечный разрез части лопаточной системы этого же трансформатора; на фиг. 3-продольный разрез одной половины гидравлического трансформатора в другой форме осуществления; на фиг. 4-продольный разрез части корпуса турбины устроенной согласно изобретению; на фиг. 5-устройство упорного приспособления; на фиг. 6-кривые моментов и производительностей для

.трансформатора, показанного на фиг, 3.

В устройстве показанном на фиг. 1 и 2 на валу 1 находящемся в непосредственном или же в непрямом сообщении с источником силы (например двигателем) наглухо укреплено лопаточное колесо 2, а на ведомом валу 3-лопаточное колесо 4. Колеса 2 и 4 расположены друг относительно друга так, что образуют между собою сплощной канал для жидкости, которая, при вращении лопаточного колеса, совершает, как обыкновенно, частью вращательное движение, частью же движение по направлению стрелки А на фиг. 1, причем между выпускным и впускным отверстиями колеса 2 возникает разность давлений, подобно тому, как в центробежном насосе. Давление и движение жидкости действуют на ведомое колесо 4, которое, вследствие этого, совершает вращение в том же направлении, как и ведущее колесо и, следовательно, работает подобно турбине. Описанные части и способ их действия свойствены всем трансформаторам Фёттингера.

Согласно изобретению, в показанной форме осуществления лопатки ведущего колеса 2 сделаны составными. Каждая лопатка состоит в этом случае из неподвижной части 6 и из подвижных частей 7, 7. Части 7, 71 расположены концентрически и поддерживаются кольцеообразными шайбами 8 и 8, могущими перемещаться вдоль ступицы колеса 2, причем части 7, 71 лопаток ходят в со0 гветствующих выемках в наружной стенке первичного колеса 2. Когда подвижные части 7, 7 совершенно вытянуты из канала рабочего колеса, то первичное колесо работает лишь своими неподвижными лопатками 6. Так как диаметр этих лопаток сравнительно не велик, то и скорость вращения жидкости, а вместе с тем и скорость вращения ведомого колеса 4 соответственно меньшие. Если затем потребуется увеличить число оборотов ведомого вала, то длину лопаток ведущего колеса можно увеличить вдвиганием подвижных лопаточных колец. Установка шайб 8, 8, поддерживающих подвижные лопаточные кольца 7 и 71, может производиться механическим или, как показано на фиг. 1, гидравлическим способом. В последнем случае, шайбы устраиваются так, что между шайбою 8 и ведущим колесом 2, между шайбами 8 и 81, также между шайбою 8i и охватывающим ее корпусом 9, образуются закрытые камеры 10 и 11, 12, соединенные помощью каналов 13 в ступице корпуса и трубопроводов 14, служащих для передвигания шайб, которые могут быть устанавливаемы под действием различного давления. Необходимое для этого давление жидкости может быть получено, например, самым, совершенно заполненным жидкостью, аппаратом, от которого отходят трубопроводы 15, 16 с различным давлением. Распределение производится при помощи кранов 17, посредством которых промежутки или камеры 10, 11, 12 могут быть приводимы в соединение попеременно то с напорною стороною (через трубопровод 15), то со стороною всасывания (через трубопровод 16). Предполагается (фиг. 1), что средняя камера 11 находится в сообщении со стороною давления, а камеры 10,12- со стороною всасывания, вследствие чего шайба 8, поддерживающая наружное лопаточное кольцо 7, оттягивается. Независимо от того, совершается ли установка механическим или гидравлическим способом, ее можно производить во время действия аппарата.

В устройстве, согласно фиг. 3, показаны: ведущий вал 21, непосредственно или посредством промежуточного органа соединенный с непоказанным на чертеже источником энергии, например двигателем, и несущий на себе лопаточное колесо 22, и ведомый вал 23, на котором сидит ведомое лопаточное колесо 24. Ведомое колесо 24 окружено одним или несколькими концентрическими лопаточными кольцами (в показанном устройстве), двумя лопаточными элементами 25, 26, которые расположены на ведомом валу или, как показано, на ступице колеса 24; их лопатки установлены таким образом, что кольца, которые при пуске в ход и при меньших скоростях вторичного вала, неизменно соединены с этим последним и, следовательно, приводят его в движение, с возрастанием скорости вышеозначенного вала автоматически расцепляются с ним, притом так, что сначала освобождается наружный элемент 26, а затем, с увеличением скорости, и внутренний элемент 25, после чего оба элемента 25, 26 вращаются свободно со скоростью, обусловливаемою расположением их лопаток, не производя какой-либо полезной работы. Вторичное колесо, вместе с обоими своими элементами 25, 26 представляют таким образом медленно вращающееся турбинное колесо с большим вращающим моментом; но только вместе со своим внутренним элементом 25,-оно представляет такое же турбинное, но более быстроходное колесо с меньшим моментом, между тем как само по себе, в отдельности, оно представляет турбинное колесо с наибольшею скоростью и соответствующим этой скорости в|Дща |Щ1 |;;д|Юшен тои. Кривые моifietfroi If рёбот получают в этом случае форму, показанную на фиг. 6. Пунктирными линиями на этой фигуре показаны соответствующие кривые трансформатора, имеющего известное до сих пор устройство, с тою же областью скоростей и тою же наивысшею производительностью. Турбинное колесо, показанное на фиг. 4, устроено подобно колесу трансформатора показанного на фиг. 3. Сцепление и расцепление частей 25, 26 с ведомым валом или с ведомым колесом может быть производимо от руки или происходить автоматически. Простейшая форма осуществления автоматического сцепляющего приспособления показана на фиг. 5. Оно состоит из собачки 27, действующей односторонне между сосответствующим элементом 25 или 26 и ведомым колесом 24. На чертеже показано, для примера, что собачка, расположенная на соответствующем кольце, сцеплена с укрепленным к ведомому колесу храповиком 28. Регулирование храпового механизма может быть производимо либо от руки, либо помощью центробежного регулятора, регулятора давления, или иного приспособления. В то время, как в известных до сих пор гидравлических устройствах, каковы, например, трансформаторы Фёттингера, при заторможенном движимом вале получается вращающий момент, превышающий не больше, чем в 1,6-1,8 раз момент, действующий при наивыгоднейщей скорости, между тем, как коэффициент полезного действия, достигнув своего наивысшего значения, при наивыгоднейшем (нормальном) числе оборотов, быстро падает с обеих сторон такового по параболическим кривым до нуля-в вышеописанном устройстве вращающий момент при тех же условиях значительно, притом автоматически, повышается, до величины во много раз большей нормального момента; кроме того, степень полезного действия может быть поддерживаема совершенно постоянною внутри значительных пределов скорости. Аппарат, устроенный на основании приведенных выше соображений, может применяться, например, для движения судов, требующих большего пускового момента. В механическом экипаже, например, в автомобиле, передача с переменною скоростей также может быть заменена аппаратом вышеописанного рода. При этом действие аппарата состоит приблизительно в следующем: Когда автомобиль, движущийся по горизонтальному пути, достигает подъема, то, для использования наивысшей производительности двигателя в полной мере, его заставляют вращаться с полным числом оборотов, между тем, как потребный для ведущих колес вращающий момент устанавливается на величину, соответствующую условиям подъема и производительности двигателя. Описанная конструкция допускает различные видоизменения, не отклоняющиеся от идеи изобретения. Например, лопатки с подвижными частями могут быть устраиваемы во

вторичном колесе, а так же, как в ведущем, так и в ведомом колесах. Число подвижных лопаточных элементов может быть произвольным. При желании, можно лопатки соответствующих колес составлять исключительно из подвижных частей.

3 форме осуществления, показанной на фиг. 3 и 4, можно, вместо храпового приспособления, представленного на фиг. 5, применять зажимное приспособление. Вышеописанные формы осуществления с составными лопатками применимы, как было сказано, и для водяных турбин, центробежных насосов, газовых турбин, компрессоров и т. под. В турбинах можно, в таком случае, изменять как число оборотов, так и вращающий момент. В центробежных насосах устройство может быть применяемо для установки высоты и количества подачи.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА,

1. Гидравлическая передача системы Фёттингера для валов, отличающаяся применением подвижных лопаточных элементов 7, 7i (фиг. 1 и 2) концентрически расположенных в ведущем

колесе 2 и поддерживаемых кольцеобразными шайбами 8, 8 могущими перемещаться в осевом направлении с целью изменения числа оборотов ведомого вала 3.

2.Применение к охарактеризованной в п. 1 передаче приспособления для смещения шайб 8 и 8i, состоящего из трубопроводов 14, 15, 16 и каналов 13 с кранами 17 (фиг. 1), сообщающих полости с различными давлениями с камерами 10, 11, 12, образованными корпусом 9, шайбами 8, 81 и стенками колеса 2.

3.Видоизменение охарактеризованной в п. 1 передачи, отличающееся тем, что подвижные лопаточные элементы включены в ведомое колесо 24 (фиг. 3) и могут автоматически расцепляться с ведомым валом 23 при возрастании скорости вращения его и притом так, что сначала освобождается ленточный элемент 26, а затем, с уя яетением окорости, и элемент 25, для авФОМ Етческого сцепления коих-может быть применен храповик (фиг. 5) или зажим, при чем указанные элементы, а также ведущее и ведомое колеса могут быть расположены таким образом, что ток жидкости идет преимущественно в одном радиальном направлении ф. 4 1патенгу ин-ца АМ ДКВИСТА. №1666

Фиг.1

Фиг.1, Кпатенту ин-ца А.НИДКВИСТА. № 1666