Колодочный тормоз с охлаждением Советский патент 1992 года по МПК F16D65/813 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, требующих отвода генерируемой теплоты, например в ленточно-колодочных тормозах подъемно-транспортного оборудования, а также буровых лебедок.

Известен дисковый тормоз с охлаждением, в котором система охлаждения выполнена в виде электрохимических ячеек с теплопередающими поверхностями, размещенных внутри корпуса на сребренной поверхности, по крайней мере по две в ее ребордах и на торцовых поверхностях трения регенеративный теплообменник выполнен в виде диска и размещен между ячейками, расположенными на торцовых поверхностях трения, а полости низкого давления расположены внутри сребренной поверхности корпуса и образованы двумя смежными электрохимическими ячейками.

Конструкция ленточно-колодочного тормоза является сложной и ее невозможно использовать в других типах тормозов.

Известно устройство для охлаждения тормозных шкивов ленточного тормоза буровой лебедки, в котором камера выполнена в шкиве и соединена в шкиве с конденсатором, установленным на валу. Конденсатор выполнен в виде тора.

Устройство имеет тот недостаток, что обладает низкой эффективностью охлаждения.

Целью изобретения является повышение долговечности и эффективности пар трения ленточно-колодочного тормоза пу- тем интенсификации их охлаждения.

Это достигается тем, что в ленточно-ко- лодочном тормозе системой охлаждения являются герметичные емкости, выполненные в виде секторов, а регенеративные теплообСП

ел

VI

о

менники выполнены в виде дополнительной полости в каждой герметичной емкости, при этом герметичные емкости установлены на шкиве с помощью пазов, а полости регенеративных теплообменников соединены между собой трубопроводами.

Предложенное техническое решение имеет следующие отличия: впервые в шкивах ленточно-колодочного тормоза использован электрохимический эффект; достигается повышение эффективности фрикционных пар тормоза; снижаются поверхностные температуры пар трения тормоза; повышается ресурс рабочих элементов тормоза.

На фиг. 1 представлен ленточно-коло- дочный тормоз, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез Д-А на фиг.1, на фиг. 3, сектор, продольный разрез (системы охлаждения).

Ленточно-колодочный тормоз состоит из барабана в виде шкива 1, расположенного на валу 2 лебедки, К шкиву через теплоизоляционные прокладки 3 к его торцам крепятся реборды 4, например, посредством болтов, гаек и шайб (на чертеже не по- казаны). Шкив выполнен в виде кольцевого полого цилиндра к нерабочей поверхности 5 которого примыкают сектора 6, являющиеся герметичными емкостями 7 систем охлаждения. В последних пористые электроды 8 и 9 выполнены в виде электрохимических ячеек. Электрод 8 покоится на электролитной мембране 10, а электоод 9 - на перфорированном листе 11, служащем подложкой для него и обеспечивающем по- падание через перфорацию рабочего тела в полость.

Пористые электроды 8 и 9 составляют электронный блок 12, который делит ячейку на полости 13 и 14 высокого и низкого дав- лений, подключенные к патрубкам 15 и 16 -подвода и отвода рабочего тела в дополнительную полость регенеративного теплообменника 17. Последняя образована внутренней стороной корпуса 18 емкостей 7 системы охлаждения и выпуклой крышкой 19. Каждый сектор 6 имеет выступы 20, которые входят в пазы 21 шкива 1. Между собой регенеративные теплообменники 17 соединены трубопроводами 22. Тоководы 23, 24 и 25 соединены в электрическую цепь через реостат 26, Для предотвращения перемещения секторов 6 они со своих торцов стопорятся болтами 27.

Шкив 1 охватывает тормозная лента 28, на которой расположены фрикционные накладки 29. Левый конец ленты 28 крепится шарнирно к опоре 30 и снабжен винтовой сгяжкой 31 для ее регулирования Правый конец ленты 28 присоединен шарнирно к

колену вала (на чертеже не показан) механизма управления. Управление тормозом осуществляется рычагом 32,

Ленточно-колодочный тормоз работает следующим образом. При замыкании тормозной ленты 28 (движение рычага 32 вниз) накладки 29 взаимодействуют с рабочей поверхностью шкива 1 и на их поверхностях генерируется значительное количество теплоты. Последняя нагревает шкив 1, а от него теплота передается корпусу 18 емкостей 7, от которого нагревается пористый электрод 8, благодаря небольшой толщине полости 13 высокого давления. При достижении минимальной температуры цикла, когда энергия теплового движения атомов (молекул) велика, они ионизируют друг друга за счет кинетической энергии становления частиц и происходит их термическая ионизация, являющаяся функцией температуры Т и давления Р рабочего тела. Поэтому полость 13 и названа полостью высокого давления. При этом ионизация происходит на трехфазной границе раздела электрод-электролит-рабочее тело. Под действием термодинамического потенциала (выражается через определенные функции объема V, Р, и Т) начинается переток положительно заряженных ионов рабочего тела, обладающих свойством электропроводности, через электролитную мембрану 10, являющуюся своего рода электросопротивлением.

В дальнейшем происходит рекомбинация положительно заряженных ионов рабочего тела, т, е. идет процесс обратный ионизации последующим образованием из них нейтральных атомов и молекул, имеющих степень ионизации пренебрежимо малую. Рекомбинация рабочего тела происходит также на трехфазной границе раздела в полости 14 низкого давления.

Таким образом, электрохимические ячейки пористого электрода 8, воспринимающие генерируемую теплоту, выполняют функцию детандера теплового насоса и в них происходит изотермическое расширение рабочего тела. Этот Процесс сопровождается поглощением электродным блоком 2 некоторого количества теплоты, которое равно работе расширения рабочего тела на заданном перепаде давлений.

Электрохимические ячейки пористого электрода 9 выполняют функции конденсатора холодильной машины. В них осуществляется изотермическое сжатие рабочего тела, которое происходит за счет подвода к электродам 8 и 9 электрической энергии, выработанной детандером, а также от электроэнергии, поступающей по тоководам 23 внешней цепи и сопровождается выделением в электродном блоке 12 теплоты, равной сжатию рабочего тела на заданном перепаде давлений. Для уменьшения потерь в цикле изобарические процессы нагревания и охлаждения рабочего тела осуществляются в регенеративных теплообменниках 17 и в трубопроводах 22 при вращении шкива 1. Изменяя реостатом 26 величину приложенного внешнего напряжения можно регулировать количество отводимой или выделяемой теплоты и тем самым создать оптимальные условия работы ленточно-ко- лодочного тормоза.

Формула изобретения Колодочный тормоз с охлаждением, содержащий вал, шкив с ребордами, установленный на валу, систему охлаждения,

0

5

имеющую герметичные емкости с полостями высокого и низкого давления, размещенные на нерабочей стороне шкива между ребордами и контактирующие с поверхностью шкива, пористые электроды, перфори- рованные листы и регенеративный теплообменник с трубопроводами, сообщенный с упомянутыми полостями, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и улучшения эксплуатационных качеств путем интенсификации охлаждения, регенеративные теплообменники выполнены в виде соединенных между собой трубопроводами дополнительных полостей в герметичных емкостях, а герметичные емкости выполнены в виде секторов, установленных в выполненных на шкиве пазах.

Использование: в тормозных устройствах, в частности в ленточно-колодочных тор- мозахподъемно-транспортного оборудования, а также буровых лебедок. Сущность изобретения: тормоз содержит систему охлаждения, имеющую герметичные емкости, размещенные на нерабочей поверхности тормозного шкива и контактирующие с его поверхностью. Герметичные емкости выполнены в виде сектора с полостью высокого давления и полостью низкого давления. Регенеративные теплообменники выполнены в виде дополнительной полости в каждой герметичной емкости. Полости регенеративных теплообменников соединены между собой трубопроводами. 3 ил.

22

27

32

Фиг.1

- 1йШШм

-s

- 4UVv1

20

ШШ

- 4UVv1

Фиг. 2

Фиг.З