Гидродинамическая муфта Советский патент 1982 года по МПК F16D33/02 

(54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения.

Известна гидродинамическая муфта, содержащая две полумуфты, взаимодействующие через рабочую жидкость, количество которой регулируется давлением газа 1.

Недостатком ее является сложность конструкции из-за повышенных требований к плоскости корпуса.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является гидродинамическая муфта, содержащая насосное колесо и турбинное колесо с вспомогательной полостью и рабочей полостью, частично заполненной жидкостью 2.

Недостатком известной муфты является низкие надежность и экономичность.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности при регулировании передаваемого момента путем изменения плотности жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что гидродинамическая муфта, содержащая насосное и турбинное колеса, рабочую и вспомогательную полости, частично заполненные рабочей жидкостью, снабжена проточным теплообменником, расположенным во вспомогательной полости и имеющим магистрали для подвода и отвода хладагента. На фиг. 1 изображена гидродинамическая муфта, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Муфта содержит лопастные насосное 1 и турбинное 2 рабочие колеса. При установке муфты на валу приводного двигателя насосным будет колесо 1 с рабочими лопатками 3 и установленными на его тыльной стороне лопатками 4. Насосное колесо 1 установлено в ступице турбинного колеса 2 на подшипник 5 с возможностью свободного вращения и закреплено при помо5 щи пружинного кольца 6. Герметизация насосного колеса 1 в турбинном 2 осуществляется уплотнением 7, установленным в крыщке 8. К турбинному колесу 2 болтами 9 крепится колпак 10, разделенный перегородкой 11 на вспомогательную полость 12 и рабочую полость 13. В полости 13 размещено насосное колесо 1, проточный теплообменник 14 с ребрами 15. Теплообменник 14 сообщает периферию камеры 12 со сливной полостью 16. коллектора 17, в котором

закреплена труба 18 подвода охлаждающей жидкости. В рабочих-колесах 1. и 2 выполнены дренажные отверстия 19 и 20. Для предотвращения повышения давления внутри ротора муфты в перегородке 11 установлен предохранительный клапан 21, сообщающий внутреннюю полость ротора с окружающей средой.

На валу приводного двигателя муфта крепится расточкой в ступице насосного колеса 1. С приводимой машиной муфта соединяется клиновыми ремнями, располагающимися в ручьях 22 турбинного колеса. Перед вводом в эксплуатацию во внутреннюю полость муфты заливается расчетное количество жидкости, а по стрелке О подается охлаждающая жидкость, которая после прохода через теплообменник 14 сливается по стрелке 0.

Муфта работает следующим образом.

После включения приводного двигателя (не показан) приобретает полную, угловую скорость посаженное на его валу насосное колесо 1. Оно захватывает своими лопатками 3 заполняющую муфту рабочую жидкость и нагнетает ее в лопастную систему из лопаток турбинного колеса, в связи с чем начинается передача момента от колеса 1 к колесу , как в любой турбомуфте. При этом лопатки 4 также сообщают полную угловую скорость жидкости, находящейся в их междулопастном пространстве, и там образуется жидкостное кольцо, а противодавление, развитое в нем, препятствует проникновению рабочей жидкости из рабочей полости в полость расположения импеллерных лопаток 4. Поскольку в муфту залито расчетное количество рабочей ЖИДКОСТИ, в начале разгона приводимой мащины, когда рабочая жидкость еще не разогрета, степень заполнения муфты минимальна и передаваемый ею момент не превышает допустимый двигателем. По мере разгона приводимой машины, в связи со снижением скольжения, момент на валу муфты должен падать, однако это падение величины момента автоматически предотвращается тем, что в связи с выделением большого количества тепла при скольжении. температура рабочей жидкости возрастает, что ведет к ее объемному расширению и повыщению степени заполнения рабочей полости при одновременном снижении вязкости. Процесс длится до тех пор, пока муфта не войдет в тепловой баланс с окружающей средой. Во избежание перегрева муфты, и в связи с превышением ею максимальной расчетной температуры, при достижении температурной расчетной величины посредством теплообменника 14 осуществляется прекращение дальнейшего

роста температуры. Это расчетное значение температуры муфты соответствует максимальному заполнению ее рабочей полости за счет теплового объемного расщирения рабочей жидкости. Во избежание недопустимого повышения давления в муфте при изменении ее степени заполнения в центральной зоне незаполненного жидкостью объема расположен предохранительный клапан 21, который, открываясь давлением сжимаемой газовой среды, сообщает внутреннюю незаполненную жидкостью полость с окружающей средой, снижая тем самым давление внутри муфты до виличины, допустимой уплотнением 6.

При необходимости регулирования скольжения в теплообъемник 14 подают количество охлаждающей жидкости, необходимое для обеспечения требуемой температуры рабочей жидкости, а тем самым и степени заполнения необходимой для требуемого скольжения.

Для повышения эффективности регулирования исключением теплоотвода в окружающую среду, минуя теплообменник, поверхность муфты, контактирующая с окружающей средой, может быть покрыта

теплоизоляцией.

Предложенный способ регулирования особенно выгоден тем, что максимальному КПД муфты соответствует минимальная затрата энергии на управление ею (минимальный расход охлаждающей жидкости или полное отключение охлаждающего контура), т. е. такой способ регулирования благодаря использованию для его осуществления утилизируемого тепла наиболее экономичен из известных, а конструкция муфты предельно упрощена, Формула изобретения Гидродинамическая муфта, содержащая насосное и турбинное колеса, рабочую и вспомогательную полости, частично заполненные рабочей жидкостью, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности при регулировании передаваемого момента путем изменения плотности жидкости, она снабжена проточным теплообменником, расположенным во вспомогательной полости и имеющим магистрали для подвода и отвода хладагента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 179139, кл. F 16 D 33/02, 1962. 2.Алексопольский Д. Я. Гидродинамические передачи. М., «Машгиз, 1963, с. 84, рис. 4 в (прототип).