CN101216098A - 离心导流智能调速液力偶合器本体结构 - Google Patents

Abstract

离心导流智能调速液力偶合器本体结构，属节能、液力传动技术领域。包括泵轮、泵轮法兰、涡轮、主动轴、从动轴、箱体、进出油口连接管、转速传感器、测速齿轮、转壳、转壳法兰、喷嘴、左右密封端面、封油环，本发明采用离心导流原理，在离心力作用下，利用安装在转壳上的喷嘴引出工作油冷却，根据偶合器型号和负载特性决定喷嘴的数量和孔径，偶合器对负载的适应性更强；径向布置的迷宫油封使密封处的泄漏大大减少，减少偶合器能量损失，增强偶合器转速可控性和工作稳定性；偶合器采用外支撑方式，箱体不再承受偶合器本体的重量，只起储油作用，其壁厚和尺寸显著减小，偶合器整体结构更加紧凑，节省了原材料，具有显著经济效益和社会效益。

Description

离心导流智能调速液力偶合器本体结构

技术领域

本发明涉及一种调速型液力偶合器，特别是一种偶合器本体结构采用迷宫油封、喷嘴引出工作油的离心导流智能调速液力偶合器的本体结构，属于节能、液力传动技术领域。

背景技术

目前传统的调速型液力偶合器很多，其共同特点是在液力偶合器的工作腔内充入一定量的工作油，泵轮从原动机上获得机械能，转化为液体能，流向涡轮并使之旋转，涡轮把液体能转化为机械能输出，周而复始，实现了从原动机到工作机之间的能量传递。通常调速型液力偶合器的调速，是通过偶合器的导流管移动来改变工作腔内工作液的充满度实现的，由于导流管和导流腔的存在，使偶合器的轴向长度增加，偶合器本体下部的储油箱的容积也相应增大，因而偶合器的总尺寸增大、总重量大。此外，导流腔内的大量的油液本身不参与能量的传递，由于它以泵轮相同的转速作高速旋转，高速旋转的液体在不稳定工作情况下以及受到外部冲击时，将会产生很大的破坏力，其充油量越多破坏力越大。

在已有技术中，德国福伊特公司在1998年推出的TPKL型阀控充液式液力偶合器，是将导流管固定，利用两位三通电磁阀来控制偶合器的充油和排油，导流腔内的油减少，结构和尺寸也减少，但并没有把导流管和导流腔取消掉。申请号为200610116275.7、名称为《离心导流阀控调速液力偶合器》的发明专利是在传统调速型液力偶合器的基础上，利用计算机实现偶合器的智能化控制，利用离心导流的原理，将工作油从转壳上的喇叭形开口引出来，通过阀来控制工作腔的充油量，取消了导流管和导流腔，从而使偶合器的结构尺寸大大减小，偶合器内总的充油量也大大减少。该偶合器本体结构的迷宫油封是沿偶合器轴向布置，工作油旋转的离心力无法被利用，从而导致油液的泄漏较大，造成了能量的损失和偶合器工作的不稳定；其工作油是从转壳上固定数量和直径的喇叭形开口引出，被引出工作油的能量没有被充分利用，同时导致偶合器对负载的适应性降低；该偶合器本体采用内支撑方式，为了保证强度，偶合器箱体的结构尺寸比较大。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供一种离心导流智能调速液力偶合器本体结构。本发明是通过下述技术方案实现的：本发明采用沿偶合器本体径向分布的迷宫油封结构，除了偶合器径向迷宫油封本身的密封作用外，偶合器本体旋转的离心力也进一步阻止了油液的泄漏，从而迷宫油封的密封效果更好；本发明利用转壳上的喷嘴引出工作油，喷嘴是可拆卸的，其数量和孔径根据偶合器的型号和负载的不同而进行相应的调整，对负载的适应性更好，喷嘴出口方向沿着与偶合器旋转方向相反的切线方向，被喷嘴喷出的油液的动能得到充分利用，偶合器的效率更高；偶合器本体是悬挂在原动机和从动机轴上，箱体不再起支撑作用，只起储油作用，故箱体的尺寸和壁厚大大减小，从而使偶合器的结构更紧凑，节省材料更多。

本发明包括轴承、进油口连接管、主动轴、出油口连接管、封油环、左右端面密封、喷嘴、泵轮、泵轮法兰、涡轮、转壳、转壳法兰、从动轴、离心导流槽、测速齿轮、转速传感器、箱体。泵轮通过轴承由主动轴支撑，主动轴与原动机输出轴法兰连接，泵轮与转壳法兰连接，泵轮和涡轮的轴心在一条直线上，泵轮腔和涡轮腔构成偶合器的工作腔，涡轮通过轴承支撑在从动轴上，从动轴与工作机输入轴法兰连接，进油口连接管与工作腔相通。在转壳圆柱面上沿径向开有若干螺纹孔，用以安装喷嘴，螺纹孔的数量是根据偶合器的型号来确定。封油环在偶合器本体最外侧，和左右密封端面螺栓连接，并固定在偶合器的箱体上。泵轮法兰和转壳法兰与左右密封端面之间的间隙采用径向的迷宫油封，在离心力的作用下可以减少工作油的漏泄。离心导流槽是封油环、左右密封端面与转壳法兰和泵轮法兰之间形成的环形空间，在离心导流槽顶部的偶合器封油环上，沿离心导流槽的切线方向对称开有两个通道孔，出油口连接管与通道孔连接。测速齿轮安装在从动轴输出端，转速传感器安装在测速齿轮外侧。

由于泵轮、涡轮之间速度差的存在，工作油因摩擦而发热、升温。为了把工作油温控制在允许的范围内，喷嘴将一部分工作油从偶合器工作腔引出，并沿与偶合器旋转方向相反的切线方向喷入到离心导流槽内，汇集在离心导流槽内的高温油液经通道孔引出偶合器本体，并由与通道口连接的出油口连接管引入冷却器，经冷却后的油液由进油口连接管再引入偶合器工作腔，从而形成封闭的循环。

本发明偶合器的调速是通过电磁阀改变偶合器工作腔内工作油的充满度而实现的。通过电磁阀向偶合器工作腔内补油实现偶合器的加速，通过电磁阀向油池泄油实现偶合器的减速。所以本发明偶合器容易通过一套电磁阀系统实现智能化控制。

本发明的有益效果：

本发明采用离心导流原理，在离心力作用下，利用安装在转壳上的喷嘴引出工作油加以冷却，喷嘴的数量和孔径可以根据偶合器的型号和负载的特性进行调整，使偶合器对负载的适应性更强；沿偶合器径向布置的迷宫油封使密封处的泄漏大大减少，从而减少了偶合器能量的损失，增强了偶合器转速的可控性和工作的稳定性；偶合器采用外支撑方式，通过主从动轴悬挂在原动机和工作机的轴上，偶合器箱体不再承受偶合器本体的重量，只起储油作用，其壁厚和尺寸可以显著减小，偶合器整体结构更加紧凑，整体质量尺寸显著减小，轴向长度缩短了40％-50％，高度降低20％-30％，也减少了偶合器内总的充油量，节省了原材料，其中铝合金节省25％-30％，钢铁节省70％-80％。本发明特别适用于空间狭小的场所，如舰船上使用则优势更大，同时也非常适合对风机泵站等老设备的改造，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明液力偶合器本体结构示意图

图2是图1中A处的结构示意图

图中：1是离心导流槽、2是泵轮、3是进油口连接管、4是主动轴、5是箱体、6是出油口连接管、7是泵轮腔、8是涡轮腔、9是通道孔、10是涡轮、11是轴承、12是转速传感器、13是从动轴、14是测速齿轮、15是转壳、16是迷宫油封，17泵轮法兰、18是左密封端面、19是封油环、20是右密封端面、21是转壳法兰、22是喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

如图1、2所示：本发明包括：离心导流槽1、泵轮2、进油口连接管3、主动轴4、箱体5、出油口连接管6、涡轮10、轴承11、转速传感器12、从动轴13、测速齿轮14、转壳15、迷宫油封16、泵轮法兰17、左密封端面18、封油环19、右密封端面20、转壳法兰21、喷嘴22。

主动轴4与原动机输出轴相连，从动轴13与工作机相连，整个偶合器本体就悬挂在原动机和工作机轴上，泵轮法兰17与转壳法兰21螺栓连接，泵轮法兰17与泵轮2制成一体，转壳法兰21与转壳15制成一体，泵轮2和涡轮10的轴心在一条直线上，泵轮腔7和涡轮腔8构成偶合器的工作腔，进油口连接管3与工作腔相通。在转壳15圆柱面上沿径向开有若干螺纹孔，喷嘴22安装在螺纹孔内，螺纹孔的数量是根据偶合器的型号来确定，其个数大于36个，并沿圆周方向均匀分布，喷嘴22的数量根据偶合器的型号和负载的特性进行选择，其个数在16～36个之间，喷嘴22的直径为2～5mm，其出口方向沿着与偶合器旋转方向相反的切线方向，以充分利用所喷出工作油的动能。封油环19在偶合器本体最外侧，并固定在偶合器的箱体5上。泵轮法兰17和转壳法兰21与左密封端面18、右密封端面20之间的间隙采用沿径向的迷宫油封，以减少工作油的漏泄。离心导流槽1是封油环19、左密封端面18、右密封端面20与泵轮法兰17和转壳法兰21之间形成的环形空间，在离心导流槽1顶部的偶合器油封环19上，沿离心导流槽1的切线方向对称开有两个通道孔9，以引出离心导流槽1里的工作油，偶合器不同的转向分别用不同的通道孔，通道孔9的直径为40～75mm，出油口连接管6与通道孔9连接。

当离心导流智能调速液力偶合器运行时，主动轴4带动泵轮2旋转，工作腔内的工作油受离心力的作用，经喷嘴22喷入环形的离心导流槽1内，离心导流槽1内的工作油经通道孔9由出油口连接管6流出，经冷却器冷却后，再由进油口连接管3返回偶合器工作腔内，形成闭式循环。

Claims (3)

1.一种离心导流智能调速液力偶合器本体结构，包括离心导流槽(1)、泵轮(2)、进油口连接管(3)、主动轴(4)、箱体(5)、出油口连接管(6)、涡轮(10)、轴承(11)、转速传感器(12)、从动轴(13)、测速齿轮(14)、转壳(15)、迷宫油封(16)、泵轮法兰(17)、左密封端面(18)、封油环(19)、右密封端面(20)、转壳法兰(21)、喷嘴(22)，其特征在于主动轴(4)与原动机输出轴相连，从动轴(12)与工作机相连，泵轮法兰(17)与转壳法兰(21)螺栓连接，泵轮法兰(17)与泵轮(2)制成一体，转壳法兰(21)与转壳(15)制成一体，泵轮(2)和涡轮(10)的轴心在一条直线上，进油口连接管(3)与工作腔相通；在转壳(15)圆柱面上沿径向开有螺纹孔，喷嘴安装在螺纹孔内，封油环(19)安装在偶合器本体最外侧，并固定在偶合器的箱体(5)上；泵轮法兰(17)和转壳法兰(21)与左密封端面(18)、右密封端面(20)之间的间隙采用沿径向迷宫油封；封油环(19)、左密封端面(18)、右密封端面(20)与泵轮法兰(17)和转壳法兰(21)之间构成离心导流槽(1)，在离心导流槽(1)顶部的偶合器油封环(19)上，沿离心导流槽(1)的切线方向对称开有两个通道孔(9)，出油口连接管(6)与通道孔(9)连接；测速齿轮(14)安装在从动轴(13)输出端，转速传感器(12)安装在测速齿轮(14)外侧。

2.根据权利要求1所述的离心导流智能调速液力偶合器本体结构，其特征是所述的螺纹孔的数量是根据偶合器的型号来确定，其个数大于36个，并沿圆周方向均匀分布；喷嘴(22)的数量根据偶合器的型号和负载的特性进行选择，其数量在16～36个之间，喷嘴(22)的直径为2～5mm；喷嘴(22)出口方向沿着与偶合器旋转方向相反的切线方向。

3.根据权利要求1所述的离心导流智能调速液力偶合器本体结构，其特征是所述的通道孔(9)的直径为40～75mm。

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