CN101644316B - 液力偶合器反车传动箱 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种液力偶合器反车传动箱，它包括液力偶合器，所述液力偶合器的工作腔与油箱之间设置有快速离合机构。本技术方案提供了一种具备快速离合响应功能，响应时间可以缩短为6～10秒的液力偶合器反车传动箱的技术方案；本方案增置有调速比例调节控制阀，能够实现带载起动、过载保护、隔离扭振、减缓冲击、无级调速及快速离合响应功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种液力偶合器反车传动箱，尤其涉及一种能够实现快速离合的用于石油钻机、市政非开挖性水平定向钻机、地质、水利钻机等钻井泥浆泵用液力偶合器反车传动箱。
背景技术
目前国内外石油钻机、市政非开挖性水平定向钻机、地质、水利钻机等普遍配备了传统配置的皮带传动单机泵组，即柴油机经十字万向轴、机械减速箱、气囊离合器、皮带驱动钻井泥浆泵，系统体积庞大、结构复杂，而且只能通过调节柴油机的油门或更换缸套来调节流量和泵压。由于钻井泵缸套不宜频繁更换且柴油机不宜长时间工作在低速区，因而只能在有限的范围内调节钻井泵流量和泵压，不能很好的满足钻井工艺要求。另一方面，钻井泵属于高扭矩、大惯量、重载荷、难启动设备，启动冲击大。由于柴油机属于不宜频繁启动的设备，因而单机泵组柴油机一般都在额定转速下工作，钻井泵的“开”与“闭”主要通过操作气囊离合器控制。当接通气囊离合器工作气源时，气囊离合器充气并开始工作，此时柴油机在额定转速下运转，载荷突然增大，柴油机冒黑烟、焖车；气囊离合器由于受到冲击载荷，主、从动部分打滑，发热磨损严重；机械减速机由于受冲击载荷的作用，齿轮、轴承损坏加剧，使用寿命缩短。
发明内容
本发明是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种具备无级调速、快速离合响应功能(响应时间6～10秒)的液力偶合器反车传动箱技术方案；本方案设置有调速比例调节控制阀，能够实现带载起动、过载保护、隔离扭振、减缓冲击、无级调速及快速离合响应功能。
本发明是通过如下技术措施实现的：一种液力偶合器反车传动箱，它包括液力偶合器，所述液力偶合器的工作腔与油箱之间设置有快速离合机 构，所述快速离合机构包括与液力偶合器的主动轮固定连接的外罩，外罩与液力偶合器的工作腔通过油孔相连通，外罩中安装有固定导管，固定导管一端的开口方向迎向外罩中高速回转的工作油的来油方向，固定导管上设置有单向阀，固定导管的另一端与油冷器连通，油冷器的出油口与比例调节控制阀进油口连接，比例调节控制阀的出油口与液力偶合器的工作腔进油口连通，比例调节控制阀上还设置有旁路，所述旁路与油箱连通。
本方案的具体特点还有，上述油箱出油口处设置有粗滤油器，出油口通过油管与油泵连接，油泵通过油管与油冷器连接，油冷器与油泵之间的油管上设置有精滤油器；上述液力偶合器后置有单级齿轮减速机构，液力偶合器输出轴和单级齿轮减速机构输出轴垂直布置；上述单级齿轮减速机构和液力偶合器位于同一箱体内。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于采用了快速离合机构能够实现快速离合响应；固定导管相当于一个油泵，将工作腔中的工作油经单向阀、油冷器、比例调节控制阀旁通孔送回偶合器油箱，从而实现在比例调节控制阀关闭时、偶合器工作腔工作油快速排空，实现快速离合功能；偶合器工作腔进油口处设计安装的比例调节控制阀，通过调节该比例调节控制阀即可以实现偶合器的“离、合”功能，同时也可以实现对工作腔充液量的无级调节，实现对偶合器输出转速的无级调节；偶合器后置单级齿轮减速机构，输出轴采用了垂直高位布置方式，具体可以采用高于输入轴约425mm左右，便于万向轴与泥浆泵输入轴直接连接，偶合器与单级齿轮减速机构两者设计在同一个箱体内，输入轴与输出轴转向相反，因而称作“反车箱”。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的工作原理结构示意图。
图2为本发明具体实施方式的工作原理框图。
图中，1、液力偶合器，2、单向阀，3、单级齿轮减速机构，4、液力偶合器输出轴，5、单级齿轮减速机构输出轴，6、油冷器，7、比例调节控制阀进油口，8、比例调节控制阀，9、旁路，10、精滤油器，11、油泵， 12、液力偶合器输入轴，13、固定导管，14、外罩，15、油孔，16、油箱，17、比例调节控制阀出油口，18、粗滤油器。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1所示，本发明为一种液力偶合器反车传动箱，它包括液力偶合器1，所述液力偶合器1的工作腔与油箱16之间设置有快速离合机构。快速离合机构为设置在液力偶合器1工作腔与油箱16之间的快速排油管路；快速离合机构包括与液力偶合器1的主动轮固定连接的外罩14，外罩14与液力偶合器1的工作腔通过油孔15相连通，外罩14中安装有固定导管13，固定导管13一端的开口方向迎向外罩14中高速回转的工作油的来油方向，固定导管13上设置有单向阀2，固定导管13的另一端与油冷器6连通，油冷器6的出油口与比例调节控制阀进油口7连接，比例调节控制阀的出油口17与液力偶合器1的工作腔进油口连通，比例调节控制阀8上还设置有旁路9，所述旁路9与油箱16连通；油箱出油口处设置有粗滤油器18，油箱出油口通过油管与油泵11连接，油泵11通过油管与油冷器6连接，油冷器6与油泵11之间的油管上设置有精滤油器10；液力偶合器1后置有单级齿轮减速机构3，液力偶合器输出轴4和单级齿轮减速机构输出轴5垂直布置。单级齿轮减速机构3和液力偶合器1位于同一箱体内。
由于采用了快速离合机构能够实现快速离合响应；固定导管相当于一个油泵，将工作腔中的工作油经单向阀、油冷器、比例调节控制阀旁通孔送回偶合器油箱，从而实现在比例调节控制阀关闭时、偶合器工作腔工作油快速排空，实现快速离合功能；偶合器工作腔进油口处设计安装的比例调节控制阀，通过调节该比例调节控制阀即可以实现偶合器的“离、合”功能，同时也可以实现对工作腔充液量的无级调节，实现对偶合器输出转速的无级调节；偶合器后置单级齿轮减速机构，输出轴采用了垂直高位布置方式，具体可以采用高于输入轴约425mm左右，便于万向轴与泥浆泵输入轴直接连接，偶合器与单级齿轮减速机构两者设计在同一个箱体内，输入轴与输出轴转向相反，因而称作“反车箱”。
本发明具体工作原理如下：
当液力偶合器反车传动箱处于“合”与“调速”运行状态时，气动或电动的比例调节控制阀处于“开”或“部分开”状态，工作油经油箱、粗滤油器、机油泵、精滤油器、油冷器分部件、气动或电动比例调节控制阀出油口进入工作腔。当动力机，如柴油机，旋转时驱动液力偶合器输入轴12旋转，液力偶合器输入轴12带动液力偶合器的泵轮旋转，同时带动油泵11旋转，并将箱体16中的工作油泵入工作腔，液力偶合器的工作过程属于现有技术，不再赘述，液力偶合器输出轴的旋转速度由比例调节控制阀8控制下的工作腔充液率所确定，最终动力经后置单级齿轮减速机构3输出。
此运行状态虽然有一部分工作油沿固定导管13、单向阀2、油冷器6、比例调节控制阀8及工作腔进行循环，此循环过程固定导管13虽然在排油，但排出的工作油最终又流向工作腔，因循环管路的容积是固定的，因而整个过程不会改变工作腔的充液率；最终工作油经喷嘴流回油箱16，从而完成整个循环过程。
当液力偶合器反车传动箱处于“离”运行状态时，比例调节控制阀8处于“关”状态，工作腔进油被切断。工作腔内工作油经固定导管13、单向阀2、油冷器6及比例调节控制阀旁路9快速排回至油箱16，从而实现快速离合响应。
本发明未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种液力偶合器反车传动箱，它包括液力偶合器，其特征是，所述液力偶合器的工作腔与油箱之间设置有快速离合机构，所述快速离合机构包括与液力偶合器的主动轮固定连接的外罩，外罩与液力偶合器的工作腔通过油孔相连通，外罩中安装有固定导管，固定导管一端的开口方向迎向外罩中高速回转的工作油的来油方向，固定导管上设置有单向阀，固定导管的另一端与油冷器连通，油冷器的出油口与比例调节控制阀进油口连接，比例调节控制阀的出油口与液力偶合器的工作腔进油口连通，比例调节控制阀上还设置有旁路，所述旁路与油箱连通。
2.根据权利要求1所述的液力偶合器反车传动箱，其特征是，所述油箱出油口处设置有粗滤油器，出油口通过油管与油泵连接，油泵通过油管与油冷器连接，油冷器与油泵之间的油管上设置有精滤油器。
3.根据权利要求1所述的液力偶合器反车传动箱，其特征是，所述液力偶合器后置有单级齿轮减速机构，液力偶合器输出轴和单级齿轮减速机构输出轴垂直布置。
4.根据权利要求3所述的液力偶合器反车传动箱，其特征是，所述单级齿轮减速机构和液力偶合器位于同一箱体内。
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