CN203979320U - 一种开式阀控充液型液力偶合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种软启动装置，属于煤矿机械技术领域，具体地说是一种开式阀控充液型液力偶合器。针对煤矿井下大功率刮板输送机运行特点以及现有传动技术的不足，提供一种开式阀控充液型液力偶合器，主要由主架体、副架体、泵轮、涡轮、传动轴、离心阀、充液电磁阀、转速传感器、温度传感器等组成，采用双泵轮、双涡轮结构以增大力矩传递能力，设计离心阀结构以调整工作腔充液率，传动轴与涡轮连接套联接采用无键过盈联接，保证转矩的同时减少安装空间，整体具有良好的自冷却、软启动、过载保护和功率平衡性能，操作维护简便，为煤矿大功率刮板输送机高效、稳定运行提供可靠保障。

Description

一种开式阀控充液型液力偶合器

技术领域

本实用新型涉及一种软启动装置，属于煤矿机械技术领域，具体地说是一种开式阀控充液型液力偶合器。

背景技术

刮板输送机是煤矿井下运煤关键设备，要求其传动装置具有良好的软启动性能、过载保护性能以及运行平稳性能。当前，常用的传动装置有摩擦限矩器、限矩型液力偶合器、阀控充液式液力偶合器、变频调速及CST可控启动装置。摩擦限矩器不具有软启动性能，限矩型液力偶合器软启动性能较差，适用于中小功率刮板输送机；变频调速价格昂贵，启动力矩小，过载倍数低；CST可控启动装置结构复杂，对运行条件要求较高，维护困难；阀控充液型液力偶合器综合性能优越，在大功率刮板输送机上应用较为广泛。阀控充液型液力偶合器分为闭式系统和开式系统两种，闭式阀控充液型液力偶合器配备充液阀、排液阀、循环阀和冷却器，排出的液体经冷却后返回偶合器腔内，形成闭式系统，配备温度、压力和转速传感器监测偶合器水温、水压和输出转速并参与逻辑控制，控制程序复杂，故障点多；开式阀控充液型液力偶合器配备充液阀，打开充液阀给偶合器充液，过充时从排液口排到外界，形成开式系统，配备温度和转速传感器监测偶合器水温和输出转速，控制程序简化，故障点减少。

发明内容

本实用新型的目的是针对煤矿井下大功率刮板输送机运行特点以及现有传动技术的不足，提供一种软启动装置，具体说是一种开式阀控充液型液力偶合器，满足煤矿大功率刮板输送机对软启动装置的需求，为其高效、稳定运行提供可靠保障。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：主要由主架体、副架体、泵轮、涡轮、传动轴、离心阀、充液电磁阀、温度传感器、转速传感器等组成。主架体4与副架体1通过螺栓联接，形成偶合器整体，电机连接套18、输入连接套14、输入侧泵轮20、泵轮连接套23、输出侧泵轮25依次联接，电机连接套18与电机输出轴联接，输入侧涡轮21、输出侧涡轮24分别与涡轮连接套45联接，涡轮连接套45依次与传动轴36、输出弹性联轴器8联接，输出弹性联轴器8与减速器输入轴联接，充液电磁阀6安装于主架体4上，并设置注液通道26，泵轮连接套23外周均布4个离心阀22，输入侧泵轮20侧面均布6个溢流孔16，排液块2安装于副架体1上，排液块2上安装温度传感器3，排液块2依次与弯管13和勺管19联接，转速传感器7安装于端盖33上。

停机时，离心阀22为开启状态，偶合器工作腔内液体经过离心阀22流出，并经过泄液口9排到外界，电机启动期间，偶合器腔内液体为空，电机空载启动，电机转速达到额定时，离心阀22关闭；打开充液电磁阀6给偶合器充液，通过“泵轮机械能-液体动能-涡轮机械能”的转换传递，设备逐渐启动，偶合器输出转速达到设定值时，关闭充液电磁阀6，实现设备软启动；通过温度传感器3检测偶合器排液温度，控制换水间隔，打开充液电磁阀6给偶合器注入冷水，偶合器工作腔内热水通过输入侧泵轮20上的溢流孔16流出，并经过勺管19、弯管13和排液块2排到外界，偶合器自冷却；过载时，偶合器腔内温度急剧升高到达设定值时，程序执行停车，实现设备过载保护；“偶合器滑差”随负载变化自动调节，实现设备功率平衡。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的阀控充液型液力偶合器采用开式系统，具有良好的自冷却、软启动、过载保护和功率平衡性能，操作维护简便，为煤矿大功率刮板输送机高效、稳定运行提供可靠保障。

附图说明

图1是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器外形图。

图2是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器右视图。

图3是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器左视图。

图4是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器俯视图。

图5是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器内部结构图。

图6是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器离心阀结构图。

图7是本实用新型的开式阀控充液型液力偶合器勺管结构图。

图中：1、副架体；2、排液块；3、温度传感器；4、主架体；5、主架体观察窗；6、充液电磁阀；7、转速传感器；8、输出弹性联轴器；9、泄液口；10、副架体观察窗；11、导线孔；12、透气孔；13、弯管；14、输入连接套；15、润滑脂加注口；16、溢流孔；17、盘根密封；18、电机连接套；19、勺管；19.1、钢管；19.2、钢球；20、输入侧泵轮；21、输入侧涡轮；22、离心阀；22.1、离心阀座；22.2、组合垫圈；22.3、弹簧；22.4、钢球；22.5、限位板；a、通孔；b、过流孔；23、泵轮连接套；24、输出侧涡轮；25、输出侧泵轮；26、注液通道；27、水压平衡孔；28、输出侧阻流盘；29、泵轮挡板；30、密封套；31、小骨架油封；32、轴承座；33、端盖；34、大骨架油封；35、防尘圈；36、传动轴；37、大轴承；38、大轴套；39、出水孔；40、小轴承；41、辅助外壳；42、小轴套；43、双唇密封环；44、卡盘；45、涡轮连接套；46、高压油孔；47、紧固螺栓；48、输入侧阻流盘；49、下盖板；50、压盖；51、泵轮外壳；52、挡盘

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明：

主架体4与副架体1通过螺栓联接，形成偶合器整体，电机连接套18、输入连接套14、输入侧泵轮20、泵轮连接套23、输出侧泵轮25依次联接，电机连接套18与电机输出轴联接，输入电机功率，输入侧涡轮21、输出侧涡轮24分别与涡轮连接套45联接，涡轮连接套45依次与传动轴36、输出弹性联轴器8联接，输出弹性联轴器8与减速器输入轴联接，充液电磁阀6安装于主架体4上，并设置注液通道26，泵轮连接套23外周均布4个离心阀22，输入侧泵轮20侧面均布6个溢流孔16，排液块2安装于副架体1上，排液块2上安装温度传感器3，排液块2依次与弯管13和勺管19联接，转速传感器7安装于端盖33上，主架体4侧面下部对称开设2个泄液口9。

充液电磁阀6为先导式电磁阀，通过控制器提供12V直流电控制其通断，接DN38胶管，供液流量160～240L/min，水介质通过注液通道26进入偶合器腔内。排液块2接DN38胶管排液，温度传感器3安装于排液块2上，监测偶合器排水温度，以此设定偶合器换水间隔，负载小时，偶合器滑差小，偶合器腔内液体升温慢，换水间隔长，反之，偶合器腔内液体升温快，换水间隔短；过载时，偶合器腔内温度急剧升高到达设定值时，程序执行停车，设备过载保护。

采用双泵轮、双涡轮结构，输入侧泵轮20与输出侧泵轮25通过泵轮连接套23连接形成双泵轮结构，输入侧涡轮21与输出侧涡轮24通过涡轮连接套45连接形成双涡轮结构，同时，输入侧泵轮20与输入侧涡轮21形成前工作腔，输出侧泵轮25与输出侧涡轮24形成后工作腔，两个工作腔同时工作，增大力矩传递能力。输入侧涡轮21联接输入侧阻流盘48，输出侧涡轮24联接输出侧阻流盘28，限制偶合器传递力矩在设定值以下。辅助外壳41与输出侧泵轮25联接，形成辅助腔。水压平衡孔27分别贯穿了输入侧阻流盘48、输入侧涡轮21、涡轮连接套45、输出侧涡轮24和输出侧阻流盘28，联通前后工作腔，使前后工作腔水压平衡，减小轴向力。

泵轮连接套23上均布四个离心阀22，电动机带动泵轮达到额定转速时，钢球22.4在离心力作用下克服弹簧22.3推力向上移动，到达限定位置，同时堵住通孔a，偶合器工作腔内液体不流失；停机过程中，钢球22.4离心力减小，受弹簧22.3推力向下移动，通孔a打开，偶合器工作腔内液体依次经过过流孔b和通孔a流出，并经过主架体4侧面下部的泄液口9排到外界，偶合器腔内液体为空。开机时，电机空载启动，达到额定转速时，离心阀22关闭，充液电磁阀6通电打开，偶合器开始充液，通过“泵轮机械能-液体动能-涡轮机械能”的转换传递，设备逐渐启动，转速传感器7检测的输出转速达到设定值时，充液电磁阀6关闭，实现设备软启动。涡轮和泵轮之间存在一个速度差，称为“偶合器滑差”，其大小随负载自动调节，负载大时，偶合器滑差增大，传递力矩增大，反之则反，实现设备功率平衡。

输入侧泵轮20上开有6个溢流孔16，偶合器运行时工作腔内水维持在一定的量，当过冲时，水从溢流孔16排到工作腔外。泵轮外壳51与输入侧泵轮20联接，泵轮外壳51旋转带动偶合器腔内排出的水顺利进入勺管19。勺管19由钢管19.1和钢球19.2组成，钢球19.2置于钢管19.1内，可左右自由活动，若水从左进水口c进入，钢球向右移动，封堵住右进水口e，水从出水口d流出；若水从右进水口e进入，钢球向左移动，封堵住左进水口c，水从出水口d流出，到达弯管13，再由排液块2排到偶合器外部，偶合器排液功能不受运转方向的限制。换水时，充液电磁阀6打开，注入冷水，偶合器工作腔过充，水从溢流孔16排到工作腔外，依次经过勺管19、弯管13和排液块2排到偶合器外部。

传动轴36与涡轮连接套45的联接采用无键过盈联接，传动轴36和涡轮连接套45接触面设计成1∶50的锥面，并在传动轴36上开高压油孔46，安装时，从紧固螺栓47的位置打入高压油，高压油通过高压油孔46到达传动轴36和涡轮连接套45的接触面，高压油将该接触面撑开，再用油缸将涡轮连接套45压到预定位置，保证涡轮连接套45与传动轴36接触面有预定的过盈量，再将压盖50和紧固螺栓47装上，起紧固作用。

轴承座32与主架体4焊接，大轴承37和小轴承40之间设置轴套38，装配时轴承座32与轴套38之间涂满润滑脂，工作中定期从润滑脂加注口15补充润滑脂，以保证轴承充分润滑。设计多重密封结构，以避免水和杂质进入轴承腔，密封套30外圈设计为迷宫密封结构，密封套30内圈设置两个小骨架油封31和一个双唇密封圈43，密封套30端面用卡盘44压紧，卡盘44外圈嵌入涡轮连接套45内，卡盘44与涡轮连接套45形成的腔内涂满润滑脂，如果水进入到两个小骨架油封31之间，则从出水孔39流到外界。挡盘52设计迷宫密封和一道盘根密封17，防止偶合器腔内水泄露。

Claims (9)

1.一种开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：主要由主架体、副架体、泵轮、涡轮、传动轴、离心阀、充液电磁阀、转速传感器、温度传感器组成，主架体(4)与副架体(1)通过螺栓联接，形成偶合器整体，电机连接套(18)、输入连接套(14)、输入侧泵轮(20)、泵轮连接套(23)、输出侧泵轮(25)依次联接，电机连接套(18)与电机输出轴联接，挡盘(52)位于输入连接套(14)外圈，与副架体(1)螺纹连接，输入侧涡轮(21)、输出侧涡轮(24)分别与涡轮连接套(45)联接，涡轮连接套(45)依次与传动轴(36)、输出弹性联轴器(8)联接，输出弹性联轴器(8)与减速器输入轴联接，轴承套(32)与主架体(4)焊接连接，轴承套(32)输入侧与密封套(30)螺纹连接，轴承套(32)输出侧与端盖(33)螺纹连接，充液电磁阀(6)安装于主架体(4)上，并设置注液通道(26)，泵轮连接套(23)外周均布4个离心阀(22)，输入侧泵轮(20)侧面均布6个溢流孔(16)，排液块(2)安装于副架体(1)上，排液块(2)上安装温度传感器(3)，排液块(2)依次与弯管(13)和勺管(19)联接，转速传感器(7)安装于端盖(33)上。 

2.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：所述的离心阀(22)主要由离心阀座(22.1)、组合垫圈(22.2)、弹簧(22.3)、钢球(22.4)、限位板(22.5)组成，离心阀座(22.1)通过螺纹连接于泵轮连接套(23)外周，用组合垫圈(22.2)密封，离心阀座(22.1)上端开通孔(a)，侧面均布四个过流孔(b)，弹簧(22.3)置于离心阀座(22.1)内，弹簧(22.3)下面放入钢球(22.4)，钢球(22.4)下面放入限位板(22.5)，离心阀座(22.1)下部设计4个爪将限位板(22.5)铆固。 

3.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：所述的勺管(19)主要由钢管(19.1)和钢球(19.2)组成，钢管(19.1)为焊接件，设计左进水口(c)、右进水口(e)和出水口(d)，钢球(19.2)置于钢管(19.1)内，左右可以自由活动。 

4.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：所述的传动轴(36)与涡轮连接套(45)的联接采用无键过盈联接，传动轴(36)和涡轮连接套(45)接触面设 计成1∶50的锥面，并在传动轴(36)上开高压油孔(46)。 

5.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：采用双泵轮结构，依次将泵轮外壳(51)、输入侧泵轮(20)、泵轮连接套(23)、输出侧泵轮(25)、辅助外壳(41)连接，输入侧泵轮(20)侧面均布6个溢流孔(16)，泵轮连接套(23)外周均布4个离心阀(22)，输出侧泵轮(25)内周连接泵轮挡板(29)。 

6.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：采用双涡轮结构，依次将输入侧阻流盘(48)、输入侧涡轮(21)、涡轮连接套(45)、输出侧涡轮(24)、输出侧阻流盘(28)连接，并依次贯穿形成水压平衡孔(27)。 

7.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：所述的密封套(30)外圈设计为迷宫密封结构，密封套(30)内圈设置两个小骨架油封(31)和一个双唇密封圈(43)，密封套(30)端面用卡盘(44)压紧，卡盘(44)外圈嵌入涡轮连接套(45)内。 

8.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：所述的轴承套(32)采用整体结构，与主架体(4)焊接，输入侧连接密封套(30)，输入侧固定小轴承(40)，输出侧连接端盖(33)，输出侧固定大轴承(37)，下部设计出水孔(39)，通向密封套(30)两个小骨架油封(31)中间。 

9.根据权利要求1所述的开式阀控充液型液力偶合器，其特征是：所述的挡盘(52)设计迷宫密封结构和一道盘根密封(17)，防止偶合器腔内水泄露。