CN211117429U - 功率传输设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种功率传输设备，具体而言具有权利要求1前序部分特征的功率传输设备。本实用新型特征在于，液力的转速转换器/转矩转换器和液力联接器相互偏心地、优选相互平行地布置，并且通过在壳体中布置的分动器分别与功率传输设备的输入端在构成两个功率支路的情况下可连接。按照本实用新型，输出端(A)或者抗扭地与输出端耦连的构件配设有制动装置。

Description

功率传输设备

技术领域

本实用新型涉及一种功率传输设备。功率传输设备尤其适用于从与具有不变转速的驱动机组至少间接相连的输入轴至与具有变化的转速的做功机械至少间接地可连接的输出轴的力的传输。本实用新型还涉及一种转速可变的做功机械的传动系、尤其泵驱动装置，其包括至少一个涡轮机、尤其蒸汽轮机形式的驱动机组经功率传输设备至做功机械。

背景技术

这种功率传输设备从现有技术已知多种实施方式。在此分为具有可调节的流体动力学联接器的第一实施方式和具有机械流体动力学的功率分流的第二实施方式。针对第二实施方式的代表请参阅文献DE 34 41 877 A1和DE 10 2008 034 607。两个文献都公开了一种用于驱动转速可变的做功机械的功率传输设备，该功率传输设备由液力的支路和具有行星传动装置的传动装置构成。液力的功率支路通过液力的转换器实现并且通过该转换器在其转速方面是可调节的。该液力的支路与机械式传输的功率支路在行星传动装置中再次合并并且以此以期望的转速驱动驱动做功机械，尽管驱动在输入轴处的功率传输机组的驱动机组以不变的转速运转。

文献WO 2016/012317 A1公开了具有功率支路的功率传输设备的一种实施方式，其中，可通过转换器实现的液压功率支路和另外的功率支路偏心地布置并且通过叠加传动装置再次汇合。在该另外的功率支路中也可以设置液力的调节联接器(Regelkupplung)形式的液压动力组件。在安装位置，这种并联布置方式可以在一个水平的或者竖直的平面中进行，也可以在水平地和垂直地相互错移的平面中进行。偏心的布置方式一方面优点在于能省掉昂贵的回转接头，另一方面提供沿轴向紧凑的构造方式的功率传输设备。由平行布置导致的可行的可集成的传动装置使得在单个液压动力组件处的驱动转速能以相应的方式被改变和转换，一方面使得紧凑的小型液压动力单元能被依赖，此外功率传输设备也能以简单的方式加装在现有设施中，而不必提供额外的措施、尤其传动装置。在此，功率传输设备可以相应于分动器的设计以最佳的方式调整适配于应用情况的要求。在总运行范围的单个运行范围中，功率传输分别通过不同的功率支路进行。在通过液压动力的联接器的功率传输的情况中，液压动力的转换器被排空。这同样适用于通过转换器和在另外的第二功率支路中的机械的直接传动的功率传输。

这种功率传输设备在用于转速可变的做功机械的传动系中、尤其在发电厂应用中、例如用于通过蒸汽轮机驱动锅炉给水泵。做功机械的维护作业有非常高的安全要求，这些安全要求根据做功机械的种类造成在做功机械上的各种高昂的耗费。尤其对于锅炉给水泵驱动装置形式的蒸汽轮机驱动的泵驱动装置要求的是，为了使得锅炉给水泵停机而将蒸汽轮机关机或者将蒸汽轮机与功率传输设备解耦。蒸汽轮机的关机意味着非常大的时间耗费，并且蒸汽轮机与功率传输设备的可行的解耦是高成本才能实现的并且同样耗时。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题是，使得这种耗费最小化并且尤其改进开始所述种类的功率传输设备，使得在具有转速可变的做功机械的传动系中应用时，以简单的手段可靠地在最短时间内并且以最小的耗费在任何时候都保证做功机械的停机。尤其在锅炉给水泵驱动装置形式的蒸汽轮机驱动的泵驱动装置的情况中，可以消除为了锅炉给水泵停机而使得蒸汽轮机形式的驱动机械的费时的关机或者蒸汽轮机与功率传输设备的费事的解耦。

一种功率传输设备，其具有壳体和下述特征：

-具有至少一个能够与驱动机组连接的输入端和能够与做功机械至少间接连接的输出端，

-具有布置在输入端和输出端之间的力流中的机械式的第一功率支路和另外的包括液力的转速转换器/转矩转换器的第二功率支路，所述第二功率支路包括至少一个泵轮、至少一个涡轮和至少一个导轮，其中，这两个功率支路与输出端能够通过叠加传动装置连接；

-第一和第二功率支路相互平行地布置并且通过布置在壳体中的分动器分别与功率传输设备的输入端可连接或者分别与功率传输设备的输入端相连接。

按照本实用新型规定，输出端、尤其输出轴或者抗扭地与输出轴耦连的构件配设制动装置。

术语“轴”以功能性理解。其包括机器元件、轴、空心轴，也包括旋转对称的能承担轴的作用的构件。

至少间接地连接意味着，连接可以直接或者间接通过另外的布置在中间的传输元件、例如简单的连接元件或者传动装置进行。

按照本实用新型的解决方案的优点是，在确定的运行状态中、尤其是在排空液力组件时尽管拖曳力矩已经导入功率传输装置的情况下，输出端、尤其输出轴能够可靠地、完全地和以简单的方式方法地被导入停车状态并且能通过制动装置制动到停。

按照特别有利的改进设计，额外地为输出轴或者抗扭地与输出轴耦连的构件配设用于中断通向做功机械的力流的装置，沿从输入端至输出端、尤其输入轴到输出轴的力流方向观察该装置布置在制动装置之后。以此以有利的方式保证在功率传输设备和做功机械之间并且因而在驱动机组和做功机械之间简单的、可快速实现的和完全的机械的脱离。尤其在发电站应用中驱动锅炉给水泵的情况下，该解决方案的优点是能在机械地脱离的情况下进行锅炉给水泵处的维护作业，而蒸汽轮机仍在转动。因此能减少整个系统的停车时间。

用于中断通向作业机械的力流的装置的构造方面存在多种可能性。在最简单的情况中，其包括可解除的连接装置或者可分离式离合器。后者可以手动或者自动地运行。其中，可以是摩擦配合或者形状配合的联接器。此外，它可以机械式、液压式、气动式、电子式或者由这些的组合地被操纵。在此，特别有利的是可以使用标准件。可解除的连接例如可以通过相互耦连的构件之间的连接元件的松脱实现，但是也可以通过取出在两个抗扭地相互连接的构件之间的连接部件实现。

制动装置也可以设计为不同类型。其承担停机制动装置的作用。有利的是，制动装置设计为机械的制动装置、尤其盘式制动装置、例如片式制动装置。对其的操纵可以机械式、液压式、气动式、电子式或者由这些的组合地进行。在液压操纵的情况下，作为压力介质可以使用液力组件的工作介质。制动装置的其他设计方案也是可以想到的。

在有利的改进设计方案中，优选相对于上述措施之一额外地在叠加传动装置和制动装置之间设置安全装置，该安全装置包括用于将输出轴锁定为不可旋转的锁定装置。该锁定装置在最简单的情况中设计为机械式的锁定装置，该机械式的锁定装置将轴相对于不动的构件、例如壳体固定。

在功率传输设备的设计方面存在多种可行方案。

在功率传输设备的第一实施方式中，第一功率支路可以构造为机械-液力的功率支路。在此情况中，在第一功率支路中布置有液力联接器。按照功率传输设备的第二实施方式，第一功率支路构造为机械的直接传动，就是说在分动器和叠加驱动装置之间不具有液力组件。

按照沿轴向特别紧凑地构造的、功率传输设备的第一实施方式的第一设计方案，设置在两个功率支路中的液力的组件沿轴向几乎没有错移地相互平行地布置在两个不同的功率支路中。在此，偏心度基本上确定功率传输单元沿轴向的结构尺寸。

在备选的构造中，液力的组件沿轴向有错移地布置。当还有额外的功能元件要集成在单个功率支路中时，这是尤其有利的。这种附加组件此外可以是：

a)在第二功率支路中的具有其他转换特性的第二转换器。优点在于在第一转换器的效率下降的转速范围中的效率提升。

b)在第一功率支路中的行星齿轮传动机构和液力的联接器的涡轮之间额外的制动器。

然而也可行的是，上述附加组件集成于在两个功率支路中规定的液力组件沿轴向没有错移的布局中。

通常，功率传输通过液力联接器和液力转换器在不同的运行范围中进行。尤其为了实现柔和的起动和在总运行范围的子范围中控制/调节在第一功率支路中的传输，为此将液力联接器构造为调节联接器。这可以以不同的方式实现。在最简单的情况中，该联接器具有调节装置，该调节装置包括汲取管(

)，用于影响工作介质量。汲取管是可调整的。该可调整性例如可以利用沿径向和/或轴向的方向分量进行。

另外的可行方案在于工作介质输入和/或从工作循环排出的主动控制。

在第一实施方式的改进设计中，为了实现输入端和输出端之间的机械的直接传动，设置用于液力的联接器的直连通(Durchschalten)或者跨接的装置。在最简单的情况中，该装置构造为机械的跨接联接器。用于直连通的装置和液力的联接器是至少平行地可连接的(或称为可离合、可开关的)。液力联接器和可连接的联接器的至少平行的可连接性意味着，每个联接器本身单独地并且与另一个联接器无关地可操纵。在此，功率传输在至少一个运行状态中仅通过两个联接器的各一个联接器进行。还可以想到的是，在另外的运行状态中两个联接器可以被操控，其中，可连接的联接器在该状态中相对于仍被填充的液压动力联接器跨接，使得扭矩不通过液力联接器本身传输，并且仍实现输入端和输出端之间的机械的直接传动。

在特别有利的构造中，第一和第二功率支路不具有另外的转速转换装置和/或转矩转换装置，即设置仅仅一个液力联接器和一个转换器。在此情况中，功率传输设备构造得特别短。

按照本实用新型构造的、按照第二实施方式的功率传输设备具有壳体、具有至少一个与驱动机组可连接的输入端和至少一个与做功机械至少间接可连接的输出端、具有布置在输入端和输出端之间的力流中的机械的第一功率支路和另外的、包括液力的转速转换器/转矩转换器的第二功率支路，第二功率支路包括至少一个泵轮、至少一个涡轮和至少一个导轮，其中，这两个功率支路与输出端通过叠加传动装置可连接，其特征在于，第一和第二功率支路相互平行地布置并且通过布置在壳体中的分动器分别与功率传输设备的输入端可连接，并且机械的第一功率支路不具有另外的转速转换装置和/ 或转矩转换装置、尤其构造为机械的直接传动装置，并且第二功率支路不具有相对于液力的转速转换器/转矩转换器额外规定的转速转换装置和/或转矩转换装置。

机械的直接传动装置理解为在分动器的输出端和叠加传动装置的输入端之间不具有转速转换和/或转矩转换可能性的直接耦连。在最简单的情况中，在此涉及由一个或者多个抗扭地相互连接的轴组成的连接轴装置。

液压动力的转换器和机械的直接传动装置的偏心的布置的解决方案优点在于，一方面，尤其在平行布置的情况下取消了昂贵的回转接头，另一方面提供沿轴向紧凑的构造方式的功率传输设备。由平行布置导致的可行的可集成的传动装置使得在单个功率支路中的驱动转速可以以相应的方式变动和转换，并且因此能更好地调整适配于具体的应用条件。

在两种实施方式中，分动器包括至少一个输入端，该输入端构成功率传输设备的输入端，或者至少最少间接地与功率传输设备的输入端抗扭地连接。分动器包括至少两个输出端，它们相互偏心地布置，其中，第一输出端与第一功率支路、尤其是第二实施方式的机械的直接传动装置或者与第一实施方式的液力联接器的泵轮至少间接地连接，并且第二输出端与液力的转速转换器/转矩转换器的泵轮并且以此与第二功率支路至少间接地连接。以此实现相对于单个功率支路的转矩传输。

相对于分动器本身的具体构造，在液力组件的和/或单个功率支路的以及叠加传动装置的使用和布置方面有多种可行方案。

分动器的输入端可以同轴地或者偏心地相对于单个功率支路的输入端布置，其中，输入端由一个液力组件的泵轮或者机械的直接传动装置的轴构成。同轴的布置方式具有的优点是，一个功率支路直接用存在于功率传输设备的输入端处的转矩加载，而偏心的布置方式允许将减速传动器或者增速传动器集成到单个功率支路中，以此实现功率支路、尤其液力组件最优设计情况下对具体使用情况的改善的调整适配。

为此，按照第一构造，具有减速传动的分动器被设计用于第一和/或第二功率支路，而按照第二构造，具有增速传动的分动器设计用于第一和/或第二功率支路。以此可以在没有其他变化，仅通过设计液力组件和分动器以简单的方式调整基本配置适配于不同的传动系要求。

在有利的构造中，分动器包括至少一个圆柱齿轮组，其中，分动器的输出端这样与圆柱齿轮耦连或者由圆柱齿轮构造，即输出端沿相同的转动方向被驱动。

在备选的构造中，分动器包括至少一个圆柱齿轮组，分动器的输出端这样与圆柱齿轮耦连或者由圆柱齿轮构造，即输出端沿不同的转动方向被驱动。

尤其在液力转换器设计为逆向转换器和尤其叠加传动装置在输入端处具有不同的转动方向的情况下，分动器包括具有两个或者偶数个圆柱齿轮的圆柱齿轮组，其中，分动器的第一输出端由第一圆柱齿轮构成，分动器的第二输出端由以相对于第一圆柱齿轮相反的转向被驱动的第二圆柱齿轮或者另外的圆柱齿轮构成。相反地，在功率传输设备具有作为同向转换器的液力转换器的情况下，分动器包括具有三个或者奇数个圆柱齿轮的圆柱齿轮组，其中，分动器的第一输出端由第一圆柱齿轮构成，分动器的第二输出端由以相对于第一圆柱齿轮相同的转向被驱动的第二圆柱齿轮或者另外的圆柱齿轮构成。

针对第一实施方式的功率传输设备、即在功率支路之一中分别具有至少一个液力组件，分动器优选包括至少一个输入端，该输入端构成力传输设备的输入端，或者至少最少间接地与功率传输设备的输入端抗扭地连接。分动器包括至少两个输出端，它们相互偏心地布置，其中，第一输出端与液力联接器的泵轮至少间接地连接，并且第二输出端与液力的转速转换器/转矩转换器的泵轮至少间接地连接。以此实现相对于单个液力组件并以此实现相对于功率支路的转矩传输。

对于第二实施方式的功率传输设备、即在第二功率支路中具有液力转换器并且第一功率支路构造为机械的直接传动装置、即不具有液力组件，则分动器优选包括至少一个输入端，该输入端构成功率传输设备的输入端或者至少最少间接地与功率传输设备的输入端抗扭地连接。分动器包括至少两个输出端，它们相互偏心地布置，其中，第一输出端与第一功率支路的元件、尤其与叠加驱动装置耦连的轴连接，并且第二输出端与液力的转速转换器/转矩转换器的泵轮至少间接地连接。

按照特别有利的改进设计，分动器的输入端和分动器的至少一个第一输出端相互同轴地布置，其中优选第一输出端与液力的转速转换器/转矩转换器耦连，其因此可用与在输入端处相同的转速加载。液力联接器或者机械的直接传动装置就与相对于分动器的输入端偏心地布置的输出端连接，其中，在输入端和该输出端之间的耦连优选通过减速传动实现。以此避免在直接传动装置处或者说在行星齿轮传动机构的空心轮处过高的圆周速度。具有输入端和功率支路的偏心的布置方式的设计方案也是能想到的。

然而，取决于应用情况的要求，加速传动也是可行的。

然而也可以想到的是分动器的两个输出端相对于输入端偏心的布置。

在此，在分动器本身的构造方面存在多种可行方案。优选的是，分动器设计为具有奇数个圆柱齿轮的圆柱齿轮组，其中，功率传输设备的输入端与分动器的输出端同轴地设计，并且在输入端和分动器的与液力联接器的泵轮连接的输出端之间的传动装置设计为减速传动器。

在第一实施方式中使用的液力联接器包括至少一个泵轮和至少一个涡轮。泵轮至少间接地与输入端、优选直接或者通过另外的传输装置、在此即圆柱齿轮组连接，而涡轮至少间接地与功率传输设备的输出端在此通过叠加传动装置连接。液力转速转换器/转矩转换器包括至少一个泵轮、至少一个涡轮和至少一个导轮。在此，泵轮至少间接与功率传输设备的输入端可耦连，而涡轮至少间接与输出端通过叠加传动装置耦连。

作为在两种实施方式中转换器类型优选使用具有可调整的泵叶片和/或导向叶片的同向转换器。在使用逆向转换器的情况中，分动器可以减少为偶数个圆柱齿轮，尤其具有两个圆柱齿轮的设计是足够的。

按照特别有利的设计，叠加传动装置相对于两个功率支路中的一个同轴地布置，尤其在第一实施方式中相对于两个液力组件中的一个同轴地布置或者在第二实施方式中相对于机械的直接传动或者液力转换器同轴地布置。

优选地，按照功率传输设备的第二实施方式的第一构造的布置方式相对于机械的直接传动装置同轴地，或者在功率传输设备的第一实施方式中相对于液力联接器同轴地，尤其相对于液力联接器的涡轮同轴地进行。与相对于液力联接器偏心地布置的液力转速转换器/转矩转换器、尤其涡轮的耦连在最简单的情况中通过单重圆柱齿轮对进行。其他设计方案也是可行的。

按照备选的第二构造可以想到的是，叠加传动装置与液力转速转换器/ 转矩转换器同轴地布置。

在此，单个的布局可行方案基本上取决于叠加传动装置的构造。叠加传动装置在最简单的情况中包括仅仅一个行星传动装置，该行星传动装置包括至少一个齿圈形式的第一元件、行星架形式的第二元件和太阳轮形式的第三元件，其中，太阳轮与功率传输设备的输出端耦连，或者构成功率传输设备的输出端。尤其在液力联接器与齿圈耦连的情况下，第一变型设计特别有利，因为在此以简单的方式能实现与齿圈的耦连，而同时液力的转速转换器/转矩转换器在行星架上的连接能通过单重圆柱齿轮对实现。

在具有相对于液力的转速转换器/转矩转换器的同轴布置的备选的设计方案中，尽管在此也进行简单的行星架连接，但是通过齿圈的驱动只能通过一个相应的传动比实现。

若叠加传动装置包括至少一个行星传动装置，而该行星传动装置具有至少间接与液力联接器的涡轮连接的第一元件、至少间接地与液力的转速转换器/转矩转换器的涡轮耦连的第二元件和至少间接地与功率传输设备的输出端连接的或者构成功率传输设备的输出端的第三元件，那么在特别有利的布局中，行星传动装置的第一元件由齿圈构成，第二元件由行星架构成并且第三元件由行星传动装置的太阳轮构成。

在这种改进设计的特别有利的构造中规定，在输入端和输出端之间的力流中在液力的转速转换器/转矩转换器之后和在叠加传动装置之前布置有制动装置。以此可以在叠加传动装置设计为行星齿轮传动装置的情况下进行元件的支撑。当直连通打开并且转换器清空时，即在联接器的调节范围中时，制动器尤其在第一功率支路中具有液力联接器的第一实施方式中是主动的。

在第一实施方式中在转换器和叠加驱动装置之间使用的制动装置可以设计为不同类型。其承担停机制动装置的作用。有利的是，该制动装置设计为液力的制动装置。液力的制动装置包括转子和定子，转子与转换器的涡轮可耦连，定子支撑在不动的构件尤其壳体上。该设计方案允许无磨损的制动，并且还允许使用与在转换器和/或液力联接器情况下相同的工作介质供应系统。液力制动装置的优点还在于较小的结构尺寸。

备选的设计方案是，制动装置构造为机械的制动装置，尤其盘式制动装置、例如片式制动装置。对其的操纵可以机械式、液压式、气动式、电子式或者由这些的组合地进行。在液压操纵的情况下，作为压力介质可以使用液力组件的工作介质。制动装置的其他设计方案也是可以想到的。

在有利的改进设计方案中，优选相对于上述措施之一额外地在叠加传动装置和制动装置之间设置安全装置，该安全装置包括用于防止扭转而锁定的锁定装置。该锁定装置在最简单的情况中设计为机械式的锁定装置，该机械式的锁定装置将轴相对于不动的构件、例如壳体固定。

基本上可以想到多种平行布局，其可以用额外的组件扩展。

对两种设计方案在改进设计中都能想到的是，规定具有其他的转换特性的在第二功率支路中的第二转换器。优点在于在第一转换器的效率下降的转速范围中的效率提升。

特别有利的应用是使用在用于驱动做功机械、尤其具有驱动机组的、尤其具有不变驱动转速的传动系的转速可变的做功机械中。功率传输设备在两者间布置在力流中。在此，做功机械优选构造为用于流体的输送装置、尤其构造为压缩机、泵或者离心泵、锅炉给水泵，而驱动机组构造为内燃机、涡轮机、尤其蒸汽或者燃气轮机或者电动机。

作为电动机形式的驱动机组可以想到同步或者异步电机、尤其50Hz或者60Hz；2，4，6极的设计。

可行的做功机械是泵，尤其：锅炉给水泵，压缩机或者风机。特殊的应用领域是在发电设施中的使用。在此，利用按照本实用新型的方式的平行布置可以以简单的方式提供具有在设计方面优化的传输组件的功率传输设备，其中，可以对可用的驱动机械和做功机械进行最佳的调整适配。

附图说明

下面在附图中说明按照本实用新型的解决方案。附图中：

图1示例性以简化示意图示出按照第一实施方式具有在输出端上的制动装置的功率传输设备的基本原理和基本功能；

图2示例性示出按照第一实施方式的功率传输设备的特别有利的构造；

图3示出在一个功率支路中具有纯机械式直接传动的功率传输设备的替选的第二实施方式；

图4示出按照第一实施方式的功率传输设备的有利的改进设计。

具体实施方式

图1示例性以非常简化的设计示出按照本实用新型构造的功率传输设备1的基本结构和基本原理，用于布置在传动系31中、在此仅示意性表示的驱动机组2和做功机械3之间。在此，功率传输设备1包括至少一个、至少间接地、即直接或者通过另外的传输元件与驱动机组2可耦连的输入端E 和至少一个、至少间接地、即直接或者通过另外的传输元件与做功机械3可耦连的输出端A。在输入端E和输出端A之间布置有液力联接器4和液力的转速转换器/转矩转换器6，下文仅简称为液力转换器。该布置在壳体30 中进行。

输入端E或输出端A由构件构成，通过该构件进行力导入或者力导出。优选地，构件由轴、尤其实心轴或者空心轴构成。然而类似构件也可以是其他用于耦连的可旋转的构件，例如法兰等。

液力联接器4包括至少一个泵轮P₄和至少一个涡轮T₄。液力联接器4 配设有用于液力联接器4的直连通或跨接的装置5。装置5在最简单的情况中可以是所谓的跨接联接器。然而该跨接也可以用另外方式实现。这可以直接在泵轮和涡轮之间提供或者具有与泵轮和涡轮抗扭地连接的构件。

液力转换器6包括至少一个在图1中未详细示出的泵轮P₆、至少一个涡轮T₆和至少一个导轮L6。液力转换器6在此用于转速转换也用于转矩转换，而液力联接器4仅具有转速转换器的功能。液力联接器4和液力转换器6是不同轴地布置的，而是相互偏心地在两个功率支路7和8中。功率支路7和 8设置在输入端E和输出端A之间并且至少实现各个独立的通过一个功率支路7或者8的功率传输或者以通过两个支路的功率支路实现功率传输，方式是两个功率支路7、8并行地运行并且因此功率传输设备以功率支路工作。通过分动器9将功率分布到两个功率支路上，分动器9的输入端要么可以相对于液力组件4或者6之一同心进行，要么可以相对于两者偏心地进行。通过作为累加传动装置起作用的叠加传动装置13实现汇合，其中，叠加传动装置13的输入端相对于两个功率支路的一个、尤其两个液力组件4或者6的一个同轴地进行，或者也可以相对于两者偏心地进行。

按照本实用新型，输出端A、尤其构成输出端的输出轴或者抗扭地与输出轴耦连的构件配设制动装置35。输出轴或者抗扭地与输出轴耦连的构件此外配设用于中断通往做功机械3的力流的装置36。沿从输入端E至输出端A 的力流方向观察，做功机械3布置在制动装置35之后。在此，制动装置35 和/或装置36进行直接相对于输出轴的配属，或者相对于抗扭地与输出轴连接的构件、例如额外的延长轴形式的构件的配属，该延长轴例如沿径向或者轴向可以自支承。

用于中断通往做功机械3的力流的装置36可以设计为不同形式的。在最简单的情况中作为可分离式离合器或者可松脱的连接件的形式。

在累加或者叠加传动装置13和用于中断力流的装置36之间设置有安全装置，安全装置包括用于将输出轴防止扭转地锁定的锁定装置37。安全装置例如包括插销，该插销将输出轴相对于静止的构件、例如壳体30固定。

为了输出端A或者输出轴的可靠停机，进行下述措施：

-直连通(装置)，即可切换的联接器5被打开；

-清空液力联接器4(汲取管为0％)；

-做功机械的最小转速，

-启用在输出轴上的制动装置35并且从动端完全停机，

-启用锁定装置37，尤其安装用于额外机械式锁定的插销，

-启用装置36，例如在输出端A与做功机械3、例如锅炉给水泵形式的做功机械之间的连接件被拆除，以便构成完全的机械式脱离。

液力联接器4的单个泵轮P₄和液力转换器6的泵轮P₆至少间接、即直接或者通过传输元件与功率传输设备1的输入端E耦连。在此，术语耦连理解为作用上的联结，该联结由在功率传输设备的输入端E和液力联接器的相应的泵轮P₄或者液力转换器的泵轮P₆之间抗扭的连接或者中间布置的具有或不具有转速转换/转矩转换的传输元件组成。为了将两个液力组件与输入端 E耦连设置有分动器9，沿输入端E和输出端A之间的力流观察，分动器9 布置在两个液力组件4和6之前。分动器用9表示。分动器9集成在壳体30 中并且包括至少一个输入端10，输入端10可以由功率传输设备的输入端E 构成或者也可以与功率传输设备的输入端E耦连。分动器9还包括至少两个输出端，即与液力联接器4连接的第一输出端11，至少间接与液力转换器6 连接的第二输出端12。在此，输出端11和12的耦连分别利用液力联接器4 的泵轮P₄和液力转换器的泵轮P₆进行。液力联接器的涡轮T₄或者液力转换器的涡轮T₆与功率传输设备的输出端A的连接通过叠加传动装置13进行。为此，叠加传动装置13包括至少两个输入端15和16，其中，第一输入端 15与液力联接器的涡轮T₄连接，第二输入端16与液力转换器的涡轮T₆连接。叠加传动装置13还包括至少一个输出端17，输出端17或者由功率传输设备1的输出端A构成或者说构成功率传输设备1的输出端A，或者与功率传输设备1的输出端A连接，即至少间接或者直接地连接。通过在两个功率支路7、8中的平行的布置，功率传输设备1可以利用较短的结构长度实现。此外的可能性在于，取决于由可用的驱动机组2决定的要求以及对做功机械 3的需要和待设置的参数，在此通过分动器9的和叠加传动装置13的构造使得功率传输设备1以最佳方式调整适配于应用情况的已知的边界条件。

液力联接器4被设计为调节联接器。调节联接器配设相应的调节装置 28。其中，根据联接器的设计，调节联接器可以是例如可调整的汲取管。

在此，图2以示意图示出用于应用在发电设施中、尤其用于驱动锅炉给水泵的按照图1的功率传输设备1的特别有利的构造。分动器9的输入端相对于分动器9的输出端12同轴地布置，分动器9的输出端12与液力转换器 6耦连。以此使得(液力转换器4布置在其中的)功率支路8相对于分动器 9的输入端同轴，分动器9的输入端同时构成功率传输设备1的输入端E。分动器9的可与液力联接器4耦连的输出端11相对于分动器9的输入端10 偏心地布置。在所示情况中，分动器9例如设计为圆柱齿轮传动器18，圆柱齿轮传动器18包括奇数个圆柱齿轮，以便保证输入端E和各个功率支路7、8、即液力联接器4和液力转换器6之间的转向一致性。功率传输设备1的输出端A可以相对于两个液力组件、尤其相应的液力联接器4的涡轮T₄和液力转换器6的涡轮T₆偏心地布置。然而，该布局以特别有利的方式优选相对于两个液力组件之一同轴地进行，在所示情况中相对于液力联接器4、尤其液力联接器4的涡轮T₄同轴地进行。

在叠加传动装置13的设计方面存在多种可行方案。图2示出特别有利的设计方案，其包括至少一个行星齿轮传动装置14。在此，行星齿轮传动装置14的第一元件19与液力联接器4的涡轮T₄耦连，优选直接抗扭地连接。其他设计方案也是可行的。行星齿轮传动装置14的另外的第二元件在此以 20标注，其至少间接地与液力转换器6的涡轮T₆连接，而行星齿轮传动装置14的第三元件21与功率传输设备1的输出端A连接或者直接构成功率传输设备1的输出端A。在所示情况中，行星齿轮传动装置14的第一元件19 由齿圈22构成，而第二元件20由行星架23构成，第三元件21由太阳轮24 构成。因此，齿圈22和行星架23构成叠加传动装置的输入端15和16，而太阳轮24构成叠加传动装置13的输出端17。在此，行星架23的耦连通过单重的圆柱齿轮对进行，圆柱齿轮对实现相对于液力转换器6的涡轮T₆的转向反转。

液力联接器4装备有用于跨接的装置5。装置5在最简单的情况中是所谓的跨接联接器。装置5包括第一联接件K1和第二联接件K2，第一联接件 K1或者与泵轮P₄或者与(抗扭地和泵轮P₄耦连的)轴连接，第二联接件 K2与涡轮T₄或者与(抗扭地和涡轮T₄耦连的)轴连接。液力联接器4和装置5、尤其跨接联接器构成所谓的起动和/或调节单元25。为了起动和/或调节，进行液力联接器4的填充。通过液力联接器4的调节装置28可以调节在涡轮T₄处的输出转速。在达到确定的转速、尤其同步转速的情况下，装置5被接通用于直接联接(Durchkupplung)，并且以此用于在输入端E和叠加传动装置13之间的机械的直接传动。因此，通过包含液力联接器4的功率支路7纯机械地传输恒定的转矩。通过液力转换器6传输的功率份额被通过圆柱齿轮组26引入叠加传动装置13中。对于转换器6，通常产生工作介质从泵轮P₆经由至少一个导轮L6至涡轮T₆的流动。与此平行的是，功率从功率传输设备1的输入轴E、分动器9经过由装置5的直接连接而机械式地传输。这两个功率支路7、8然后通过叠加传动装置13的行星传动装置14 再次汇合并且导至输出端A。

行星传动装置14为此设计为所谓的F传动装置。如上所述，其包括齿圈22、太阳轮24以及多个布置在行星支架23上的行星。对于在此所示的构造，液力转换器6的涡轮T₆通过圆柱齿轮组26与行星传动装置14的行星架23连接。通过液力组件4、6的按照本实用新型的平行构造方式的布置实现的是，相应地改变供应给液力联接器4的泵轮P₄和液力转换器的泵轮P₆的功率或者设置需要的转速，使得其能由组件无损地传输。由于平行的构造，这种功率传输设备尤其适用于被规定用于输出非常高的功率和高转速的做功机械，用于安装在功率传输设施中以驱动转速可变的做功机械。

为了在其中转换器6被清空的运行范围中保证行星架的支撑，在转换器 6之后优选布置制动装置27，制动装置27优选设计为液力制动装置29。制动装置27包括支撑在固定的构件、尤其壳体30上的定子S和抗扭地与涡轮 T₆连接的转子。

图3以示意性简化的视图示出按照功率传输设备1的第二实施方式的设计，其中，功率支路7设计为具有机械的直接传动布置方式的纯机械性的功率支路。在其中没有按照图2的液力联接器4，此外也不需要功率支路8中制动装置27。在其他方面，基本结构与图2中的设计一致，因此对相同元件使用相同的附图标记。

在此示出按照图2和图3的设计具有用于第一功率支路7的减速传动器，尤其在驱动转速约3000U/min的情况下。在其他应用中也可以想到的是，设置增速传动器。此外，分动器的输入端也可以相对于两个功率支路偏心地布置。

图4示例性示出按照第一实施方式的功率传输设备1的有利的改进设计。基本结构基本上与在图2中所述的一致。因此对于相同的元件使用相同的附图标记。为了避免重复，在其他方面引用对附图2的说明。在此设计中，在第二功率支路8中设置另外的液力转换器32。该液力转换器包括至少一个泵轮P₃₂、至少一个涡轮T₃₂和至少一个导轮L32。在第二功率支路中的第二液力转换器32被这样地设计，即第二液力转换器32具有与第一转换器6不同的转换特性。其优点在于在第一转换器6的效率降低的转速范围中效率提升。为此，第二转换器32相对于第一转换器6同轴地布置并且泵轮与输入端E至少间接地耦连。优选地，第一转换器6的泵轮P₆和第二转换器32的泵轮P₃₂布置在共同的轴上。这通过各个涡轮T₆或者T₃₂的连接轴进行。

此外示例性地，在从输入端E至输出端A的力流中观察，在第一功率支路中在液力联接器4之后布置装置34，装置34用于制动和/或固定叠加传动装置13的与液力联接器4可连接的输入端15。该额外的制动装置设置在第一功率支路7中液力联接器4的涡轮T₄和行星齿轮传动机构13之间并且在此仅示意性示出。装置34可以设计为不同类型。可以想到的是液力制动器或者也可以是机械的制动装置。

在图2和图4中示出的设计中，有利的是，轴向推力卸载装置41设置在液力转换器6和制动装置27之间。轴向推力卸载装置41作为单独的构件沿机器轴42布置，机器轴42在此由涡轮轴构成，其中，轴向推力卸载装置 41沿牵引方向观察可以设置在产生轴向位移的机器组件之前或者之后。所使用的是被动的、自设置的系统，其用于两个轴向相对彼此可移动的部件组，其中，两个部件组的轴向的相对运动引起轴向的推力补偿力。

对此设计方案，使用在不动的部件44上固定的推力平衡环43，轴向在两个侧面有第一压力腔和第二压力腔连接在推力平衡环43上。通过作为单独的构件布置在与液力组件6连接的机器轴42上的轴向推力卸载装置41，轴向推力可以被减小至零，以此使得支承涡轮轴的轴向轴承卸载。

图2还示出用于转换器6和液力联接器4的供给泵38和39的示例性布置和位置。在所示情况中在安装位置中观察，供给泵38和39布置在各个液力组件4、6的左侧。通过与泵轮P₆或者P₄的各个泵轮轴耦连的传动机构、尤其相应的圆柱齿轮对59、60进行驱动。借助虚线示出针对液力联接器4 的备选的布置方式。在此情况中，供给泵39布置在液力联接器4的右侧并且与这一侧上的泵轮壳或者联接器装置5的与泵轮壳耦连的联接器部件K1 通过传动级60`耦连。

功率传输设备的按照本实用新型的设计尤其在发电设施中可用在驱动机组、尤其具有不变转速的驱动机组和转速可变的做功机械之间的传动系中。特备优选的应用是用于蒸汽涡轮机或者燃气涡轮机和锅炉给水泵之间。作为驱动机组不需要额外的电动机并且驱动系统是高效的，因为不需要蒸汽转化为电流和机械能。

附图标记列表：

1 功率传输设备

2 驱动机组

3 做功机械

4 液力联接器

5 用于直连通或者跨接的装置

6 液力转速转换器/转矩转换器、尤其液力转换器

7 功率支路

8 功率支路

9 分动器

10 分动器的输入端

11 分动器的输出端

12 分动器的输出端

13 叠加传动装置

14 行星传动装置

15 叠加传动装置的输入端

16 叠加传动装置的输入端

17 叠加传动装置的输出端

18 圆柱齿轮组

19 行星传动装置的第一元件

20 行星传动装置的第二元件

21 行星传动装置的第三元件

22 齿圈

23 行星架

24 太阳轮

25 起动和/或调节装置

26 圆柱齿轮组

27 制动装置

28 调节装置/汲取管

29 液力制动器

30 壳体

31 传动系

32 第二液力转速转换器/转矩转换器

32 连接轴

34 用于制动和/或固定叠加转动装置的与液力联接器可连接的输入端的装置

35 制动装置

36 用于中断相对于做功机械3的力流的装置

37 锁定装置

38 供给泵

39 供给泵

41 轴向推力卸载装置

42 机器轴

43 推力平衡环

44 固定的部件

59、59` 圆柱齿轮对

60、60` 圆柱齿轮对

A 输出端

E 输入端

K1、K2 联接器部件

S 定子

R 转子

P₄ 泵轮

T₄ 涡轮

P₆ 泵轮

T₆ 涡轮

L 导轮

P₃₂ 泵轮

T₃₂ 涡轮

Claims (23)

1.一种功率传输设备(1)，其具有壳体(30)，

具有至少一个能够与驱动机组(2)连接的输入端(E)和至少能够间接地与做功机械(3)连接的输出端(A)，

具有布置在输入端(E)和输出端(A)之间的力流中的机械式或者机械-液力式第一功率支路(7)和另外的包括液力的转速转换器/转矩转换器(6)的第二功率支路(8)，第二功率支路(8)包括至少一个泵轮(P₆)、至少一个涡轮(T₆)和至少一个导轮(L)，其中，所述两个功率支路(7,8)能够通过叠加传动装置(13)与输出端(A)连接；

第一和第二功率支路(7,8)相互平行地布置并且通过布置在壳体(30)中的分动器(9)分别与功率传输设备(1)的输入端(E)可连接或者分别与功率传输设备(1)的输入端(E)相连接；

其特征在于，

输出端(A)或者抗扭地与输出端耦连的构件配设有制动装置。

2.按照权利要求1所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

输出端(A)或者抗扭地与输出端耦连的构件配设有用于中断通向做功机械(3)的力流的装置(36)，沿从功率传输设备(1)的输入端(E)至输出端(A)的力流方向观察、该装置布置在所述制动装置之后。

3.按照权利要求2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

用于中断通向做功机械(3)的力流的装置(36)包括下组中的至少一个元件：

-可分离式离合器

-可解除的连接装置。

4.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

所述制动装置(35)设计为停机制动装置和/或包括至少一个盘式制动装置或者片式制动装置。

5.按照权利要求2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

在叠加传动装置(13)和用于中断通向做功机械(3)的力流的装置(36)之间设置有安全装置，安全装置包括用于将输出端(A)锁定成无法旋转的锁定装置。

6.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

第一功率支路(7)包括液力联接器(4)，所述液力联接器包括至少一个泵轮(P)和至少一个涡轮(T)，并且所述液力联接器(4)构造为具有可调整的汲取管的液力联接器(4)。

7.按照权利要求6所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

为了实现机械的直接传动，设置用于液力的联接器(4)的直连通或跨接的装置(5)。

8.按照权利要求6所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

在安装位置中观察，所述液力联接器(4)和液力的转速转换器/转矩转换器(6)沿输入端(E)和输出端(A)之间的轴向观察、不具有偏移地或者具有偏移地布置。

9.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

机械的第一功率支路(7)不具有另外的转速转换装置和/或转矩转换装置，并且设计为机械的直接传动装置，并且第二功率支路(8)不具有相对于液力的转速转换器/转矩转换器(6)额外设置的转速转换装置和/或转矩转换装置。

10.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

第一和第二功率支路不具有另外的转速转换装置和/或转矩转换装置。

11.按照权利要求6所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

布置有用于制动和/或固定叠加传动装置(13)的与液力联接器可连接的输入端(15)的装置，并且该装置和/或用于制动和/或固定叠加传动装置(13)的能够与液力的转速转换器/转矩转换器(6)连接的输入端(16)的装置作为制动装置从下组制动装置中选定地构造：

-液力的制动装置(29)，

-盘式制动装置或者片式制动装置

-停机制动装置。

12.按照权利要求6所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

所述分动器(9)包括至少一个输入端，该输入端构成功率传输设备(1)的输入端(E)，或者至少能够间接地与功率传输设备的输入端抗扭地连接，所述分动器(9)包括至少两个输出端(11,12)，它们相互偏心地布置，其中，第一输出端与第一功率支路(7)和/或液力联接器(4)的泵轮(P₄)至少间接地连接，并且第二输出端(12)与液力的转速转换器/转矩转换器(6)的泵轮(P₆)至少间接地连接。

13.按照权利要求12所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

分动器(9)的输入端(10)可以同轴地或者偏心地相对于第一和第二功率支路(7,8)之一的输入端布置，其中，输入端由液力组件之一的泵轮(P₄,P₆)或者机械的直接传动装置的轴构成。

14.按照权利要求6所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

叠加传动装置(13)相对于第一和第二功率支路之一、液力组件之一，即液力联接器(4)或者液力的转速转换器/转矩转换器(6)同轴地布置，并且相应的另一个液力组件的输出端(A)与叠加传动装置(13)的耦连通过连接传动装置进行，其中，叠加传动装置设计为累加传动装置。

15.按照权利要求6所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

叠加传动装置(13)包括至少一个行星传动装置(14)，而该行星传动装置具有至少间接与液力联接器(4)的涡轮(T₄)连接的第一元件(19)、至少间接地与液力的转速转换器/转矩转换器(6)的涡轮(T₆)耦连的第二元件(20)和至少间接地与功率传输设备(1)的输出端(A)连接的或者构成功率传输设备的输出端的第三元件(21)，其中，

行星传动装置(14)的第一元件(19)由齿圈(22)构成，第二元件(20)由行星架(23)构成，第三元件(21)由行星传动装置(14)的太阳轮(24)构成。

16.按照权利要求8所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

分动器(9)包括至少一个圆柱齿轮组，其中，分动器的输出端这样与圆柱齿轮耦连或者由圆柱齿轮构造，即分动器(9)的输出端(11,12)沿相同的转动方向被驱动，或者

分动器(9)包括至少一个圆柱齿轮组，其中，分动器的输出端这样与圆柱齿轮耦连或者由圆柱齿轮构造，即所述输出端沿不同的转动方向被驱动。

17.按照权利要求8所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

液力的转速转换器/转矩转换器(6)设计为反向转换器，并且分动器(9)包括具有两个或者偶数个圆柱齿轮的圆柱齿轮组，其中，分动器(9)的第一输出端(11)由第一圆柱齿轮构成，分动器(9)的第二输出端(12)由以相对于第一圆柱齿轮相反的转向被驱动的第二圆柱齿轮或者另外的圆柱齿轮构成。

18.按照权利要求8所述的功率传输设备(1)，其特征在于，

液力的转速转换器/转矩转换器(6)设计为同向转换器，并且分动器(9)包括具有三个或者奇数个圆柱齿轮的圆柱齿轮组，其中，分动器(9)的第一输出端(11)由第一圆柱齿轮构成，分动器(9)的第二输出端(12)由以相对于第一圆柱齿轮相同的转向被驱动的第二圆柱齿轮或者另外的圆柱齿轮构成。

19.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，

其特征在于，

在第二功率支路中设置有另外的第二液力转速转换器/转矩转换器，所述第二液力转速转换器/转矩转换器相对于所述液力的转速转换器/转矩转换器(6)同轴地布置，其中，所述第二液力转速转换器/转矩转换器具有与所述液力的转速转换器/转矩转换器(6)不同的转换特性，并且每个转换器都能用在不同的运行范围中。

20.一种用于利用驱动机组(2)驱动做功机械(3)的传动系(31)，其具有按照权利要求1至19之一所述的功率传输设备(1)，其中，所述做功机械(3)构造为用于流体的输送装置。

21.按照权利要求20所述的传动系(31)，

其特征在于，

驱动机组(2)作为选自下述元件组中的元件地构造：

-涡轮机；

-电动机；

-内燃机；

-由涡轮机和电动机构成的组合单元。

22.按照权利要求20所述的传动系(31)，其特征在于，

所述做功机械(3)是转速可变的做功机械(3)，和/或，

其中，驱动机组(2)具有不变的驱动转速，和/或，

其中，所述做功机械(3)构造为压缩机、离心泵或锅炉给水泵。

23.按照权利要求21所述的传动系(31)，其特征在于，涡轮机是蒸汽轮机或者燃气轮机。

Images