CN85200696U

CN85200696U - 流量控制调速型液力偶合器

Info

Publication number: CN85200696U
Application number: CN 85200696
Authority: CN
Inventors: 罗叔壮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-10-22

Abstract

本装置主要解决现有调速型液力偶合器在自控、集中控制系统中应用时，机构比较松散、复杂的问题。它采用一种简单装置，在工作腔与储液槽间建立起工作液的循环，并利用循环流量受控于nT，nT受控于q，q受控于流量控制阀的流量与循环流量之差，这样一个连锁反应的关系，通过调节流量控制阀，实现调速。它适宜于驱动风机、油、水泵等转子式机器。可应用于自控，集中控制系统，如：空调、工程机械、车、船等各个领域。

Description

本实用新型属机械工程部件中的液力传动装置。液力传动装置的有关专利可在F16h45／02（IPC）中寻找。

液力偶合器是一种结构最简单的，用液体作为工作介质的传动装置。它通过固定在主动轴上的泵轮B的旋转，将原动机的输入能量转变为轮内液体的动能，液体冲击紧挨泵轮一侧的，固定在从动轴上的涡轮T，于是从动轴获得能量，并以机械能形式输出。

我们将泵轮与涡轮之间，液体作螺管运动，进行能量传递的空间叫工作腔，工作腔内充液量与其容积之比，叫做工作腔充满率q，或简称为偶合器的q值。将涡轮转速n_T与泵轮转速n_B之比叫做偶合器的传动比i（＝ (n_T)/(n_B) ）。

偶合器工作时，传动比i不仅与偶合器所传递的力矩M有关，且与q有关，对任一确定的M值，改变q可获得不同的i值。根据这一原理制造的调速型液力偶合器应用于风机、泵等转子式机器的驱动，可实现原动机的轻载启动，无级变速，部分节能，并为实现自控提供了方便。

现有的中小型调速液力偶合器，如上海交通大学研制的YOTJ系列偶合器，是在普通偶合器壳体（称为内壳体）的外面加了一个与泵轮固定连接的，作为工作液储存槽的外壳，和一根可伸入随储液槽一起作旋转运动的工作液（形成液环）的勺管，来实现调节q值的。工作时，一方面工作腔里的部分液体在离心力作用下，通过与泵轮一起旋转的内壳体上的喷液孔喷出，回到储液槽；另一方面，储液槽内的工作液冲入勺管，并依靠其具有的动能流入工作腔。在结构上，让勺管可以伸缩调节，并保证其通流能力远大于内壳体上的喷液孔，因此储液槽内的储液量（液环的厚度）取决于勺管伸出的长度，这样，调节勺管就可以改变q值，达到调速目的。

上述调速型液力偶合器在自控或集中控制系统中应用时，控制勺管的执行机构往往显得比较松散或复杂；在传动比i较小时，n_T易受其它因素（n_B、M）的影响；而且工作液的过热保护装置设置得也不安全。本实用新型的目的就是在保持液力偶合器结构简单的基础上，通过在偶合器的调速控制部分采用液压元件，来解决这些问题。

本实用新型是这样实现的：对上述调速型液力偶合器，舍去其调速控制部份的勺管机构等部件，而仅保留储液槽，并将内壳体改为与涡轮固定连接，内壳体外缘的各喷液孔（具体数量，设计时应根据偶合器所传递功率大小、工作液特性等设计要求决定），则加工成具有阻尼作用的小孔，或是由钢球阀门等各类离心力作用调节的阀门控制的孔，以使工作腔输出的工作液流量随涡轮转速变化而变化。在储液槽内，靠泵轮一侧，并与之同轴装置一采液圆盘，圆盘上加工有导流孔（具体数量，设计时主要根据偶合器采用的工作液特性及其工作时为单向或双向旋转而定），导流孔进口在采液圆盘的边缘部份（工作时没入液流部份），其方向这样决定：沿液力偶合器旋转方向，在一特定点处——即圆盘上孔端所在面与孔的轴线相交点处的切线方向，和孔的轴线指向圆盘体外方向的夹角不小于90°。导流孔出口与储液槽外，连接采液圆盘和固定机架的阀板上的孔相通。于是静止的采液圆盘就与随泵轮一起旋转的储液槽组成一种特殊的液泵，将储液槽内的工作液泵出。泵出的工作液通过阀板上孔的沟连，顺序通过各功能性液压元件，最后输入工作腔。各功能性液压元件包括：方向控制阀，流量控制阀，冷却器，压力表，工作液过热保护装置等，其中除流量控制阀因作为偶合器调速的基本操纵元件而必不可少外，其余元件均可根据偶合器应用场合决定取舍。如偶合器用机油作工作介质且连续工作时间较长，则一般应在阀板上装置具有过热保护功能的单向阀。此阀结构特征是这样：将一般有导向锥形阀芯单向阀中的阀芯上，沟通导向孔和单向阀出口的孔堵死，并沿轴向钻通孔，再在此孔的锥形密封面端用低熔点合金堵死，而在阀体上另加工一个泄漏口与导向孔相通。接入液流回路时，让进口与采液圆盘导流孔相通，出口与流量控制阀相通，泄漏口与储液槽相通。若工作液温度正常时，此阀与一般单向阀相同；若工作液温度超过额定值时，阀芯端部低熔点合金熔化，进口与泄漏口相通，而阀芯复位将进口与出口的通道堵死，工作液由采液圆盘导流孔出来直接流回储液槽。

上述装置工作时的情形是这样：若n_B、M不变，当工作腔的输入、输出流量相等时，q就是某定值，偶合器输出转速也不变，若流量控制阀不动，当n_B或M改变而引起n_T变化（增大或减小时），工作腔的输出流量也同时变化（增大或减小），而这时工作腔的输入流量并未改变，于是q反向变化（减小或增大），使n_T跟着减小或增大，直至恢复或接近变化前的数值，即流量控制阀不动，偶合器输出转速就不变；反之，显而易见，调节流量控制阀就可实现偶合器调速。

本实用新型保留了现有中小型调速液力偶合器的各项优点，并且：

1、可以根据需要，在调速控制部份运用各种液压元件，改善偶合器性能。如具有过热保护功能单向阀的运用，避免了工作液温度过高而向外飞溅，造成浪费、伤人或火灾等事故，使用安全性高。

2、给应用偶合器的各种机械的总体设计带来了简单、灵活、紧凑等好处，如只用一只转阀就可以灵活选择控制方式——手控或自控，就地控制或短距离遥控；只要选择合适的阀芯就可以与各种控制特性的自控系统方便配合，遥控装置很简单，仅仅是一只流量控制阀，因此使之可以在许多领域广泛使用。

3、当传动比i较小时，避免或减小了n_B和M变化对n_T的影响，故更适宜与发动机联合工作。

下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1是根据普通液力偶合器试验测得的一组曲线，它表示了偶合器的传动比i与其q值及所传递力矩M间的关系（M坐标100％为设计额定转矩）

图2是采液圆盘导流孔进口方向示意图。

图3是本实用新型一种具体结构的局部剖视图，它展视了具有过热保护功能单向阀的结构实例。图中标有A₁（A₂）箭头的为阀的进口，标有P₁箭头的为阀的出口，标有O箭头的为阀的泄漏口。

图4是本实用新型实例的结构简图。

该设计实例用油作工作介质，可用于双向传动。它由固定连接的泵轮①，支承板②和旋转油槽③构成主动转子，固定连接的涡轮④，输出轴⑤和泵轮罩⑥构成从动转子。主动转子通过两个轴承支承于输出轴上。与机架固定连接的阀板⑦上装有采油圆盘⑧，转阀⑨，两套具有过热保护功能的单向阀⑩，构成调速控制部份。根据需要，阀板⑦上可另配置轴承座作为输出轴的支承。主动转子旋转时，旋转油槽③内的油就进入采油盘⑧的导流孔A₁或A₂及A₃，其中孔A₃为轴承提供润滑油；孔A₁或A₂为泵涡轮提供工作油。为适应主动转子不同的旋转方向，孔A₃的进口方向与采油圆盘外油流方向垂直，孔A₁，A₂的进口方向相反，油从A₁（或A₂）出来到具有过热保护功能的单向阀⑩腔中，当油温过高时，阀芯端部的低熔点合金熔化，油被直接导入回油孔，流回旋转油槽，回油孔的出口处装有报警装置，受流油冲击可发出报警声。若油温正常，油通过单向阀进入转阀⑨上的进油孔。转阀⑨上的压力表接口与此进油孔直接相通，用以接入压力表，以便判断旋转油槽中油量是否充足，或油路的其它故障。转阀⑨上还有遥控油接口K₁，K₂和出油孔，出油孔直接或经冷却器与阀板⑦上的孔相通，K₁，K₂分别与置于一定距离内的流量控制阀（自控或手控）的进出油口相接。当转阀手柄处于遥控位置时，进油孔与K₁相通，出油孔与K₂相通，以实现短距离遥控。转阀手柄处于手控位置时，进油孔与出油孔相通，但流量由转阀手柄位置决定。（转动手柄，使流量为零，则偶合器处于空载运转状态。）由转阀⑨出油孔出来的油经阀板上相关孔，采油圆盘⑧上的供油孔，进入支承板②上的甩油槽，在离心力的作用下，经甩油孔C_{（1.2.……）}，进入泵轮罩⑥，并在泵轮背面叶片的帮助下，输入工作腔，参予传递力矩；当然在这同时，工作腔内的部分油在离心力作用下，也会由涡轮外缘的喷油孔D_{（1.2.……）}输出，回到旋转油槽，输出流量的大小取决于n_T而输入输出流量的差值将决定q值的变化。

Claims

1、应用于各种机械的无级变速传动装置。该装置具有液力偶合器进行能量传递的主要部件-同轴安装的泵轮、涡轮、从动轴。其特征在于：

a、所述泵轮、涡轮同置于内壳体中。此壳体与涡轮固定连接。在外缘配置有喷液孔。

b、由采液圆盘与储液槽组成液泵，储液槽包在内壳体外面，与泵轮固定连接。采液圆盘在储液槽内，并与其同轴。而与储液槽外的阀板、机架等固定连接。圆盘上有导流孔。

c、流量控制阀进口与采液圆盘导流孔相通，出口与偶合器工作腔相通。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是将泵轮罩固定在涡轮上，共同组成内壳体。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征是内壳体上的喷液孔为具有阻尼作用的小孔。

4、根据权利要求1或2所述的装置，其特征是内壳体上的喷液孔为由钢球阀门或其它离心力作用调节的阀门所控制的孔。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征是采液圆盘上的导流孔数量在一个以上，并且各导流孔进口方向不一定相同，进口方向相反的一对导流孔，在偶合器定向旋转时，只有其中之一有液流输出。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征是流量控制阀进口通过具有过热保护功能的单向阀与采液圆盘导流孔相通，具有过热保护功能单向阀的泄漏口与储液槽相通。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征是具有过热保护功能单向阀的带导向锥形阀芯沿轴向有通孔，将进口通过导向孔与泄漏口沟通，但在此通孔的锥形密封面端用低熔点合金堵死。