DD205731A1 - Stroemungskupplung - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE STROEMUNGSKUPPLUNG MIT EINEM VON EINEM PUMPENRAD UND EINEM TURBINENRAD UMSCHLOSSENEMN ARBEITSRAUM UND EINEM MIT DEM ARBEITSRAUM IN KOMMUNIZIERENDER UND WENIGSTENS ANGENAEHERT UNGEDROSSELTER VERBINDUNG STEHENDEN UND MIT DEM PUMPENRAD UMLAUFENDEN FLUESSIGKEITSRAUM SOWIE EINEM MIT DEM STAUDRUCK DES IM ARBEITS- UND FLUESSIGKEITSRAUMES ROTIERENDEN FLUESSIGKEITSRINGS BEAUFSCHLAGTEN, AUF EINEN BELIEBIGEN WERT INNERHALB DES DURCHMESSERBEREICHS DES ARBEITSRAUMES EINSTELLBAREN SCHOEPFROHR, VON DEM AUS DIE ABGESCHOEPFTE FLUESSIGKEIT UEBER EIN DAS SCHOEPFROHR AUFNEHMENDES FESTSTEHENDES GEHAEUSE IN EINEN KUEHLKREISLAUF GEFOERDERT WIRD UND DIE KUPPLUNGSSCHALE MIT DEM SCHOEPFROHRGEHAEUSE EINEN DICHTSPALT BILDET. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, MIT GERINGEN AUFWAND ERFORDERNDEN MITTEL DAS VERSCHAEUMEN DER ARBEITSFLUESSIGKEIT ZU VERMINDERN. AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, DIE SCHAUMENTWICKLUNG DURCH SPERRUNG DER LUFTZUFUHR ZU VERRINGERN. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIE AUFGABE DADURCH GELOEST, DASS IM BEREICH DES VOM SCHOEPFROHRGEHAEUSE UND DER KUPPLUNGSSCHALE GEBILDETEN DICHTSPALTES DAS SCHOEPFROHRGEHAEUSES MIT MEHREREN ETWA GLEICHMAESSIG AM UMFANG VERTEILT ANGEORDNETEN OEFFNUNGEN VERSEHEN IST.

Description

Strömungskupplung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Strömungskupplung mit einem von einem Pumpenrad und einem Turbinenrad umschlossenen Arbeitsraum und einem mit diesem Arbeitsraum in kommunizierender und wenigstens angenähert ungedrosaelter Verbindung stehenden und mit dem Pumpenrad umlaufenden Flüssigkeitaraum sowie einem mit dem Staudruck des im Arbeita- und Flüssigkeitsraum rotierenden Fliiaaigkeitsringes beaufschlagten, auf einen beliebigen Wert innerhalb des Durchmesserbereiches des Arbeitsraumes einstellbaren Schöpfrohr, von dem aus die abgeschöpfte Flüssigkeit über ein das Schöpfrohr aufnehmendes feststehendes Gehäuse ineinen Kühlkreislauf gefördert wird und die Kupplungsschale mit dem Schöpfrohrgehäuse einen Dichtspalt bildet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Schöpfrohr bestimmt durch die radiale Stellung des Schöpfrohrmundes die in der Kupplung ..befindliche Flüssigkeitsmenge, bei relativer Betrachtung Füllungsgrad genannt. Die größte Füllung hat die Strömungskupplung, wenn das Schöpfrohr mit seinem Mund ganz nach innen gezogen ist. Der erforderliche Durchfluß durch die Kupplung wird von der Größe der Verlustwärme bestimmt, die entsprechend den Charakteristiken der Strömungskupplung und der anzutreibenden Maschine über den Re-. gelbereich der Abtriebsdrehzahl unterschiedlich groß ist. Ein nockengesteuertes Ventil steuert diesen Flüssigkeitsstrom. Bedingt durch den unterschiedlichen Flüssigkeitastrom wird der

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Schöpfrohrmund nicht vollständig mit Flüssigkeit ausgefüllt und infolge der hohen Eintrittsgeschwindigkeit wird ständig Luft mitgerissen, die das Verschäumen der Betriebsflüssigkeit verursacht und im Schb'pfrohrraum Unterdruck erzeugt, durch den ständig Luft nachgesaugt wird.

Die Schaumbildung beeinträchtigt die Übertragungsfähigkeit der Strömungskupplung, da mit steigender Verschäumung die spezifische Dichte der Arbeitsflüssigkeit abnimmt und das erforderliche Drehmoment nicht aufgebracht werden kann. Die spezifische Wärme der Betriebsflüssigkeit wird durch die Schaumbildung verändert. Das führt zu seiner Überhitzung und vorzeitigen Alterung. Außerdem wird durch die erhöhte Elastizität des luftverschäumten Öles die Schwingungsempfindlichkeit des Qlsystems erhöht.

Zum Abbau bzw. Verminderung der Bildung des Schaumes sind bereits Lösungen bekannt, die aber mit Nachteilen verbunden sind. In der DE-AS 1 237 388 ist eine Strömungskupplung beschrieben, deren Flüssigkeitskreislauf vom Arbeitsraum über das verstellbare Schöpfrohr und wieder zurück zum Arbeitsraum als geschlossener, an allen Stellen einem Druck unterworfener Zwangskreislauf ausgebildet ist und bei der die an das verstellbare Schöpfrohr angeschlossene Leitung mit der Druckleitung der Füllpumpe verbunden ist. Der Vorratsbehälter der Arbeitsflüssigkeit steht mit dem Flüssigkeitskreislauf lediglich zum Ersatz der Leckflüssigkeit und zur Aufrechterhaltung des Überlagerungsdruckes durch die Füllpumpe in Verbindung, zum Andern der Flüssigkeitsmenge im Arbeitsraum bei Änderungen der Stellung des Schöpfrohrmundes und durch eine für eine Teilmenge bemessene Leitung zur Ausnutzung der Kühlwirkung des Vorratsbehälters. Hohe Umfangsgeschwindigkeiten der Strömungskupplung führen trotzdem schon nach kurzer Zeit zum Verschäumen der Arbeitsflüssigkeit.

Es ist auch bereits bekannt (Bedienanweisung Getrieberegelkupplung Baureihe R 18/19 KGS der Firma Voith) einen Zyklon in den Arbeitskreislauf einzubinden. Das verursacht jedoch einen zusätzlichen Strömungswiderstand im Flüssigkeitskreislauf und erfordert zusätzliche Aufwendungen an Material und Fertigungszeit." Schließlich ist es durch A. S^-. Türkin, Strömungskupplungen für Speisepumpen in Wärmekraftwerken, Ver-

lag "Energija" Moskau 1974, bekannt, den Luftanteil im Öl in mittels Schöpfrohr gesteuerten Strömungskupplungen durch kleinetmögliehe Spalte-an den Abdichtstellen, Anbringen von hydraulischen Dichtungen u. ä. zu senken.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, mit geringen Aufwand erfordernden Mitteln das Verschäumen der Arbeitsflüssigkeit zu vermindern,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, bereits die Schäumentwicklung durch Sperrung der Luftzufuhr zu vermindern. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bei'eich des vom Schöpfrohrgehäuse und der Kupplungsschale gebildeten Dichtspaltes das Schöpfrohrgehäuse mit mehreren etwa gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Öffnungen versehen ist. In Weiterbildung der Erfin dung ist zwischen der Kupplungsschale und dem Schöpfrohrgehäuse eine Labyrinthdichtung angeordnet und die auf dem Umfang des Schöpfrohrgehäuses angebrachten Öffnungen münden auf der Unterdruckseite in das Labyrinth. In noch weiterer Ausbildung der Erfindung ist zwischen der KupplungsachaIe und dem Schöpfrohrgehäuse eine als Abdichtung wirkende rotierende Flüssigkeitskammer angeordnet. Trots des im Schöpfrchrraum bestehenden Unterdruckes wird dadurch das Einströmen von Luft verhindert und die Schaumbildung vermindert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen;

Pig. 1: eine Strömungskupplung mit verstellbarem Schöpfrohr, Fig. 2 und 3: den Ausschnitt "Z" nach Pig. 1.

Ein nicht dargestellter Motor treibt über eine Primärwelle 1

mit hoher Drehzahl ein Pumpenrad 2 der Strömungskupplung an. Ein Turbinenrad 3 ist mit einer Abtriebswelle 4 verbunden. Ea wird von einer mit dem Pumpenrad 2 verbundenen Schale 5 eingeschlossen, die so ausgebildet ist, daß hinter der Rückwand des Turbinenrades 3 ein durch einen Steg 6 eingeschlossener Flüssigkeitsraum 7 entsteht, der in nahezu ungedrosselter, kommunizierender Verbindung mit einem Arbeitsraum 8 der Strömungskupplung steht. In den Flüssigkeitsraum 7 ragt ein Schöpfrohr 9, welches in einem feststehenden Schöpfrohrgehäuse 10 verschiebbar gelagert ist und mit seiner radialen Stellung den Füllungsgrad in der Strömungskupplung bestimmt. Das Schöpfrohr 9 schöpft ständig den zur Wärmeabführung erforderlichen Anteil der Betriebsflüssigkeit ab und fördert diesen mit Hilfe des Staudruckes über im Schöpfrohr 9 befindliche Öffnungen 11, einen Druckraum 12 des Schöpfrohrgehäuses 10, eine Leitung 13 und einen nicht dargestellten Kühler durch eine Leitung 14 zurück in den Arbeitsraum 8 der Strömungskupplung. Der Druckraum 12 des Schöpfrohrgehäuses 10 ist mit am Umfang verteilten öffnungen 15 versehen, die so bemessen sind, daß zwischen der Gehäusewand des Schöpfrohrgehäuses 10 und der zylindrischen Begrenzung am kleinsten Durchmesser der Schale 5 eine Sperrölabdichtung des unter Unterdruck stehenden Flüssigkeitsraumes 7 gegenüber der Umgebung entsteht. Die Fig. 2 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel für den Fall, bei dem sich der Druckraum 12 nur in einer Halbschale des geteilten Schöpfrohrgehäuses 10 befindet. In diesem Beispiel ist die Druckölverteilung durch einen mit einem Ringkanal Ib versehenen Labyrinthring 17 dargestellt, der am Umfang verteilte Bohrungen 18 aufweist. Die Speisung des Ringkanales erfolgt über die im Schöpfrohrgehäuse 10 angebrachten Öffnungen 15.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Bei diesem wird von der Schale 5 und den Ringen 19 u. 20 ein Labyrinth mit einer Flüssigkeitskammer 21 gebildet, dem das Drucköl auf der Unterdruckseite zugeführt wird und während des Betriebes infolge der Fliehkraft ständig mit Öl gefüllt ist und eine absolute Dichtung gegen Luft bildet.

Claims (3)

1. Erfindungaanspruch

   1. Strömungskupplung mit einem von einem Pumpenrad und einem Turbinenrad umschlossenen Arbeitsraum und einem mit diesem Arbeitsraum in kommunizierender und wenigstens angenähert ungedrosselter Verbindung stehenden und mit dem Pumpenrad umlaufenden Flüssigkeitsraum sowie einem mit dem Staudruck des im Arbeits- und Flüssigkeitsraum rotierenden Flüssigkeitsringes beaufschlagten, auf einen beliebigen Wert innerhalb des Durchmesserbereiches des Arbeitsraumes einstellbaren Schöpfrohr, von dem aua die abgeschöpfte Flüssigkeit über ein das Schöpfrohr aufnehmendes feststehendes Gehäuse in einen Kühlkreislauf gefördert wird und die Kupplungsschale mit dem Schöpfrohrgehäuse einen.Dichtspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Dichtspaltes das Schöpfrohrgehäuse (10) mit mehreren etwa gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Öffnungen (15) versehen ist.
2. 2. Strömungskupplung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der KupplungsschaIe (5) und dem Schöpfrohrgehäuse (10) eine Labyrinthdichtung angeordnet ist und die auf dem Umfang des Schöpfrohrgehäuses (10) angebrachten Öffnungen (15) auf der Unterdruckseite in das Labyrinth münden.
3. 3. Strömungskupplung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kupplungsachale (5) und dem Schöpfrohrgehäuse (10) eine als Abdichtung wirkende rotierende Flüssigkeitskammer ( 21) angeordnet ist..

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen