PL192535B1 - Jednostka napędowa dla przenośnika, zwłaszcza dla przenośnika taśmowego - Google Patents

Abstract

1. Jednostka napedowa dla przenosnika, zwlaszcza dla przenosnika tasmowego, z silni- kiem napedowym, ze sprzeglem hydrodynamicz- nym, zawierajacym wirnik napedzajacy i wirnik napedzany, które wzajemnie ze soba tworza napelniana srodkiem roboczym przestrzen robo- cza, przy czym sprzeglo hydrodynamiczne moze byc co najmniej posrednio sprzegane z walem przenosnika, a przy tym sprzeglu hydrodyna- micznemu jest przyporzadkowany uklad zasila- nia srodkiem roboczym, który to uklad zasilania srodkiem roboczym zawiera zamkniety obwód, znamienna tym, ze zamkniety obwód (1) zawie- ra obwód obejsciowy (11), a w obwodzie obej- sciowym (11) znajduje sie zbiornik (13) srodka roboczego, który to zbiornik (13) srodka robo- czego jest umieszczony powyzej sprzegla (2). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest jednostka napędowa dla przenośnika, zwłaszcza dla przenośnika taśmowego, z silnikiem napędowym, sprzęgłem hydrodynamicznym oraz z obwodem zasilającym środkiem roboczym.

Znane jest stosowanie w przenośnikach, zwłaszcza w przenośnikach taśmowych z elastyczną taśmą, w celu realizacji powolnego, pozbawionego szarpnięć przyspieszania urządzenia, tłumienia uderzeń spowodowanych przez obciążenie i w celu kompensacji obciążenia, jednostek napędowych ze sprzęgłem hydrodynamicznym. W ten sposób mają zostać uzyskane przede wszystkim nie powodujące zużycia przenoszenie siły, odciążona praca silnika i łagodne przyspieszenie najcięższych mas. Te zalety nabierają szczególnego znaczenia w przenośnikach taśmowych z elastyczną taśmą, ze względu na poślizgi występujące przy przenoszeniu sił. Poprzez odpowiedni sposób eksploatacji jednostki napędowej może zostać podwyższona trwałość taśmy.

W szczególności przy zastosowaniu w górnictwie jest przyjęte eksploatowanie tych sprzęgieł przy pomocy wody jako środka roboczego.

W celu uzyskania odprowadzania ciepła podczas ciągłej eksploatacji sprzęgła te i obieg środka roboczego są projektowane w taki sposób, że z roboczego obwodu sprzęgła jest ciągle odprowadzany środek roboczy, a tym samym ciepło powstające przy przenoszeniu mocy.

Ogólnie biorąc znajdują zastosowanie dwa układy:

1) układ otwarty

2) układ zamknięty

Przy zastosowaniu układu otwartego sprzęgła są zasilane z przewodu ze świeżą wodą. Przy zastosowaniu sprzęgła podwójnego, to znaczy sprzęgła z dwoma obwodami, wodny układ sterowania zawiera dwa wodne obwody. W celu uruchomienia obwody te, określane także jako obwody robocze, są napełniane dużym strumieniem wody, podczas gdy przy pracy ciągłej przełącza się je w układzie na zmniejszony strumień objętościowy. Zapewnia to odprowadzanie ciepła powstającego przy przenoszeniu mocy.

Dzięki ciągłemu przepływowi środka roboczego, to znaczy ciągłemu doprowadzaniu i odprowadzaniu świeżej wody do i z przestrzeni roboczej, cały układ jest prosty i przejrzysty i ma bardzo małe rozmiary. Nie jest wymagana osobna chłodnica do odprowadzania gromadzącego się ciepła poślizgu z płynu roboczego. Niekorzystny jest jednak wysoki pobór wody, ponieważ dla przepływu przez sprzęgło stale musi być dostarczana świeża woda. Dostarczanie to może jednak, zależnie od przypadku zastosowania, stwarzać problemy.

Druga znana możliwość polega na tłoczeniu środka roboczego w układzie zamkniętym ze zintegrowanymi urządzeniami chłodzącymi. Sprzęgła są w tym celu zasilane ze zbiornika poprzez przewody doprowadzające w postaci węży giętkich. Zbiornik jest umieszczony od poziomu poniżej sprzęgieł. Płyn roboczy ze sprzęgieł, zwłaszcza z przestrzeni roboczej, może więc dzięki sile ciężkości płynąć do zbiornika. Dla pracy jest jednak konieczna pompa, która będzie tłoczyła środek roboczy znajdujący się w zbiorniku do obwodu roboczego sprzęgła. Na skutek przenoszenia mocy przez środek roboczy ulega on nagrzewaniu. Dlatego na zewnętrznym obwodzie sprzęgła przewidziane są dysze natryskowe, przez które odbywa się stopniowy wypływ środka roboczego. Odprowadzony ogrzany środek roboczy zbiera się w korpusie wychwytującym środek roboczy względnie w korpusie sprzęgła i dostaje się stamtąd, dzięki sile ciężkości, z powrotem do zbiornika.

Tego typu układ zamknięty odznacza się w szczególności oszczędzającym wodę sposobem pracy, wymaga jednak większej liczby części konstrukcyjnych i elementów oraz potrzebuje więcej miejsca, zwłaszcza z powodu konieczności wyposażenia w przewody doprowadzające pomiędzy zbiornikiem i sprzęgłem i z powodu wymaganej dla zapewnienia przepływu powrotnego różnicy wysokości pomiędzy przestrzenią roboczą i zbiornikiem.

Tego rodzaju jednostka napędowa dla przenośnika z silnikiem napędowym i sprzęgłem hydrodynamicznym, zawierającym wirnik napędzający i wirnik napędzany, które wzajemnie ze sobą tworzą napełnianą środkiem roboczym przestrzeń roboczą, której przyporządkowany jest układ zasilania środkiem roboczym, jest znana z publikacji patentowej nr DE 195 12 367 Al. Układ zasilania środkiem roboczym zawiera obwód zamknięty. Oprócz obwodu zamkniętego istnieją dwa dalsze obwody w postaci obwodu napełniającego i obwodu opróżniającego. Poszczególne obwody mogą być każdorazowo za pomocą urządzeń zaworowych dowolnie oddzielnie przyłączane lub odłączane. Wadę tego typu wykonania stanowi zasadniczo skomplikowane i długie orurowanie z uwagi na długie odcinki

PL 192 535 B1 przewodów. Ponadto, dla zrealizowania częściowego napełnienia konieczne jest, aby poszczególne urządzenia zaworowe pracowały z taktowaniem. Tego typu ciągle taktowane zawory mają znacznie mniejszą trwałość, a samo taktowanie prowadzi do niepożądanych wahań napełniania względnie prędkości obrotowej w układzie napędowym. Układ ten odznacza się dużymi kosztami wyposażenia technicznego związanego ze sterowaniem.

Celem wynalazku jest wbudowanie hydrodynamicznego sprzęgła w układ napędowy dla przenośnika, zwłaszcza przenośnika taśmowego, i zrealizowanie jego zasilania środkiem roboczym podczas poszczególnych faz roboczych w taki sposób, że wyeliminowane zostaną wady znanych rozwiązań, a nakłady na układ sterowania będą mogły zostać zminimalizowane. W szczególności, także z powodu zastosowania w napędach wielosilnikowych, powinien mieć mniejszą konstrukcję cały układ zasilania, przy jednocześnie podwyższonej pojemności cieplnej, oraz powinna być podwyższona szybkość przestawiania sprzęgła i poprawiona funkcja ruchu powolnego. Ponadto cała jednostka powinna móc pracować z jak najmniejszą ilością obcej energii.

Jednostka napędowa dla przenośnika, zwłaszcza dla przenośnika taśmowego, z silnikiem napędowym, ze sprzęgłem hydrodynamicznym, zawierającym wirnik napędzający i wirnik napędzany, które wzajemnie ze sobą tworzą napełnianą środkiem roboczym przestrzeń roboczą, przy czym sprzęgło hydrodynamiczne może być co najmniej pośrednio sprzęgane z wałem przenośnika, a przy tym sprzęgłu hydrodynamicznemu jest przyporządkowany układ zasilania środkiem roboczym, który to układ zasilania środkiem roboczym zawiera zamknięty obwód, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zamknięty obwód zawiera obwód obejściowy, a w obwodzie obejściowym znajduje się zbiornik środka roboczego, który to zbiornik środka roboczego jest umieszczony powyżej sprzęgła.

Korzystnie, obwód obejściowy jest przyłączony do zamkniętego obwodu poprzez zwężkę Venturiego.

Korzystnie, w zamkniętym obwodzie znajduje się urządzenie chłodzące.

Korzystnie, urządzenie chłodzące zawiera wymiennik ciepła.

Korzystnie, urządzeniu chłodzącemu jest przyporządkowane urządzenie nastawcze z wejściem dla odbierania sygnału nastawczego oraz z wyjściem, a ponadto przewidziane jest urządzenie do pomiaru temperatury, przy czym urządzenie do pomiaru temperatury jest sprzężone z wejściem urządzenia nastawczego, zaś wyjście urządzenia nastawczego jest sprzężone z urządzeniem chłodzącym.

Korzystnie, obwód obejściowy jest przyłączony do przyłącza środka roboczego, a pomiędzy przyłączem środka roboczego i obwodem obejściowym jest włączony 2/2-drogowy rozdzielacz.

Korzystnie, zamknięty obwód zawiera miernik ciśnienia, przy czym miernik ciśnienia jest sprzężony z urządzeniem uruchamiającym zaworu regulującego dopływ do sprzęgła w taki sposób, że zawór otwiera dopływ przy spadku ciśnienia poniżej żądanej wartości ciśnienia.

Według wynalazku, w opisanej na wstępie jednostce napędowej układ zasilania środkiem roboczym zawiera obwód zamknięty. Obwód ten zawiera obwód obejściowy typu bypass. Wtym obwodzie obejściowym znajduje się zbiornik środka roboczego, który znajduje się powyżej sprzęgła, a więc jest ukształtowany jako zbiornik tłoczny. Nie jest więc potrzebna specjalna pompa do napełniania sprzęgła. W obwodzie obejściowym są ponadto przewidziane zawory. Pod pojęciem „obejściowy” rozumie się przy tym takie rozmieszczenie układu przewodowego, które umożliwia obejście, tu obejście sprzęgła hydrodynamicznego, przy co najmniej częściowym wykorzystaniu układu przewodów obwodu zamkniętego. Zapewnia to korzystne uproszczone prowadzenie przewodów i oprzewodowanie. Mogą być zatem realizowane w prosty sposób poszczególne funkcje napełniania i opróżniania względnie obieg środka roboczego. Nie jest potrzebne kosztowne taktowanie zaworów, dzięki czemu oprócz zmniejszenia kosztów na wyposażenie techniczne związane ze sterowaniem uzyskuje się także większą trwałość tych zespołów.

Dzięki takiemu ukształtowaniu układu z obwodem obejściowym sprzęgło daje się szybko napełniać przy rozruchu silnika napędowego.

Zrozumiałym jest, że musi być przewidziane urządzenie chłodzące do odprowadzenia ciepła powstającego w sprzęgle. Korzystnie, do wymienionego obwodu została włączona chłodnica. Dzięki takiemu ukształtowaniu całej jednostki napędowej nie jest potrzebny wentylator.

Dla zapewnienia opróżniania sprzęgła podczas fazy pracy silnika napędowego z dużym obciążeniem w obwodzie znajduje się pompa, która jest umieszczona za sprzęgłem.

Sprzęgło może być przykładowo tak ukształtowane jak w opisano w niemieckim opisie patentowym nr DE 42 24 728A1.

PL 192 535B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie układ zasilania sprzęgła hydrodynamicznego środkiem roboczym, fig. 2 - możliwe ukształtowanie konstrukcyjne sprzęgła, w przekroju osiowym, a fig. 3 - sprzęgło w widoku w kierunku osiowym.

Figura 1 przedstawia schematycznie ukształtowany według wynalazku układ zasilania środkiem roboczym sprzęgła hydraulicznego, zawierający dwa obwody, zwłaszcza do stosowania w przenośnikach w górnictwie. Jako płyn roboczy jest przy tym stosowana woda.

Na fig. 1 uwidoczniony jest obwód 1. Zawiera on hydrodynamiczne sprzęgło 2, zawierające wirnik napędzający i wirnik napędzany, które tworzą wspólnie ze sobą przestrzeń roboczą. Przestrzeń robocza może być napełniana środkiem roboczym. Sprzęgło 2jest zamontowane pomiędzy silnikiem napędowym i maszyną napędzaną, na przykład w przenośniku dla górnictwa.

Obwód 1 obejmuje ponadto pompę 3 do opróżniania sprzęgła 2. Za nią znajduje się miernik temperatury 4. Dalej przewidziane jest urządzenie chłodzące 5 w postaci chłodnicy. W przewodzie obejściowym znajduje się zawór zwrotny 6. Dalej umieszczone są miernik ciśnienia 7, dalszy zawór zwrotny 8, zaślepka 9oraz zwężka Venturiego 10.

Do obwodu 1jest przyłączony obwód obejściowy 11 typu bypass. Zawiera on 2/2-drogowy rozdzielacz 12, zbiornik 13 z maksymalnympoziomem 13.1, minimalnym poziomem 13.2 i przelewem 13.3. Zbiornikowi jest przyporządkowany przełącznik poziomów 14. Dalej znajduje się następny 2/2 drogowy rozdzielacz 14.

Zbiornik 13 znajduje się ponad sprzęgłem 2. Dzięki temu do napełniania przestrzeni roboczej sprzęgła 2nie jest potrzebna pompa.

Obwód obejściowy 11 jest przyłączony do obwodu 1 poprzez zwężkę Venturiego 10.

Obwód 1z obwodem obejściowym 11 stanowią wprawdzie układ zamknięty, jednak muszą one kiedyś zostać napełnione środkiem roboczym, na przykład wodą. Do tego celu jest przewidziane przyłącze 15. Pomiędzy przyłączem 15 i obwodem obejściowym 11 włączony jest 2/2-drogowy rozdzielacz 16, który może być obchodzony poprzez obwód obejściowy z kurkiem kulkowym 17, a ponadto zaślepka 18.

Figura 2 ukazuje możliwość konstrukcyjnej realizacji hydrodynamicznego sprzęgła 2.

Jest ono wykonane przykładowo jako sprzęgło podwójne, mające dwa toroidalne obiegi robocze 20 i 21, które każdorazowo są utworzone z koła pierwotnego 22 względnie 23 i koła wtórnego 24 względnie 25. Oba koła pierwotne są przy tym napędzane przez wał napędowy 26. Oba koła wtórne są natomiast połączone nieruchomo przy skręcaniu z wałem napędzanym 27. Oba koła pierwotne 22 względnie 23 są połączone ze sobą nieruchomo przy skręcaniu za pomocą odcinka cylindrycznego 28. Odcinek cylindryczny 28 rozciąga się przy tym poza przestrzenią roboczą. Ma on pokrycie 30, które działa jako tarcza rozpryskowa i które rozciąga się symetrycznie w kierunku osiowym względem obu przestrzeni roboczych 20 i21. Odcinek cylindryczny 28 jest ponadto przedłużony poza przestrzeń roboczą tak, że tworzy on przestrzeń czerpania 29. Sama przestrzeń czerpania 29 obraca się z odcinkiem cylindrycznym 28. Przewidziane są ponadto otwory z możliwością regulacji wielkości przepływu lub zawory dozujące, przez które ciecz robocza dociera do przestrzeni czerpania 29. Ponadto jest przewidziana, tu nie przedstawiona, rura czerpiąca, za pomocą której uchodzący środek roboczy jest tłoczony do układu powrotnego.

Ponadto istnieją, przedstawione szczegółowo na fig. 3, komory wstępne 32 i 33. Mają one każdorazowo, odpowiednio, otwór wlotowy 34 względnie 35. Komory wstępne są wyposażone w krawędź odrywającą 36 względnie 37, przy czym obie krawędzie odrywające 36 względnie 37 są każdorazowo ukształtowane i umieszczone w ten sposób, że porywana przez tarczę rozpryskową w postaci pokrycia 30 przeciekająca ciecz na swojej drodze do góry jest odrywana i odprowadzana do odpowiedniej komory wstępnej 32 względnie 33. Dzięki podwójnemu rozmieszczeniu obu komór wstępnych 32 i 33 oraz opisanemu ukształtowaniu i umieszczeniu krawędzi odrywających 36 i 37 jest możliwa praca w obu kierunkach obrotów. W każdym przypadku jest jednak odrywana przeciekająca ciecz z tarczy rozpryskowej. Ponadto jest każdorazowo przewidziany przewód 38 i 39, które to przewody łączą odpowiednie komory wstępne 32i 33 z przestrzenią czerpania 29.

Sprzęgło 2, posiada obudowę 40, która zawiera zasadniczo koncentryczną z osią K sprzęgła obwodową ściankę 41 oraz dwie, zasadniczo mające kształt tarczowy ścianki czołowe 42 i 43. Obie komory wstępne 32 i 33 mogą na przykład być utworzone z wykorzystaniem ścianek obwodowych 41 i 40. Są do pomyślenia jednak także inne możliwości. Komory wstępne są korzystnie umieszczone na wysokości osiowej płaszczyzny środkowej i rozciągają się w kierunku obwodowym na określonej długości od tej płaszczyzny środkowej. Ciecz robocza, która może zbierać się w obudowie w naPL 192 535 B1 stępstwie przecieków lub przy zatrzymaniu sprzęgła, może być przy uruchamianiu tłoczona za pomocą tarczy rozpryskowej 30 do komór wstępnych. Występujące tu straty powodowane przez przyspieszenie i tarcie tarczy są minimalne. Ciecz robocza wypływa potem z komór wstępnych bezciśnieniowo do obracającej się razem przestrzeni czerpania 29.

Claims (7)

1. Jednostka napędowa dla przenośnika, zwłaszcza dla przenośnika taśmowego, z silnikiem napędowym, ze sprzęgłem hydrodynamicznym, zawierającym wirnik napędzający i wirnik napędzany, które wzajemnie ze sobą tworzą napełnianą środkiem roboczym przestrzeń roboczą, przy czym sprzęgło hydrodynamiczne może być co najmniej pośrednio sprzęgane z wałem przenośnika, a przy tym sprzęgłu hydrodynamicznemu jest przyporządkowany układ zasilania środkiem roboczym, który to układ zasilania środkiem roboczym zawiera zamknięty obwód, znamienna tym, że zamknięty obwód (1) zawiera obwód obejściowy (11), a w obwodzie obejściowym (11) znajduje się zbiornik (13) środka roboczego, który to zbiornik (13) środka roboczego jest umieszczony powyżej sprzęgła (2).

2. Jednostka napędowa według zastrz. 1, znamienna tym, że obwód obejściowy (11) jest przyłączony do obwodu (1) poprzez zwężkę Venturiego.

3. Jednostka napędowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że w obwodzie (1) znajduje się urządzenie chłodzące (5).

4. Jednostka napędowa według zastrz. 3, znamienna tym, że urządzenie chłodzące (5) zawiera wymiennik ciepła.

5. Jednostka napędowa według zastrz. 3, znamienna tym, że urządzeniu chłodzącemu (5) jest przyporządkowane urządzenie nastawcze z wejściem dla odbierania sygnału nastawczego oraz z wyjściem, a ponadto przewidziane jest urządzenie do pomiaru temperatury, przy czym urządzenie do pomiaru temperatury jest sprzężone z wejściem urządzenia nastawczego, zaś wyjście urządzenia nastawczego jest sprzężone z urządzeniem chłodzącym (5).

6. Jednostka napędowa według zastrz. 1, znamienna tym, że obwód obejściowy (11) jest przyłączony do przyłącza (15) środka roboczego, a pomiędzy przyłączem (15) środka roboczego i obwodem obejściowym (11) jest włączony 2/2-drogowy rozdzielacz (16).

7. Jednostka napędowa według zastrz. 1, znamienna tym, że obwód (1) zawiera miernik ciśnienia (7), przy czym miernik ciśnienia (7) jest sprzężony z urządzeniem uruchamiającym zaworu (14) regulującego dopływ do sprzęgła (2) w taki sposób, że zawór (14) otwiera dopływ przy spadku ciśnienia poniżej żądanej wartości ciśnienia.