PL215105B1 - Hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną.

Klasyczne sprzęgło hydrokinetyczne jest zbudowane z dwóch kół łopatkowych pompy i turbiny osadzonych odpowiednio na wałach: wejściowym i wyjściowym, zamkniętych we wspólnej obudowie, wypełnionej cieczą roboczą. Podczas pracy sprzęgła hydrokinetycznego ciecz krąży w kanałach kół łopatkowych, tworzących przestrzeń roboczą sprzęgła, przekazując moc z wału wejściowego na wał wyjściowy.

Moment obrotowy przenoszony przez sprzęgło hydrokinetyczne zależy od stosunku prędkości kątowych wałów. Jednak dla wielu zastosowań sprzęgieł hydrokinetycznych korzystne jest uniezależnienie momentu obrotowego, przenoszonego przez sprzęgło od tego stosunku. Jednym ze stosowanych w tym celu sposobów jest zmiana stopnia napełnienia sprzęgła cieczą roboczą podczas jego pracy. Sposób ten jest wykorzystywany między innymi w maszynach o dużych momentach bezwładności napędzanych elektrycznymi silnikami asynchronicznymi do ograniczenia obciążeń dynamicznych układu napędowego i zmniejszenia natężenia prądu w silniku elektrycznym przez wydłużenie się czasu rozruchu maszyny. Stosuje się wtedy sprzęgła hydrokinetyczne z dodatkowymi komorami zawierającymi dysze wylotowe, związanymi z wirnikiem pompy. Gdy silnik elektryczny nie pracuje ciecz robocza wypełnia dodatkowe komory, wpływając do nich pod wpływem siły grawitacji przez otwory umieszczone blisko osi obrotu sprzęgła, tak że tylko część cieczy znajduje się w przestrzeni roboczej sprzęgła hydrokinetycznego. Po uruchomieniu silnika elektrycznego, którego wał połączony jest z kołem łopatkowym pompy, silnik osiąga szybko prędkość nominalną. Sprzęgło hydrokinetyczne zaczyna przenosić wtedy moment obrotowy dużo mniejszy od momentu nominalnego, gdyż tylko część cieczy roboczej znajduje się w przestrzeni roboczej sprzęgła i bierze udział w przekazywaniu momentu obrotowego. Wraz z upływem czasu coraz więcej cieczy roboczej, znajdującej się w komorach dodatkowych, wirujących wraz z kołem łopatkowym pompy, wydostaje się z tych komór do przestrzeni roboczej sprzęgła przez dysze wylotowe, na skutek działania siły odśrodkowej. Wzrost ilości cieczy roboczej w przestrzeni roboczej sprzęgła hydrokinetycznego powoduje wzrost momentu obrotowego przenoszonego przez to sprzęgło. Po pewnym czasie sprzęgło jest napełnione w całości i dalszy rozruch odbywa się jak dla typowego sprzęgła hydrokinetycznego.

Znane są rozwiania konstrukcyjne hydrokinetycznych sprzęgieł rozruchowych o wymiennych dyszach wylotowych, co pozwala na ustalenie czasu całkowitego napełnienia sprzęgła przez dobór średnicy dysz.

Wadą stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych hydrokinetycznych sprzęgieł rozruchowych jest brak możliwości wpływania z zewnątrz w prosty sposób na przebieg rozruchu.

Hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną zawierające zamocowaną na wale silnika elektrycznego dwuczęściową obudowę, w której wnętrzu zamocowane jest koło łopatkowe pompy oraz umieszczone jest koło łopatkowe turbiny osadzone na wale poprzez łożyska uszczelnione pierścieniami uszczelniającymi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do części obudowy zamocowany jest zbiornik, składający się z dwóch wykonanych z metalu wydrążonych walców, umieszczonych na wykonanym z materiału będącego izolatorem elektrycznym wałku, umieszczonym w otworze części obudowy, przy czym w wydrążony zewnętrzny walec wsunięty jest wydrążony wewnętrzny walec i walce te są rozdzielone szczeliną pierścieniową, przez którą ciecz elektroreologiczna, wypełniająca sprzęgło hydrokinetyczne, wypływa ze zbiornika, natomiast wydrążone walce przez styki są połączone przewodami z pierścieniami ślizgowymi umieszczonymi na tulei izolacyjnej osadzonej na części obudowy zamocowanej na wale, a następnie przez szczotki i przewody elektryczne z biegunami zasilacza elektrycznego o regulowanym wysokim napięciu.

Korzystnym jest jeśli hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną według wynalazku ma wewnętrzny wydrążony walec zaopatrzony w otwór ułatwiający wypływ przez szczelinę cieczy elektroreologicznej ze zbiornika, utworzonego przez wydrążone walce.

Zaletą hydrokinetycznego sprzęgła rozruchowego z cieczą elektroreologiczną według wynalazku jest to, że komora dodatkowa w kształcie zbiornika umieszczona jest w osi sprzęgła, a ciecz robocza podczas rozruchu wypływa ze zbiornika do przestrzeni roboczej sprzęgła hydrokinetycznego przez zawór utworzony przez elektrody podłączone do zacisków zasilacza wysokiego napięcia. Zmiana napięcia prądu elektrycznego pozwala na regulację ilości cieczy roboczej opuszczającej zbiornik w czasie rozruchu. Na skutek działania napięcia elektrycznego następuje w szczelinie pierścieniowej między elektrodami tworzenie się łańcuchów spolaryzowanych cząstek wchodzących w skład cieczy

PL 215 105 B1 elektroreologicznej, utrudniających lub uniemożliwiających przepływ cieczy przez szczelinę zaworu.

Wzrost napięcia elektrycznego powoduje wzrost oporów przepływu cieczy elektroreologicznej w szczelinie zaworu.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat budowy hydrokinetycznego sprzęgła rozruchowego z cieczą elektroreologiczną według wynalazku.

Hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną według wynalazku zawiera dwuczęściową obudowę 1 i 7, zamocowaną na wale silnika elektrycznego 2, w której wnętrzu zamocowane jest koło łopatkowe pompy 3, oraz w której jest ułożyskowany, poprzez łożyska 8, 9 i uszczelniony, poprzez pierścienie uszczelniające 10, 11, wał 12 z osadzonym na nim kołem łopatkowym turbiny 13. Do części obudowy 1 zamocowany jest zbiornik, składający się z dwóch wykonanych z metalu wydrążonych walców 4 i 5, umieszczonych na wykonanym z materiału będącego izolatorem elektrycznym wałku 6, umieszczonym w otworze części obudowy 1. W wydrążony walec 4 wsunięty jest wydrążony walec 5 i walce te są rozdzielone szczeliną pierścieniową 14, przez którą ciecz elektroreologiczna, wypełniająca sprzęgło hydrokinetyczne, wypływa ze zbiornika, natomiast wydrążone walce 4 i 5 przez styki 15 są połączone przewodami 16 z pierścieniami ślizgowymi 17 umieszczonymi na tulei izolacyjnej 18 osadzonej na części obudowy 1 zamocowanej na wale 2, a następnie przez szczotki 19 i przewody elektryczne 20 z biegunami zasilacza elektrycznego o regulowanym wysokim napięciu 21. Wewnętrzny wydrążony walec 5 zaopatrzony jest w otwór 22 ułatwiający wypływ przez szczelinę 14 cieczy elektroreologicznej ze zbiornika, utworzonego przez wydrążone walce 4 i 5.

Claims (2)

1. Hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną zawierające zamocowaną na wale silnika elektrycznego dwuczęściową obudowę, w której wnętrzu zamocowane jest koło łopatkowe pompy oraz umieszczone jest koło łopatkowe turbiny osadzone na wale poprzez łożyska uszczelnione pierścieniami uszczelniającymi, znamienne tym, że do części obudowy (1) zamocowany jest zbiornik, składający się z dwóch wykonanych z metalu wydrążonych walców (4 i 5), umieszczonych na wykonanym z materiału będącego izolatorem elektrycznym wałku (6), umieszczonym w otworze części obudowy (1), przy czym w wydrążony walec (4) wsunięty jest wydrążony walec (5) i walce te są rozdzielone szczeliną pierścieniową (14), przez którą ciecz elektroreologiczna, wypełniająca sprzęgło hydrokinetyczne, wypływa ze zbiornika, natomiast wydrążone walce (4 i 5) przez styki (15) są połączone przewodami (16) z pierścieniami ślizgowymi (17) umieszczonymi na tulei izolacyjnej (18) osadzonej na części obudowy (1) zamocowanej na wale (2), a następnie przez szczotki (19) i przewody elektryczne (20) z biegunami zasilacza elektrycznego o regulowanym wysokim napięciu (21).

2. Hydrokinetyczne sprzęgło rozruchowe z cieczą elektroreologiczną według zastrz. 1, znamienne tym, że wewnętrzny wydrążony walec (5) zaopatrzony jest w otwór (22) ułatwiający wypływ przez szczelinę (14) cieczy elektroreologicznej ze zbiornika, utworzonego przez wydrążone walce (4 i 5).