專利名稱：一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式偶合器，屬煤礦運輸設(shè)備零部件的設(shè)
計與制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在煤礦井下常使用刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)進(jìn)行煤炭運輸，統(tǒng)稱輸送機(jī)，大功率刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)存在起動難、運行負(fù)載不均衡、缺乏有效的過載保護(hù)，為解決起動難問題，常用的起動裝置有摩擦限矩器，限矩液力偶合器、變頻調(diào)速及可控行星差速減速器等；變頻調(diào)速因價格高很少使用，常選用在電機(jī)與減速器之間加裝限矩型液力偶合器，但限矩型液力偶合器不能實現(xiàn)輸送電機(jī)的空載起動，偶合器的工作腔溫度較難控制，多因溫度過高導(dǎo)致噴液故障、停機(jī)和人身危害；可控行星差速減速器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對運行條件要求苛刻、對污染敏感，維護(hù)工作量大。 大功率輸送機(jī)的起動、負(fù)載運行、過載保護(hù)是一個復(fù)雜的技術(shù)難題，需要進(jìn)一步研究和探討。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的 本發(fā)明的目的就是針對背景技術(shù)的不足，設(shè)計一種新的閥控充液式偶合器，采用在偶合器殼體內(nèi)設(shè)置由渦輪和泵輪組成的雙工作腔，并設(shè)置充、排液操縱閥，由控制器控制偶合器的充液量，使大功率輸送機(jī)實現(xiàn)電機(jī)空載啟動和軟起動，以解決大功率輸送機(jī)的起動難、負(fù)載不均衡及過載保護(hù)的難題。
技術(shù)方案 本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)由左箱體、右箱體、左右法蘭盤、充液閥、排液閥、開關(guān)閥、出液勺管、電機(jī)輸入軸套、過渡連接套、減速器連接套、渦輪、泵輪、溫度傳感器、充液量傳感器及控制器組成； 左箱體1通過螺栓37固定聯(lián)接右箱體2 ;在左箱體1上部設(shè)有排液口 16，并與排液閥4、開關(guān)閥30的入口相聯(lián)接，開關(guān)閥30的出口與冷卻器47的出口聯(lián)接；中部設(shè)有連接塊28 ;在右箱體2中間上部設(shè)有進(jìn)液口 15，并與充液閥3的出口、冷卻器47的入口相聯(lián)；
在左箱體1、右箱體2內(nèi)部，左中間內(nèi)部為電機(jī)輸入軸套10，并通過螺栓38與過渡連接套13固定聯(lián)接，中間位置設(shè)有擋塊21、聯(lián)接螺柱14 ;過渡連接套1 3右部通過墊塊20、螺栓39與右箱體2內(nèi)的左輔殼25、泵輪33、中間架23、泵輪34聯(lián)接，并由螺栓40、41固定，在中間架23內(nèi)，在減速器連接套18上裝有渦輪3 1、32，在泵輪33與渦輪31之間為工作腔35，在渦輪32與泵輪34之間為工作腔36，工作腔35通過噴嘴53與左輔腔54聯(lián)接，左輔腔54中的液體經(jīng)勺管43泵出，經(jīng)溫度傳感器45進(jìn)入排液閥4 ;液體從充液口 15經(jīng)液管44進(jìn)入工作腔36，工作腔36中的液體經(jīng)過孔進(jìn)入工作腔35 ;工作腔35通過阻尼孔11與充液量傳感器12聯(lián)接；減速器軸套18、聯(lián)接螺柱19與輸送機(jī)的減速器聯(lián)接；電機(jī)輸入軸
3套10通過聯(lián)接螺柱14與輸送機(jī)的動力傳輸電機(jī)聯(lián)接。所述的偶合器渦輪31、32、泵輪33、34，為交叉對稱組合成雙工作腔，渦輪31與泵輪33組合成工作腔35，渦輪32與泵輪34組合成工作腔36 ;溫度傳感器45和充液量傳感器12的測量信號傳輸給控制器29，進(jìn)而控制充液閥3、排液閥4、開關(guān)閥30的動作。
所述的偶合器渦輪31、32、泵輪33、34均用銅合金材料鑄造成型，為整體結(jié)構(gòu)。
所述的偶合器的工作腔35、36的工作液溫度采用溫度傳感器45、充液閥3、排液閥4、開關(guān)閥30、控制器29進(jìn)行溫度監(jiān)測控制。所述的開關(guān)閥30、充液閥3、排液閥4、冷卻器47、進(jìn)液口 15、液管44、工作腔35、36、左輔腔54、勺管43、出液口 16組成閉式循環(huán)回路，運行耗水量穩(wěn)定。
有益效果 本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，它是根據(jù)大功率輸送機(jī)起動難、運行負(fù)載不均衡、缺乏有效過載保護(hù)的實際情況，采用左右箱體、渦輪+泵輪、輸入、輸出相結(jié)合的設(shè)計，在箱體內(nèi)部設(shè)置由泵輪和渦輪組成的轉(zhuǎn)子，形成雙工作腔結(jié)構(gòu)，傳遞功率可達(dá)2000kw，并由充液量傳感器傳遞充液量信息，溫度傳感器傳遞溫度信息，通過對充排液閥的控制，實現(xiàn)電機(jī)空載啟動、控制輸送機(jī)的起動速度，并進(jìn)行過載保護(hù)，可使大功率輸送機(jī)完全實現(xiàn)空載起動、有效控制輸送機(jī)的起動速度，此偶合器設(shè)計先進(jìn)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，安全穩(wěn)定可靠，安裝使用方便，功率大、體積小、可使用水、油兩種液體充液，是十分理想的大功率輸送機(jī)的驅(qū)動裝置。


圖1為整體結(jié)構(gòu)圖
圖2為整體結(jié)構(gòu)主視圖
圖3為整體結(jié)構(gòu)俯視圖
圖4為整體結(jié)構(gòu)左視圖
圖5為整體結(jié)構(gòu)右視圖
圖6為圖3的A-A剖面圖
圖7為工作狀態(tài)圖
圖中所示，附圖標(biāo)記清單如下 1 、左箱體，2、右箱體，3、充液閥，4、排液閥，5、左法蘭盤，6、右法蘭盤，7、前上蓋，8、后上蓋，9、電機(jī)軸孔，10、電機(jī)輸入軸套，11、阻尼孔，12、充液量傳感器，13、過渡連接套，14、聯(lián)接螺柱，15、進(jìn)液口 ， 16、出液口 ， 18、減速器連接套，19、聯(lián)接螺柱，20、墊塊，21、擋塊，22、擋塊，23、中間架，25、左輔殼，26、下端蓋，28、連接塊，29、控制器，30、開關(guān)閥，31、渦輪，32、渦輪，33、泵輪，34、泵輪，35、工作腔，36、工作腔，37、螺栓，38、螺栓，39、螺栓，40、螺栓，41、螺栓，43、勺管，44、液管，45、溫度傳感器，46、回液管，47、冷卻器，53、噴咀；54、左輔腔。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明 圖1、2、3、4、5、6所示，為整體結(jié)構(gòu)圖，各部位置、聯(lián)接關(guān)系要正確，安裝牢固。
左右箱體可用不銹鋼材料制作，要強(qiáng)度好，耐腐蝕。
本結(jié)構(gòu)無軸承支撐，不存在軸承銹蝕問題。
充液、排液各液路要暢通潔凈，不得堵塞。 設(shè)置溫度、充液量傳感器，有效掌握工作腔的溫度、充液量信息，用于控制工作腔 的充液量并進(jìn)行溫度監(jiān)控。 偶合器左部由輸送機(jī)電機(jī)主軸伸入偶合器軸套內(nèi)聯(lián)接，右部通過聯(lián)接套與減速器 聯(lián)接，形成輸入、輸出結(jié)構(gòu)。 偶合器內(nèi)部由渦輪、泵輪相向安裝組成兩個工作腔，形成雙腔轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，力量大、 安全穩(wěn)定。
圖7所示，為工作原理圖，閥控充液式雙腔偶合器工作原理如下
電機(jī)啟動常態(tài)下排液閥4出口通向大氣，電機(jī)通電起動后，帶動左輔殼25旋轉(zhuǎn)， 其中殘留的液體在高速下進(jìn)入勺管43，經(jīng)出液口 16，并經(jīng)排液閥4出口排走，工作腔35、36 排空，電機(jī)空載下達(dá)到滿速。 輸送機(jī)起動開啟充液閥3，關(guān)閉排液閥4、開關(guān)閥30，液體經(jīng)充液閥3進(jìn)入充液口 15，經(jīng)液管44進(jìn)入工作腔36，并經(jīng)過孔進(jìn)入工作腔33，同時，左輔腔54中也有液體，但由于 排液閥4關(guān)閉，勺管43不排液，隨著工作腔35液體的充滿，阻尼孔11中有液體流過，充液 量傳感器12測量到壓力變化時關(guān)閉充液閥3，在此過程中泵輪和渦輪間由液體傳遞力矩， 帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)直到滿速。 輸送機(jī)運行工作腔35、36充滿液后，液體經(jīng)排液口 16進(jìn)入排液閥4再進(jìn)入充液 閥3，又進(jìn)入工作腔36，一直循環(huán)，與此同時，排液口 16處的溫度傳感器45測量液體的工作 溫度，如果溫度超過警戒值，排液閥4打開，排走熱液，同時充液閥3打開，經(jīng)進(jìn)液口 15注入 冷液，直至溫度降到規(guī)定值。 過載保護(hù)當(dāng)溫度傳感器的溫度超過危險值時，控制器29控制排液閥4打開，經(jīng)排 液口 16排空工作腔35、36中的工作液，電機(jī)與負(fù)載脫離。
權(quán)利要求
一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式偶合器，其特征在于主要結(jié)構(gòu)由左箱體、右箱體、左右法蘭盤、充液閥、排液閥、開關(guān)閥、出液勺管、電機(jī)輸入軸套、過渡連接套、減速器連接套、渦輪、泵輪、溫度傳感器、充液量傳感器及控制器組成；左箱體(1)通過螺栓(37)固定聯(lián)接右箱體(2)；在左箱體(1)上部設(shè)有排液口(16)，并與排液閥(4)、開關(guān)閥(30)的入口相聯(lián)接，開關(guān)閥(30)的出口與冷卻器(47)的出口聯(lián)接；中部設(shè)有連接塊(28)；在右箱體(2)中間上部設(shè)有進(jìn)液口(15)，并與充液閥(3)的出口、冷卻器(47)的入口相聯(lián)；在左箱體(1)、右箱體(2)內(nèi)部，左中間內(nèi)部為電機(jī)輸入軸套(10)，并通過螺栓(38)與過渡連接套(13)固定聯(lián)接，中間位置設(shè)有擋塊(21)、聯(lián)接螺柱(14)；過渡連接套(13)右部通過墊塊(20)、螺栓(39)與右箱體(2)內(nèi)的左輔殼(25)、泵輪(33)、中間架(23)、泵輪(34)聯(lián)接，并由螺栓(40、41)固定，在中間架(23)內(nèi)，在減速器連接套(18)上裝有渦輪(31、32)，在泵輪(33)與渦輪(31)之間為工作腔(35)，在渦輪(32)與泵輪(34)之間為工作腔(36)，工作腔(35)通過噴嘴(53)與左輔腔(54)聯(lián)接，左輔腔(54)中的液體經(jīng)勺管(43)泵出，經(jīng)溫度傳感器(45)進(jìn)入排液閥(4)；液體從充液口(15)經(jīng)液管(44)進(jìn)入工作腔(36)，工作腔(36)中的液體經(jīng)過孔進(jìn)入工作腔(35)；工作腔(35)通過阻尼孔(11)與充液量傳感器(12)聯(lián)接；減速器軸套(18)、聯(lián)接螺柱(19)與輸送機(jī)的減速器聯(lián)接；電機(jī)輸入軸套(10)通過聯(lián)接螺柱(14)與輸送機(jī)的動力傳輸電機(jī)聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式偶合器，其特征在于所述 的偶合器渦輪(31、32)、泵輪(33、34)，為交叉對稱組合成雙工作腔，渦輪(31)與泵輪(33) 組合成工作腔(35)，渦輪(32)與泵輪(34)組合成工作腔(36);溫度傳感器(45)和充液量 傳感器(12)的測量信號傳輸給控制器(29)，進(jìn)而控制充液閥(3)、排液閥(4)、開關(guān)閥(30) 的動作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式偶合器，其特征在于所述 的偶合器渦輪(31、32)、泵輪(33、34)均用銅合金材料鑄造成型，為整體結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式偶合器，其特征在于所述 的偶合器的工作腔(35、36)的工作液溫度采用溫度傳感器(45)、充液閥(3)、排液閥(4)、開 關(guān)閥(30)、控制器(29)進(jìn)行溫度監(jiān)測控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式偶合器，其特征在于所述 的開關(guān)閥(30)、充液閥(3)、排液閥(4)、冷卻器(47)、進(jìn)液口 (15)、液管(44)、工作腔(35、 36)、左輔腔(54)、勺管(43)、出液口 (16)組成閉式循環(huán)回路，運行耗水量穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率輸送機(jī)的閥控充液式耦合器，主要結(jié)構(gòu)由左右箱體、左右法蘭盤、充液閥、排液閥、開關(guān)閥、電機(jī)輸入軸套、減速器連接套、渦輪、泵輪、溫度傳感器、充液流量傳感器、控制器組成，采用左右箱體、渦輪+泵輪、輸入輸出相結(jié)合的設(shè)計，在箱體內(nèi)設(shè)置由泵輪和渦輪組成的轉(zhuǎn)子，形成雙工作腔結(jié)構(gòu)，并經(jīng)充、排液閥控制充液量，充液量傳感器、溫度傳感器傳遞信息，有效的增大了傳動功率，并進(jìn)行過載保護(hù)，可使大功率輸送機(jī)完全實現(xiàn)空載起動、輸送機(jī)的慢速起動，此耦合器設(shè)計先進(jìn)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，安全穩(wěn)定可靠，安裝使用方便，功率大、體積小、可使用水、油兩種液體充液，是十分理想的大功率輸送機(jī)的驅(qū)動裝置。
文檔編號F16H41/24GK101737474SQ20091026395
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者丁永成, 劉偉, 夏長春, 孟建新, 宋德軍, 張庚云, 李變榮, 王騰, 白桂文, 石嵐, 金江 申請人:煤炭科學(xué)研究總院太原研究院;煤炭科學(xué)研究總院山西煤機(jī)裝備有限公司