一種大功率輸送機的閥控充液式耦合器的製作方法

2023-05-16 01:29:16

專利名稱：一種大功率輸送機的閥控充液式耦合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種大功率輸送機的閥控充液式偶合器，屬煤礦運輸設備零部件的設
計與製造的技術領域。
背景技術：
在煤礦井下常使用刮板輸送機和帶式輸送機進行煤炭運輸，統稱輸送機，大功率刮板輸送機和帶式輸送機存在起動難、運行負載不均衡、缺乏有效的過載保護，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、變頻調速及可控行星差速減速器等；變頻調速因價格高很少使用，常選用在電機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輸送電機的空載起動，偶合器的工作腔溫度較難控制，多因溫度過高導致噴液故障、停機和人身危害；可控行星差速減速器因結構複雜，對運行條件要求苛刻、對汙染敏感，維護工作量大。 大功率輸送機的起動、負載運行、過載保護是一個複雜的技術難題，需要進一步研究和探討。

發明內容
發明目的 本發明的目的就是針對背景技術的不足，設計一種新的閥控充液式偶合器，採用在偶合器殼體內設置由渦輪和泵輪組成的雙工作腔，並設置充、排液操縱閥，由控制器控制偶合器的充液量，使大功率輸送機實現電機空載啟動和軟起動，以解決大功率輸送機的起動難、負載不均衡及過載保護的難題。
技術方案 本發明主要結構由左箱體、右箱體、左右法蘭盤、充液閥、排液閥、開關閥、出液勺管、電機輸入軸套、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固定聯接右箱體2 ;在左箱體1上部設有排液口 16，並與排液閥4、開關閥30的入口相聯接，開關閥30的出口與冷卻器47的出口聯接；中部設有連接塊28 ;在右箱體2中間上部設有進液口 15，並與充液閥3的出口、冷卻器47的入口相聯；
在左箱體1、右箱體2內部，左中間內部為電機輸入軸套10，並通過螺栓38與過渡連接套13固定聯接，中間位置設有擋塊21、聯接螺柱14 ;過渡連接套1 3右部通過墊塊20、螺栓39與右箱體2內的左輔殼25、泵輪33、中間架23、泵輪34聯接，並由螺栓40、41固定，在中間架23內，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聯接，左輔腔54中的液體經勺管43泵出，經溫度傳感器45進入排液閥4 ;液體從充液口 15經液管44進入工作腔36，工作腔36中的液體經過孔進入工作腔35 ;工作腔35通過阻尼孔11與充液量傳感器12聯接；減速器軸套18、聯接螺柱19與輸送機的減速器聯接；電機輸入軸
3套10通過聯接螺柱14與輸送機的動力傳輸電機聯接。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，進而控制充液閥3、排液閥4、開關閥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，為整體結構。
所述的偶合器的工作腔35、36的工作液溫度採用溫度傳感器45、充液閥3、排液閥4、開關閥30、控制器29進行溫度監測控制。所述的開關閥30、充液閥3、排液閥4、冷卻器47、進液口 15、液管44、工作腔35、36、左輔腔54、勺管43、出液口 16組成閉式循環迴路，運行耗水量穩定。
有益效果 本發明與背景技術相比具有明顯的先進性，它是根據大功率輸送機起動難、運行負載不均衡、缺乏有效過載保護的實際情況，採用左右箱體、渦輪+泵輪、輸入、輸出相結合的設計，在箱體內部設置由泵輪和渦輪組成的轉子，形成雙工作腔結構，傳遞功率可達2000kw，並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，實現電機空載啟動、控制輸送機的起動速度，並進行過載保護，可使大功率輸送機完全實現空載起動、有效控制輸送機的起動速度，此偶合器設計先進合理，結構緊湊，安全穩定可靠，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的驅動裝置。


圖1為整體結構圖
圖2為整體結構主視圖
圖3為整體結構俯視圖
圖4為整體結構左視圖
圖5為整體結構右視圖
圖6為圖3的A-A剖面圖
圖7為工作狀態圖
圖中所示，附圖標記清單如下 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、後上蓋，9、電機軸孔，10、電機輸入軸套，11、阻尼孔，12、充液量傳感器，13、過渡連接套，14、聯接螺柱，15、進液口 ， 16、出液口 ， 18、減速器連接套，19、聯接螺柱，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合附圖對本發明做進一步說明 圖1、2、3、4、5、6所示，為整體結構圖，各部位置、聯接關係要正確，安裝牢固。
左右箱體可用不鏽鋼材料製作，要強度好，耐腐蝕。
本結構無軸承支撐，不存在軸承鏽蝕問題。
充液、排液各液路要暢通潔淨，不得堵塞。 設置溫度、充液量傳感器，有效掌握工作腔的溫度、充液量信息，用於控制工作腔 的充液量並進行溫度監控。 偶合器左部由輸送機電機主軸伸入偶合器軸套內聯接，右部通過聯接套與減速器 聯接，形成輸入、輸出結構。 偶合器內部由渦輪、泵輪相向安裝組成兩個工作腔，形成雙腔轉子結構，力量大、 安全穩定。
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
電機啟動常態下排液閥4出口通向大氣，電機通電起動後，帶動左輔殼25旋轉， 其中殘留的液體在高速下進入勺管43，經出液口 16，並經排液閥4出口排走，工作腔35、36 排空，電機空載下達到滿速。 輸送機起動開啟充液閥3，關閉排液閥4、開關閥30，液體經充液閥3進入充液口 15，經液管44進入工作腔36，並經過孔進入工作腔33，同時，左輔腔54中也有液體，但由於 排液閥4關閉，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， 帶動負載旋轉直到滿速。 輸送機運行工作腔35、36充滿液後，液體經排液口 16進入排液閥4再進入充液 閥3，又進入工作腔36，一直循環，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，經進液口 15注入 冷液，直至溫度降到規定值。 過載保護當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，經排 液口 16排空工作腔35、36中的工作液，電機與負載脫離。
權利要求
一種大功率輸送機的閥控充液式偶合器，其特徵在於主要結構由左箱體、右箱體、左右法蘭盤、充液閥、排液閥、開關閥、出液勺管、電機輸入軸套、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)固定聯接右箱體(2)；在左箱體(1)上部設有排液口(16)，並與排液閥(4)、開關閥(30)的入口相聯接，開關閥(30)的出口與冷卻器(47)的出口聯接；中部設有連接塊(28)；在右箱體(2)中間上部設有進液口(15)，並與充液閥(3)的出口、冷卻器(47)的入口相聯；在左箱體(1)、右箱體(2)內部，左中間內部為電機輸入軸套(10)，並通過螺栓(38)與過渡連接套(13)固定聯接，中間位置設有擋塊(21)、聯接螺柱(14)；過渡連接套(13)右部通過墊塊(20)、螺栓(39)與右箱體(2)內的左輔殼(25)、泵輪(33)、中間架(23)、泵輪(34)聯接，並由螺栓(40、41)固定，在中間架(23)內，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)聯接，左輔腔(54)中的液體經勺管(43)泵出，經溫度傳感器(45)進入排液閥(4)；液體從充液口(15)經液管(44)進入工作腔(36)，工作腔(36)中的液體經過孔進入工作腔(35)；工作腔(35)通過阻尼孔(11)與充液量傳感器(12)聯接；減速器軸套(18)、聯接螺柱(19)與輸送機的減速器聯接；電機輸入軸套(10)通過聯接螺柱(14)與輸送機的動力傳輸電機聯接。
2. 根據權利要求1所述的一種大功率輸送機的閥控充液式偶合器，其特徵在於所述 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)，進而控制充液閥(3)、排液閥(4)、開關閥(30) 的動作。
3. 根據權利要求1所述的一種大功率輸送機的閥控充液式偶合器，其特徵在於所述 的偶合器渦輪(31、32)、泵輪(33、34)均用銅合金材料鑄造成型，為整體結構。
4. 根據權利要求1所述的一種大功率輸送機的閥控充液式偶合器，其特徵在於所述 的偶合器的工作腔(35、36)的工作液溫度採用溫度傳感器(45)、充液閥(3)、排液閥(4)、開 關閥(30)、控制器(29)進行溫度監測控制。
5. 根據權利要求1所述的一種大功率輸送機的閥控充液式偶合器，其特徵在於所述 的開關閥(30)、充液閥(3)、排液閥(4)、冷卻器(47)、進液口 (15)、液管(44)、工作腔(35、 36)、左輔腔(54)、勺管(43)、出液口 (16)組成閉式循環迴路，運行耗水量穩定。
全文摘要
本發明涉及一種大功率輸送機的閥控充液式耦合器，主要結構由左右箱體、左右法蘭盤、充液閥、排液閥、開關閥、電機輸入軸套、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，採用左右箱體、渦輪+泵輪、輸入輸出相結合的設計，在箱體內設置由泵輪和渦輪組成的轉子，形成雙工作腔結構，並經充、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，並進行過載保護，可使大功率輸送機完全實現空載起動、輸送機的慢速起動，此耦合器設計先進合理，結構緊湊，安全穩定可靠，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的驅動裝置。
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 優先權日2009年12月29日
發明者丁永成, 劉偉, 夏長春, 孟建新, 宋德軍, 張庚雲, 李變榮, 王騰, 白桂文, 石嵐, 金江 申請人:煤炭科學研究總院太原研究院;煤炭科學研究總院山西煤機裝備有限公司