Гидродинамический вихревой тормоз

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик1979748Опубликовано 07.12.82. Бюллетень45Дата опубликования описания 17.12.82 по делам изоеретеиий и открытий,(54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЛ ВИХРЕВОИ ТОРМОЗ Изобретение относится к машиностроению и является тормозным устройством, преимущественно для высокоинерционных, высокоскоростных сепараторов, механизмов, использующих вихревое движение жидкости, и может быть использовано в автомобильном5 транспорте, летательных аппаратах, в пищевой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности и сельского хозяйства.Известен вихревой гидродинамический 1 О тормоз, преимущественно для автомобиля, содержащий корпус, вращающееся лопаточное колесо с множеством прикрепленных к нему лопастей, соединенное с вращающимся затормаживаемым валом, и неподвижное колесо с лопастями. Лопасти вращающегося15 и неподвижного колеса обращены друг к другу. При этом между ними образуется тороидальная рабочая полость для циркуляции рабочей жидкости. Лопатки расположены так, что ввод рабочей жидкости в рабочую 20 полость вызывает передачу тормозного усилия от неподвижного колеса к вращающему. ся лопастному колесу благодаря циркуляции рабочей жидкости. Имеются впускные отверстия для ввода рабочей жидкости в рабочую полость, выпускное отверстие и выпускной канал. Выпускное отверстие проходит через неподвижное лопастное колесо в направлении, параллельном углу наклона лопастей неподвижного колеса. При этом рабочая жидкость выводится по касательной к рабочей полости с использованием динамического давления рабочей полости. В тормозе впускное отверстие образовано по крайней мере одним сверлением во вращающемся лопастном колесе и оканчивающемся тангенциально к рабочей полости 1.Известный гидродинамический тормоз обладает ограниченным моментом торможения, недостаточным для быстрой остановки высокоинерционного, высокоскоростного механизма. Это объясняется необходимостью для автомобильного тормоза иметь ограниченные габариты, массу, недостаточно вязкую тормозную жидкость.Известному тормозному устройству свойственно также небольшое отношение ширины роторного колеса к его максимальному диаметру. Это является предпосылкой для большого времени торможения. Гидродинамичес979748 51015 20 25 3кий тормоз, преимущественно для автомобиля, имеет низкую надежность, так как лопатки ротора и корпуса не обладают прочностью, достаточной для принятия удара тормозной жидкости при ее подаче в рабочую полость. Кроме того, большой объем рабочей полости, на заполнение которой требуется определенное время, ухудшает быстродействие тормоза, так как рабочая поверхность трения тормозной жидкости у лопаток невелика.Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия за счет снижения динамических нагрузок.Поставленная цель достигается тем, что лопатки расположены на внутренней боковой поверхности корпуса и на внешней боковой поверхности ротора по всей ширине вдоль оси тормоза, а поверхность каждой лопатки ротора, обращенная к корпусу, выполнена со скосом по направлению вращения ротора.На фиг. 1 изображен гидродинамический вихревой тормоз, разрез; на фиг, 2 - профиль лопаток корпуса и ротора со скосом лопаток ротора.Гидродинамический вихревой тормоз состоит из цилиндрического корпуса 1 с прямоугольными лопатками 2, направляющими вдоль образующей цилиндра. Корпус 1 закрыт верхним 3 и нижним 4 корпусами подшипников. Верхний корпус подшипника 3 включает в себя верхний подшипник 5, который закреплен на вертикальном валу 6 неподвижно с помощью стопорных колец 7. Корпус тормоза снабжен верхним 9 и ниж ним 9 уплотнениями. Верхнее уплотнение 8 вертикального вала 6 помещено в корпус 10, который закреплен на верхнем корпусе 3 подшипника, Внутрь корпуса 1 тормоза на вертикальном валу 6 помещен цилиндрический ротор 11 с радиальными, прямоугольными ло 35 патками 12. Ротор 11 закреплен неподвижно на валу 6 шпонкой 13, Корпус 1 установлен неподвижно с помощью упругой диафрагмы 14. Прочность тормоза во время работы обеспечивается креплением верхнего 3 и нижне го 4 корпусов подшипников шпильками 15. Наружная обойма нижнего подшипника 16 неподвижно закреплена в корпусе подшипника 4 с помощью двух стопорных колец 17, внутренняя обойма подшипника 16 с одной стороны упирается в буртик вала 6, а с дру 45 гой закреплена на валу 6 стопорным кольцом 18 так, что нижний корпус 4 подшипника неподвижен относительно вала 6.Подача тормозной жидкости в гидродинамический вихревой тормоз происходит че рез подводящий канал 19, выполненный в корпусе подшипника 4, который открыт между соседними лопатками 2 корпуса тормоза 1 по трубопроводу 20. Клапан 21 на трубопроводе 20 открывается при включении насоса 22, подающего тормозную жидкость из резервуара 23.Отход тормозной жидкости из тормозной полости тормоза происходит по трубо 4проводу 24 в резервуар 23. После остановки вала 6 и отвода тормозной жидкости из тормозной полости, насос 22 выключается и клапан 21 будет закрыт. Все управление подачей и отводом тормозной жидкости осуществляется с пульта 25 управления.На фиг. 2 показан профиль лопаток кор. пуса и ротора, при котором обеспечивается эффективное тормож ение. Минимальный зазор между лопаткой обозначен Ьо, мк симальный зазор Ьгп , угол скоса лопаток ротора в направлении вращения по отношению к плоскости, перпендикулярной оси лопаток - с, направление вращения ротс. ра - и. При этом зазор между лопаткам:. переменный и определяется соотношениех 1 ( - ф ( 2, что обеспечивает исключениеЬОпротивотока частиц вблизи неподвиж;ой плоскости, т. е. позволяет осуществить надежное торможение.Гидродинамический вихревой торм., ра. ботает следующим образом.Когда тормоз выключен, ротор 11 вращается на валу 6 в корпусе 1, преодолевая сопротивление воздуха. При торможении сигналом с пульта 25 управления открывается клапан 21 и включается насос 22, подающий тормозную жидкость из резервуара 23. Она проходит по трубопроводу 20 и подводящему каналу 19 в пространство между двумя соседними лопатками 2 корпуса 1. После заполнения тормозной полости гидродинамического вихревого тормоза, тормозная жидкость, циркулирующая между лопатками 2 и 12 корпусаи ротора 11, вызывает тормозящий момент на приводном валу 6. Лопатки 2 и 12 на корпусе и роторе расположены таким образом, что жидкость, циркулирующая в тормозной полости между лопатками 2 корпуса 1 при выходе из рабочей полости, отбрасывается на лопатки 12 ротора 11 и оказывает тормозящее воздействие на ротор 11 и вместе с ним на вал 6. К демфирующему действию тормозной жидкости между лолопатками 2 и 12 корпуса 1 и ротора 11 при вращении ротора 11 добавляется демпфирующее действие жидкости, находящейся в тормозной полости.Достоинством гидродинамического вихревого тормоза является надежное и быстрое торможение, компактность конструкции тормозаи небольшой объем его рабочей полости, что увеличивает быстродействие тормоза. Предложенная форма лопаток корпуса и ротора позволяет демпфировать поперечные колебания вала с ротором.Гидродинамический вихревой тормоз является безопасным для обслуживающего персонала устройством, прост в изготовлении и обслуживании, имеет элементарную схему управления. Формула изобретения Гидродинамический вихревой тормоз,содержащий неподвижный корпус с лопат9797486х боковой поверхности ротора по всей ширине вдоль оси тормоза, а поверхность каждой лопатки ротора, обрашенная к корпусу, выполнена со скосом по направлению врашения ротора.с 5 ками, установленный в нем на подшипника ротор с лопатками, систему впускных и вы пускных каналов для подачи рабочей жид кости в тормозную полость, образованную внешним контуром ротора и внутренним кон туром корпуса, отличающийся тем, что, целью повышения надежности и быстродействия за счет снижения динамических нагрузок, лопатки расположены на внутренней боковой поверхности корпуса и на внешней Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3942613,кл. Р 16 Р 57/02, 1976 (прототип).. Кушс оставительхред И. Ве аж 990 ета Скрытий наб д. 4/5ктная, 4 Редактор О. ПолоЗаказ 9318/21ВНИИПИпо д113035, Мофилиал ППП ка Т Тир Государствен лам изобрете ква, Ж - 35,Патент, г. Уого коми ний и от Раушская жгород, у ареваКорректор О. БилаПодписноеСР