Гидротормоз вихревого типа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) Г 16 Р 57/00 Е ИЗОБРЕТЕН Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п).ХРЕВОГО й рабочей,4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7) Горьковский институт инженеров водного транспорта,801147874 А жидкостью статор в виде обечайки, жестко и герметично связаннь 1 е с ней торцовые крышки, концентрично установленный внутри статора с возможностью взаимодействия .посредством упомянутой рабочей жидкости ротор с периферийными основными и установленными концентрично им дополнительными радиальными лопаткамиотличающийся тем, что, с целью повышения эффективности торможения путем увеличения тормозного момента, на внутренней стороне каждой торцовой крышки статора выполнены концентричные проточные каналы с радиальной перемычкой, причем упомянутые каналы сообщены друг с другом у обеих сторон радиальной перемычки.гидротормоз, содержащий ротор, с установленными на нем концентричнымн основным . и дополнительным рядами радиальных лопаток, и статор.На статоре также установлены концентричные основной и дополнительный ряды радиальных лопаток, образующие с лопатками ротора рабочие полости, При этом ротор с лопатками работает как колесо центробежного насоса, нагнетая жидкость на пери ферню, где она перетекает в межлопаточное пространство статора и движется в нем радиально 3).Недостатком такого гидротормоза является его высокая материалоемкость, что приводит к неэффективности процесса тор можения.Целью изобретения является повышение эффективности торможения путем увеличения тормозного момента.Поставленная цель достигается тем, что в гидротормозе вихревого типа, содержащем заполненный рабочей жидкостью статор в виде обечайки, жестко и герметично соя занныб с ней торцовые крышки, концентрич-, но установленный внутри статора с возможностью взаимодействия с последним посред ством упомянутой рабочей жидкости ротор с периферийными основными и установлен;ными концентрично им дополнительными Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для торможения вращающихся валов.Известен гидровихревой тормоз, содержащий два элемента, расположенные рядом друг с другом с возможностью относительного вращения и образующие кольцо вихревыхкамер, центробежный насос с контуром всасывания и контуром давления, при этом жидкость из выходного зазора вихревых камер проходит через контур давления и далее через контур всасывания 1.Недостатками укаэанного гидротормоза являются большие габариты, сложность и высокая материалоемкость,Известен гидротормоз вихревого типа, выполненный в виде насоса. Он включает рабочее колесо-ротор с установленными на его периферии радиальными лопатками, выполненными в теле ротора по обеим егосторонам, корпус-статор с выполненным в нем проточным каналом, охватывающим лопатки, с всасывающей и нагнетательной полостями, разделенными радиальной перемычкой. Известно, что напор, развиваемыйвихревым насосом, в 3 - 5 выше напора, развиваемого насосом центробежного типа прн той же частоте вращения и внешнем диаметре рабочего колеса 2.Однако известные гидротормоза вихревого типа обладают сравнительно высокой материалоемкостью,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является 10 152025 30 радиальными лопаткам 11; на внутренней стороне каждой торцовой крышки статора выполнены концентричные проточные каналы с радиальной перемычкой, причем упо: мянутые каналы сообщены друг с другом у обеих сторон радиальной перемычки.На фиг.показан гндротормоз, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант выполнения гидро- тормоза.Гидротормоэ вихревого типа включает ротор 1, статор 2,.состоящий из корпусной обечайки 3 и торцовых крышек 4 и 5, Ро. тор 1 установлен внутри статора 2 на валу 6 в подшипниках 7. На периферии ротора 1 на обеих его сторонах выполнены ряды основных радиальных лопаток 8 н 9, которые охватывает основйой проточный канал 10, выполненный в статоре 2 с полостями низкого давления 1 и высокого давления 12, разделенными радиальной перемычкой 3, Концентрично основным лопаткам 8, 9 в теле ротора 1 выполнены дополнительные ряды лопаток 14,5, которые . охвачены дополнительными кольцевыми проточными каналами 6 и 17, выполненными в статоре 2, с радиальными перемычками 8 и 19 н полостями высокого давления 20 и низкого давления 21. При этом полость высокого давления 2 основного канала О с полостями 20 дополнительных каналов 16, 1., а также полость 11 с полостями 2 сообщаются соответственно каналами 22 и 23, выполненными в статоре. Дополнительные проточные каналы 16 и 17 отделены от основного канала 10 цилиндрическими кольцевыми перемычками 24 и 25. Рабочая жидкость поступает в полость гидротормоза по трубе 26 с запорным вентилем 27, а сливается по трубе 28 с вентилем 29. Для выпуска воздуха при заполнении гидротормоза служит воздушный клапан 30. Для плавного регулирования величины тормозного момента, развиваемого гидротормоэом, к каналам 22 подсоединяется трубопровод 3 с регулируемым дросселем 32, привод которого может быть осуществлен принудительно, например гидроцилиндром 33.На фиг. 4 показана схема варианта гидротормоэа, предназначенного для длительного торможения или поддержания постоянной скорости, например, буровых лебедок.В конструкции дополнительно установлен . трубопровод 34 с вентилем 35, который подсоединяется к полостям 21 дополнительных проточных каналов 16, 17, При этом полость 11 основного проточного канала 10 отделена от полостей 21 дополнительных каналов,6 и 7 цилиндрическими перемычками 24 и 25, т. е. каналы 23 здесь отсутствуют, Кроме того, для охлаждения рабочейжидкости в баке 36 может быть установленХолодильник 37,Гнлротормоз работает слелующим об)азом.Для торможения вращаю.цегося вала гидротормоз заполняется рабочей жилкостью из внешней системы через трубу 26 при открытом вентиле 27. При этом вен.5 тиль 29 закрыт, а ротор 1 вращается как указано на чертежах стрелкой. Жидкость поступает в полость низкого давления 11 основного проточного канала 10 и по сообщающим каналам 23 в полости 21 дополнительных проточных каналов 16 и 17, захватывается лопатками 8, 9 и 14, 15 и перемещается, как показано пунктирными стрелками на фиг. 3, по каналам 10, 16, и 17, а затем по трубопроводу 31 через дроссель 32. Воздух, сталкиваясь в верхней части гидротормоза, улаляется через клапан 30.При полностью открытом дросселе 32 лопаточные системы 8, 9 и 14, 15 работают как два вихревых насоса параллельно на олин трубопровод 31, Тормозной момент, 20 создаваемый гидротормозом, при этом небольшой, для его увеличения необходимо ущемлять проходное сечение дросселя 32 посредством, например, гидроцилиндра 33. Напор, создаваемый лопаточной системой ротора 1, а следовательно, и тормозной мо- . мент, создаваемый гидротормозом, при этом булет возрастать. При некотором положении дросселя 32 подача лопаточной системы 14, 5 будет нулевой, в то время как лопаточная система 8, 9 продолжает подавать жидкость зо в трубопровод 31. Это объясняетсятем, что диаметр основной лопаточной системы 8, 9 больше диаметра дополнительной лопаточнои системы 14 и 15 Поэтому и напор, создаваемый,лопаточной системой 8, 9, больнице напора, создаваемого системой 14, 15. По- З 5 этому при определенном положении дросселя 32 жидкость, подаваемая лопатками 14, 15, не сможет преодолеть сопротивление в трубопроводе 31 и дросселе 32, и подача этой лопаточной системы будет равна нулю, 4 О При дальнейшем ущемлении проходного сечения дросселя 32 сопротивление в трубопроводе 31 с дросселем 32 возрастает, при этом часть жидкости; подаваемой лопаточной системой 8, 9, продолжает поступать в трубопровол 31, а остальная часть - в 45 полости 20 и каналы 16, 17. При полностью закрытом дросселе 32 лопатки 8, 9 захватывают жидкость и перемешают ее из полости 11.в полость 12 по проточному каналу 10.Так как лопаточная система 8, 9 располокена на большем диаметре, чем система 14, 15, то давление Р жидкости в полости 12 Р, больше давления Р в полостях 20 Р,. За счет разницы этих давлений жидкость из полости 12 поступает в полости 20 по сообщающим каналам 22 и далее движется по 55 дополнительным проточным каналам 16, 17 в направлении, обратном направленик вращения лопаточной системы 14 ф - впротнвоток, и далее по каналам 23 вновь посту-пает в полость 11. Т. е.,при полностью закрытом дросселе 32 лопаточные системы 8, 9и 4, 15 работают как два вихревых насосанавстречу друг лругу, обеспечивая максимальный тормозной момент.Утечки через цилиндрические перемыч.ки 24 и 25 благодаря расположению радиальных перемычек 19 и 13, а также 18 и 13лруг над другом будут незначительны, таккак они пропорциональны разнице лавленийР и Р которая определяется потеряминапора жидкости в каналах 22.По окончании процесса торможения жидкость может быть слита по трубопроводу 28при закрытом вентиле 27.Таким образом, выполнение в статореконцентричных проточных кольцевых каналов 10, 16 и 17, охватывающих основные 8, 9и дополнительные 14, 15 ряды лопаток; уста.новка в этих каналах радиальных перемычек 14, 18 и 19 позволяет создать тормознуюсистему из двух насосов вихревого типа, асоединение полостей высокого давления 12и 20 каналами 22 позволяет работать этимвихревым насосом паралельно друг другуили впротивоток, что значятельно повышаеттормозной момент и снижает материалоемкоств гидротэрмоза.Расположение перемычек 3 и 18, а также 13 и 19 соответственно друг нал другомпозволяет уменьшить переточки из основно-.го проточного канала 10 в дополнительные16 и 17 и тем самым повысить эффективностьторможения,Гидротормоз данной конструкции можетбыть использован при кратковременном торможении, когда жилкость, заполняюгцаяего, не успевает вскипеть, например, приторможении становой лебедки земснарядаили транспортного средства.Гидротормоз работает следующим образом.Для торможения открываются вентили 27и 35 и рабочая жидкость по трубопроводам 26 и 34 поступает в полость 11 и полости 21, захватывается лопатками 8, 9 и 4, 15и перемешается по каналам О и 24, 25 вполости 12 и 20 и в трубопровод 31 с дрогселем 32. При этом лопаточные системы 8, 9и 14, 15 работают,как два вихревых насосапараллельно на один трубопровод 3. Приполностью открытом дросселе 32 тормозноймомент, создаваемый гидротормозом, незначительный и определяется только сопротивлением трубопровода 31 с лросселем 32. Помере ущемления проходного сечения дросселя 32 тормозной момент увеличивается,При некотором положении дросселя 32 по-.дача лопаточной системы 14, 15 нулевая,жидкость в трубопровод 31 поступает только от лопаточной системы 8 и 9. При дальнейшем ущемлении проходного сечения дрос.селя 32 часть жидкости, подаваемой лопа 3точной системойи 9, поступает в трубопровод 31 с дросслем 32, а часть в - в полости 20 дополнительных каналов 16, 17 идалее через трубопровод 34 в бак 36. При полностью закрытом дросселе.32 жидкость поступает по трубопроводу 26 в полость 1, захватывается лопатками 8, 9 н перемещается по основному проточному каналу 10 в полость 12, далее через сообщающие каналы 22 поступает в полости 20 дополнительных каналов 16, 17 и движется по ним к по. лостям 2 навстречу вращения ротора впротивоток,. как показано стрелками на чертеже. Из полостей 21 жидкость поступает по трубопроводу 34 в бак 36 с холодильником 37, где она охлаждается и затем вновь поступает в трубопровод 26, Таким образом, лопастные системы 8, 9 и 14, 5 работают как два вихревых насоса навстречу друг 147874 другу. Наличие трубопровода 34 позволяет пропускать жидкость через бак 36 с холо.дильником 37 и охлаждать ее, что дает возможность работать гидротормозу в длительном тормозном режиме без вскипания рабочей жидкости. При этом при работе лебедки в режиме Подъем, когда вал лебед.ки вращается в противоположную сторону, гидротормоз при закрытых дросселе 32 и вентиле 29 автоматически освобождается О,от заполняемой его жидкости и не создаетдополнительного сопротивления.Использование . изобретения, например,в становых лебедках земснарядов по сравнению с базовым объектом - лопастным гидродинамическим тормозом ГДТ 540, позволит повысить материалоемкость на 57%, т. е. позволит повысить эффективность торможения данного тормоза.. Розан Реда ктоЗаказ А.Д 3/31 113 лналд. 4/5 ктная, 4 Составитель ннич Техред И. Верес Тираж 898 ИИПИ Государственного к по делам изобретений н 35, Москва, Ж - 35, Раушс ППП Патеитэ, г, Ужгородмитета открыт кая набул. П вКорректор Ц, МускПодписноеСССР