一種水介質(zhì)偶合器的制造方法
【專利摘要】一種水介質(zhì)偶合器，包括：位于輸入端連接電機(jī)的輸入聯(lián)軸器組件，轉(zhuǎn)殼與泵輪連接，使渦輪置于其中，形成于轉(zhuǎn)殼與泵輪之間的環(huán)狀密閉輔室，中空狀渦輪軸，在偶合器腔體，即在由泵輪和轉(zhuǎn)殼內(nèi)部形成的空間內(nèi)使用水介質(zhì)。其特征在于，所述渦輪軸為中空狀，內(nèi)置有設(shè)置于渦輪軸中空部分的內(nèi)釋壓閥，當(dāng)偶合器因超載發(fā)熱而使水被加熱汽化、壓力升高并超過(guò)預(yù)定值時(shí)，所述內(nèi)釋壓閥能自動(dòng)釋放氣體或蒸汽，阻止氣壓的進(jìn)一步上升。所述水介質(zhì)偶合器及其內(nèi)釋壓方法特別適用于煤礦等企業(yè)對(duì)偶合器防燃、防爆要求較高的刮板輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刨煤機(jī)、破碎機(jī)等。
【專利說(shuō)明】一種水介質(zhì)偶合器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及液力傳動(dòng)及自動(dòng)化領(lǐng)域，特別是，本實(shí)用新型涉及一種水介質(zhì)偶 合器，所述水介質(zhì)偶合器特別適用于煤礦等企業(yè)對(duì)偶合器防燃、防爆要求較高的刮板輸送 機(jī)、皮帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刨煤機(jī)、破碎機(jī)等。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煤礦等礦業(yè)企業(yè)中，需使用大量的刮板輸送機(jī)設(shè)備。刮板輸送機(jī)等設(shè)備的作用 不僅是運(yùn)送煤和物料，而且還用于采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，因此，刮板輸送機(jī)等成為現(xiàn)代化采煤 工藝中不可缺少的主要設(shè)備。由于刮板輸送機(jī)的啟動(dòng)頻繁，啟動(dòng)、工作負(fù)荷變動(dòng)大，堵轉(zhuǎn)現(xiàn) 象嚴(yán)重，且因其所處空間狹窄，環(huán)境惡劣。
[0003] 為了保證電機(jī)等設(shè)備的安全，在刮板機(jī)上廣泛使用了限矩型水介質(zhì)偶合器。所述 限矩型水介質(zhì)偶合器通常安裝在電機(jī)和刮板機(jī)中間，這樣可以柔性地傳遞力矩，由此實(shí)施 過(guò)載保護(hù)，達(dá)到均衡負(fù)荷、緩和沖擊和振動(dòng)的目的。另外，針對(duì)煤礦井下的輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等 設(shè)備，則通常使用限矩型液力偶合器傳動(dòng)裝置。此類設(shè)備在機(jī)械過(guò)載時(shí)易熔塞易熔合金熔 化而噴灑出高溫礦物油液，容易引發(fā)火災(zāi)和瓦斯爆炸的惡性事故，為防止這類惡性事故的 發(fā)生，近年來(lái)這類偶合器正在改為用水或水基難燃液作為工作介質(zhì)。這類偶合器簡(jiǎn)稱水介 質(zhì)偶合器。
[0004] 根據(jù)國(guó)家能源部的規(guī)定，今后將不再允許油介質(zhì)偶合器在煤礦井下使用。據(jù)調(diào) 查，在全國(guó)年產(chǎn)約5萬(wàn)臺(tái)限矩型液力偶合器中，煤炭井下用水介質(zhì)偶合器約占2/3以上。但 是，水介質(zhì)的使用又提出了偶合器的防爆安全可靠性的新問(wèn)題。
[0005] 眾所周知，無(wú)論是油介質(zhì)或是水介質(zhì)的，定充液量的偶合器都裝有易熔合金保護(hù) 塞，其目的在于在負(fù)荷過(guò)載或卡住時(shí)，隨著介質(zhì)的溫升至一定值，可以引起易熔合金的熔 化，從而使工作腔排液，由此起到停止功率傳輸、切斷動(dòng)力的作用，保護(hù)電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。
[0006] 雖然工作腔排液的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了偶合器的過(guò)壓防爆保護(hù)，但是由于易熔合金要通 過(guò)傳導(dǎo)熱引起熔化，反應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)。這對(duì)于水介質(zhì)偶合器來(lái)說(shuō)，易使偶合器發(fā)生過(guò)壓爆炸 事故。這一方面因?yàn)樗娘柡驼羝麎罕容^高，另一方面，壓力又是以波的形式迅速傳到偶合 器的全部?jī)?nèi)壁面上的。因此，當(dāng)負(fù)載急速制動(dòng)，水溫迅速升高時(shí)，這種過(guò)壓保護(hù)功能就可能 喪失，致使偶合器發(fā)生過(guò)壓爆炸事故。為此，水介質(zhì)偶合器都要在易熔塞之外再加裝過(guò)壓保 護(hù)防爆塞，另外，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，易熔塞和防爆塞都必須成對(duì)安裝，以確保杜絕這類過(guò)壓爆 炸事故的發(fā)生。
[0007] 顯然可見，過(guò)壓爆炸事故關(guān)系到人身安全，是液力傳動(dòng)裝置中最為嚴(yán)重的故障之 一，其危害等級(jí)按可靠性標(biāo)準(zhǔn)按照GB7826-87規(guī)定屬于最高的IV級(jí)，因此水介質(zhì)偶合器的 防爆可靠性是一個(gè)必須加以關(guān)注和解決的重要問(wèn)題。
[0008] 另外，由于水介質(zhì)偶合器腔內(nèi)的高壓水蒸氣，使得采用普通油封難以起到密封效 果，這也導(dǎo)致軸承的潤(rùn)滑情況不良。據(jù)調(diào)查，水介質(zhì)偶合器的連續(xù)使用時(shí)間通常不超過(guò)3個(gè) 月，這不僅嚴(yán)重影響煤礦連續(xù)生產(chǎn)，而且還加大產(chǎn)煤成本，成為煤炭行業(yè)的一大負(fù)擔(dān)，這主 要與其軸承的潤(rùn)滑不良有關(guān)。
[0009] 迄今為止，為解決水介質(zhì)偶合器爆炸的問(wèn)題，本領(lǐng)域以往采用下述方法：
[0010] 一是采用增加易熔塞和易爆塞的冗余設(shè)計(jì)，提高其可靠性；
[0011] 二是更合理地設(shè)計(jì)易熔塞和易爆塞。易熔塞是一種帶螺紋的塞子，中央鉆孔，孔中 填滿易熔合金，當(dāng)與之接觸的工作液溫度升高到此合金的熔點(diǎn)時(shí)，合金熔化，工作液帶著熔 化的合金向外噴射，直至工作液放空，電機(jī)空轉(zhuǎn)。易爆塞也是一種帶螺紋的塞子，是一種組 合件，其中夾了一片易破的金屬，當(dāng)與之接觸的工作液壓力升高到預(yù)定的數(shù)值時(shí)，該金屬片 破裂，工作液噴出、放空，使電機(jī)得保護(hù)）的安裝位置。因此，易爆塞的安裝應(yīng)盡量避開最大 直徑處一圈相對(duì)靜止水，即避開位于死角、不參與內(nèi)部循環(huán)的靜止水，而設(shè)置循環(huán)水溫高的 地方，以提高熱傳導(dǎo)率，改善易爆塞的環(huán)境，進(jìn)而提高可靠性。
[0012] 三是采用線接觸式限壓閥用于釋放內(nèi)部壓力。由于內(nèi)釋壓閥是通過(guò)偶合器內(nèi)部釋 放的水蒸氣，其工作壓力較低，僅為水蒸氣的壓力；而線接觸式限壓閥是在偶合器外部釋放 的水及水蒸氣，其本質(zhì)上與易爆塞的原理一致，其工作壓力較高，不僅包含水蒸氣的壓力， 還包括工作水循環(huán)時(shí)的離心壓力。為此，該方法雖可解決內(nèi)部汽化壓力問(wèn)題，但是在排氣時(shí) 也須不斷將水排除，同時(shí)須不斷補(bǔ)液，非常麻煩。
[0013] 總觀上述，如何從根本上解決水介質(zhì)偶合器腔內(nèi)高壓水蒸氣的釋壓，也即避免水 介質(zhì)偶合器的過(guò)壓爆炸的問(wèn)題，是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0014] 為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于：提供一種水介質(zhì)偶合器，上述水介質(zhì)偶 合器能夠?qū)⑺橘|(zhì)偶合器腔體內(nèi)高壓水蒸氣自動(dòng)釋放而不會(huì)造成工作水被排放的防爆。
[0015] 本實(shí)用新型的一種水介質(zhì)偶合器的技術(shù)方案如下：
[0016] -種水介質(zhì)偶合器，包括：位于輸入端連接電機(jī)的輸入聯(lián)軸器組件，轉(zhuǎn)殼與泵輪連 接，使渦輪置于其中，形成于轉(zhuǎn)殼與泵輪之間的環(huán)狀密閉輔室，渦輪軸，在偶合器腔體，即在 由泵輪和轉(zhuǎn)殼內(nèi)部形成的空間內(nèi)使用水介質(zhì)，其特征在于，
[0017] 所述渦輪軸1為中空狀，其與輸入聯(lián)軸器組件連接端的中空部分內(nèi)置有內(nèi)釋壓閥 19,
[0018] 所述內(nèi)釋壓閥閥體23內(nèi)由輸出部向輸入部依次設(shè)置有端蓋20、閥芯21、環(huán)狀設(shè)置 于閥芯21法蘭狀外緣的膜片22、彈簧24及彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25，
[0019] 所述輔室11為形成于轉(zhuǎn)殼5與輸入聯(lián)軸器組件12之間的環(huán)狀密閉腔室，
[0020] 所述泵輪9根部設(shè)置有連通輔室11的通孔，使得在起動(dòng)時(shí)輔室11內(nèi)的水在離心 力的作用下通過(guò)泵輪9與輔室11連接處的通孔緩慢進(jìn)入泵輪，起到延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間的作用。
[0021] 根據(jù)本實(shí)用新型，水介質(zhì)偶合器由輸入聯(lián)軸器組件連接電機(jī)，帶動(dòng)泵輪9旋轉(zhuǎn)。在 泵輪的帶動(dòng)下，偶合器腔體內(nèi)的水受到離心力的作用開始由泵輪9根部沿著泵輪9的葉片 方向向外運(yùn)動(dòng)，增速增壓后甩向渦輪6,在渦輪6中降壓降速釋放能量后沿葉片方向向內(nèi)重 新返回到泵輪9的根部，實(shí)現(xiàn)了水介質(zhì)能量的傳遞，即將泵輪的功率傳遞到渦輪，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng) 負(fù)載。所述泵輪9根部設(shè)置有連通輔室11的通孔，使得在起動(dòng)時(shí)輔室11內(nèi)的水在離心力 的作用下通過(guò)泵輪9與輔室11連接處的阻尼孔緩慢進(jìn)入泵輪，起到延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間的作用，
[0022] 當(dāng)偶合器因超載發(fā)熱而使水被加熱汽化、壓力升高并超過(guò)預(yù)定值時(shí)，所述內(nèi)釋壓 閥19能自動(dòng)釋放氣體或蒸汽，阻止汽壓的進(jìn)一步上升。
[0023] 優(yōu)選的是，所述連通輔室11的通孔為阻尼孔。
[0024] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0025] 其中渦輪軸1內(nèi)部開有通氣孔，與所述內(nèi)釋壓閥19端蓋上設(shè)置的通氣孔相通。
[0026] 優(yōu)選的是，其中渦輪軸1內(nèi)部開有4-8個(gè)通氣孔，與所述內(nèi)釋壓閥19端蓋上設(shè)置 的4-8個(gè)通氣孔相通。
[0027] 優(yōu)選的是，其中渦輪軸1內(nèi)部開有6個(gè)通氣孔，與所述內(nèi)釋壓閥19端蓋上設(shè)置的 6個(gè)通氣孔相通。
[0028] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0029] 所述彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25套接于彈簧24外周，內(nèi)釋壓閥的壓力設(shè)定值可以通過(guò) 旋轉(zhuǎn)彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25改變彈簧24的預(yù)緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0030] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0031] 所述內(nèi)釋壓閥閥體23通過(guò)定位套筒14和定位套筒14內(nèi)的卡簧13固定在渦輪軸 1內(nèi)部。
[0032] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0033] 轉(zhuǎn)殼5或泵輪9外周設(shè)置易爆塞和易熔塞。
[0034] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0035] 膜片22周緣固定于閥體23內(nèi)，閥體23用于固定膜片22的內(nèi)側(cè)形成喇叭口形周 向凹槽，以降低膜片22帶動(dòng)閥芯8移動(dòng)時(shí)的阻力。
[0036] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0037] 閥芯8與閥體23內(nèi)側(cè)接觸的外周為多角形，所述多角形的多個(gè)外端形成圓弧面 結(jié)構(gòu)。
[0038] 優(yōu)選的是，閥芯8與閥體23內(nèi)側(cè)接觸的外周為六角形，所述六角形的六個(gè)外端形 成圓弧面結(jié)構(gòu)。
[0039] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0040] 渦輪軸1端部設(shè)置有卡簧槽，用卡簧固定內(nèi)釋壓閥19,兩者之間設(shè)有防止氣體泄 漏的密封。
[0041] 根據(jù)本實(shí)用新型，電機(jī)軸用平鍵與輸入聯(lián)軸器組件12連接，用螺栓連接在輔室11 本體上，通過(guò)螺栓最終固定在轉(zhuǎn)殼5上。轉(zhuǎn)殼5與泵輪9通過(guò)螺栓連接。渦輪6通過(guò)螺栓 與渦輪軸1相連接。渦輪軸1上安裝有軸承，用于支撐泵輪9和轉(zhuǎn)殼5。
[0042] 停機(jī)時(shí)，偶合器內(nèi)的工作水會(huì)通過(guò)泵輪9根部的通孔進(jìn)入輔室11，起動(dòng)時(shí)輔室11 內(nèi)的水在離心力的作用下通過(guò)泵輪9與輔室11連接處的阻尼孔緩慢進(jìn)入泵輪，起到延長(zhǎng)啟 動(dòng)時(shí)間的作用。
[0043] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，
[0044] 內(nèi)釋壓閥的壓力設(shè)定為低于易熔塞熔化溫度T對(duì)應(yīng)的飽和水蒸氣的壓力，內(nèi)釋壓 閥的壓力設(shè)定為 T-(0. 5-3)°C，T = 115±5°C。
[0045] 優(yōu)選的是，內(nèi)釋壓閥的壓力設(shè)定為τ-rc，T = 115±5°C。
[0046] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，所述內(nèi)釋壓閥閥體23內(nèi)由輸出部向 輸入部依次設(shè)置有端蓋20、閥芯21、環(huán)狀設(shè)置于閥芯21法蘭狀外緣的膜片組件22、彈簧24 及彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25,所述內(nèi)釋壓閥閥體23通過(guò)定位套筒14和卡簧13固定在渦輪軸1 內(nèi)部。
[0047] 當(dāng)水介質(zhì)偶合器在運(yùn)行工作中發(fā)生超載或者卡阻時(shí)，在偶合器腔體即由泵輪9 和轉(zhuǎn)殼5內(nèi)部形成的空間內(nèi)形成分層：最外層I為水、中間層II為水蒸氣、最內(nèi)層III為空 氣。
[0048] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種水介質(zhì)偶合器，泵渦輪軸1端部設(shè)置有卡簧槽，用卡簧固 定內(nèi)釋壓閥19,兩者之間設(shè)有密封防止氣體泄漏。
[0049] 通過(guò)合理選擇密封墊材料及合理設(shè)計(jì)閥芯端部的形貌具有較好的密封效果。進(jìn)入 內(nèi)釋壓閥內(nèi)的氣體可以通過(guò)膜片組件22推動(dòng)閥芯，當(dāng)其壓力作用在膜片組件22上的推力 足以克服彈簧24的預(yù)緊力和閥芯的摩擦力時(shí)，閥芯打開，內(nèi)釋壓閥進(jìn)行排氣泄壓。
[0050] 本實(shí)用新型所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于，
[0051] 所述水介質(zhì)偶合器在輸入軸連接電機(jī)，帶動(dòng)渦輪6旋轉(zhuǎn)，在泵輪的帶動(dòng)下，偶合器 腔體內(nèi)的水受到離心力的作用，由渦輪6根部沿著渦輪6的葉片方向向外運(yùn)動(dòng)，增速增壓后 甩向泵輪9,在泵輪9中降壓降速釋放能量后沿葉片方向向內(nèi)重新返回到渦輪6的根部，實(shí) 現(xiàn)了水介質(zhì)能量的傳遞，即將泵輪的功率傳遞到渦輪，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
[0052] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種水介質(zhì)偶合器，當(dāng)水介質(zhì)偶合器在運(yùn)行工作中發(fā)生超載或 者卡阻時(shí)，偶合器腔體內(nèi)形成分層：最外層I為水、中間層II為水蒸氣、最內(nèi)層III為空氣。
[0053] 當(dāng)水介質(zhì)偶合器在運(yùn)行工作中發(fā)生超載或者卡阻時(shí)，由于泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差增 大，摩擦力增加，電機(jī)的輸出功率大部分或者全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，將導(dǎo)致水溫的急劇上 升。由飽和水蒸氣溫度與壓力的關(guān)系可知，當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)便有水蒸氣產(chǎn)生，溫度越 高，飽和水蒸氣的壓力也越高。由于水、飽和水蒸氣以及空氣的密度不同，在離心力的作用 下會(huì)形成了分層。如圖1中所示，其中最外層I為水、中間層II為水蒸氣、最內(nèi)層III為 空氣。腔體內(nèi)最內(nèi)層的空氣與中間層的水蒸氣等高壓氣體，通過(guò)泵輪軸的通氣孔進(jìn)入內(nèi)釋 壓閥。當(dāng)氣體壓力達(dá)到內(nèi)釋壓閥的設(shè)定值時(shí)，通過(guò)膜片組件22將高壓的氣體排出偶合器外 部，避免了腔體內(nèi)的壓力的持續(xù)升高引起的爆炸。
[0054] 為了安全起見，一般將其壓力設(shè)定為（T-1)度對(duì)應(yīng)的飽和水蒸氣的壓力。
[0055] 其內(nèi)釋壓方法利用物質(zhì)的離心力原理，并結(jié)合飽和水蒸氣溫度與壓力的關(guān)系，在 水介質(zhì)溫度上升到易熔塞的融化溫度前，將偶合器腔體內(nèi)建立起的飽和水蒸氣壓力從安裝 在偶合器腔體的中間軸部位的可調(diào)壓內(nèi)釋壓閥進(jìn)行釋放。
[0056] 根據(jù)本實(shí)用新型，可以使水介質(zhì)偶合器通過(guò)安裝在渦輪軸內(nèi)部的內(nèi)釋壓閥，按照 其預(yù)先設(shè)定好的壓力進(jìn)行釋放高壓氣體，避免了水介質(zhì)偶合器的非正常爆炸，提高了水介 質(zhì)偶合器的安全、可靠性。另外，由于內(nèi)釋壓閥設(shè)定的排放壓力對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度低于易 熔塞的熔化溫度，且排出的水蒸氣具有較大的汽化潛熱，對(duì)于比熱容較小的水來(lái)說(shuō)，可以起 到明顯的降溫作用，防止了易熔塞熔化，提高了水介質(zhì)偶合器的在機(jī)使用時(shí)間。再者，通過(guò) 內(nèi)釋壓閥預(yù)先把腔體內(nèi)的壓力進(jìn)行釋放，保證偶合器內(nèi)部工作介質(zhì)處于低溫、低壓的狀態(tài)， 不僅可以提高密封壽命，改善軸承的潤(rùn)滑情況，進(jìn)一步延長(zhǎng)水介質(zhì)偶合器的在機(jī)使用時(shí)間， 還可以通過(guò)降低偶合器本體的耐壓強(qiáng)度，進(jìn)一步降低水介質(zhì)偶合器制造成本，降低能耗。
[0057] 總上所述，水介質(zhì)偶合器采用本實(shí)用新型方法內(nèi)釋壓后，將使得水介質(zhì)偶合器具 有防爆的高可靠性，更長(zhǎng)的使用壽命，更低的制造成本和更少的環(huán)境污染。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0058] 圖1內(nèi)釋壓式水介質(zhì)偶合器結(jié)構(gòu)示意圖
[0059] 圖2a，b分別為內(nèi)釋壓閥端蓋結(jié)構(gòu)示意圖和剖視圖。
[0060] 圖3為內(nèi)釋壓閥示意圖。
[0061] 1渦輪軸，2油封，3油封蓋，4軸承，5轉(zhuǎn)殼，6渦輪，7螺栓，8螺母，9泵輪，10螺栓， 11輔室，12輸入聯(lián)軸器組件，13定位套筒，14卡簧，15油封，16軸承，17易爆塞，18易熔塞， 19內(nèi)釋壓閥。
[0062] 20端蓋，21閥芯，22膜片，23閥體，24彈簧，25彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0063] 實(shí)施例
[0064] -種水介質(zhì)偶合器，所述水介質(zhì)偶合器包括：位于輸入端連接電機(jī)的輸入聯(lián)軸器 組件，用于傳輸?shù)霓D(zhuǎn)殼，設(shè)置于轉(zhuǎn)殼內(nèi)用于傳輸?shù)臏u輪及泵輪，形成于轉(zhuǎn)殼與輸入聯(lián)軸器組 件之間的環(huán)狀密閉輔室，貫通輸入端和輸出端的中空狀渦輪軸，在偶合器腔體，即在由泵輪 和轉(zhuǎn)殼內(nèi)部形成的空間內(nèi)使用水介質(zhì)。輸入聯(lián)軸器部件12由輸入聯(lián)軸器及相關(guān)的彈性連 接件組成。
[0065] 所述渦輪軸1為中空狀，其與輸入聯(lián)軸器組件連接端的中空部分內(nèi)置有內(nèi)釋壓閥 19,所述輔室11為形成于轉(zhuǎn)殼5與輸入聯(lián)軸器組件12之間的環(huán)狀密閉腔室，所述泵輪9根 部設(shè)置有連通輔室11的通孔，使得在起動(dòng)時(shí)輔室11內(nèi)的水在離心力的作用下通過(guò)泵輪9 與輔室11連接處的通孔緩慢進(jìn)入泵輪，起到延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間的作用，內(nèi)釋壓閥的壓力設(shè)定為 低于易熔塞熔化溫度T對(duì)應(yīng)的飽和水蒸氣的壓力，轉(zhuǎn)殼5外周緣設(shè)置易爆塞和易熔塞。 [0066] 當(dāng)偶合器因超載發(fā)熱而使水被加熱汽化、壓力升高并超過(guò)預(yù)定值時(shí)，所述內(nèi)釋壓 閥19能自動(dòng)釋放氣體或蒸汽，阻止汽壓的進(jìn)一步上升。如升至0. 03?0. 04MPa時(shí)就把空 氣或水汽放了，不使其繼續(xù)升高。
[0067] 其中渦輪軸1內(nèi)部開有6個(gè)通氣孔，與所述內(nèi)釋壓閥19端蓋上設(shè)置的6個(gè)通氣孔 相通。
[0068] 功率傳遞部由轉(zhuǎn)殼5、渦輪6、泵輪9、輔室11構(gòu)成。電機(jī)軸用平鍵與輸入聯(lián)軸器組 件12連接，用螺栓連接在輔室11本體上，通過(guò)螺栓最終固定在轉(zhuǎn)殼5上。轉(zhuǎn)殼5與泵輪9 通過(guò)螺栓連接。渦輪6通過(guò)螺栓與渦輪軸1相連接。渦輪軸1上安裝有軸承，用于支撐泵 輪9和轉(zhuǎn)殼5。停機(jī)時(shí)，偶合器內(nèi)的工作水會(huì)通過(guò)泵輪9根部的大通孔進(jìn)入輔室11，啟動(dòng)時(shí) 輔室11內(nèi)的水在離心力的作用下通過(guò)泵輪9與輔室11連接處的阻尼孔緩慢進(jìn)入泵輪，起 到延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間的作用。
[0069] 所述內(nèi)釋壓閥閥體23內(nèi)由輸出部向輸入部依次設(shè)置有端蓋20、閥芯21、環(huán)狀設(shè)置 于閥芯21法蘭狀外緣的膜片22、彈簧24及彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25。通過(guò)定位套筒14和卡 簧24固定在渦輪軸1內(nèi)部。所述彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25套接于彈簧24外周，內(nèi)釋壓閥的壓 力設(shè)定值可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母25改變彈簧24的預(yù)緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0070] 另外，閥芯8與閥體23內(nèi)側(cè)接觸的外周為六角形，所述六角形的六個(gè)外端形成圓 弧面結(jié)構(gòu)。以減輕工作阻力。所述內(nèi)釋壓閥閥體23通過(guò)定位套筒14和卡簧13固定在渦 輪軸1內(nèi)部。
[0071] 根據(jù)本實(shí)用新型，所述內(nèi)釋壓閥采用膜片放大的原理，將較小的壓差轉(zhuǎn)化為較大 的推力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與外界連通后排放釋壓。同時(shí)采用圓柱形結(jié)構(gòu)，能夠安裝在偶合器內(nèi)部的 膜片式內(nèi)釋壓閥。通過(guò)調(diào)整其彈簧的預(yù)緊力，可以設(shè)定內(nèi)釋壓閥的排放壓力，確保水介質(zhì)偶 合器腔體內(nèi)壓力不超過(guò)該設(shè)定值。
[0072] 根據(jù)本實(shí)用新型，閥芯21始終受到彈簧24的推力，當(dāng)工作腔氣壓較小時(shí)，膜片22 轉(zhuǎn)化的推力不足以克服彈簧13的預(yù)緊力時(shí)，閥芯21緊緊壓靠在密封墊上面，此時(shí)內(nèi)釋壓閥 處于關(guān)閉狀態(tài)。閥芯21的端部形貌為很窄的環(huán)帶，與密封墊配合具有較好的密封效果，可 有效防止工作水及氣體泄漏。內(nèi)釋壓閥關(guān)閉時(shí)，將水介質(zhì)偶合器的工作腔、內(nèi)釋壓閥的工作 腔與外界是隔斷的。
[0073] 根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)內(nèi)釋壓閥工作腔的氣壓上升后通過(guò)膜片22轉(zhuǎn)化的推力足以 克服彈簧24的預(yù)緊力時(shí)，閥芯21向右移動(dòng)，當(dāng)其凸肩頂住閥體23的內(nèi)壁時(shí)未最大行程，此 時(shí)內(nèi)釋壓閥開啟狀態(tài)。內(nèi)釋壓閥工作腔內(nèi)與外界連通，工作腔內(nèi)的氣體通過(guò)閥芯21的中間 通道排向外界，進(jìn)行釋壓。當(dāng)工作腔內(nèi)的氣壓下降到通過(guò)膜片22轉(zhuǎn)化的推力不足以克服彈 簧13的預(yù)緊力時(shí)，閥芯21緊緊壓靠在密封墊上面，內(nèi)釋壓閥又恢復(fù)到關(guān)閉狀態(tài)。
[0074] 另外，渦輪軸1端部設(shè)置有卡簧槽，用卡簧固定內(nèi)釋壓閥19,兩者之間設(shè)有防止氣 體泄漏的密封。內(nèi)釋壓方法利用物質(zhì)的離心力原理，并結(jié)合飽和水蒸氣溫度與壓力的關(guān)系， 在水介質(zhì)溫度上升到易熔塞的融化溫度前，將偶合器腔體內(nèi)建立起的飽和水蒸氣壓力從安 裝在偶合器腔體的中間軸部位的可調(diào)壓內(nèi)釋壓閥進(jìn)行釋放。為了安全起見，一般將其壓力 設(shè)定為（T-1)度對(duì)應(yīng)的飽和水蒸氣的壓力。
[0075] 內(nèi)釋壓閥的壓力設(shè)定為（T-(0. 5_3)°C )，T = 115±5°C。優(yōu)選的是，內(nèi)釋壓閥的壓 力設(shè)定為 T-1°C，T = 115±5°C。
[0076] 泵渦輪軸1端部設(shè)置有卡簧槽，用卡簧固定內(nèi)釋壓閥19,兩者之間設(shè)有密封防止 氣體泄漏。
[0077] 通過(guò)合理選擇密封墊材料及合理設(shè)計(jì)閥芯端部的形貌具有較好的密封效果。進(jìn)入 內(nèi)釋壓閥內(nèi)的氣體可以通過(guò)膜片22推動(dòng)閥芯，當(dāng)其壓力作用在膜片22上的推力足以克服 彈簧24的預(yù)緊力和閥芯的摩擦力時(shí)，閥芯打開，內(nèi)釋壓閥進(jìn)行排氣泄壓。
[0078] 操作時(shí)，所述水介質(zhì)偶合器在輸入軸連接電機(jī)，帶動(dòng)渦輪6旋轉(zhuǎn)，在泵輪的帶動(dòng) 下，偶合器腔體內(nèi)的水受到離心力的作用，由渦輪6根部沿著渦輪6的葉片方向向外運(yùn)動(dòng)， 增速增壓后甩向泵輪9,在泵輪9中降壓降速釋放能量后沿葉片方向向內(nèi)重新返回到渦輪6 的根部，實(shí)現(xiàn)了水介質(zhì)能量的傳遞，即將泵輪的功率傳遞到渦輪，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
[0079] 當(dāng)水介質(zhì)偶合器在運(yùn)行工作中發(fā)生超載或者卡阻時(shí)，由于泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差增 大，摩擦力增加，電機(jī)的輸出功率大部分或者全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，將導(dǎo)致水溫的急劇上 升。由飽和水蒸氣溫度與壓力的關(guān)系可知，當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)便有水蒸氣產(chǎn)生，溫度越 高，飽和水蒸氣的壓力也越高。由于水、飽和水蒸氣以及空氣的密度不同，在離心力的作用 下會(huì)形成了分層。如圖1中所示，其中最外層I為水、中間層II為水蒸氣、最內(nèi)層III為空 氣。腔體內(nèi)最內(nèi)層的空氣與中間層的水蒸氣等高壓氣體，通過(guò)渦輪軸的通氣孔進(jìn)入內(nèi)釋壓 閥。當(dāng)氣體壓力達(dá)到內(nèi)釋壓閥的設(shè)定值時(shí)，通過(guò)膜片22將高壓的氣體排出偶合器外部，避 免了腔體內(nèi)的壓力的持續(xù)升高引起的爆炸。
[0080] 根據(jù)本實(shí)用新型，可以使水介質(zhì)偶合器通過(guò)安裝在渦輪軸內(nèi)部的內(nèi)釋壓閥，按照 其預(yù)先設(shè)定好的壓力進(jìn)行釋放高壓氣體，避免了水介質(zhì)偶合器的非正常爆炸，提高了水介 質(zhì)偶合器的安全、可靠性。另外，由于內(nèi)釋壓閥設(shè)定的排放壓力對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度低于 易熔塞的熔化溫度，且排出的水蒸氣具有較大的汽化潛熱，對(duì)于比熱容較小的水來(lái)說(shuō)，可以 起到明顯的降溫作用，防止了易熔塞熔化，提高了水介質(zhì)偶合器的在機(jī)使用時(shí)間。再者，通 過(guò)內(nèi)釋壓閥預(yù)先把腔體內(nèi)的壓力進(jìn)行釋放，保證偶合器內(nèi)部工作介質(zhì)處于低溫、低壓的狀 態(tài)，不僅可以提高密封壽命，改善軸承的潤(rùn)滑情況，進(jìn)一步延長(zhǎng)水介質(zhì)偶合器的在機(jī)使用時(shí) 間，還可以通過(guò)降低偶合器本體的耐壓強(qiáng)度，進(jìn)一步降低水介質(zhì)偶合器制造成本，降低能 耗。
[0081] 根據(jù)本實(shí)用新型的水介質(zhì)偶合器，實(shí)施簡(jiǎn)單，可靠性高，特別適用于煤炭行業(yè)的掛 板機(jī)運(yùn)輸機(jī)用水介質(zhì)偶合器，在煤炭、冶金、化工等行業(yè)具有較大的推廣價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1. 一種水介質(zhì)偶合器，包括：位于輸入端連接電機(jī)的輸入聯(lián)軸器組件，轉(zhuǎn)殼與泵輪連 接，使渦輪置于其中，形成于轉(zhuǎn)殼與泵輪之間的環(huán)狀密閉輔室，渦輪軸，在偶合器腔體，即在 由泵輪和轉(zhuǎn)殼內(nèi)部形成的空間內(nèi)使用水介質(zhì)，其特征在于， 所述渦輪軸（1)為中空狀，其與輸入聯(lián)軸器組件連接端的中空部分內(nèi)置有內(nèi)釋壓閥 (19)， 所述輔室（11)為形成于轉(zhuǎn)殼（5)與輸入聯(lián)軸器組件（12)之間的環(huán)狀密閉腔室， 所述內(nèi)釋壓閥閥體（23)內(nèi)由輸出部向輸入部依次設(shè)置有端蓋（20)、閥芯（21)、環(huán)狀設(shè) 置于閥芯（21)法蘭狀外緣的膜片（22)、彈簧（24)及彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母（25)， 所述泵輪（9)根部設(shè)置有連通輔室（11)的通孔，使得在起動(dòng)時(shí)輔室（11)內(nèi)的水在離 心力的作用下通過(guò)泵輪（9)與輔室（11)連接處的通孔緩慢進(jìn)入泵輪，起到延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間的 作用。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 其中渦輪軸（1)內(nèi)部開有通氣孔，與所述內(nèi)釋壓閥（19)端蓋上設(shè)置的通氣孔相通。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 所述彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母（25)套接于彈簧（24)外周，內(nèi)釋壓閥的壓力設(shè)定值通過(guò)旋轉(zhuǎn) 彈簧壓力調(diào)節(jié)螺母（25)改變彈簧（24)的預(yù)緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 所述內(nèi)釋壓閥閥體（23)通過(guò)定位套筒（14)和定位套筒（14)內(nèi)的卡簧（13)固定在渦 輪軸⑴內(nèi)部。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 轉(zhuǎn)殼（5)或泵輪（9)外周設(shè)置易爆塞和易熔塞。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 膜片（22)周緣固定于閥體（23)內(nèi)，閥體（23)用于固定膜片（22)的內(nèi)側(cè)形成喇叭口 形周向凹槽，以降低膜片（22)帶動(dòng)閥芯（8)移動(dòng)時(shí)的阻力。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 閥芯（8)與閥體（23)內(nèi)側(cè)接觸的外周為多角形，所述多角形的多個(gè)外端形成圓弧面結(jié) 構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 閥芯（8)與閥體（23)內(nèi)側(cè)接觸的外周為六角形，所述六角形的六個(gè)外端形成圓弧面結(jié) 構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 渦輪軸（1)端部設(shè)置有卡簧槽，用卡簧固定內(nèi)釋壓閥（19)，兩者之間設(shè)有防止氣體泄 漏的密封。
10. 如權(quán)利要求2所述的一種水介質(zhì)偶合器，其特征在于， 其中渦輪軸（1)內(nèi)部開有4-8個(gè)通氣孔，與所述內(nèi)釋壓閥（19)端蓋上設(shè)置的4-8個(gè)通 氣孔相通。
【文檔編號(hào)】F16K17/06GK203892501SQ201420156502
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】黃劉琦, 師好智, 袁詠雷 申請(qǐng)人:上海天交機(jī)電科技有限公司