Устройство для соединения электродвигателя с насосом

 

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 0 47/00, 35/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (10спАтент сссР) НАПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (1) 4830623/27 (6) РСТ/EP 89/00084 (01.02.89) (2) 03.08.90 (6) 30,08.93. Бюл,М 32 (1) 8800386-8 (2) 05.02.88 (3)ЯЕ (I) Актиеболагет Контроль Драйв и Вермл анд (SE) (f2) Арне Йонссон и Элов Хален (ЯЕ) (6) Патент Швеции 1ч.. 413540, кл, F 04 О 29/58, 15/02, 1980. (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С НАСОСОМ (7) Использование: упрощенный монтаж и демонтаж устройства без изменения распоИзобретение относится к машиностроеНию, а именно к устройству, предназначенн ому для соединения электродвигателя, вращающегося, по крайней мере, приблизительно с постоянной частотой вращения, с насосом, образующим вместе с электродвигателем узел, компоненты которого отстоят друг от друга в соответствии со стандартами.

Целью изобретения является улучшен ие эксплуатационных свойств устройства

3i3 счет облегчения монтажа и демонтажа.

Предлагаемое устройство может быть установлено обычной упругой муфты без изменения осевых и радиальных размеров всего узла и при сохранении возможности

5U „„1 838686 АЗ ложения коротких валов насоса и электродвигателя. Сущность изобретения: устройство содержит три элемента вращения, соединенных последовательно с упругой муфтой и управляемой муфтой изменяемого проскальзывания, в частности многодисковой вязкогидравлической муфтой, и корпусный элемент, выполненный с возможностью передавать сигнал ы регулирования к уп равляемой муфте. По крайней мере три из этих четырех элементов имеют центральные отверстия, допускающие возможностью введения коротких каналов. Два элемента вращения установлены один на другом с возможностью восприятия радиальных сил посредством ступицеобразных центральных участков. 20 з.п.ф-лы, 20 ил. демонтажа сбоку, если такая возможность имелась ранее.

Если устройство по настоящему изобретению встроено в узел с самого начала, то преимущество усматривается в том, что нет необходимости изменять какие-либо стан- (д .дартизованные размеры или параметры, on- Q0 ределяемые данным узлом /например — О размеры площади пола, высоты помещения Q) и т.д. /, т.е, они остаются такими же, как и О для узла не обеспечивающего регулирование частоты вращения. Еще более важное преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что оно может быть встроено Сд в уже существующий стандартизованный узел без изменения его компоновки, когда такой узел не предусматривал ранее какой1838686 либо возможности регулирования частоты вращения.

Возможность устраивать устройство по настоящему изобретению впоследствии является черезвычайно важной, в особенности — в тяжелой обрабатывающей промышленности, где большое значение имеет не только сохранение занимаемой площади пола, но также очень важно то, что нет необходимости прерывать работу на какой-либо значительный период времени или останавливать оборудование с целью лишь замены фундамента, При использовании устройства по настоящему изобретению вся операция замены может быть осуществлена в течение нескольких часов, т.е. во время обычного перерыва в работе, например — за ночь.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 — первый вариант узла с предлагаемым устройством, вид сбоку; на фиг,3 — то же, продольный разрез; на фиг,4 — вид сбоку в частичном разрезе второго варианта узла, снабженного предлагаемым устройством; на фиг.5— продольный разрез половины третьего варианта устройства; на фиг.б — крепление устройства согласно фиг,5; на фиг.7 — то же, поперечный разрез уплотнения; на фиг,8— то же, поперечный разрез устройства; на фиг.9 — разрез регулирующего устройства согласно фиг.5; на фиг.10 — схема действия устройства согласно фиг.8 и 9; на фиг.11— продольный разрез четвертого варианта устройства; на фиг.12 — подшипник устройства согласно фиг.11; на фиг.13 и 1.4 — два варианта взаимного расположения двух элементов вращения; на фиг,15 и 16 — два варианта конструкции узла с малым промежутком; на фиг,17-20 — четыре варианта конструкции узла с большим промежутком.

Устройство (см. фиг.1) состоит из соединения электродвигателя 1 с насосом 2, установле tHblx на основании 3 и образующих единый узел, две уп ругие муфты 4 и 5, между которыми установлен регулятор частоты вращения 6. Упругая муфта 4 смонтирована на выходном коротком валу 7 электродвигателя 1, а упругая муфта 5 — на входном коротком валу 8 насоса 2.

Предлагаемое устройство представлено на фиг;2, где узел включает электродвигатель 1, насос 2 и основание 3, на котором на лапах неподвижно установлены электродвигатель 1 и насос 2, Электродвигатель 1 имеет торцевую поверхность 9, обращенную к насосу 2, и над этой поверхностью выступает выходной короткий вал 7, имеющий свободную длину LM и диаметр О. Насос 2 имеет торцевую поверхность 10, 5

50 обращенную к торцевой поверхности 9 электродвигателя 1, и над этой поверхностью выступает входной короткий вал 8, имеющий свободную длину LP и диаметр

D1

Два коротких вала 7 и 8 являются соосными или, по крайней мере, приблизительно соосными /осевая линия — линия Х-Х/, а их торцевые поверхности отстоят друг от друга на промежуток G, имеющий осевую длину LS. Размеры О, О", LM, LP, LS и в некоторой степени, LA обычно ранее относились к стандартизированным размерам, причем эти размеры, в особенности размеры LA и LS, были стандартизированы в предположении, что короткие валы соединяются с помощью обычных упругих муфт или с помощью муфт, относящихся к муфтам "дистанционного" типа.

В результате такой стандартизации, обычно определяются также размеры пространства К вокруг двух коротких валов 7 и

8 и между торцевыми поверхностями 9 и 10.

Радиально это пространство К ограничивается гипотетическими цилиндрическими поверхностями, которые являются соосными с короткими валами 7 и 8 и имеют в качестве образующих линии Е и Е, которые проходят

1 параллельно осевой линии соответствующего короткого вала 7 или 8, и, следовательно, образуют касательную поверхность к любому препятствию, которое в радиальном направлении лежит наиболее близко к названной осевой линии, Так, для выходного короткого вала 7 такая линия Е является касательной к основанию 3 /его правой части/ и, следовательно, отстоит на радиальное расстояние Н от осевой линии Х-Х, а для входного короткого вала 8 такой линией является линия Е, касательная к основанию 3 в его левой приподнятой части 11 и, следовательно, отстоящая на радиальное расстояние Н, меньшее расстояния Н, от осевой линии Х-Х.

Электродвигатель 1 и насос 2 соединены между собой с помощью устройства по настоящему изобретению, полностью расположенного внутри пространства К и показанного более детально на фиг.3.

Согласно фиг.3, устройство имеет, первый.элемент вращения 12 с центральным участком 13, образованным трубчатой ступицей и снабженным центральным отверстием 14, жестко связанным с выходным коротким валом 7 электродвигателя 1, и второй элемент вращения 15, который имеет центральный участок 16, образованный радиально установленной трубчатой ступицей, которая с помощью промежуточного свободно вращающегося подшипника

1838686

55 скольжения 17 установлена с воэможно1 стью вращения своим центральным отвер тием 18 на внешней стороне центрального частка 13 первого элемента. вращения 12.

Устройство включает в себя также тре«ий элемент вращения, образованный муф«ой дистанционного типа, имеющий две упругие муфты 19 и 20 и трубчатый дистанционный элемент 21, Муфта 19 имеет цент ральный участок 22 с центральным тверстием 23, с помощью которого центальный участок 22 установлен жестко на ходном коротком валу 8, Центральный участок 22 окружен трубчатым внешним корпусом 24, который, например, жестко закреплен на насосе 2.

Первый элемент вращения 12 несет руппу внешних рабочих элементов 25, а торой элемент вращения 15 несет группу оответствующих внутренних рабочих элеентов 26, Эти внутренние 26 и внешние 25 абочие элементы выполнены в виде дисков для фрикционной или гидрофрикционной передачи крутящего момента, которые шиоко известны.

Диски могут быть выполнены с наклад ами, ребрами, лопастями и т,д. Данный ариант соответствует известной муфте наванного выше вязкогидравлического типа, его работа будет описана более подробно о ссылками на вариант согласно фиг.5.

Корпусный элемент /под этим выраже« ием в настоящем описании и прилагаемых пунктах формулы подразумевается не вра щающийся элемент, который, однако, мо ет совершать другие движения, например

+ осевые/ в устройстве представляет собой диск 27, который регулирует осевое положение, например. названных выше рабочих лементов 26 и 25.

Диск 27 снабжен упорным подшипником 28 и имеет ступицеобразный централь ый участок 29 с центральным отверстием

О, с помощью которого он установлен с озможностью вращения на ступицеобразном участке 16 второго элемента вращения

5. Каждое из центральных отверстий 14, 8, 30 и 23 образует центральное крепежное отверстие для всего устройства. Больший лемент вращения, т.е. элемент 12, имеет аксимальный радиальный размер S.

Устройство, имеющее осевую длину LT, асположено внутри пространства К и имея еподвижный наружный корпус 31, имеет аксимальные радиальные размеры, такие ак размер N, которые не превосходят соотетствующий радиальный размер Н или Н

/фиг.2/, имеющиися е наличии.

На фиг.4 — показан узел с вертикальной

Осевой линией Х-Х. Насос 2 имеет опорную

50 раму 32, снабженную верхним опорным диском 33, в котором имеется круглое отверстие 34 с диаметром О. Электродвигатель 1 входит в отверстие 34 своим концом с торцевой поверхностью 9.

Данное устройство по настоящему изобретению установлено в опорной раме 32, Чтоб это устройство могло входить в опорную раму 32, оно должно быть способным проходить через отверстие 34. чтобы в данном случае образующая Е гипотетической цилиндрической поверхности создавалась касательная к кромке отверстия 34. т. е, эта кромка является "препятствием", хотя оно и расположено вне пространства К, Этот размер соответствует половине диаметра 0", а размер N должен быть еще меньше.

Согласно еще одной особенности настоящего изобретения, его принцип может быть выгодно реализован с помощью вязкогидравлической скользящей муфты, включающей в себя регулятор частоты вращения.

Такое устройство показано на фиг,5 и 8 и включает в себя первый элемент вращения

12, выполненный в виде опоры внешних дисков 25, второй элемент вращения 15, выполненный в виде опоры внутреннихдисков

26, третий элемент вращения, образующий упругую муфту такого же типа, как и согласно фиг.3 /на фиг.5 видны лишь ее участок 20 и 21/, корпусной элемент 27. Первый элемент вращения 12 выполнен в виде внешнего барабана, ограниченного первой передней стенкой 35, периферийным участком 36 и второй передней стенкой 37, выполненной за одно целое с периферийным участком 36. Первая передняя стенка 35 поддерживается ступицеобразным центральным участком 13, а периферийный участок 36 с помощью крепежных болтов 38 соединен с периферией 39 первой передней стенки 33.

Вторая передняя стенка 37 имеет центральное отверстие 40, от которого в направлении первой передней стенки 35 отходит конический участок 41. Участок 41 на своем внутреннем конце 42 окружен кольцевой камерой 43, показанной в большом масштабе на фиг.7.

B периферийном участке 36 выполнена кольцевая камера 44, донная часть 45 которой расположена на большем радиальном расстоянии от центрального участка 13, чем смежные от части 46 периферийного участка

36, Внутрь камеры 44 выступает по крайней мере одна напорная трубка 47 /см, фиг.8/.

Предпочтительно имеется несколько таких трубок 47, прикрепленных к корпусному элементу 27, Причем камера 44 полностью

1838686

20

40

55 открыта по отношению к пространству 48 первого элемента вращения 12 и образует вращающийся масляный бак.

Входные отверстия 49 напорных трубок

47 расположены тангенциально и обращены в направлении номинального вращения устройства, Внутри первого элемента вращения 12— с осевым зазором относительно его двух передних стенок 35 и 37 и с радиальным зазором относительно его периферийного участка

36 — установлен внутренний барабан 50, выполненный с днищем 51, обращенным к второй передней стенке 37. Днище 51 имеет центральное отверстие 52, которое с зазором окружает внутренний конец 42 конического участка 41 и кольцевую камеру 43. Внутренний барабан 50 полностью открыт со стороны, обращенной к первой передней стенке 35 первого элемента вращения 12.

Внутри поршневого пространства 53, расположенного между внутренней поверхностью первой передней стенки 35 и смежным концом внутреннего барабана 50, находится плоский управляющий поршень

54, имеющий верхний расширяющийся участок 55 и центральное отверстие 56 и действующий от центробежного давления. Этот поршень 54 служит средством изменения крутящего момента, передаваемого в основном в результате трения между являющимися рабочими элементами 25 и 26 дисками для передачи крутящего момента /которые будут более подробно описаны ниже(, что приводит к изменению частоты вращения.

Управляющий поршень 54 на своей поверхности, обращенной к.внутреннему барабану 50, имеет выступающую кольцеобразную колодку 57 и благодаря наличию отверстия 56 /диаметр которого равен, например, 150-200 мм/ является открытым в направлении оси вращения Х-Х, Внутри внутреннего барабана 50 имеется по крайней мере один, а предпочтительно несколько, внешних дисков 25 /в изображенном примере их восемь/, которые являются рабочими элементами первого элемента вращения 12 и которые известным способом установлены с воэможностью осевого перемещения — благодаря тому, что они на своей периферии снабжены выступами

58, которые скользят в продольных желобах

59 на внутренней поверхности внутреннего барабана 50.

На периферии управляющего поршня

54 имеется, по крайней мере, одно отверстие 60, а во фланце 61, с помощью которого внутренний барабан 50 закреплен в первом элементе вращения 12, имеется по крайней мере один канал 62, через который поршневое пространство 53 сообщается с названным выше пространством 48.

Первый элемент вращения 12 с помощью своего центрального отверстия 14 установлен на входном коротком валу 7 электродвигателя 1 и соединен с ним с возможностью совместного вращения, например, с помощью шпоночного соединения.

Второй элемент вращения 15 имеет ступицеобразный центральный участок 16, который с некоторым зазором окружает центральный участок 13 первого элемента вращения 12 и опирается на него с помощью подшипников 63 и 64.

Концентрично вокруг центрального участка 16 расположен кольцевой участок 65, находящийся внутри внутреннего барабана

50, причем этот участок 65 соединен с участком 16 с помощью консоли 66, имеющей по крайней мере одно отверстие 67. Участок 65 несет, по крайней мере один, а предпочтительно — несколько внутренних дисков 26 /в изображенном варианте их семь/, которые являются рабочими элементами второго элемента вращения 15. Диски 26 также установлены известным способом с воэможностью осевого перемещения — благодаря тому, что они скользят имеющимися на их периферии выступами 68 в осевых желобах

69 в кольцевом элементе 65.

Диски 25 и 26 располагаются в чередующемся порядке в дисковом пространстве

70 внутри барабана 50. Кольцевой элемент

65 на своей внутренней поверхности имеет кольцевую камеру 71, открытую в направлении внутренней части устройства, Второй элемент вращения 15 соединен с третьим элементом вращения, например, с упругой муфтой 20.

Корпусной элемент 27 включает в себя конический участок 72, который выполнен на центральном участке 73, расположен внутри конического участка 41 первого элемента вращения 12, окружает центральный участок 16 второго элемента вращеция 15

Участок 73 соединен с возможностью совместного вращения трубчатым корпусом

24 и жестким барабанообразным колпаком

74. Это соединение выполнено шарнирным, чтобы не создавались дополнительные боковые силы даже в случае отсутствия тщательной центровки корпусного элемента 27.

Корпусный элемент 27 может быть жестко соединен с корпусом 24 и/или/ колпаком 74, который в свою очередь может быть шарнирно соединен с основанием 3 или какой-либо другой неподвижной частью узла, например, как показано на фиг.6, с по1838686

5

15

25

55 о щью жесткого стержня 75, имеющего на аждом из своих концов шарниры 76 и 77.

Использоваться может как вариант, так е упор, выполняющий ту же функцию и меющий вид, например, вилки 78 закрепенной на колпаке 74 и болта 79, выступаюего над торцевой поверхностью 9 лектродвигателя 1 и взаимодействующего с некоторым зазором, с вилкой 78, Как еще один вариант, вращательный пор может быть образован, например, усановленной несколько свободно стальной роволокой /не изображена/, проходящей ежду корпусным элементом 27 и каким-лио другим неподвижным компонентом узла.

Корпус 24 и/или/ колпак 74 могут также быть жестко соединены с электродвигате лем 1 или насосом 2. а корпусный элемент

7 может соединяться внутри устройства с орпусом 24 и/или/ колпаком 74, В вязкогидравлических муфтах крутяий момент передается главным образом з-за трения в масляной пленке между внутенними и внешними дисками 25 и 26. Веичина передаваемого крутящего момента

, следовательно, частота вращения привоимой машины изменяется, согласно настощему изобретению, с помощью как зменения взаимного пространственного асположения дисков 25 и 26 так и степени аполнения маслом пространства между исками 25 и 26, т.е, изменения радиуса круговой внутренней границы кольцевого частка масла, который образуется вблизи нутренней поверхности внутреннего бараана 50 в результате действия центробежных сил.

Оба эти изменения достигаются путем изменения скорости течения масла в устойстве с помощью управляющего клапана

0 /фиг.10, на фиг.5 не показан/, расположенного вне устройства, Масло направляется как в дисковое ространство 70, так и в правую часть 81 оршневого пространства 53 /фиг.5/. Масло, из-за действия центробежных сил, обраует масляное кольцо внутри пространства

1 и, когда оно накопится в дисковом протранстве 70/, куда оно попадает через отерстие 67 и поршневое пространство 53/, но также образует кольцевые участки вокуг дисков 25 и 26.

Масло проходит иэ дискового простран"t тва 70 через отверстие или отверстия 81, а из поршневого пространства 81 оно прохоит через отверстие или отверстия 60 и канал или каналы 62 и поступает в ространство 70, где оно собирается — таке благодаря действию центробежных сил

- в камере 44. h/lacno походит через напорные трубки 47 в направлении стрелки С вЂ” из камеры 44 к корпусному элементу 27.

Масло. выходящее иэ дискового пространства 70, проходит, как показано стрелкой С, по замкнутой траектории — сначала оно проходит к корпусному элементу 27, а отсюда оно поступает во вторичную замкнутую систему /на фиг,5 не показано, см, фиг,10/, включающую в себя фильтр 83, средство охлаждения 84 и названный управляющий клапан 80, а затем идет обратно к корпусному элементу 27, а отсюда обратно в дисковое пространство 70.

Масло, поступающее в поршневое про странство 81, следует по такой же траектории от напорных трубок 47 и через вторичную замкнутую систему, а затем пстраектории, показанной стрелкой О, от корпусного элемента 27, через каналы в центральном участке 16 в участок 81 поршневого пространства 53 между управляющим поршнем 54 и первой передней стенкой 35 и далее через отверстие или отверстия 60 и канал или каналы 62 в направлении стрелки

Т вЂ” обратно в пространство 70, Измененная степень заполнения пространства 81 приводит к осевому перемещению управляющего поршня 54, в результате чего пространство между дисками 25 и 26 становится уже или шире, что приводи к уменьшению или увеличению проска. .ьзывания между двумя группами дисков 25 и 26.

Для образования сигнала обратной связи по частоте вращения /строго говоря, обратной связи по квадрату частоты вращения/ служит цепь, проходящая от камеры 71 через канал 85 /фиг.8/ к внешнему регулятору /не показан/, выполненному например, в соответствии с патентом Швеции

М 7805875-9.

На фиг. 5 и 8 показано, что ступицеобразному участку 73 корпусного элемента 27 прикреплены три напорные трубки 47, которые через собирающий канал /не показан/ соединены с каналом 86 для дальнейшего перемещения масла к внешнему регулятору

/не показан/. Неподвижный масляный бак

87, который частично окружает все ступицеобразные участки /13, 16/, соединен с внешним баком 88 /фиг.10/ уровня масла в баке 87 и соединен с окружающим воздухом каналами 89 и 90, соответственно.

Масляный бак 87 не является элементом какой-либо маслосистемы. Он имеет форму кругового кольца, что позволяет расположить его внутри устройства, благодаря чему достигается уменьшение занимаемого пространства, Бак 87 сообщается с окружающей средой, кроме прочих приспособле1838686

12 ний, через канал 89 в корпусном элементе 27, идущий к внешнему баку 88 для дополнительного подвода масла и индикации уровня масла, Масло из бака 87 отбирается с помощью

27. Первое плечо 93 углового рычага 92 имеет продолжение в виде лопатообразного участка

94, проходящего в масляное кольцо, образующееся в камере 44 во время вращения.

Устройство заполнения маслом 91 имеет два клапана 95 и 96. Второе плечо 97 углового рычага 92 шарнирно соединено со

15 стержнем 98 первого клапана 95, причем этот стержень 98 взаимодействует с седлом

99 первого клапана 95. Пружина 100 сжатия поддерживает клапан 95 в открытом, нерабочем положении. Стержень 101 второго клапана 96, взаимодействующий с седлом

102 второго клапана 96, соединен с мембранным диском 103.

Мембрана 104 делит внутреннее пространство корпуса клапана, образующего

25 устройство заполнения маслом 91, на две камеры 105 и 106, соответственно. Камера

105 — через каналы /не показаны/ соединена с напорными трубками 47 или с каналом

86 /фиг.8/, а камера 106 соединена с масля30 ным баком 87, . Вторая пружина 107 сжатия поддерживает стержень 101 второго клапана 96 в закрытом положении, когда в камере 105 нет давления, Когда оба клапана 95 и 96открыты, мас- 35 ло.может выходить из бака 87. При нормальных рабочих условиях и вращении против часовой стрелки /стрелка Y/ сопротивление масляного кольца, действующее на ло40 патообразный участок 94, удерживает первый клапан 95 в закрытом положении, а давление от напорной трубки 47 удерживает другой клапан 96 в открытом положении.

Если в камере 44 нет масла, первый

45 клапан 95 открыт.

Центральный участок 73 установлен с возможностью вращения на ступицеобразном участке 16 с целью восприятия радиальных сил. Согласно настоящему

50 изобретению, подшипники представляют собой самоустанавливающиеся радиальные подшипники с равномерно расположенными по окружности, по меньшей мере, тремя самоустанавливающимися элементами

55 скольжения 108, 109 и 110, которые шарнирно установлены на регулируемых винтах

111, 112 и 113 со сферическими концевыми поверхностями 114, 115 и 116. Элементы скольжения 108, 109 и 110 имеют поверхности скопления площадью несколько квадустройства 91 заполнения маслом /фиг.9/, ко- 5 торое управляется угловым рычагом 92, шар- =нирно установленным на корпусном элементе ратных сантиметров и расположенИ в вырезах 117, 118 и 119 ступицеобразного участка 73, В результате получается пространство для промежуточных масляных каналов 90, 89, 86, 85 и 120, проходящих в центральном участке 29.

Маслосистема схематично показана на фиг.10. Масляные кольца, образуемые при вращении, представлены "открытыми" вниз прямоугольниками 121, 122, 123 и 124, которые соответствуют пространствам, обозначенным позициями 44, 70, 81, 71.

Сплошными линиями показаны каналы для направленного течения масла, а кружками показано свободное течение масла, таков как течение в струях, каплях и т.п, Пунктиром показан путь передачи сигналов.

В камере 71 расположена измерительная напорная трубка 125, которая принимает сигнал, пропорциональный квадрату частоты вращения второго элемента вращения 15. Значение сигнала, определяющее действительное значение параметра, есть давление масла, поступающего к регулятору

126, где оно сравнивается с внешним сигналом регулирования, определяющим заданное значение. Разница между действительным значением и заданным значением есть отклонение регулирования, которое воздействует на управляющий клапан 80 с целью увеличения или уменьшения расхода масла.

Регулируемый поток масла проходит через фильтр 83 и средство охлаждения 84 к корпусному элементу 27 и в нем распределяется, направляясь как в дисковое пространство 70, так и в пространство 81 вблизи управляющего поршня 54.

Одно из преимуществ варианта согласно фиг.5 состоит в том, что давление в пространстве 81 создается центробежными силами, а зто означает, что входное давление в корпусном элементе 27 может быть весьма малым, Между корпусным элементом 27 и вторым элементом вращения 15 имеется кольцевая камера.127, в которую масло, идущее к пространству 81, проходит через первый элемент вращения 12 свободным течением. Боковые утечки /стрелки

126/ из камеры 127 подводятся к дисковому пространству 70 /на чертеже не показано/.

Кроме показанной маслосистемы имеются также системы с меньшими скоростями течения, предназначенные для пополнения маслом лабиринтных уплотнений при пуске и для смазки роликовых подшипников 63 и 64. Когда масляные кольца

"заполнены", избыток масла отводится в устройство, главным образом в пространство

70 и 81.

1838686

Такое дренирование достигается благодаря тому, что радиальное ограничение арьерами лабиринтных уплотнений нутрь, т.е. в направлении в устройство, меет больший диаметр, чем соответствуюее ограничение наружу, из фиг.7 очевид, о, что радиус R> меньше, чем радиус Rz, Во время работы устройства в нем пребладают условия интенсивного разбрызгиания масла и масляного тумана, а из-за азличных скоростей движения элементов стройства имеются различные давления оздуха в местах расположения трех уплотнений устройства, причем по крайней мере ва из этих трех уплотнений имеют довольно большой диаметр, Простых щелевых уплотнений, следовательно, здесь недостаточно, и уплотнения алов по настоящему изобретению выполяются в виде лабиринтных уплотнений, в оторых воздух уплотняется масляными ольцами. Уплотнение с наибольшим диаетром образуется кольцевой камерой 43 а коническом участке 41, причем в эту каеру 43 выступает кольцевой фланец 129, меющий L-образный профиль, и этот флаец 129 крепится к центральному участку 71 корпусного элемента 27.

Уплотнение с наименьшим диаметром, т,е. внутреннее уплотнение, имеет вид анаогичной камеры 130 и аналогичного кольевого фланца 131, прикрепленного к ентральным участкам 16 и 13 второго и ретьего элементов вращения 15 и 19-21, оответственно.

Третье /внешнее/лабиринтное уплотение включает в себя лопастное кольцо 13, рикрепленное к центральному участку 16. онструкция таких уплотнений, которые олностью защищены от действия давления

Масла, является одной из причин того, что рок службы устройства соответствует треованиям обрабатывающей промышленности, Сравнительно большие диаметры, котоые необходимо учитывать при монтаже орпусного элемента 27 и при радиальном онтаже первого и второго элементов враения 12 и 15 на корпусном элементе 27 /в зображенном примере — центральный учас ток 16 второго элемента вращения 15 внутри центрального участка 29 корпусного элемента 27/, приводят к тому, что как роликовые подшипники, так и полностью изолированные подшипники скольжения будут риводить к образованию слишком большог трения.

Поэтому используются два самоустанавливающихся подшипника 106-119

/фиг.8/, каждый из которых включает в себя

55 да можно встроить в размер, который очевиден из миллиметрового масштаба на фиг.5, когда полная осевая длина Lучастков,,расположенных внутри корпуса 1, равна 135 нм, что позволяет устанавливать электродвигатель 1 в соответствии со стандартом

Международной электротехнической комиссии /(ЕС/, согласно которому длина выходного короткого вала 7 равна 140 мм.

Длина LS промежутка 6 /фиг.2/ остается неизменной, т.е. возможность снятия насоса 2 или электродвигателя 1 сохраняется, Сопряжение между выходным коротким валом 7 и отверстием 14 в центральном участке 13 является сравнительно плотным, потри элемента скольжения 108, 109 и 110 и имеет опорную поверхность площадью несколько квадратных сантиметров.

В центральном участке 29 имеются ка5 налы 90, 89, 86.120,85 о которых уже говорилось при описании фиг.10, Кроме уже описывавшихся каналов 90, 89 и,85 здесь имеются также каналы 86 и 120, направленн ые к охлаждающему средству 84 и обратно.

10 Каналы 90,89,86,120,85 могут также быть двойными, чтобы обеспечивать в пределах ограниченного располагаемого пространства /т.е, толщины Z стенки центрального участка 29/ перемещение

15 масляных потоков, которые могли бы потребовать каналы большего диаметра.

При резкой остановке /например, при отказе электропитания/ не будет иметься достаточного времени для дренирования

20 /через корпусный элемент 27/ всего количества масла из устройства в масляный бак

87/ который предназначен для компенсации утечек/. Поэтому размеры заполненных маслом участков устройства выгодно выби25 рать такими, чтобы при установке узла, так, что ось вращения X-X располагается горизонтально, все количество масла, в случае остановки, могло быть принято в самой нижней части устройства — ниже уплотнен: я

30 43,129 /т.е. ниже самой нижней части это о уплотнения/ /на фиг.5 не показана/.

При вертикальном расположении при котором электродвигатель 1 всегда располагается в верхней части/ масло может рас35 полагаться в пространстве, предусмотренном в периферийном участке

36, ограниченном второй передней стенкой

37 и коническим участком 41, При этом уровень расположения уплотнения 43, 129 on40 ределяет наивысший допустимый уровень масла.

Устройство по настоящему изобретению для мощности 55 кВт при частоте вращения 1470 мин с использованием упругой

-1

45 муфты 19-21 "дистанционного" типа без тру15

1838686

16 этому первая передняя стенка 35 первого элемента вращения 12 снабжена монтажным отверстием 133, которое может быть закрыто пробкой, взаимодействующей с внутренним временно сжимаемым разрезным кольцом /не показано/ на выходном коротком валу 74. На последнем этапе монтажа используется резьбовое отверстие 134 в свободном конце выходного короткого вала 7, Для демонтажа используются съемные приспособления, навинчиваемые на резьбу

135 внешнего конца кольцевого элемента . 65, который свободно окружает выходной короткий вал 7 и своим внутренним концом связан резьбой с центральным участком 13 первого элемента вращения 12.

На фиг.8 показано устройство, в котором первый элемент вращения 12 несет внутренние диски 26, а второй элемент вращения 15 несет внешние диски 25, Вместо двух подшипников 64 и 65 устройства согласно фиг,5 используется один подшипник между центральными участками 13 и 16двух элементов вращения 12 и 15 для целей рационального монтажа.

Этот подшипник, показанный более детально на фиг.12, относится к так называемому типу подшипников с четырехточечным контактом, когда обоймы 136, 137 и 138 отшлифованы таким образом, что опорные шарики 139 прилегают к ним в четырех отдельных местах, в результате чего подшипник выполняет функцию двух подшипников, расположенных отдельно друг от друга в точках U> и 02.

Корпусной элемент 27 в варианте согласно фиг.11 снабжен несколькими напорными трубками 47, которые входят в камеру

44. Используется несколько напорных трубок 47, как и в устройстве согласно фиг.8, с целью осевой длины устройства.

На конце короткого вала 7 имеется тонкая пластина 140, прикрепленная ко второму элементу вращения 15 для предотвращения утечек масла. Осевая регулировка дисков 25 и 26 достигается с помощью управляющего поршня 54, который снабжен мембраной и к которому подается масло под давлением, поступающее от корпусного элемента 27.

Вместо канала 62 устройства согласно фиг.5 в данном случае выполнен поперечный кольцевой паз 141 с небольшим осевым размером. Устройство, .согласно фиг.11 с размерами, указанными миллиметровым масштабом, способно передавать мощность 22 кВт при частоте вращения 1470 мин

Иэ схем на фиг.13 и 14 очевидно, что второй элемент вращения 15 может быть установлен как на первом элементе вращения 12 /как это имеет место на фиг.5.и 11/, так и прямо на выходном коротком валу 7 /в этом случае или центральный участок 15 проходит до свободного конца короткого вала 7, или центральный участок 16 смещен так, чтобы прилегать к этому короткому валу

7/.

Одна иэ отличительных особенностей настоящего изобретения состоит в том, что как показано в варианте согласно фиг.5 и 11 элементы вращения 12, 15 опираются один на другой для восприятия радиальных сил кроме прочих/, причем если эти элементы входят в другой, и предпочтительно, опираются в своей центральной части, то получается компактная конструкция.

Для облегчения последующих монтажных операций, устройство по настоящему изобретению выгодно выполнять таким образом, чтобы оно имело одну или две поверхности разъема, проходящие поперечно оси и расположенные в области свободного конца одного или обоих коротких валов 7 и 8.

Под выражением "поверхность разъема" подразумевается гипотетическая поверхность, в частности — плоская поверхность, вдоль которой легко можно собрать и разобрать устройство на две или три части в осевом направлении.

Предпочтительно, если поверхность разъема располагается так, чтобы наиболее сложные и чувствительные внутренние компоненты устройства образовывали компактный и устойчивый агрегат, который, кроме прочего, является защищенным от загрязнения на месте установки всего узла. На фиг. 15 и 16 показаны два варианта того, как поверхность разъема U может располагаться в устройстве по настоящему изобретению, установленном в узле с узким промежутком G.

Осевая длина L устройства ограничивается соответствующей поверхностью разьема, точное положение которой, в свою очередь, зависит от конструкции соединительных муфт 19, 142. В обычной, неупругой муфте 142, имеющей центральное отверстие 143, поверхность разъема будет прохоНа фиг.13 и 14 схематично показаны два способа, с помощью которых первый элемент вращения 12 и второй элемент вращения 15 могут вместе с корпусным элементом

5 27 быть расположены внутри устройства по ...настоящему изобретению. Конструкция согласно фиг.11 соответствует схеме на фиг.43, а конструкция согласно фиг.5 соответствует схеме на фиг.14.

1838686 д ть вдоль фланца 144, которым муфта 142 с помощью винтов соединена с устройств м.

В упругой муфте 19 поверхность разье à Uопределяется плоскостью,,..вдоль кот рой можно разъединить муфту, В начале описания уже указывалось, что с ществуют также такие узлы электродвигат ль-насос, в которых промежуток 6 между выходным и входным короткими валами 7 и — в целях облегчения разборки — равен орядка 100-200 мм, и этот промежуток пеекрывается "дистанционным" элементом, к торый, например, может иметь вид трубк, В таком случае, как зто показано на фиг.

1 -20, устройство по настоящему изобретеию может располагаться в названном проежутке G, имеющем длину 1.S /фиг. 20/, и срединяться с одним из коротких валов 7 и

Н с помощью упругой муфты 19, которая связывается с этим коротким валом сколь1 щим соединением, а с другим коротким алом связывается с помощью обычной, жекой муфты 142, Возможно также /см.фиг.18/, создаать соединение с обоими короткими валаи 7 и 8 с помощью упругих муфт 19, На фиг. 19 и 20 показана установка с омощью комбинации двух упругих муфт 19 двух неупругих муфт 142, а на фиг,20 показ на еще одна комбинация — с "дистанцион ым" элементом 145, В вариантах согласно фиг, 17-20 имеютя две плоскости 0 и Ч разъема. Агрегат, ыполненный согласно фиг. 17-20, не нужается в создании какого-либо центрального отверстия, т.к. сами центральные тверстия муфт 19 и 142 являются соединиельными отверстиями устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для соединения электровигателя с насосом, образующем с электодвигателем, который имеет корпус, узел, 1 становленный на опорной поверхности неущего элемента, в котором они разнесены о меньшей мере согласно требованиям андартной компоновки и имеют обращеные одна к другой торцевые поверхности, ад которыми на заданную длину выступат входной короткий вал, вращающийся с о меньшей мере постоянной скоростью, и

ыходной короткий вал соответственно, ричем валы расположены соосно и раздеены промежутком, имеющим заданную ину, при этом устройство содержит неколько компонентов, образующих бесстуенчатый регулятор скорости вращения, омпоненты выполнены в виде двух элеменов вращения, причем каждый несет по, еньшей мере один рабочий элемент в виде

55 диска, обеспечивающего передачу крутящего момента посредством трения, причем эти элементы вращения соединены с возможностью совместного вращения, соответственно первый — с выходным коротким валом, а второй — с входным коротким валом, в виде корпусного элемента, содержащего соединение для передачи выходного сигнала регулирования скорости вращения и воздействующего на элементы вращения для изменения скорости вращения, причем корпусный элемент связан с возможностью относительного вращения по меньшей мере с одним из элементов вращения при помощи подшипника для восприятия радиальных сил, а также в виде служащего для изменения крутящего момента и управляемого сигналом регулирования скорости вращения, подаваемым от корпусного элемента для изменения скорости вращения, изменяющего средства, кроме того, устройство содержит или соединено с системой охлаждения для рассеивания тепла, образующегося внутри устройства, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств за счет облегчения монтажа и демонтажа, оно снабжено по меньшей мере одним третьим элементом вращения, размещенным между последн ;м и соответствуюшим ему коротким валок и образующим с ним упругую муфту, связыв»ющим корпусной элемент с несущим элементом с возможностью ограничения относительного поворота корпусного элемента упором, при этом элементы вращения выполнены с размером в осевом направлении, меньшим увеличенной на 5ф» длины коротких валов или увеличенного на 10 промежутка между ними, по крайней мере три из упомянутых компонентов содержат центральные участки и образованы расположенными радиально вокруг этих центральных участков элементами, при этом центральные участки содержат центральные отверстия, первый и второй элементы вращения установлены один на втором с возможностью восприятия радиальных сил и относительного вращения с разными скоростями посредством подшипников, элементы вращения выполнены с радиальными размерами, меньшими, чем радиус поверхности цилиндра, описываемого касательной к опорной поверхности несущего элемента, вокруг соосной с короткими валами оси, корпусный элемент расположен в направлении к максимальному сужению относительно поверхности упомянутого цилиндра, по меньшей мере три из упомянутых компонентов имеют центральные отверстия, одно из который связано с одним из коротких

1838686

20 валов и с элементами для подвода и отвода охлаждающей среды, размещенными в корпусном элементе, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью предотвращения загрязнения при монтаже и облегчения частичного демонтажа, оно снабжено средствами защиты рабочих элементов и подшипников, которые установлены на элементах вращения с возможностью отделения по меньшей мере по одной поверхности, проходящей в зоне свободного конца одного из коротких валов в поперечной плоскости устройства.

3. Устройство по п.1 или 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что по меньшей мере часть центральных участков расположена один в другом и связаны посредством подшипников, а первый и второй элементы вращения выполнены с возможностью по меньшей мере частичного расположения один в другом, 4. Устройство по п.3, отл ича ю ще ес я тем, что центральные участки первого и второго вращающихся элементов расположены один на другом.

5. Устройство поп,3, отл ич а ю ще ес я тем, что центральный участок второго элемента вращения установлен на одном из коротких валов с возможностью вращения, а центральный участок первого элемента вращения связан с этим валом с возможностью совместного вращения.

6. Устройство по одному из и.п. 1-5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что бесступенчатый регулятор скорости вращения выполнен в виде вязкогидравлической муфты с рабочим телом в виде масла, при этом его рабочие элементы выполнены в виде пакета чередующихся дисков с наружными и внутренними зацеплениями для изменения их относительно осевого положения, причем между дисками расположена пленка масла, передающая крутящий момент, а также снабжен замкнутой системой циркуляции масла с подающим средством для изменения расхода масла и средством охлаждения последнего.

7. Устройство по п.б, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочие элементы с наружным зацеплением установлены на первом элементе вращения, а с внутренним зацеплением — на втором, 8. Устройство по п.б, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочие элементы с наружным зацеплением установлены на втором элементе вращения, а элементы с внутренним зацеплением — на первом.

9, Устройство по п,б, отл и ч a e щ е ес я тем, что замкнутая система для циркуляции масла выполнена с фильтром.

25

40 л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено

10. Устройство по одному из пп.6-9, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что изменяющее средство выполнено за одно целое со средством изменения расхода масла в виде управляющего поршня, расположенного концентрично устройству с возможностью взаимодействия одной из торцевых поверхностей с рабочими элементами и образующего второй торцевой поверхностью полость, и выполненного в поршне открытого в полость и к рабочим элементам отверстия, которое расположено на периферии поршня, причем регулирование скорости вращения обеспечено путем изменения количества масла в полости, где под действием центробежных сил возможно образование вращающегося масляного кольца и изменяющимися в зависимости от количества подаваемого масла толщиной и радиусом.

11, Устройство по одному из пп.6-10, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вращающимся маслосборником в виде выполненной в первом вращающемся элементе кольцевой проточки, подающее средство выполнено в виде соединенной с центральным участком корпусного элемента напорной трубкой с входным тангенциальным отверстием, размещенным в проточке и обращенным в направлении номинального вращения.

12, Устройство по п.11, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено регулирующим устройством и связанным с корпусным элементом масляным баком для компенсации утечек, который выполнен с воэможностью регулирования заполнения посредством регулирующего устройства в зависимости от количества масла во вращающемся маслосборнике.

13. Устройство по одному из пп.1-12, о тустановленными между корпусными элементами и элементами вращения уплотнениями, а образованная устройством внутренняя полость выполнена с возможностью положения в ней уровня масла в неработающем устройстве ниже уплотнений, независимо от положения устройства в пространстве.

14,Устройство по п.13,отл ич а ю щеес я тем, что при вертикальном положении устройства электродвигатель расположен над устройством.

15. Устройство по одному из пп.13 и 14, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что уплотнения выполнены лабиринтными барьерами, образующими обращенный к периферии устройства кольцевой желоб.

16, Устройство по п,15, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что свободный край обращенного

1838686

22 внутрь устройства барьера расположен на радиусе, большем радиуса, на котором расположен свободный край обращенного наружу устройства барьера для стока излишка масла из желоба в устройство.

17. Устройство по одному из пп.1-16, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что элементы вращения выполнены с радиусом, который не превышает пяти диаметров соединительного тверстия под короткий вал максимального иаметра, а их осевой размер, помноженый на радиус, меньше двенадцати возвеенных в квадрат диаметров.

18. Устройство по одному из пп.1-17, о ти ч а ю щ е е с я тем, что центральный часток корпусного элемента снабжен соеинительными каналами с размещенными а одной окружности, 19. Устройство по одному из пп.1-18, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что расположенные на корпусном элементе подшипники выполнены с по меньшей мере тремя самоуста5 навливающимися элементами скольжения.

20. Устройство по п.19, о т л и ча ю щ е ес я тем, что самоустанавливающиеся элементы скольжения расположены равНомер10 но по окружности.

21. Устройство по одному из пп.1-20, о г л ича ю щеес я тем, что подшипник, который размещен между элементами вра15 щения, выполнен с четырехточечным кон-. тактом шариков, одна из обойм которого выполнена в виде двух разделенных в поперечной плоскости частей.

1838686

К 1838686

1838686

76

Фиг. 7

1838686

1838686

1838686

Составитель И.Чикин

Техред М,Моргентал

Корректор М. Максимишинец

Редактор!

Зак з 2919 Тираж Подписное

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4 гЮ

Ро2. 7б

Я