RU2221171C2

RU2221171C2 - Start-and-safety fluid coupling

Info

Publication number: RU2221171C2
Application number: RU2001115019/11A
Authority: RU
Inventors: А.В. Крутик
Original assignee: ООО "Сотекс Энерго"
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention is designed for stepless starting of machines and protection of drives from overloads. Proposed start-and-safety fluid coupling contains impellers with blades. Blades of at least one of impellers are provided with axial edges pointed to central chamber limited by nonworking surfaces of impeller walls. Novelty is that diameter D₀ of axial edges is connected to active diameter D_a of impellers by relationships 1,7<D_a/D₀<1,85, and length L of axial edge is connected to maximum width H_max of blades by relationship 0,2≤L/H_max≤0,75. Partition can be installed in central chamber being connected to one of impellers and dividing central chamber space into two sections communicating with each other and with interblade channels. Section between nonworking walls of impeller and partition connected to impeller is provided with at least one throttle hole on periphery. EFFECT: improved starting characteristics and safety of fluid coupling, increased efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидродинамическим пуско-предохранительным муфтам (гидромуфтам), и может быть применено для плавного пуска машин и защиты от перегрузок элементов их привода. The invention relates to mechanical engineering, in particular to hydrodynamic start-up safety clutches (fluid couplings), and can be used for smooth start-up of machines and protection against overload of drive elements.

Известна предохранительная гидромуфта (авт. св. СССР 1480468, F 16 D 33/08), содержащая насосное и турбинное рабочие колеса с лопатками. Лопатки по меньшей мере одного из колес имеют осевые кромки, обращенные к центральной камере. Known safety fluid coupling (ed. St. USSR 1480468, F 16 D 33/08), containing pump and turbine impellers with blades. The vanes of at least one of the wheels have axial edges facing the central chamber.

Указанная гидромуфта обладает недостаточно высоким качеством пусковых и предохранительных характеристик, а также имеет пониженный КПД. The specified fluid coupling has not enough high quality starting and safety characteristics, and also has a reduced efficiency.

Задача изобретения - улучшение пусковых и предохранительных характеристик, а также повышение КПД гидромуфты. The objective of the invention is the improvement of starting and safety characteristics, as well as increasing the efficiency of the fluid coupling.

Для этого в гидромуфте, содержащей рабочие колеса с лопатками, причем лопатки по меньшей мере одного из колес имеют осевые кромки, обращенные к центральной камере, ограниченной нерабочими поверхностями стенок колес, согласно изобретению диаметр Dо осевых кромок связан с активным диаметром колес Da соотношением l,7 <Da/Do <l,85, а длина L осевой кромки лопатки связана с наибольшей шириной Нмакс лопатки соотношением 0,2 ≤ L/Нмакс ≤ 0,75. To this end, in a fluid coupling containing impellers with blades, the blades of at least one of the wheels having axial edges facing a central chamber bounded by non-working surfaces of the wheel walls, according to the invention, the diameter D of the axial edges is associated with the active diameter of the wheels Da with a ratio of l, 7 <Da / Do <l, 85, and the length L of the axial edge of the blade is associated with the largest width Nmax of the blade with a ratio of 0.2 ≤ L / Nmax ≤ 0.75.

Из экспериментально полученных данных следует, что в интервале 1,7 < Da/Do < 1,85 влияние отношения Da/Do активного диаметра колес Da к диаметру осевых кромок Do на пусковую и предохранительную характеристики Мп/Мн и Мо/Мн очень мало. Это подтверждается пологим характером соответствующих участков графиков функциональной зависимости пусковой и предохранительной характеристик от отношения Da/Do. Пусковая характеристика Мп/Мн выражается отношением пускового момента гидромуфты Мп к ее номинальному моменту Мн и соответствует скольжению колес, равному 100%. Предохранительной характеристикой Мо/Мн является отношение наибольшей величины ограничивающего момента Мо к номинальному моменту Мн во всем диапазоне скольжения. From the experimentally obtained data, it follows that in the range 1.7 <Da / Do <1.85, the influence of the ratio Da / Do of the active wheel diameter Da to the diameter of the axial edges Do on the starting and safety characteristics Mn / Mn and Mo / Mn is very small. This is confirmed by the gentle nature of the corresponding sections of the graphs of the functional dependence of the starting and safety characteristics on the Da / Do ratio. The starting characteristic Mp / Mn is expressed by the ratio of the starting torque of the hydraulic coupling Mp to its rated moment Mn and corresponds to a wheel slip of 100%. A safety characteristic of Mo / Mn is the ratio of the largest value of the limiting moment Mo to the nominal moment Mn in the entire sliding range.

В интервале 1,7 < Da/Do < 1,85 отношение Мп/Мн изменяется от 2,32 до 2,47, а отношение Мо/Мн от 2,38 до 2,52. Данные значения пусковой и предохранительной характеристик в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к характеристикам пуско-предохранительных гидромуфт, работающих совместно с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями современного технического уровня, у которых максимальный (опрокидной) момент лежит в пределах (2,4÷2,6) Мн. In the range 1.7 <Da / Do <1.85, the ratio Mn / Mn varies from 2.32 to 2.47, and the ratio Mo / Mn from 2.38 to 2.52. These values of starting and safety characteristics to the greatest extent meet the requirements for the characteristics of starting and safety hydraulic couplings, working in conjunction with asynchronous squirrel-cage electric motors of the modern technical level, for which the maximum (tipping) moment lies within (2.4 ÷ 2.6) Mn .

В указанном интервале отношения Da/Do КПД повышается от 96,7% до 97,7%. За пределами интервала l,7 < Da/Do < 1,85 значения отношения Мп/Мн и Мо/Мн резко изменяются в неблагоприятную сторону. При величине отношения Da/Do менее 1,7 пусковая и предохранительная характеристики ухудшаются. Значения Мп/Мн и Мо/Мн уменьшаются соответственно от 2,32 до 1,65 и от 2,38 до 1,8 при Da/Do=1,6, что отрицательно сказывается на тяговых возможностях гидромуфты во всем диапазоне скольжения при страгивании и разгоне машины под нагрузкой, а в отдельных случаях делает этот процесс невозможным. In the indicated interval of the Da / Do ratio, the efficiency increases from 96.7% to 97.7%. Outside the interval l, 7 <Da / Do <1.85, the values of the ratio Mn / Mn and Mo / Mn sharply change in an unfavorable direction. With a Da / Do ratio of less than 1.7, the starting and safety characteristics deteriorate. The values of Mn / Mn and Mo / Mn decrease, respectively, from 2.32 to 1.65 and from 2.38 to 1.8 at Da / Do = 1.6, which negatively affects the traction capabilities of the fluid coupling in the entire slip range when moving and accelerating the car under load, and in some cases makes this process impossible.

В случае увеличения отношения Da/Do более чем 1,85 значения характеристик Мп/Мн и Мо/Мн резко возрастают, в связи с чем гидромуфта перестает защищать двигатель и привод от перегрузок в режимах страгивания, разгона и торможения машины при некотором уменьшении номинального КПД. При значениях отношения Da/Do, меньших 1,7 КПД снижается существенно. In the case of an increase in the Da / Do ratio of more than 1.85, the values of the characteristics Mn / Mn and Mo / Mn sharply increase, and therefore the hydraulic coupling ceases to protect the engine and drive from overloads in the modes of breaking, acceleration and braking of the machine with a slight decrease in the nominal efficiency. When the Da / Do ratio is less than 1.7, the efficiency decreases significantly.

В гидромуфтах, имеющих Da/Do менее 1,7, нарушается необходимый баланс между объемом центральной камеры и объемом межлопастных каналов, что в переходных режимах работы ведет к снижению расхода в этих каналах и, как следствие, к уменьшению пускового момента, КПД и ухудшению характеристик в целом. In fluid couplings having a Da / Do of less than 1.7, the necessary balance is violated between the volume of the central chamber and the volume of the inter-blade channels, which in transient operation leads to a decrease in flow in these channels and, as a result, to a decrease in starting torque, efficiency and performance degradation generally.

При значениях отношения Da/Do более 1,85 объем центральной камеры значительно уменьшается, а объем межлопастных каналов возрастает. Это приводит к недопустимому росту величины момента Мо, вследствие чего гидромуфта перестает быть предохранительной. When the Da / Do ratio is more than 1.85, the volume of the central chamber decreases significantly, and the volume of the inter-blade channels increases. This leads to an unacceptable increase in the value of the moment Mo, as a result of which the fluid coupling ceases to be safety.

В пуско-предохранительной гидромуфте с отношением Da/Do, находящемся в интервале 1,7 < Da/Do < 1,85, достигаются оптимальные характеристики Мп/Мн, Мо/Мн в сочетании с высоким номинальным КПД. In the start-up and safety fluid coupling with a Da / Do ratio in the range 1.7 <Da / Do <1.85, the optimum characteristics of Mn / Mn, Mo / Mn are achieved in combination with a high nominal efficiency.

Соотношение длины осевой кромки L и наибольшей ширины лопатки Нмакс влияет на быстродействие гидромуфты в режимах стопорения вала турбинного колеса за десятые доли секунды. При этом частота вращения указанного вала падает от номинальной до нуля. В таких режимах быстродействие характеризуется коэффициентом динамичности Кд, который равен отношению наибольшего момента Мд гидромуфты в процессе стопорения к ограничивающему моменту Мо, т.е. Кд= Мд/Мо. Чем меньше величина Кд, тем меньше значение динамического момента при резких перегрузках и тем выше быстродействие гидромуфты. The ratio of the axial edge length L and the largest blade width Nmax affects the speed of the fluid coupling in the locking modes of the turbine wheel shaft in tenths of a second. In this case, the rotational speed of the specified shaft drops from the nominal to zero. In such modes, the speed is characterized by the dynamic coefficient Kd, which is equal to the ratio of the largest moment Md of the fluid coupling during locking to the limiting moment Mo, i.e. Cd = Md / Mo. The smaller the value of Cd, the lower the value of the dynamic moment during sudden overloads and the higher the speed of the fluid coupling.

При значениях L/Нмакс, находящихся в интервале 0,2 L/Нмакс ≤ 0,75, коэффициент динамичности изменяется мало и имеет небольшую величину в пределах 1,1÷1,15 при нормированном времени стопорения турбинного колеса за 0,3с, что свидетельствует об оптимальности указанного интервала значений L/Нмакс в пуско-предохранительных гидромуфтах. When L / Nmax values are in the range of 0.2 L / Nmax ≤ 0.75, the dynamic coefficient varies little and has a small value within 1.1 ÷ 1.15 with a normalized turbine wheel lock time of 0.3 s, which indicates on the optimality of the indicated interval of L / Nmax values in the starting-and-release hydraulic couplings.

При уменьшении значения соотношения L/Нмакс ниже 0,2 Кд начинает расти до опасных значений за счет уменьшения проходного сечения межлопастных каналов при входе потока в центральную камеру. Следствием такого влияния является рост Мд до значений, опасных для привода и машины в целом. При увеличении длины осевой кромки лопатки Lo свыше 0,75 Нмакс Кд существенно увеличивается в связи с возрастанием момента Мд. Повышение Кд в этом случае объясняется тем, что удлинение осевой кромки лопатки L сверх допустимых значений приводит к возрастанию динамической составляющей скорости циркуляции жидкости, а вследствие этого увеличивается и Мд. When the ratio L / Nmax decreases below 0.2 Cd, it begins to grow to dangerous values due to a decrease in the cross section of the inter-blade channels when the flow enters the central chamber. The consequence of this effect is the growth of MD to values that are dangerous for the drive and the machine as a whole. With an increase in the length of the axial edge of the Lo blade over 0.75 Nmax, the Cd substantially increases due to an increase in the moment of MD. The increase in Cd in this case is explained by the fact that the elongation of the axial edge of the blade L over the permissible values leads to an increase in the dynamic component of the fluid circulation velocity, and as a result, Md also increases.

Значения характеристик Мп/Мн, Мо/Мн, а также КПД, относящиеся к интервалу отношения Da/Do, равному 1,7÷1,85, не изменяются с изменением отношения L/Нмакс. The values of the characteristics Mn / Mn, Mo / Mn, as well as the efficiency related to the interval of the Da / Do ratio equal to 1.7 ÷ 1.85, do not change with a change in the L / Nmax ratio.

В центральной камере гидромуфты может быть размещена перегородка, прикрепленная к одному из рабочих колес (насосному или турбинному) и разделяющая полость центральной камеры на две секции, сообщающиеся как между собой, так и с межлопастными каналами колес. Секция, заключенная между нерабочими стенками колеса и прикрепленной к этому колесу перегородкой, имеет в периферийной части, по меньшей мере, одно дроссельное отверстие. In the Central chamber of the fluid coupling can be placed a partition attached to one of the impellers (pump or turbine) and dividing the cavity of the Central chamber into two sections, communicating both with each other and with the inter-blade channels of the wheels. The section enclosed between the non-working walls of the wheel and the baffle attached to this wheel has at least one throttle hole in the peripheral part.

На фиг.1 в продольном разрезе показана предлагаемая гидромуфта. На фиг.2 представлены графики зависимости пусковой характеристики Мп/Мн (кривая 1), предохранительной характеристики Мо/Мн (кривая 2) и КПД (η - кривая 3) пуско-предохранительной гидромуфты от соотношения Da/Do, а на фиг.3 - графическая зависимость динамического коэффициента Кд от отношения L/Нмакс. На фиг.4 показан вариант предлагаемой гидромуфты с перегородкой в центральной камере. Figure 1 in longitudinal section shows the proposed fluid coupling. Figure 2 presents graphs of the dependence of the starting characteristic Mn / Mn (curve 1), the safety characteristic of Mo / Mn (curve 2) and the efficiency (η - curve 3) of the starting-and-closing fluid coupling from the Da / Do ratio, and Fig. 3 - graphical dependence of the dynamic coefficient Cd on the ratio L / Nmax. Figure 4 shows a variant of the proposed fluid coupling with a partition in the Central chamber.

Гидромуфта (фиг.1) состоит из установленных соосно насосного 1 и турбинного 2 рабочих колес, чаши которых имеют в меридиональном сечении одинаковую криволинейную часть своих внутренних контуров. Лопатки 3 и 4 насосного и турбинного колес образуют межлопастные каналы, которые сообщаются с центральной камерой 5. В области входа в центральную камеру 5 межлопастных каналов лопатки 3 и 4 имеют осевые кромки 6 и 7, обращенные к центральной камере 5, ограниченной нерабочими поверхностями стенок рабочих колес. Диаметр Do осевых кромок 6 и 7 связан с активным диметром Da рабочих колес соотношением l, 7 <Da/Do <l,85, а длина L осевой кромки лопаток связана с наибольшей шириной Нмакс лопаток соотношением 0,2 ≤ L/Нмакс ≤ 0,75. Принятые в предлагаемой гидромуфте соотношения Da/Do и L/Нмакс получены на основе анализа результатов экспериментальных исследований внешних моментных характеристик пуско-предохранительных гидромуфт. The hydraulic coupling (Fig. 1) consists of coaxially mounted pump 1 and turbine 2 impellers, whose cups have the same curved part of their internal contours in the meridional section. The blades 3 and 4 of the pump and turbine wheels form inter-blade channels that communicate with the central chamber 5. In the area of the entrance to the central chamber 5 of the inter-blade channels, the blades 3 and 4 have axial edges 6 and 7 facing the central chamber 5, bounded by non-working surfaces of the working walls wheels. The diameter Do of the axial edges 6 and 7 is connected with the active impeller diameter Da by the ratio l, 7 <Da / Do <l, 85, and the length L of the axial edge of the blades is associated with the largest width Nmax of the blades with the ratio 0.2 ≤ L / Nmax ≤ 0, 75. The Da / Do and L / Nmax ratios adopted in the proposed fluid coupling are obtained on the basis of the analysis of the results of experimental studies of the external torque characteristics of the starting and safety hydraulic couplings.

Как следует из графиков на фиг.2, в интервале значений l,7 < Da/Do < 1,85, пусковая Мп/Мн и тормозная Мо/Мн характеристики имеют оптимальные значения, которые изменяются в указанном интервале соответственно от 2,32 до 2,47 и от 2,38 до 2,52. Такие характеристики в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к пуско-предохранительным гидромуфтам, работающим совместно с электродвигателями современного технического уровня, у которых максимальный (опрокидной) момент лежит в пределах (2,4÷2,6) Мн. В интервале l, 7 < Da/Do < 1,85 КПД (кривая 3-η) также повышается от значения 0,967 до 0,977. As follows from the graphs in figure 2, in the range of l, 7 <Da / Do <1.85, starting Mn / Mn and braking Mo / Mn characteristics have optimal values that vary in the specified interval, respectively, from 2.32 to 2 47 and from 2.38 to 2.52. Such characteristics to the greatest extent meet the requirements for start-up and safety fluid couplings, working in conjunction with electric motors of the modern technical level, for which the maximum (tipping) torque lies within (2.4 ÷ 2.6) Mn. In the interval l, 7 <Da / Do <1.85, the efficiency (curve 3-η) also increases from 0.967 to 0.977.

За пределами интервала l,7 < Da/Do < 1,85 значение Мп/Мн и Мо/Мн резко изменяются в неблагоприятную сторону, что следует из графиков на фиг.2. В том же интервале значений Da/Do номинальный КПД имеет наибольшие значения. Outside the interval l, 7 <Da / Do <1.85, the values of Mn / Mn and Mo / Mn sharply change in an unfavorable direction, which follows from the graphs in figure 2. In the same range of Da / Do values, the rated efficiency has the highest values.

Отношение L/Нмакс длины осевой кромки L лопатки к наибольшей ее ширине Нмакс оказывает влияние на быстродействие пуско-предохранительной гидромуфты в динамических режимах стопорения вала турбинного колеса за десятые доли секунды. The ratio L / Nmax of the length of the axial edge L of the blade to its largest width Nmax affects the speed of the starting and safety fluid coupling in the dynamic locking of the turbine wheel shaft in tenths of a second.

Из графика зависимости коэффициента динамичности Кд, характеризующего быстродействие гидромуфты, от отношения L/Нмакс (фиг.3), следует, что в интервале значений 0,2 ≤ L/Нмакс ≤ 0,75 Кд имеет минимальную величину в пределах 1,1÷1,15. Поэтому динамичность гидромуфты при таком Кд минимальна. From the graph of the dependence of the dynamic coefficient Kd, characterizing the speed of the fluid coupling, on the ratio L / Nmax (Fig. 3), it follows that in the range of 0.2 ≤ L / Nmax ≤ 0.75 Cd it has a minimum value in the range 1.1 ÷ 1 ,fifteen. Therefore, the dynamics of the fluid coupling with such a Cd is minimal.

Графики предельных значений пусковой Мп/Мн и предохранительной Мо/Мн характеристик, а также номинального КПД(η), относящихся к интервалу 1,7 < Da/Do < 1,85, имеют на фиг. 3 вид линий, параллельных оси абсцисс, что подтверждает отсутствие влияния L/Нмакс на эти силовые параметры гидромуфты. На фиг. 3 обозначен также перепад предельных значений (Δ) характеристик ΔМп/Мн, ΔМо/Мн и Δη.
Как показано на фиг.1, в гидромуфте турбинное колесо 2 установлено на валу 8, а к насосному колесу 1 прикреплен корпус 9, охватывающий турбинное колесо 2. Возможна другая компоновка: турбинное колесо прикреплено к корпусу, который охватывает насосное колесо, установленное на валу, выполняющем функции ведущего.The graphs of the limiting values of the starting Mn / Mn and safety Mo / Mn characteristics, as well as the nominal efficiency (η), relating to the interval 1.7 <Da / Do <1.85, are shown in FIG. 3 is a view of lines parallel to the abscissa axis, which confirms the absence of the influence of L / Nmax on these force parameters of the fluid coupling. In FIG. 3 also indicates the difference in the limiting values (Δ) of the characteristics ΔMn / Mn, ΔMo / Mn and Δη.
As shown in FIG. 1, in the fluid coupling, a turbine wheel 2 is mounted on the shaft 8, and a housing 9 is attached to the pump wheel 1, covering the turbine wheel 2. Another arrangement is possible: the turbine wheel is attached to the housing, which covers the pump wheel mounted on the shaft, acting as lead.

К одному из рабочих колес (фиг.4), например к насосному 1, может быть прикреплена перегородка 10, разделяющая центральную камеру 5 на две секции 11 и 12. В перегородке 10 имеется отверстие 13 с центром на оси вращения гидромуфты. Секции 11 и 12 центральной камеры 5 сообщаются с межлопастными каналами, а также между собой через отверстие 13 в перегородке 10. Секция 11 сообщается с межлопастными каналами рабочего колеса 1 посредством дроссельного отверстия 14, выполненного в периферийной части секции 11, например в цилиндрической части перегородки 10. A partition 10 can be attached to one of the impellers (Fig. 4), for example, to the pump 1, dividing the central chamber 5 into two sections 11 and 12. In the partition 10 there is an opening 13 centered on the axis of rotation of the fluid coupling. Sections 11 and 12 of the central chamber 5 communicate with the inter-blade channels, as well as with each other through an opening 13 in the partition 10. Section 11 communicates with the inter-blade channels of the impeller 1 by means of a throttle hole 14 made in the peripheral part of the section 11, for example, in the cylindrical part of the partition 10 .

Гидромуфта по фиг.1, не имеющая перегородки, работает следующим образом. В установившемся рабочем режиме гидромуфта передает расчетный номинальный крутящий момент при небольшом значении скольжения колес (3%). The hydraulic coupling of figure 1, which does not have a partition, works as follows. In the steady-state operating mode, the fluid coupling transmits the calculated nominal torque with a small value of the wheel slip (3%).

При возрастании внешней нагрузки на ведомом валу гидромуфты ее скольжение повышается. Это сопровождается увеличением расхода жидкости по межлопастным каналам рабочих колес 1 и 2 при совокупном воздействии на элементарные струи потока центробежных сил переносного вращения вокруг оси гидромуфты и относительного вращательного движения жидкости по межлопастным каналам колес с центром в круге циркуляции. С увеличением скольжения центробежные силы относительного вращательного движения даже в области выхода потока из межлопастных каналов турбинного колеса 2 начинают превалировать над центробежными силами переносного вращения, в связи с чем центростремительный поток рабочей жидкости из межлопастных каналов турбинного колеса 2 устремляется в центральную камеру 5. With increasing external load on the driven shaft of the fluid coupling, its slip increases. This is accompanied by an increase in fluid flow through the inter-blade channels of the impellers 1 and 2 with a combined effect on the elementary jets of a stream of centrifugal forces of portable rotation around the axis of the fluid coupling and the relative rotational movement of the fluid through the inter-blade channels of the wheels centered in the circulation circle. With increasing slip, the centrifugal forces of relative rotational motion even in the region where the flow exits from the inter-blade channels of the turbine wheel 2 begin to prevail over the centrifugal forces of the portable rotation, and therefore the centripetal flow of the working fluid from the inter-blade channels of the turbine wheel 2 rushes into the central chamber 5.

Затем жидкость, попадая на нерабочие поверхности насосного колеса 1, отбрасывается ими к периферии и возвращается в его межлопастные каналы у кромок 6. Чем выше значение скольжения, тем большее количество жидкости, находясь в динамическом равновесии (по отношению к кругу циркуляции), заполняет центральную камеру 5, выполняющую роль сбросной аккумулирующей камеры. Одновременно с этим снижается расход жидкости, циркулирующей в межлопастных каналах рабочих колес, благодаря чему уменьшается момент, передаваемый гидромуфтой. Then the liquid, falling onto the idle surfaces of the pump wheel 1, is discarded by them to the periphery and returns to its interlobed channels at the edges 6. The higher the slip value, the greater the amount of liquid, being in dynamic equilibrium (with respect to the circulation circle), fills the central chamber 5, acting as a discharge storage chamber. At the same time, the flow rate of the fluid circulating in the inter-blade channels of the impellers is reduced, thereby reducing the moment transmitted by the fluid coupling.

Таким образом, гидромуфта, ограничивая передаваемый момент, устраняет недопустимые перегрузки, воздействующие на механическую трансмиссию привода и предохраняет двигатель от выхода из строя. Thus, the hydraulic coupling, limiting the transmitted moment, eliminates unacceptable overloads affecting the mechanical transmission of the drive and protects the engine from failure.

В варианте исполнения гидромуфты (фиг.4) с разделением центральной камеры посредством перегородки 10 на две секции 11 и 12 работа гидромуфты осуществляется следующим образом. In an embodiment of the fluid coupling (Fig. 4) with the separation of the central chamber by means of the partition 10 into two sections 11 and 12, the operation of the fluid coupling is as follows.

При сообщении вращения ведущему (насосному) колесу 1 оно быстро (в течение 2-3 с) совместно с приводным двигателем развивает частоту вращения, близкую к максимальной. В этом режиме (режиме пуска) гидромуфта работает со значительным (близким к 100%) скольжением. При этом под воздействием напора, развиваемого насосным колесом 1, жидкость центростремительным потоком направляется из межлопастных каналов турбинного колеса 2 в секцию 12, а затем через отверстие 13 в перегородке 10 - в секцию 11, заполняя ее. Под воздействием гидростатического давления жидкость замедленно с незначительным расходом вытекает из секции 11 через дроссельное отверстие 14 и попадает в межлопастные каналы насосного колеса 1. When the rotation is communicated to the driving (pumping) wheel 1, it quickly (within 2-3 s), together with the drive motor, develops a rotation frequency close to the maximum. In this mode (start-up mode), the fluid coupling works with a significant (close to 100%) slip. In this case, under the influence of the pressure developed by the pump wheel 1, the liquid is sent by centripetal flow from the inter-blade channels of the turbine wheel 2 to section 12, and then through the hole 13 in the partition 10 to section 11, filling it. Under the influence of hydrostatic pressure, the liquid flows slowly from the section 11 through the throttle hole 14 with a small flow rate and enters the inter-blade channels of the pump wheel 1.

Благодаря избыточному напору насосного колеса 1 жидкость при повышенном скольжении в процессе пуска постоянно поступает в секцию 12 и через отверстие 13 в перегородке 10, проходное сечение которого намного больше сечения дроссельного отверстия 14, вновь заполняет секцию 11. Due to the excess pressure of the pump wheel 1, the liquid with increased sliding during the start-up process constantly enters section 12 and through the opening 13 in the partition 10, the passage section of which is much larger than the section of the throttle hole 14, again fills the section 11.

В процессе пуска скольжение гидромуфты постепенно уменьшается. При скольжении, превышающем 50-70%, за счет превалирования воздействующих на жидкость центробежных сил переносного вращения над центробежными силами относительного ее движения по межлопастным каналам, поступление жидкости в секцию 12 постепенно прекращается. К концу завершения плавного процесса пуска жидкость из секции 11 полностью вытекает в межлопастные каналы гидромуфты, которая при выходе на номинальный режим начинает работать со скольжением 2,8÷3,0%. During start-up, the slip of the fluid coupling gradually decreases. When the slip exceeds 50-70%, due to the prevalence of the centrifugal forces of the portable rotation acting on the liquid over the centrifugal forces of its relative motion along the inter-blade channels, the flow of liquid into the section 12 gradually stops. By the end of the smooth start-up process, the fluid from section 11 completely flows into the inter-blade channels of the fluid coupling, which, when it reaches the nominal mode, starts to work with a slip of 2.8 ÷ 3.0%.

Claims

1. A safety starter fluid coupling containing impellers with blades, the blades of at least one of the wheels having axial edges facing a central chamber bounded by non-working surfaces of the wheel walls, characterized in that the axial edge diameter D ₀ is associated with the active wheel diameter D _a with a ratio of 1.7 <D _a / D ₀ <1.85, and the length L of the axial edge is associated with the largest width H _{max of} blades with a ratio of 0.2 ≤ L / H _max ≤ 0.75.

2. The safety starter of the fluid coupling according to claim 1, characterized in that a partition is mounted in the central chamber attached to one of the impellers and dividing the cavity of the central chamber into two sections communicating with each other and with the inter-blade channels.

3. The start-up hydraulic coupling according to claim 2, characterized in that the section enclosed between the non-working walls of the wheel and the partition attached to it has at least one throttle hole in the peripheral region.