[go: up one dir, main page]

RU2437012C2 - Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment - Google Patents

Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2437012C2
RU2437012C2 RU2009145511/11A RU2009145511A RU2437012C2 RU 2437012 C2 RU2437012 C2 RU 2437012C2 RU 2009145511/11 A RU2009145511/11 A RU 2009145511/11A RU 2009145511 A RU2009145511 A RU 2009145511A RU 2437012 C2 RU2437012 C2 RU 2437012C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
torque
industrial equipment
torque converter
load
Prior art date
Application number
RU2009145511/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009145511A (en
Inventor
Тимоти Дж. ХАТТЕНБАХ (US)
Тимоти Дж. ХАТТЕНБАХ
Морган Л. ХЕНДРИ (US)
Морган Л. ХЕНДРИ
Original Assignee
Конокофиллипс Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конокофиллипс Компани filed Critical Конокофиллипс Компани
Priority to RU2009145511/11A priority Critical patent/RU2437012C2/en
Publication of RU2009145511A publication Critical patent/RU2009145511A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2437012C2 publication Critical patent/RU2437012C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect

Landscapes

  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: procedure for start-up of rotating equipment consists in transfer of torque to rotating industrial equipment (14) by means of torque converter (18) and at least one gear with implementation of moveable mechanical holder (16). The gear is used for detection of slip at rotation inherent to the converter of torque. The converter of torque and gear are used during start-up to increase velocity of rotating industrial equipment. The mechanical holder is turned on, when rotation velocity of rotating industrial equipment in essence is synchronised with rotation velocity of the drive.
EFFECT: transfer of torque from rotating drive to one and more elements of rotating equipment.
12 cl, 14 dwg

Description

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Область техники, к которой относится изобретение1. The technical field to which the invention relates.

Настоящее изобретение относится в целом к системам, предназначенным для передачи крутящего момента от вращающего привода на один или более элемент вращающегося промышленного оборудования. В другом отношении изобретение касается способа и устройства, предназначенных для пуска крупного компрессора с приводом от газовой турбины.The present invention relates generally to systems for transmitting torque from a rotary drive to one or more elements of rotating industrial equipment. In another respect, the invention relates to a method and apparatus for starting a large compressor driven by a gas turbine.

2. Описание существующего уровня техники2. Description of the prior art

Вращающие приводы, которые приводят в действие вращающееся оборудование, применяются во многих отраслях промышленности. Например, в установках, которые вырабатывают электроэнергию, часто применяют газовую турбину для приведения в действие электрогенератора. Далее, в установках по производству сжиженного природного газа (LNG) обычно применяют по меньшей мере одну газовую турбину или электродвигатель для приведения в действие холодильного компрессора.Rotary actuators that drive rotary equipment are used in many industries. For example, in plants that generate electricity, a gas turbine is often used to drive an electric generator. Further, in liquefied natural gas (LNG) plants, at least one gas turbine or electric motor is typically used to drive a refrigeration compressor.

В случаях, когда вращающееся промышленное оборудование накладывает на вращающиеся приводы большие инерционные и рабочие нагрузки, для привода может оказаться невозможным достичь рабочей скорости во время, когда он соединяется с вращающимся оборудованием. В прошлом для того, чтобы способствовать запуску крупного вращающегося промышленного оборудования, часто использовали дополнительные стартерные двигатели. Стартерные двигатели обычно используются для того, чтобы способствовать доведению вращающего оборудования до рабочей скорости. Однако стартерные двигатели, которые обладают достаточной мощностью для увеличения скорости вращения крупного вращающегося промышленного оборудования от нуля до полной рабочей скорости, требуют сложного электропитания с регулируемой частотой и очень дорогостоящих систем управления.In cases where the rotating industrial equipment imposes large inertial and operating loads on the rotating drives, it may not be possible for the drive to reach the operating speed when it is connected to the rotating equipment. In the past, additional starter motors were often used to facilitate the launch of large rotating industrial equipment. Starter motors are commonly used to help bring rotational equipment to operating speed. However, starter motors, which have sufficient power to increase the speed of rotation of large rotating industrial equipment from zero to full operating speed, require sophisticated power supply with adjustable frequency and very expensive control systems.

Цели и сущность изобретенияOBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION

Следовательно, целью настоящего изобретения является предложение усовершенствованной системы запуска вращающегося промышленного оборудования, обладающего большими инерционными и рабочими нагрузками, без потребности в использовании большого стартерного двигателя, который способен разогнать оборудование из статичного положения и до полной рабочей скорости.Therefore, the aim of the present invention is to provide an improved system for starting rotating industrial equipment with large inertial and operating loads, without the need for a large starter motor that can accelerate the equipment from a static position to full operating speed.

Соответственно один аспект настоящего изобретения касается способа запуска вращающегося промышленного оборудования, который содержит следующие этапы: (а) использование преобразователя крутящего момента для передачи крутящего момента от вращающего привода на вращающееся промышленное оборудование; (b) использование по меньшей мере одной зубчатой передачи с тем, чтобы по существу синхронизировать скорости вращения первого элемента со стороны привода и первого элемента со стороны нагрузки, причем первый элемент со стороны привода и первый элемент со стороны нагрузки имеют подвижный механический фиксатор, соединенный между ними; и (с) использованием механического фиксатора для передачи крутящего момента от привода на вращающееся промышленное оборудование.Accordingly, one aspect of the present invention relates to a method for starting rotary industrial equipment, which comprises the following steps: (a) using a torque converter for transmitting torque from a rotary drive to rotary industrial equipment; (b) using at least one gear train so as to substantially synchronize the rotational speeds of the first element on the drive side and the first element on the load side, the first element on the drive side and the first element on the load side having a movable mechanical lock connected between them; and (c) using a mechanical lock to transmit torque from the drive to rotating industrial equipment.

Другой аспект изобретения касается способа запуска вращающегося промышленного оборудования, который содержит следующие этапы: (а) использование вращающего привода для одновременного вращения первого элемента со стороны привода, первого элемента со стороны нагрузки, второго элемента со стороны привода и второго элемента со стороны нагрузки. Первый элемент со стороны привода и первый элемент со стороны нагрузки имеют механический фиксатор, соединенный между ними, в то время как второй элемент со стороны привода и второй элемент со стороны нагрузки имеют соединенный между ними преобразователь крутящего момента.Another aspect of the invention relates to a method for starting rotating industrial equipment, which comprises the following steps: (a) using a rotary drive to simultaneously rotate the first element on the drive side, the first element on the load side, the second element on the drive side and the second element on the load side. The first element on the drive side and the first element on the load side have a mechanical lock connected between them, while the second element on the drive side and the second element on the load side have a torque converter connected between them.

Еще один аспект изобретения касается способа запуска вращающегося промышленного оборудования, который содержит следующие этапы: (а) использование вращающего привода для вращения первого элемента со стороны привода, второго элемента со стороны привода, первого элемента со стороны нагрузки и второго элемента со стороны нагрузки, в то время как первый элемент со стороны привода и первый элемент со стороны нагрузки не связаны механически между собой; и (b) использование механического фиксатора для механического соединения первого элемента со стороны привода и первого элемента со стороны нагрузки между собой. Этап (а) включает применение зубчатой передачи со стороны привода и/или зубчатой передачи со стороны нагрузки. Зубчатая передача со стороны привода в случае ее применения выполнена с возможностью вращения первого и второго элементов со стороны привода с различной скоростью. Зубчатая передача со стороны нагрузки в случае ее применения выполнена с возможностью обеспечения вращения первого и второго элементов со стороны нагрузки с различной скоростью.Another aspect of the invention relates to a method for starting rotating industrial equipment, which comprises the following steps: (a) using a rotary drive to rotate the first element on the drive side, the second element on the drive side, the first element on the load side and the second element on the load side, time as the first element on the drive side and the first element on the load side are not mechanically interconnected; and (b) using a mechanical lock to mechanically couple the first element on the drive side and the first element on the load side to each other. Step (a) involves the use of a gear transmission on the drive side and / or a gear transmission on the load side. The gear transmission on the drive side, if used, is configured to rotate the first and second elements on the drive side at different speeds. The gear drive on the load side, if used, is configured to provide rotation of the first and second elements on the load side at different speeds.

И еще один аспект изобретения касается устройства, предназначенного для передачи крутящего момента от вращающего привода на вращающееся промышленное оборудование. Устройство содержит первый и второй элементы со стороны привода, первый и второй элементы со стороны нагрузки, подвижный механический фиксатор и преобразователь крутящего момента. Первый и второй элементы со стороны нагрузки соединяются с возможностью вращения с вращающимся промышленным оборудованием, в то время как первый и второй элементы со стороны привода соединяются с возможностью вращения с приводом. Механический фиксатор функционально соединен между первым элементом со стороны привода и первым элементом со стороны нагрузки. Преобразователь крутящего момента функционально соединен между вторым элементом со стороны привода и вторым элементом со стороны нагрузки.And another aspect of the invention relates to a device for transmitting torque from a rotary drive to a rotating industrial equipment. The device comprises first and second elements on the drive side, first and second elements on the load side, a movable mechanical lock and a torque converter. The first and second elements on the load side are rotatably connected to rotating industrial equipment, while the first and second elements on the drive side are rotatably connected to the drive. A mechanical lock is operatively connected between the first element on the drive side and the first element on the load side. A torque converter is operatively connected between the second element on the drive side and the second element on the load side.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения подробно описан ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:A preferred embodiment of the present invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг.1 схематически представлена система с применением преобразователя крутящего момента и подвижного механического фиксатора, размещенных на отдельных параллельных валах, иллюстрирующая, в частности, систему в пусковой конфигурации, где механический фиксатор расцеплен, а преобразователь крутящего момента находится в сцеплении, так что крутящий момент передается с привода на вращающееся промышленное оборудование через преобразователь крутящего момента;1 schematically shows a system using a torque converter and a movable mechanical lock located on separate parallel shafts, illustrating, in particular, a system in a starting configuration where the mechanical lock is disengaged and the torque converter is in engagement, so that the torque transmitted from the drive to rotating industrial equipment through a torque converter;

на фиг.2 схематически представлена система передачи крутящего момента, показанная на фиг.1 при обычной конфигурации, когда преобразователь крутящего момента расцеплен, а механический фиксатор находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через механический фиксатор;FIG. 2 schematically shows the torque transmission system shown in FIG. 1 in a conventional configuration when the torque converter is disengaged and the mechanical lock is engaged so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial equipment through the mechanical lock;

на фиг.3 показан вид в разрезе гидравлической муфты, которая может использоваться в качестве преобразователя крутящего момента в системе, проиллюстрированной на фиг.1 и 2;figure 3 shows a sectional view of a hydraulic coupling, which can be used as a torque Converter in the system illustrated in figures 1 and 2;

на фиг.4 показан в частичном разрезе изомерный вид синхронной муфты с автоматическим переключением, которая может применяться в качестве подвижного механического фиксатора в системе, проиллюстрированной на фиг.1 и 2;figure 4 shows in partial section an isomeric view of a synchronous clutch with automatic switching, which can be used as a movable mechanical lock in the system illustrated in figures 1 and 2;

на фиг.5а показан в частичном разрезе вид сбоку, иллюстрирующий муфту, показанную на фиг.4, в положении расцепления;Fig. 5a is a partial cross-sectional side view illustrating the clutch of Fig. 4 in the disengaged position;

на фиг.5b показан в частичном разрезе вид сбоку, иллюстрирующий муфту, показанную на фиг.4, в переходном положении;Fig. 5b is a partial cross-sectional side view illustrating the coupling of Fig. 4 in a transitional position;

на фиг.5с показан в частичном разрезе вид сбоку, иллюстрирующий муфту, показанную на фиг.4, в положении сцепления;Fig. 5c is a partial cross-sectional side view illustrating the clutch of Fig. 4 in the engagement position;

на фиг.6 схематически представлена альтернативная система передачи крутящего момента, в которой привод непосредственно соединен со входным валом механического фиксатора, а вращающееся промышленное оборудование непосредственно соединено с выходным валом преобразователя крутящего момента, иллюстрируя, в частности, систему в пусковом положении, при котором механический фиксатор расцеплен, а преобразователь крутящего момента находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через преобразователь крутящего момента;6 schematically shows an alternative torque transmission system in which the drive is directly connected to the input shaft of a mechanical lock, and rotating industrial equipment is directly connected to the output shaft of a torque converter, illustrating, in particular, the system in the starting position in which the mechanical lock disengaged, and the torque converter is in the clutch, so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial equipment Erez torque converter;

на фиг.7 схематически представлена альтернативная система передачи крутящего момента, показанная на фиг.6 при обычной конфигурации, когда преобразователь крутящего момента расцеплен, а механический фиксатор находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через механический фиксатор;Fig. 7 schematically shows an alternative torque transmission system shown in Fig. 6 in a conventional configuration, when the torque converter is disengaged and the mechanical lock is engaged, so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial equipment through a mechanical lock;

на фиг.8 схематически представлена альтернативная система передачи крутящего момента, в которой привод непосредственно соединен со входным валом преобразователя крутящего момента, а вращающееся промышленное оборудование непосредственно соединено с выходным валом преобразователя крутящего момента, иллюстрируя, в частности, систему в пусковом положении, при котором механический фиксатор расцеплен, а преобразователь крутящего момента находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через преобразователь крутящего момента;Fig. 8 schematically shows an alternative torque transmission system in which the drive is directly connected to the input shaft of the torque converter, and the rotating industrial equipment is directly connected to the output shaft of the torque converter, illustrating, in particular, the system in the starting position in which the mechanical the latch is disengaged, and the torque converter is in the clutch, so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial gear udovanie through the torque converter;

на фиг.9 схематически представлена альтернативная система передачи крутящего момента, показанная на фиг.8 при обычной конфигурации, когда преобразователь крутящего момента расцеплен, а механический фиксатор находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через механический фиксатор;Fig. 9 schematically illustrates an alternative torque transmission system shown in Fig. 8 in a conventional configuration, when the torque converter is disengaged and the mechanical lock is engaged so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial equipment through the mechanical lock;

на фиг.10 схематически представлена альтернативная система передачи крутящего момента, в которой привод непосредственно соединен со входным валом преобразователя крутящего момента, а вращающееся промышленное оборудование непосредственно соединено с выходным валом механического фиксатора, иллюстрируя, в частности, систему в пусковом положении, при котором механический фиксатор расцеплен, а преобразователь крутящего момента находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через преобразователь крутящего момента; иfigure 10 schematically shows an alternative torque transmission system in which the drive is directly connected to the input shaft of the torque converter, and the rotating industrial equipment is directly connected to the output shaft of the mechanical clamp, illustrating, in particular, the system in the starting position, in which the mechanical clamp disengaged, and the torque converter is in the clutch, so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial equipment through a torque converter; and

на фиг.11 схематически представлена альтернативная система передачи крутящего момента, показанная на фиг.10 при обычной конфигурации, когда преобразователь крутящего момента расцеплен, а механический фиксатор находится в сцеплении, так что крутящий момент передается от привода на вращающееся промышленное оборудование через механический фиксатор;FIG. 11 schematically shows an alternative torque transmission system shown in FIG. 10 in a conventional configuration when the torque converter is disengaged and the mechanical lock is engaged so that the torque is transmitted from the drive to the rotating industrial equipment through the mechanical lock;

на фиг.12 схематически представлена система, в которой главный привод и дополнительный привод применяются для вращения промышленного оборудования, и на которой показано, что система передачи крутящего момента, сходная с системой передачи крутящего момента, показанной на фиг.1-11 (т.е. включающей в себя преобразователь крутящего момента и механический фиксатор), применяется для передачи крутящего момента от дополнительного привода на вращающееся промышленное оборудование.12 schematically shows a system in which the main drive and the auxiliary drive are used to rotate industrial equipment, and which shows that a torque transmission system similar to the torque transmission system shown in FIGS. 1-11 (i.e. including torque converter and mechanical lock), is used to transmit torque from an additional drive to rotating industrial equipment.

Подробное описание предпочтительного варианта реализацииDetailed Description of a Preferred Embodiment

На фиг.1 и 2 проиллюстрирована система 10 передачи крутящего момента, предназначенная для передачи крутящего момента от вращательного привода 12 на один или больше элементов вращающегося промышленного оборудования 14. На фиг.1 изображена система 10 во время запуска, в то время как на фиг.2 изображена система 10 во время обычной работы. Система 10 передачи крутящего момента содержит подвижный механический фиксатор 16 (“M.L.”) и регулируемый преобразователь 18 крутящего момента (“T.C.”). Как показано на фиг.1, во время запуска преобразователь 18 крутящего момента применяется для передачи крутящего момента от привода 12 на вращающееся промышленное оборудование 14, в то время как механический фиксатор 16 остается расцепленным. Как показано на фиг.2, во время обычной работы механический фиксатор 16 применяется для передачи крутящего момента от привода 12 на вращающееся промышленное оборудование 14, в то время как преобразователь 18 крутящего момента остается расцепленным.1 and 2 illustrate a torque transmission system 10 for transmitting torque from a rotary drive 12 to one or more elements of a rotating industrial equipment 14. FIG. 1 shows a system 10 during startup, while FIG. 2 shows a system 10 during normal operation. The torque transmission system 10 comprises a movable mechanical lock 16 (“M.L.”) and an adjustable torque converter 18 (“T.C.”). As shown in FIG. 1, during startup, the torque converter 18 is used to transmit torque from the drive 12 to the rotating industrial equipment 14, while the mechanical lock 16 remains disengaged. As shown in FIG. 2, during normal operation, a mechanical lock 16 is used to transmit torque from the drive 12 to the rotating industrial equipment 14, while the torque converter 18 remains disengaged.

Механический фиксатор 16 и преобразователь 18 крутящего момента располагаются на первом и втором отдельных параллельных валах 20 и 22 соответственно. Механический фиксатор 16 соединен между первым элементом 24 со стороны привода первого параллельного вала 20 и первым элементом 26 со стороны нагрузки первого параллельного вала 20. Преобразователь 18 крутящего момента соединен между вторым элементом 28 со стороны привода второго параллельного вала 22 и вторым элементом 30 со стороны нагрузки второго параллельного вала 22. Система 10 передачи крутящего момента включает также в себя зубчатую передачу 32 со стороны привода и зубчатую передачу 34 со стороны нагрузки. Зубчатая передача 32 со стороны привода, которая может включать в себя первое ведущее зубчатое колесо «А» и второе ведущее зубчатое колесо «В», выполнена с возможностью передачи энергии вращения между первым элементом 24 со стороны привода и вторым элементом 28 со стороны привода. Зубчатая передача 34 со стороны нагрузки, которая может включать в себя первое зубчатое колесо нагрузки «С» и второе зубчатое колесо нагрузки «D», выполнена с возможностью передачи энергии вращения между первым элементом 26 со стороны нагрузки и вторым элементом 30 со стороны нагрузки.The mechanical lock 16 and the torque converter 18 are located on the first and second separate parallel shafts 20 and 22, respectively. A mechanical lock 16 is connected between the first element 24 on the drive side of the first parallel shaft 20 and the first element 26 on the load side of the first parallel shaft 20. A torque converter 18 is connected between the second element 28 on the drive side of the second parallel shaft 22 and the second element 30 on the load side a second parallel shaft 22. The torque transmission system 10 also includes a gear 32 on the drive side and a gear 34 on the load side. A gear 32 on the drive side, which may include a first drive gear "A" and a second drive gear "B", is configured to transmit rotational energy between the first member 24 on the drive side and the second member 28 on the drive side. The gear train 34 on the load side, which may include the first gear wheel load "C" and the second gear wheel load "D", is configured to transmit rotational energy between the first element 26 on the load side and the second element 30 on the load side.

Механическим фиксатором 16 может быть любое устройство, пригодное для избирательного механического сцепления или расцепления первого элемента 24 со стороны привода и первого элемента 26 со стороны нагрузки. Так, желательно, чтобы механический фиксатор 16 мог смещаться между конфигурацией сцепления/фиксации, при которой первый элемент 24 со стороны привода и первый элемент 26 со стороны нагрузки механически сцеплены между собой, и конфигурацией расцепления/разъединения, при которой первый элемент 24 со стороны привода и первый элемент 26 со стороны нагрузки механически расцеплены между собой.The mechanical lock 16 may be any device suitable for selectively mechanically engaging or disengaging the first member 24 from the drive side and the first member 26 from the load side. Thus, it is desirable that the mechanical latch 16 can be displaced between the clutch / lock configuration in which the first element 24 on the drive side and the first element 26 on the load side are mechanically interlocked and the disengagement / disconnect configuration in which the first element 24 on the drive side and the first load side member 26 is mechanically disengaged from each other.

Преобразователем 18 крутящего момента может быть любое устройство, способное регулировать величину крутящего момента, переданного со второго элемента 28 со стороны привода на второй элемент 30 со стороны нагрузки. Предпочтительно преобразователь 18 крутящего момента регулируется в диапазоне между конфигурацией свободного вращения/расцепления, при которой от второго элемента 28 привода на второй элемент 30 нагрузки через преобразователь 18 крутящего момента передается небольшой крутящий момент или совсем не передается крутящего момента, и конфигурацией передачи крутящего момента/сцепления, когда от второго элемента 28 привода на второй элемент 30 нагрузки через преобразователь 18 крутящего момента передается крутящий момент значительной величины. Здесь термин «преобразователь крутящего момента» означает устройство, которое передает крутящий момент от вращающего элемента привода на вращаемый элемент нагрузки, однако демонстрирует некоторое проскальзывание при вращении во время передачи крутящего момента. Проскальзывание при вращении, связанное с преобразователем крутящего момента, не позволяет точно синхронизировать скорость вращения элемента нагрузки со скоростью вращения элемента привода, когда (1) элемент нагрузки приводится во вращение только элементом привода, (2) элемент привода вращается с практически постоянной скоростью, и (3) элементы нагрузки и привода не сцеплены механически между собой.The torque converter 18 may be any device capable of adjusting the amount of torque transmitted from the second element 28 from the drive side to the second element 30 from the load side. Preferably, the torque converter 18 is adjustable between a free rotation / disengagement configuration in which a small torque is transmitted from the second drive element 28 to the second load element 30 through a torque converter 18 or no torque is transmitted at all, and a torque / clutch transmission configuration when a significant amount of torque is transmitted from the second drive member 28 to the second load member 30 through a torque converter 18. As used herein, the term “torque converter” means a device that transmits torque from a rotational drive element to a rotatable load element, but exhibits some slippage during rotation during torque transmission. Rotational slippage associated with a torque converter does not accurately synchronize the rotation speed of the load element with the rotation speed of the drive element when (1) the load element is driven only by the drive element, (2) the drive element rotates at an almost constant speed, and ( 3) the load and drive elements are not mechanically coupled to each other.

Вращательным приводом 12 может быть любое устройство (устройства), способное производить механическую энергию вращения. Например, вращательным приводом 12 может быть электродвигатель, паровая турбина, турбина расширения, гидравлическая турбина или газовая турбина. Предпочтительно вращательным приводом 12 является газовая турбина. Настоящее изобретение особенно хорошо подходит для случаев, когда вращательный привод 12 способен развивать очень большую мощность, однако при относительно низком крутящем моменте до достижения скорости вращения. Предпочтительно вращательный привод 12 способен развивать мощность, равную по меньшей мере около 2000 л.с., более предпочтительно по меньшей мере 10000 л.с. и наиболее предпочтительно в диапазоне от 20000 до 200000 л.с. Предпочтительно вращательный привод 12 работает с частотой вращения по меньшей мере около 1000 оборотов в минуту (об/мин), более предпочтительно по меньшей мере около 2000 об/мин и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2500 до 8000 об/мин.Rotary actuator 12 may be any device (s) capable of producing mechanical rotational energy. For example, rotary drive 12 may be an electric motor, a steam turbine, an expansion turbine, a hydraulic turbine, or a gas turbine. Preferably, the rotary drive 12 is a gas turbine. The present invention is particularly well suited for cases where the rotary drive 12 is capable of developing very high power, however, at a relatively low torque, until the rotation speed is reached. Preferably, the rotary drive 12 is capable of developing a power of at least about 2000 hp, more preferably at least 10,000 hp. and most preferably in the range of 20,000 to 200,000 hp. Preferably, the rotary drive 12 operates at a speed of at least about 1000 revolutions per minute (rpm), more preferably at least about 2000 rpm, and most preferably in the range of 2500 to 8000 rpm.

Вращающимся промышленным оборудованием 14 может быть любое промышленное устройство (устройства), требующее подведения мощности в форме механической энергии вращения. Например, вращающимся механическим оборудованием может быть электрогенератор, насос, шлифовальный станок, шаровая мельница, экструдер, поршневой компрессор, осевой компрессор или центробежный компрессор. Предпочтительно вращающимся промышленным оборудованием 14 является электрический генератор или центробежный компрессор. В одном варианте реализации величина мощности и частота вращения, требующиеся для привода вращающегося промышленного оборудования 14, являются такими же, как указаны выше со ссылкой на мощность и частоту вращения на выходе из вращательного привода 12.Rotating industrial equipment 14 can be any industrial device (s) that require power in the form of mechanical energy of rotation. For example, rotating mechanical equipment may be an electric generator, a pump, a grinding machine, a ball mill, an extruder, a reciprocating compressor, an axial compressor, or a centrifugal compressor. Preferably, the rotating industrial equipment 14 is an electric generator or a centrifugal compressor. In one embodiment, the amount of power and speed required to drive the rotating industrial equipment 14 are the same as those described above with reference to the power and speed at the output of the rotary drive 12.

Как показано также на фиг.1 и 2, в процессе работы система 10 передачи крутящего момента может применяться для того, чтобы способствовать пуску привода 12 и вращающегося промышленного оборудования 14, не требуя при этом использования дополнительных внешних приводов для повышения частоты вращения вращающегося промышленного оборудования 14. Далее, система 10 может использоваться в процессе обычной работы для передачи крутящего момента от привода 12 на вращающееся промышленное оборудование 14 посредством механического фиксатора 16. Система 10 передачи крутящего момента может эксплуатироваться в четырех различных режимах для того, чтобы способствовать переходу привода 12 и вращающегося промышленного оборудования 14 из статичного состояния в полное рабочее состояние. Четыре режима работы системы 10 могут быть обозначены как следующие: (1) «режим только с работающим приводом»; (2) «режим передачи крутящего момента»; (3) «синхронизированный режим»; и (4) «режим с механическим сцеплением».As shown in FIGS. 1 and 2, during operation, the torque transmission system 10 can be used to facilitate the start-up of the drive 12 and the rotating industrial equipment 14, without requiring the use of additional external drives to increase the speed of the rotating industrial equipment 14 Further, the system 10 can be used during normal operation to transmit torque from the drive 12 to the rotating industrial equipment 14 by means of a mechanical lock 16. The system 10 per cottages torque can be operated in four different modes in order to facilitate the transition of the actuator 12 and the rotary industrial equipment 14 from a static condition to full operating condition. Four operating modes of the system 10 can be designated as the following: (1) “operating drive only mode”; (2) “torque transmission mode”; (3) “synchronized mode”; and (4) “mechanical clutch mode”.

В «режиме только с работающим приводом» частота вращения привода 12 повышается от нуля, или приблизительно нуля оборотов в минуту (об/мин) до полной рабочей скорости, в то время как частота вращения вращающегося промышленного оборудования 14 поддерживается на нуле или около нуля. При режиме только с работающим двигателем привод 12 вращает только обращенную в сторону привода (включая первый элемент 24 со стороны привода) часть первого параллельного вала 20. Зубчатая передача со стороны привода 32 передает энергию вращения от обращенной в сторону привода части первого параллельного вала 20. Зубчатая передача 32 со стороны привода передает энергию вращения от обращенной в сторону привода части первого параллельного вала 20 к обращенной в сторону привода (включая второй элемент 28 со стороны привода) части второго параллельного вала 22. В режиме только с работающим приводом преобразователь 18 крутящего момента находится в положении свободного вращения/расцепления, так что от второго элемента со стороны привода 28 на второй элемент 30 со стороны нагрузки передается небольшой крутящий момент или вообще не передается крутящий момент. Таким образом, обращенные к нагрузке части первого и второго параллельных валов 20 и 22 (включая первый и второй элементы 26 и 30 со стороны нагрузки) в режиме только с работающим приводом не вращаются. Не вращается в режиме только с работающим приводом и вращающееся промышленное оборудование 14.In "only operating drive mode", the speed of the drive 12 rises from zero, or approximately zero revolutions per minute (rpm) to full operating speed, while the rotation speed of the rotating industrial equipment 14 is maintained at zero or about zero. In the engine-only mode, the drive 12 rotates only the portion of the first parallel shaft 20 (including the first element 24 on the drive side) facing the drive 20. The gear transmission on the drive side 32 transfers rotational energy from the portion of the first parallel shaft 20 facing the drive. transmission 32 on the drive side transfers rotational energy from the side of the first parallel shaft 20 facing the drive to the side of the drive (including the second element 28 on the drive side) of the second parallel of the shaft 22. In the drive-only mode, the torque converter 18 is in the free / disengaged position, so that a small torque is transmitted from the second element from the drive 28 to the second element 30 from the load side or no torque is transmitted at all. Thus, the parts of the first and second parallel shafts 20 and 22 facing the load (including the first and second elements 26 and 30 from the load side) do not rotate in the operating mode only. The rotating industrial equipment 14 does not rotate in the mode only with a working drive.

В режиме только с работающим приводом частота вращения первого элемента 24 со стороны привода повышается от нуля или приблизительно нуля до рабочей скорости первого приводного элемента. Предпочтительно частота вращения первого рабочего элемента привода составляет по меньшей мере около 1000 об/мин, более предпочтительно по меньшей мере около 2000 об/мин и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2500 до 8000 об/мин. После того как вращательный привод 12 достигнет полной рабочей скорости, система 10 передачи крутящего момента может быть перемещена из режима только с работающим приводом в режим передачи крутящего момента. Для перемещения из режима только с работающим приводом в режим передачи крутящего момента преобразователь 18 крутящего момента перенастраивается из положения свободного вращения/расцепления в положение передачи крутящего момента/сцепления.In the operating-drive-only mode, the speed of the first element 24 on the drive side rises from zero or approximately zero to the operating speed of the first drive element. Preferably, the rotational speed of the first operating member of the drive is at least about 1000 rpm, more preferably at least about 2000 rpm, and most preferably in the range of 2500 to 8000 rpm. After the rotary actuator 12 reaches full operating speed, the torque transmission system 10 can be moved from the operating mode only to the operating torque transmission mode. In order to move from a mode with only a working drive to a torque transmission mode, the torque converter 18 is retuned from the free rotation / disengagement position to the torque / clutch transmission position.

В «режиме передачи крутящего момента», который изображен на фиг.1, частота вращения привода 12 первого элемента 24 со стороны привода и второго элемента 28 со стороны привода поддерживаются приблизительно на уровне полной рабочей скорости и преобразователь 18 крутящего момента применяется для передачи крутящего момента от второго элемента 28 со стороны привода на второй элемент 30 со стороны нагрузки, повышая таким образом частоту вращения первого элемента 26 со стороны нагрузки, второго элемента 30 со стороны нагрузки и вращающегося промышленного оборудования 14 от нулевой или почти нулевой частоты вращения с приближением к полной рабочей частоте вращения. Во время работы в режиме передачи крутящего момента частота вращения второго элемента 30 со стороны нагрузки от нулевой или почти нулевой частоты вращения повышается до максимальной частоты вращения второго элемента нагрузки. Благодаря проскальзыванию при вращении, присущему преобразователю 18 крутящего момента, во время работы в режиме передачи крутящего момента максимальная частота вращения второго элемента 30 со стороны нагрузки меньше максимальной частоты вращения второго элемента 28 со стороны привода. Обычно при работе в режиме передачи крутящего момента частота вращения второго элемента 30 со стороны нагрузки по меньшей мере приблизительно на 5 об/мин меньше частоты вращения второго элемента 28 со стороны привода. Желательно, однако, чтобы проскальзывание при вращении, связанное с преобразователем 18 крутящего момента во время работы в режиме передачи крутящего момента, было сведено к минимуму, так что частота вращения второго элемента 30 со стороны нагрузки была бы в пределах около 20 процентов от частоты вращения второго элемента 28 со стороны привода, и более предпочтительно частота вращения второго элемента 30 со стороны нагрузки находится в пределах 10 процентов от частоты вращения второго элемента 28 со стороны привода.In the “torque transmission mode” shown in FIG. 1, the rotational speed of the drive 12 of the first element 24 on the drive side and the second element 28 on the drive side are maintained at approximately full operating speed and the torque converter 18 is used to transmit torque from the second element 28 from the drive to the second element 30 from the load side, thereby increasing the speed of the first element 26 from the load side, the second element 30 from the load side and the rotating industrial equipment 14 from zero or almost zero speed with approximation to the full operating speed. During operation in the torque transmission mode, the rotational speed of the second element 30 from the load side increases from zero or almost zero rotational speed to the maximum rotational speed of the second load element. Due to the slippage during rotation inherent in the torque converter 18, during operation in the torque transmission mode, the maximum speed of the second element 30 on the load side is less than the maximum speed of the second element 28 on the drive side. Typically, when operating in torque transmission mode, the rotational speed of the second element 30 on the load side is at least about 5 rpm less than the rotational speed of the second element 28 on the drive side. However, it is desirable that the slippage during rotation associated with the torque converter 18 during operation in the torque transmission mode is minimized so that the rotational speed of the second member 30 on the load side is within about 20 percent of the rotational speed of the second element 28 on the drive side, and more preferably, the rotational speed of the second element 30 on the load side is within 10 percent of the rotational speed of the second element 28 on the drive side.

Для того, чтобы учесть проскальзывание при вращении, присущее преобразователю 18 крутящего момента при работе в режиме передачи крутящего момента, зубчатая передача 32 со стороны привода и/или зубчатая передача 34 со стороны нагрузки могут иметь передаточное отношение (отношения), позволяющие по существу синхронизировать частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода и первого элемента 26 со стороны нагрузки в то время, когда привод 12 приводит в действие вращающееся промышленное оборудование 14 при полной рабочей скорости через преобразователь 18 крутящего момента. Например, на фиг.1 проиллюстрирован вариант реализации, при котором первое и второе зубчатые колеса привода «А» и «В» имеют по существу одинаковые размеры, но первое зубчатое колесо нагрузки «С» меньше второго колеса нагрузки «D». При такой конфигурации зубчатая передача 32 со стороны привода вызывает вращение первого и второго элементов 24 и 28 со стороны привода по существу с одинаковой скоростью, в то время как зубчатая передача 34 со стороны нагрузки вызывает вращение первого элемента 26 со стороны нагрузки, более быстрое, чем вращение второго элемента 30 со стороны нагрузки. Относительное увеличение частоты вращения от второго элемента 30 со стороны нагрузки к первому элементу 26 со стороны нагрузки, вызванное зубчатой передачей 34 со стороны нагрузки, по существу соответствует относительному уменьшению частоты вращения между вторым элементом 28 со стороны привода и вторым элементом 30 со стороны нагрузки, вызванному проскальзыванием преобразователя 18 крутящего момента. Таким образом, зубчатая передача 34 со стороны нагрузки допускает синхронизацию при работе в режиме передачи крутящего момента частоты вращения первых элементов 24 и 26 со стороны привода и со стороны нагрузки. Следует также отметить, что передаточное отношение зубчатой передачи 32 со стороны привода может быть альтернативно или дополнительно модифицировано до полного или частичного учета проскальзывания при вращении в преобразователе 18 крутящего момента.In order to take into account the slippage during rotation inherent in the torque converter 18 when operating in the torque transmission mode, the gear transmission 32 on the drive side and / or the gear transmission 34 on the load side can have a gear ratio (s) that allow essentially synchronizing frequencies rotation of the first element 24 on the drive side and the first element 26 on the load side while the drive 12 drives the rotating industrial equipment 14 at full operating speed through browser 18 of torque. For example, FIG. 1 illustrates an embodiment in which the first and second gear wheels of the drive “A” and “B” are substantially the same size, but the first gear wheel of the load “C” is smaller than the second wheel of the load “D”. With this configuration, the gear 32 on the drive side causes the rotation of the first and second elements 24 and 28 on the drive side at substantially the same speed, while the gear 34 on the load side causes the rotation of the first element 26 on the load side faster than rotation of the second element 30 from the load side. The relative increase in speed from the second element 30 on the load side to the first element 26 on the load side caused by gear 34 on the load side essentially corresponds to the relative decrease in speed between the second element 28 on the drive side and the second element 30 on the load side caused by slipping torque converter 18. Thus, the gear drive 34 on the load side allows synchronization when operating in the transmission of torque the rotational speed of the first elements 24 and 26 from the drive side and from the load side. It should also be noted that the gear ratio of the gear 32 on the drive side can be alternatively or additionally modified to fully or partially take into account slippage during rotation in the torque converter 18.

В случае, если частота вращения первого элемента 26 со стороны нагрузки по существу синхронизирована с частотой вращения первого элемента 24 со стороны привода, желательно, чтобы частота вращения первого элемента 26 со стороны нагрузки была в пределах около 5 процентов от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода, более предпочтительно в пределах около 2 процентов от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода, еще более предпочтительно в пределах около 1 процентов от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода, и наиболее более предпочтительно в пределах около 0,5 процентов от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода. Если частота вращения первого элемента 26 со стороны нагрузки по существу синхронизирована с частотой вращения первого элемента 24 со стороны привода, желательно, чтобы частота вращения первого элемента 26 со стороны нагрузки была в пределах около 50 об/мин от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода, более предпочтительно в пределах около 20 об/мин от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода, еще более предпочтительно в пределах около 5 об/мин от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода и наиболее более предпочтительно в пределах около 1 об/мин от частоты вращения первого элемента 24 со стороны привода. Когда привод 12 и вращающееся промышленное оборудование 14 действуют с полной скоростью, а частота вращения первого элемента со стороны привода и первого элемента 24 и 26 со стороны нагрузки по существу синхронизированы, механический фиксатор 16 может быть перемещен из не зафиксированного/расцепленного положения в зафиксированное/сцепленное положение.If the speed of the first member 26 on the load side is substantially synchronized with the speed of the first member 24 on the drive side, it is desirable that the speed of the first member 26 on the load side be within about 5 percent of the speed of the first member 24 on the side drive, more preferably within about 2 percent of the speed of the first element 24 from the side of the drive, even more preferably within about 1 percent of the speed of the first element 24 from the side when water, and most preferably within about 0.5 percent of the rotational speed of the first element 24 on the drive side. If the rotational speed of the first element 26 on the load side is substantially synchronized with the rotational speed of the first element 24 on the drive side, it is desirable that the rotational speed of the first element 26 on the load side be within about 50 rpm of the rotational speed of the first element 24 on the drive side more preferably within about 20 rpm of the rotational speed of the first element 24 on the drive side, even more preferably within about 5 rpm of the rotational speed of the first element 24 on the drive side and most e is preferably within approximately 1 rev / min of the rotational speed of the first member 24 on the drive side. When the actuator 12 and the rotating industrial equipment 14 are operating at full speed, and the rotational speed of the first element on the drive side and the first element 24 and 26 on the load side are substantially synchronized, the mechanical lock 16 can be moved from the non-locked / unlocked position to the locked / engaged position.

Во время работы в «режиме синхронизации» и механический фиксатор 16, и преобразователь 18 крутящего момента находятся в положении сцепления. Предпочтительно система 10 работает в режиме синхронизации в течение очень короткого периода времени, поскольку после того, как механический фиксатор 16 войдет в зацепление, отпадает необходимость в дальнейшем использовании преобразователя 18 крутящего момента для передачи крутящего момента. Таким образом, вскоре после перемещения механического фиксатора 16 в положение сцепления преобразователь 18 крутящего момента возвращают в положение расцепления/свободного вращения, переводя таким образом систему 10 в режим с механическим сцеплением.During operation in “synchronization mode”, both the mechanical lock 16 and the torque converter 18 are in the clutch position. Preferably, the system 10 operates in synchronization mode for a very short period of time, since once the mechanical lock 16 engages, there is no need to further use the torque converter 18 for transmitting torque. Thus, shortly after moving the mechanical lock 16 to the clutch position, the torque converter 18 is returned to the disengaged / free rotation position, thereby putting the system 10 into a mechanical clutch mode.

В «режиме с механическим сцеплением», изображенном на фиг.2, механический фиксатор 16 находится в положении сцепления, в то время как преобразователь 18 крутящего момента находится в положении расцепления, так что весь крутящий момент, переданный от привода 12 на вращающееся промышленное оборудование 14, передается через механический фиксатор 16.In the “mechanical clutch mode” shown in FIG. 2, the mechanical lock 16 is in the clutch position, while the torque converter 18 is in the disengaged position, so that all the torque transmitted from the drive 12 to the rotating industrial equipment 14 transmitted through a mechanical lock 16.

В одном варианте реализации изобретения при работе в режиме только с работающим приводом и в режиме передачи крутящего момента мощность, требующаяся для вращения промышленного оборудования 14, уменьшается ниже значения полной проектной мощности, требующейся для вращения вращающегося промышленного оборудования 14 за счет регулирования рабочих характеристик вращающегося промышленного оборудования 14. При работе в режиме с механическим сцеплением мощность, требующаяся для вращения вращающегося промышленного оборудования 14, может быть затем увеличена до полной проектной мощности. Например, в том случае, когда вращающимся промышленным оборудованием 14 является компрессор, перепад давления, создаваемый компрессором, может быть уменьшен во время пуска и затем увеличен до полной проектной мощности после механического сцепления (соединения) привода 12 и вращающегося промышленного оборудования 14 между собой. Обычно потребность в мощности вращающегося промышленного оборудования 14 увеличивается по меньшей мере приблизительно на 5 процентов после механического сопряжения системы 10, более типично по меньшей мере приблизительно на 15 процентов и наиболее типично по меньшей мере приблизительно на 25 процентов. Это варьирование величины нагрузки способствует пуску привода 12 и вращающегося промышленного оборудования 14. Далее регулирование величины нагрузки позволяет преобразователю 18 крутящего момента действовать на уровне более низком, чем полная рабочая мощность.In one embodiment of the invention, when operating in a drive-only mode and in a torque transmission mode, the power required to rotate the industrial equipment 14 decreases below the full design power required to rotate the rotating industrial equipment 14 by adjusting the performance of the rotating industrial equipment 14. When operating in a mechanical clutch mode, the power required to rotate the rotating industrial equipment 14 may be the increase to full capacity. For example, in the case where the rotating industrial equipment 14 is a compressor, the pressure drop created by the compressor can be reduced during start-up and then increased to full design power after mechanical coupling (connection) of the drive 12 and the rotating industrial equipment 14 to each other. Typically, the power requirement of the rotating industrial equipment 14 increases by at least about 5 percent after mechanically pairing the system 10, more typically by at least about 15 percent, and most typically by at least about 25 percent. This variation in the magnitude of the load facilitates the starting of the drive 12 and the rotating industrial equipment 14. Further, the regulation of the magnitude of the load allows the torque converter 18 to operate at a level lower than the full operating power.

Как показано на фиг.1-3, в одном варианте реализации настоящего изобретения преобразователем 18 крутящего момента на фиг.1 и 2 является гидравлическая муфта. В данном случае термин «гидравлическая муфта» обозначает преобразователь крутящего момента, в котором рабочая жидкость применяется для передачи крутящего момента от элемента привода на элемент нагрузки. На фиг.3 показана гидравлическая муфта 18а, которая пригодна для использования в качестве преобразователя 18 крутящего момента в системе, показанной на фиг.1 и 2. Гидравлическая муфта 18а включает в себя корпус 36, элемент 38 привода, элемент 40 нагрузки, рабочее колесо 42, колесо 44 турбины, резервуар 46 для жидкости и направляющие лопасти 48. Элемент 38 привода проходит через входное отверстие в корпусе 36, в то время как элемент 40 нагрузки проходит через выходное отверстие в корпусе 36. Рабочее колесо 42, колесо 44 турбины и резервуар 46 для жидкости располагаются все в корпусе 36. Рабочее колесо жестко крепится к одному концу элемента 38 привода, в то время как колесо 44 турбины жестко крепится к одному концу элемента 40 нагрузки.As shown in FIGS. 1-3, in one embodiment of the present invention, the torque converter 18 of FIGS. 1 and 2 is a hydraulic clutch. In this case, the term "hydraulic clutch" means a torque converter in which the working fluid is used to transmit torque from the drive element to the load element. FIG. 3 shows a hydraulic clutch 18a, which is suitable for use as a torque converter 18 in the system shown in FIGS. 1 and 2. The hydraulic clutch 18a includes a housing 36, a drive member 38, a load member 40, an impeller 42 the turbine wheel 44, the fluid reservoir 46 and the guide vanes 48. The drive member 38 passes through the inlet in the housing 36, while the load element 40 passes through the outlet in the housing 36. The impeller 42, the turbine wheel 44 and the reservoir 46 for grind fluid ayutsya all within the housing 36. The impeller is rigidly attached to one end of the drive member 38, while the turbine wheel 44 rigidly mounted to one end of load cell 40.

Гидравлическая муфта 18а может настраиваться в промежутке между положением расцепления/свободного вращения и положением сцепления/передачи крутящего момента. При работе в положении передачи крутящего момента рабочая жидкость 50 присутствует в резервуаре 46 для жидкости гидравлической муфты 18а и используется для передачи крутящего момента от элемента 38 привода на элемент 40 нагрузки через рабочее колесо 42 и колесо 44 турбины. При вращении элементом 38 привода рабочее колесо 42 действует как центробежный насос для того, чтобы вызвать циркуляцию рабочей жидкости 50 в резервуаре 46. Эта циркуляция рабочей жидкости 50 в резервуаре 46 вызывает вращение колеса 44 турбины, вращая, таким образом, элемент 40 нагрузки. Таким образом, при работе в положении передачи крутящего момента гидравлическая муфта 18а воспринимает от элемента 38 привода механическую энергию вращения, преобразует механическую энергию вращения в гидравлическую энергию с использованием рабочего колеса 42 и преобразует гидравлическую энергию в механическую энергию вращения с использованием колеса 44 турбины, вызывая, таким образом, вращение элемента 40 нагрузки. Положение направляющих лопастей 48 может быть установлено таким образом, чтобы варьировать крутящий момент, переданный от элемента 38 привода на элемент 40 нагрузки.The hydraulic clutch 18a can be adjusted between the disengagement / free rotation position and the clutch / torque transmission position. When operating in the torque transfer position, the working fluid 50 is present in the fluid reservoir 46 of the hydraulic clutch 18a and is used to transmit torque from the drive member 38 to the load member 40 through the impeller 42 and turbine wheel 44. When rotated by the drive member 38, the impeller 42 acts as a centrifugal pump to cause circulation of the working fluid 50 in the tank 46. This circulation of the working fluid 50 in the tank 46 causes the turbine wheel 44 to rotate, thus rotating the load member 40. Thus, when operating in the torque transfer position, the hydraulic clutch 18a receives mechanical rotational energy from the drive member 38, converts the mechanical rotational energy into hydraulic energy using the impeller 42, and converts the hydraulic energy into mechanical rotational energy using the turbine wheel 44, causing thus, rotation of the load member 40. The position of the guide vanes 48 can be set so as to vary the torque transmitted from the drive member 38 to the load member 40.

Для того, чтобы работать в положении свободного вращения, рабочая жидкость 50 по существу отводится из резервуара 46 для жидкости. Когда рабочая жидкость 50 удалена из резервуара 46 для жидкости, от элемента 38 привода на элемент 40 нагрузки передается небольшой крутящий момент или же он совсем не передается. Таким образом, при положении свободного вращения элемент 38 привода и рабочее колесо 42 свободно вращаются внутри корпуса 36, не вызывая вращения колеса 44 турбины и элемента 40 нагрузки.In order to operate in the free rotation position, the working fluid 50 is substantially discharged from the fluid reservoir 46. When the working fluid 50 is removed from the fluid reservoir 46, a small torque is transmitted from the drive member 38 to the load member 40 or is not transmitted at all. Thus, with the free rotation position, the drive member 38 and the impeller 42 rotate freely inside the housing 36 without causing rotation of the turbine wheel 44 and the load member 40.

Как показано далее на фиг.1, 2, 4 и 5, в технике известны различные конфигурации подвижного механического фиксатора 16 с фиг.1 и 2. В одном варианте реализации настоящего изобретения подвижным фиксатором 16 является синхронная муфта с автоматическим переключением. На фиг.4 и 5 проиллюстрирована синхронная муфта 16a с автоматическим переключением, пригодная для использования в качестве механического фиксатора 16 с фиг.1 и 2.As shown further in FIGS. 1, 2, 4, and 5, various configurations of the movable mechanical latch 16 of FIGS. 1 and 2 are known in the art. In one embodiment of the present invention, the movable latch 16 is an automatic shifting synchronous clutch. Figures 4 and 5 illustrate a synchronized clutch 16a with automatic switching, suitable for use as a mechanical lock 16 with figures 1 and 2.

Как показано на фиг.4, муфта 16а в целом включает в себя входную часть 52, выходную часть 54 и скользящий компонент 56. Входная часть 52 включает в себя входное накладное кольцо 58, входной вал 60, ближний ограничитель 62 и дальний ограничитель 64. Выходная часть 54 включает в себя выходное накладное кольцо 66, выходное кольцо 68 муфты и защелку 70. Скользящий компонент 56 включает в себя внутренние спиральные канавки 72, внешние зубцы муфты 74 и внешние храповые зубцы 76. Входной вал 60 выполнен с внешними спиральными канавками 78, идущими между ближним и дальним ограничителями 62 и 64. Скользящий компонент установлен на входной вал 60 между ближним и дальним ограничителями 62 и 64, так что внутренние и внешние канавки 72 и 78 плотно сопрягаются между собой. Когда в качестве механического фиксатора 16, показанного на фиг.1 и 2, применяется муфта 16а, входное накладное кольцо 58 жестко соединяется с первым элементом 24 со стороны привода, в то время как выходное накладное кольцо 66 выходной части 54 жестко соединяется с первым элементом 26 со стороны нагрузки.As shown in FIG. 4, the sleeve 16a generally includes an input portion 52, an output portion 54, and a sliding component 56. The input portion 52 includes an input patch ring 58, an input shaft 60, a proximal stop 62, and a distal stop 64. The output part 54 includes an output patch ring 66, an output coupling ring 68, and a latch 70. The sliding component 56 includes internal spiral grooves 72, external teeth of the coupling 74 and external ratchet teeth 76. The input shaft 60 is provided with external spiral grooves 78 extending between near and far stops 62 and 64. The sliding component is mounted on the input shaft 60 between the near and far stops 62 and 64, so that the inner and outer grooves 72 and 78 are tightly mated with each other. When a sleeve 16a is used as the mechanical lock 16 shown in FIGS. 1 and 2, the input patch ring 58 is rigidly connected to the first member 24 on the drive side, while the output patch ring 66 of the output portion 54 is rigidly connected to the first member 26 on the load side.

На фиг.4 и 5а показана муфта 16а в положении расцепления, где входной вал 60 и скользящий компонент 56 вращаются свободно внутри выходного кольца 68 муфты, и с входной части 52 на выходную часть 54 не передается никакого крутящего момента. Когда частоты вращения входного вала 60 и скользящего компонента 56 достигают такого же значения, что и выходное кольцо 68 муфты, храповые зубцы 76 скользящего компонента 56 соприкасаются с кончиком защелки 70 для того, чтобы предотвратить дальнейшее вращение скользящего компонента 56 относительно выходного кольца 68 муфты.Figures 4 and 5a show the clutch 16a in the disengaged position, where the input shaft 60 and the sliding component 56 rotate freely inside the output ring 68 of the clutch, and no torque is transmitted from the input part 52 to the output part 54. When the rotational speeds of the input shaft 60 and the sliding component 56 reach the same value as the output ring 68 of the clutch, the ratchet teeth 76 of the sliding component 56 are in contact with the tip of the latch 70 in order to prevent further rotation of the sliding component 56 relative to the output ring 68 of the clutch.

На фиг.5b показана муфта 16а в переходном положении, когда защелка 70 предотвращает вращение скользящего компонента 56 относительно выходного кольца 68 муфты, и различие между частотой вращения выходной части 54 и входной части 52 вызывает аксиальное перемещение скользящего компонента 56 вдоль внешних спиральных канавок 78 входного вала 60 по направлению к ближнему ограничителю 62. Когда один из храповых зубцов 76 находится в контакте с защелкой 70, внешние зубцы муфты 74 скользящего компонента 56 превосходно выравниваются для сцепления с внутренними зубцами муфты 80 выходного кольца 68 муфты. Когда скользящий компонент 56 движется вдоль входного вала 60, защелка 70 выходит из контакта с храповыми зубцами 76, позволяя внешним и внутренним зубцам муфты перейти в боковой контакт и продолжать движение во взаимодействии. Следует отметить, что для перемещения скользящего компонента 56 вдоль внешних спиральных канавок 78 требуется только нагрузка на защелку 70.Fig. 5b shows the clutch 16a in the transition position when the latch 70 prevents rotation of the sliding component 56 relative to the output ring 68 of the coupling, and the difference between the rotation speed of the output part 54 and the input part 52 causes axial movement of the sliding component 56 along the outer spiral grooves 78 of the input shaft 60 toward the proximal stop 62. When one of the ratchet teeth 76 is in contact with the latch 70, the outer teeth of the clutch 74 of the sliding component 56 are perfectly aligned to engage the internal teeth of the coupling 80 of the output ring 68 of the coupling. When the sliding component 56 moves along the input shaft 60, the latch 70 comes out of contact with the ratchet teeth 76, allowing the outer and inner teeth of the clutch to make lateral contact and continue to move in cooperation. It should be noted that to move the sliding component 56 along the outer spiral grooves 78, only the load on the latch 70 is required.

На фиг.5с показана муфта 16а в положении сцепления, где входная часть 52 и выходная часть 54 механически соединены между собой. Ведущий крутящий момент от входной части 52 передается только тогда, когда скользящий компонент 56 завершает свое перемещение, входя в контакт с ближним ограничителем 62, при полном вхождении в сцепление внутренних и внешних зубцов муфты 80 и 74 и освобождении защелки 70. Подобно этому при навинчивании гайки до головки болта не создается никакой внешней нагрузки, когда скользящий компонент 56 достигает ближнего ограничителя 62. Если частота вращения входной части 52 уменьшается относительно выходной части 54, крутящий момент на спиральных канавках 78 меняется на противоположный. Это вызывает автоматическое возвращение скользящего компонента 56 в положение расцепления, показанное на фиг.5а.Fig. 5c shows the clutch 16a in the engagement position, where the input portion 52 and the output portion 54 are mechanically interconnected. The driving torque from the input portion 52 is transmitted only when the sliding component 56 completes its movement by coming into contact with the proximal stop 62 when the inner and outer teeth of the coupling 80 and 74 are fully engaged and the latch 70 is released. Similarly, when screwing the nut no external load is created up to the bolt head when the sliding component 56 reaches the proximal limiter 62. If the speed of the input part 52 decreases relative to the output part 54, the torque on the spiral groove x 78 is reversed. This causes the sliding component 56 to automatically return to the disengaged position shown in FIG. 5a.

На фиг.6-11 проиллюстрированы альтернативные системы преобразования крутящего момента, в которых во всех применяются преобразователь крутящего момента и механический фиксатор, помещенные на отдельных параллельных валах и предназначенные для передачи крутящего момента от вращательного привода на вращающееся промышленное оборудование. Главным различием между вариантами реализации, показанными на фиг.1, 2 и 6-11, является положение привода и нагрузки на параллельных валах.Figures 6-11 illustrate alternative torque conversion systems in which a torque converter and a mechanical lock are used, all of which are mounted on separate parallel shafts and designed to transmit torque from a rotary drive to a rotating industrial equipment. The main difference between the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 6-11 is the position of the drive and the loads on the parallel shafts.

На фиг.6 и 7 проиллюстрирована система 110 передачи крутящего момента, имеющая вращательный привод 112 на первом параллельном валу 120 и вращающееся промышленное оборудование 114 на втором параллельном валу 122. Подвижный механический фиксатор 116 размещается на первом параллельном валу 120, в то время как преобразователь 118 крутящего момента располагается на втором параллельном валу 122. Как изображено на фиг.6, во время пуска энергия вращения передается от первого элемента 124 со стороны привода на первом параллельном валу на второй элемент 128 со стороны привода на втором параллельном валу 122 через зубчатую передачу 132 со стороны привода. Преобразователь 118 крутящего момента передает затем крутящий момент от второго элемента 128 со стороны привода на второй элемент 130 со стороны нагрузки, который осуществляет непосредственный привод вращающегося промышленного оборудования 114.Figures 6 and 7 illustrate a torque transmission system 110 having a rotary drive 112 on a first parallel shaft 120 and rotating industrial equipment 114 on a second parallel shaft 122. A movable mechanical retainer 116 is located on the first parallel shaft 120, while the converter 118 torque is located on the second parallel shaft 122. As shown in Fig.6, during start-up, rotational energy is transmitted from the first element 124 from the drive side on the first parallel shaft to the second element 128 from the side the drive on the second parallel shaft 122 through the gear 132 from the drive. The torque converter 118 then transfers the torque from the second element 128 from the drive side to the second element 130 from the load side, which directly drives the rotating industrial equipment 114.

На фиг.6 зубчатая передача 132 со стороны привода показана как имеющая первое, большее приводное зубчатое колесо «А» и второе, меньшее приводное зубчатое колесо «В». Это передаточное отношение заставляет второй элемент 128 со стороны привода вращаться быстрее, чем первый элемент 124 со стороны привода. На фиг.6 показана также зубчатая передача со стороны нагрузки, предназначенная для передачи энергии вращения между вторым элементом 130 со стороны нагрузки и первым элементом 126 со стороны нагрузки. В варианте реализации, показанном на фиг.6, зубчатая передача 134 со стороны нагрузки включает в себя имеющие одинаковые размеры зубчатые колеса «С» и «D». При такой конфигурации передаточное отношение зубчатой передачи 132 со стороны нагрузки учитывает все проскальзывание при вращении преобразователя 118 крутящего момента, так что частота вращения первых элементов 124 и 126 со стороны привода и со стороны нагрузки по существу синхронизируется с рабочей скоростью привода 112.6, the drive gear 132 is shown as having a first, larger drive gear "A" and a second, smaller drive gear "B". This gear ratio causes the second drive side member 128 to rotate faster than the first drive side member 124. 6 also shows a load-side gear train for transmitting rotational energy between the second load-side member 130 and the first load-side member 126. In the embodiment shown in FIG. 6, the load side gear 134 includes the same sized gears “C” and “D”. With this configuration, the gear ratio of the load side gear 132 takes into account all slippage during rotation of the torque converter 118, so that the speed of the first elements 124 and 126 on the drive side and the load side is substantially synchronized with the operating speed of the drive 112.

Как показано на фиг.7, после того, как частота вращения первых элементов 124 и 126 со стороны привода и со стороны нагрузки по существу синхронизируется, механический фиксатор 116 может войти в зацепление и преобразователь крутящего момента расцепляется, так что крутящий момент передается от привода 112 на вращающееся промышленное оборудование 114 через механический фиксатор 116. Как показано на фиг.7, в процессе обычной работы зубчатая передача 134 со стороны нагрузки применяется для передачи энергии вращения с первого элемента 126 со стороны привода на второй элемент 130 со стороны привода, который непосредственно сопрягается с вращающимся промышленным оборудованием 114. Следует отметить, что в случае, если требуется эксплуатировать привод 112 и вращающееся промышленное оборудование 114 при различной частоте вращения, можно настраивать передаточное отношение зубчатой передачи 134 со стороны нагрузки.As shown in FIG. 7, after the rotation speed of the first elements 124 and 126 on the drive side and the load side is essentially synchronized, the mechanical lock 116 can engage and the torque converter is disengaged so that the torque is transmitted from the drive 112 to rotating industrial equipment 114 through a mechanical lock 116. As shown in FIG. 7, during normal operation, the gear train 134 from the load side is used to transmit rotational energy from the first element 126 from the drive side and to the second element 130 on the drive side, which directly interfaces with the rotating industrial equipment 114. It should be noted that if you want to operate the drive 112 and rotating industrial equipment 114 at different speeds, you can adjust the gear ratio of the gear 134 from the load side .

На фиг.8 и 9 показана система 210 передачи крутящего момента, имеющая подвижный механический фиксатор 216, расположенный на первом параллельном валу 220, и преобразователь 218 крутящего момента, расположенный на втором параллельном валу 222. Зубчатая передача 232 со стороны привода применяется для передачи энергии вращения между первым элементом 224 со стороны привода на первом параллельном валу 220 и вторым элементом 228 со стороны привода на втором параллельном валу 222. Зубчатая передача 234 со стороны нагрузки применяется для передачи энергии вращения между первым элементом 226 со стороны нагрузки на первом параллельном валу 220 и вторым элементом 230 со стороны нагрузки на втором параллельном валу 222.Figures 8 and 9 show a torque transmission system 210 having a movable mechanical lock 216 located on the first parallel shaft 220, and a torque converter 218 located on the second parallel shaft 222. The gear drive 232 on the drive side is used to transmit rotational energy between the first element 224 on the drive side on the first parallel shaft 220 and the second element 228 on the drive side on the second parallel shaft 222. The gear transmission 234 on the load side is used to transmit energy rotated I between the first member 226 by the load on the ground parallel to the shaft 220 and second member 230 from the load on the second shaft 222 parallel.

Как показано на фиг.8, во время пуска преобразователь 218 крутящего момента передает энергию вращения от второго элемента 228 со стороны привода на второй элемент 230 со стороны нагрузки, который непосредственно осуществляет привод вращающегося промышленного оборудования 214. На фиг.8 показана зубчатая передача 232 со стороны привода как имеющая большее первое приводное зубчатое колесо «А» и меньшее второе приводное зубчатое колесо «В», в то время как зубчатая передача 234 со стороны нагрузки имеет меньшее первое приводное зубчатое колесо «С» и большее второе приводное зубчатое колесо «D». Передаточные отношения зубчатых передач 232 и 234 со стороны привода и со стороны нагрузки вызывают более медленное вращение первого элемента 224 привода по сравнению со вторым элементом 228 привода, и более быстрое вращение первого элемента 226 со стороны нагрузки по сравнению со вторым элементом 230 со стороны нагрузки. При такой конфигурации передаточные отношения зубчатых передач 232 и 234 со стороны привода и со стороны нагрузки совместно учитывают проскальзывание при вращении преобразователя 218 крутящего момента, так что частота вращения первых элементов 224 и 226 со стороны привода и со стороны нагрузки по существу синхронизируются с частотой вращения привода 212.As shown in FIG. 8, during start-up, the torque converter 218 transmits rotational energy from the second element 228 on the drive side to the second element 230 on the load side, which directly drives the rotating industrial equipment 214. FIG. 8 shows a gear transmission 232 with drive side as having a larger first drive gear "A" and a smaller second drive gear "B", while the gear gear 234 on the load side has a smaller first drive gear "C" and b the larger second drive gear "D". The gear ratios of the gears 232 and 234 on the drive side and on the load side cause a slower rotation of the first drive element 224 compared to the second drive element 228, and a faster rotation of the first element 226 on the load side compared to the second element 230 on the load side. With this configuration, the gear ratios of the gears 232 and 234 on the drive side and on the load side jointly take into account slippage during rotation of the torque converter 218, so that the speed of the first elements 224 and 226 on the drive side and on the load side are substantially synchronized with the speed of the drive 212.

Как показано на фиг.9, как только частота вращения первых элементов 224 и 226 со стороны привода и со стороны вращения будет по существу синхронизирована, механический фиксатор 116 может войти в сцепление, а преобразователь крутящего момента расцеплен, так что крутящий момент передается от привода 212 на вращающееся промышленное оборудование 214 через механический фиксатор 216. Следует отметить, что в случае, если требуется эксплуатировать привод 212 и вращающееся промышленное оборудование 214 с различной частотой вращения, можно регулировать передаточные отношения зубчатой передачи 232 со стороны привода и зубчатой передачи 234 со стороны нагрузки.As shown in FIG. 9, as soon as the rotational speed of the first elements 224 and 226 on the drive side and the rotation side is substantially synchronized, the mechanical lock 116 can engage and the torque converter is disengaged so that the torque is transmitted from the drive 212 to the rotating industrial equipment 214 through a mechanical lock 216. It should be noted that in case it is required to operate the drive 212 and the rotating industrial equipment 214 with different rotation speeds, it is possible to adjust Current ratios of gear 232 on the drive side and gear 234 on the load side.

На фиг.10 и 11 показана система 310 передачи крутящего момента, имеющая вращающееся промышленное оборудование 314 на первом параллельном валу 320 и вращательный привод 312 на втором параллельном валу 322. Подвижный механический фиксатор 316 помещается на первом параллельном валу 320, в то время как преобразователь 318 крутящего момента располагается на втором параллельном валу 322.10 and 11, a torque transmission system 310 is shown having rotating industrial equipment 314 on a first parallel shaft 320 and a rotary drive 312 on a second parallel shaft 322. A movable mechanical retainer 316 is placed on the first parallel shaft 320, while the converter 318 torque is located on the second parallel shaft 322.

Как показано на фиг.10, во время пуска энергия вращения передается от второго элемента 328 со стороны привода на втором параллельном валу 322 на второй элемент 330 со стороны нагрузки на втором параллельном валу 322 через преобразователь 318 крутящего момента. Зубчатая передача 334 со стороны нагрузки применяется тогда для передачи энергии вращения от второго элемента 330 со стороны нагрузки на первый элемент со стороны нагрузки на первом параллельном валу 320, который осуществляет непосредственный привод вращающегося промышленного оборудования 314.As shown in FIG. 10, during start-up, rotational energy is transmitted from the second element 328 from the drive side on the second parallel shaft 322 to the second element 330 from the load side on the second parallel shaft 322 through a torque converter 318. The gear train 334 on the load side is then used to transfer rotational energy from the second element 330 on the load side to the first element on the load side on the first parallel shaft 320, which directly drives the rotating industrial equipment 314.

На фиг.10 проиллюстрирована зубчатая передача 334 со стороны нагрузки как имеющая меньшее первое приводное зубчатое колесо «С» и большее второе приводное зубчатое колесо «D». Это передаточное отношение обеспечивает более быстрое вращение первого элемента 326 со стороны нагрузки по сравнению со вторым элементом 330 со стороны нагрузки. На фиг.10 проиллюстрирована также зубчатая передача 332 со стороны привода, предназначенная для передачи энергии вращения между первым элементом 324 со стороны привода и вторым элементом 328 со стороны привода. В варианте реализации, показанном на фиг.10, зубчатая передача 332 со стороны привода включает в себя имеющие одинаковые размеры первое и второе приводные зубчатые колеса «А» и «В». При такой конфигурации передаточное отношение зубчатой передачи 334 со стороны нагрузки учитывает все проскальзывание при вращении в преобразователе 318 крутящего момента, так что частота вращения первых элементов 324 и 326 со стороны привода и со стороны нагрузки по существу синхронизирована с рабочей скоростью привода 312.10, a load-side gear 334 is illustrated as having a smaller first drive gear “C” and a larger second drive gear “D”. This gear ratio provides faster rotation of the first member 326 on the load side compared with the second element 330 on the load side. FIG. 10 also illustrates a gear drive 332 on the drive side for transmitting rotational energy between the first drive side member 324 and the second drive side member 328. In the embodiment shown in FIG. 10, the drive gear 332 on the drive side includes the first and second drive gears “A” and “B” having the same dimensions. With this configuration, the load-side gear ratio 334 takes into account all slippage during rotation in the torque converter 318, so that the rotational speed of the first elements 324 and 326 on the drive and load sides is substantially synchronized with the operating speed of the drive 312.

Как показано на фиг.11, как только частота вращения первых элементов 324 и 326 со стороны привода и со стороны вращения будет по существу синхронизирована, механический фиксатор 316 может войти в сцепление, а преобразователь 318 крутящего момента расцеплен, так что крутящий момент передается от привода 312 на вращающееся промышленное оборудование 314 через механический фиксатор 316. Следует отметить, что в случае, если требуется эксплуатировать привод 312 и вращающееся промышленное оборудование 214 с различной частотой вращения, можно регулировать передаточное отношение зубчатой передачи 332 со стороны привода.As shown in FIG. 11, as soon as the rotational speed of the first elements 324 and 326 on the drive side and the rotation side is substantially synchronized, the mechanical lock 316 can engage and the torque converter 318 is disengaged so that the torque is transmitted from the drive 312 to the rotating industrial equipment 314 through a mechanical lock 316. It should be noted that in case it is required to operate the drive 312 and the rotating industrial equipment 214 with different rotation speeds, it is possible to adjust edatochnoe ratio gear 332 on the drive side.

Системы, проиллюстрированные на фиг.1-11, пригодны к запуску и к эксплуатации с одним приводом. Система, проиллюстрированная на фиг.12, применяет дополнительный привод 420, который должен способствовать главному приводу 412 при подаче мощности на вращающееся промышленное оборудование 414 во время запуска и/или во время обычной работы. Главным приводом 412 предпочтительно является газовая турбина. Дополнительным приводом 420 предпочтительно является электродвигатель. Наиболее предпочтительно дополнительным приводом 420 является электродвигатель, не оборудованный частотно-регулируемым приводом. Как показано на фиг.12, система 410 передачи крутящего момента применяется для передачи крутящего момента от выходного вала 422 дополнительного привода 420 на входной вал 424 вращающегося промышленного оборудования 414, в то время как главный привод 412 непосредственно сопрягается с вращающимся промышленным оборудованием 414 через приводной вал 426.The systems illustrated in FIGS. 1-11 are suitable for startup and operation with a single drive. The system illustrated in FIG. 12 employs an additional drive 420, which should assist the main drive 412 when power is supplied to the rotating industrial equipment 414 during startup and / or during normal operation. The main drive 412 is preferably a gas turbine. The auxiliary drive 420 is preferably an electric motor. Most preferably, the auxiliary drive 420 is an electric motor not equipped with a variable frequency drive. As shown in FIG. 12, a torque transmission system 410 is used to transmit torque from the output shaft 422 of the auxiliary drive 420 to the input shaft 424 of the rotating industrial equipment 414, while the main drive 412 is directly coupled to the rotating industrial equipment 414 through the driving shaft 426.

Как показано также на фиг.12, система 410 передачи крутящего момента предпочтительно имеет конфигурацию, сходную с системами передачи крутящего момента, более подробно проиллюстрированными на фиг.1-11. Это означает, что система 410 передачи крутящего момента с фиг.12 предпочтительно включает в себя преобразователь крутящего момента и механический фиксатор, при размещении преобразователя крутящего момента и механического фиксатора на разных параллельных валах, функционально соединенных между собой посредством одной или больше зубчатых передач. Вариант реализации, проиллюстрированный на фиг.12, может быть запущен и может эксплуатироваться так, как проиллюстрировано далее.As also shown in FIG. 12, the torque transmission system 410 preferably has a configuration similar to the torque transmission systems illustrated in more detail in FIGS. 1-11. This means that the torque transmission system 410 of FIG. 12 preferably includes a torque converter and a mechanical lock when placing the torque converter and the mechanical lock on different parallel shafts, functionally interconnected by one or more gears. The embodiment illustrated in FIG. 12 may be started and may be operated as illustrated below.

Вариант реализации, проиллюстрированный на фиг.12, может эксплуатироваться в четырех различных режимах для того, чтобы способствовать переходу главного привода 412, дополнительного привода 420 и вращающегося промышленного оборудования 414 из статичных условий в условия работы на полную мощность. Эти четыре режима работы могут быть обозначены следующим образом: (1) «режим работы только с дополнительным приводом»; (2) «режим передачи крутящего момента»; (3) «синхронизированный режим»; и (4) «режим с механическим сцеплением».The embodiment illustrated in FIG. 12 can be operated in four different modes in order to facilitate the transition of the main drive 412, the auxiliary drive 420, and the rotating industrial equipment 414 from static conditions to full power operation conditions. These four operating modes can be indicated as follows: (1) “operating mode with an additional drive only”; (2) “torque transmission mode”; (3) “synchronized mode”; and (4) “mechanical clutch mode”.

При работе в «режиме только с дополнительным приводом» частота вращения дополнительного привода 420 повышается с практически или полностью нулевой до полной рабочей скорости, в то время как частота вращения главного привода 412 и вращающегося оборудования 414 поддерживаются на уровне, близком к нулю. Во время работы в режиме только с дополнительным приводом преобразователь крутящего момента и механический фиксатор системы 410 передачи крутящего момента расцепляются, так что выходной вал дополнительного привода 422 вращается, в то время как входной вал 424 нагрузки остается неподвижным. Для того, чтобы перейти из режима работы только с дополнительным приводом в режим передачи крутящего момента, преобразователь крутящего момента системы 410 передачи крутящего момента переходит из положения расцепления в положение сцепления.When operating in “auxiliary drive only mode”, the speed of the auxiliary drive 420 rises from almost or completely zero to full operating speed, while the speed of the main drive 412 and rotating equipment 414 are maintained at a level close to zero. During operation with auxiliary drive only, the torque converter and mechanical lock of the torque transmission system 410 are disengaged, so that the output shaft of the auxiliary drive 422 rotates, while the input load shaft 424 remains stationary. In order to switch from the operation mode only with an additional drive to the torque transmission mode, the torque converter of the torque transmission system 410 moves from the disengaged position to the clutch position.

В «режиме передачи крутящего момента» частота вращения дополнительного привода 420 и вала 422 поддерживается приблизительно на уровне полной рабочей скорости, и преобразователь крутящего момента системы 410 передачи крутящего момента применяется для передачи крутящего момента от выходного вала 422 дополнительного привода на входной вал 424 нагрузки, увеличивая, таким образом, частоту вращения вращающегося промышленного оборудования 414 и главного привода 412. Во время по меньшей мере части работы в режиме передачи крутящего момента главный привод 412 применяется для поддержки дополнительного привода 420 при вращении промышленного оборудования 414. При работе в режиме передачи крутящего момента частоты вращения главного привода 412 и вращающегося промышленного оборудования 414 возрастают от нулевого или почти нулевого числа оборотов до их полных рабочих скоростей. Когда частота вращения входного вала 424 нагрузки является полной рабочей скоростью, механический фиксатор системы 410 передачи крутящего момента может быть перемещен из положения сцепления в положение расцепления.In the “torque transmission mode”, the rotational speed of the auxiliary drive 420 and shaft 422 is maintained at approximately full operating speed, and the torque converter of the torque transmission system 410 is used to transmit torque from the output shaft 422 of the additional drive to the input input shaft 424, increasing thus, the rotational speed of the rotating industrial equipment 414 and the main drive 412. During at least a portion of the torque transmission operation, the main Water 412 is used to support the additional actuator 420 by the rotation of industrial equipment 414. In operation, a torque transmitting mode, the rotational speed of the main drive 412 and rotating the industrial equipment 414 increases from zero or almost zero speed to their full operating speed. When the rotational speed of the input load shaft 424 is the full operating speed, the mechanical lock of the torque transmission system 410 can be moved from the clutch to the disengaged position.

Во время «синхронизированного режима» и механический фиксатор, и преобразователь крутящего момента системы 410 передачи крутящего момента находятся в положении сцепления. Предпочтительно система, проиллюстрированная на фиг.12, действует в синхронизированном режиме в течение очень короткого периода времени, поскольку после того, как механический фиксатор войдет в зацепление, отпадает необходимость в дальнейшем использовании преобразователя крутящего момента для передачи крутящего момента. Таким образом, вскоре после перемещения механического фиксатора в положение сцепления преобразователь крутящего момента возвращают в положение расцепления, переводя таким образом систему в режим с механическим сцеплением.During the “synchronized mode”, both the mechanical lock and the torque converter of the torque transmission system 410 are in the clutch position. Preferably, the system illustrated in FIG. 12 operates in synchronized mode for a very short period of time, since once the mechanical lock engages, there is no need to further use a torque converter for transmitting torque. Thus, shortly after moving the mechanical lock to the clutch position, the torque converter is returned to the disengaged position, thereby putting the system into mechanical clutch mode.

В «режиме с механическим сцеплением» механический фиксатор системы 410 передачи крутящего момента находится в положении сцепления, в то время как преобразователь крутящего момента находится в положении расцепления, так что весь крутящий момент, переданный от дополнительного привода 420 на вращающееся промышленное оборудование 414, передается через механический фиксатор. В режиме с механическим сцеплением главный привод 412 и дополнительный привод 420 совместно осуществляют привод вращающегося промышленного оборудования 414.In the “mechanical clutch mode”, the mechanical lock of the torque transmission system 410 is in the clutch position, while the torque converter is in the disengaged position, so that all of the torque transmitted from the auxiliary drive 420 to the rotating industrial equipment 414 is transmitted through mechanical lock. In the mechanical clutch mode, the main drive 412 and the auxiliary drive 420 jointly drive the rotating industrial equipment 414.

Предпочтительные формы изобретения, описанные выше, предназначены для использования только в качестве иллюстрации, и не должны использоваться в ограничительном смысле при интерпретации объема настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники могут внести очевидные изменения в приведенные выше варианты реализации без отклонения от существа настоящего изобретения.The preferred forms of the invention described above are intended to be used only as an illustration, and should not be used in a limiting sense in interpreting the scope of the present invention. Those skilled in the art can make obvious changes to the above embodiments without departing from the spirit of the present invention.

Авторы изобретения настоящим подтверждают свое намерение опираться на доктрину эквивалентов с целью определить и оценить достаточно справедливый объем настоящего изобретения, имеющий отношение к любому устройству, существенно не отклоняющемуся от буквального объема изобретения, изложенного в следующей формуле изобретения.The inventors hereby confirm their intention to rely on the doctrine of equivalents in order to determine and evaluate a fairly fair scope of the present invention pertaining to any device not substantially deviating from the literal scope of the invention set forth in the following claims.

Claims (12)

1. Способ запуска вращающегося промышленного оборудования, включающий этапы, на которых:
(a) используют преобразователь крутящего момента для передачи крутящего момента от вращающего привода на вращающееся промышленное оборудование, причем преобразователь крутящего момента выполнен с возможностью регулирования между режимом свободного вращения и режимом передачи крутящего момента, при этом преобразователь крутящего момента действует в режиме передачи крутящего момента во время этапа (а);
(b) используют по меньшей мере одну зубчатую передачу с тем, чтобы по существу синхронизировать скорости вращения первого элемента со стороны привода и первого элемента со стороны нагрузки, причем первый элемент со стороны привода и первый элемент со стороны нагрузки имеют подвижный механический фиксатор, соединенный между ними;
(c) используют подвижный механический фиксатор для передачи крутящего момента от привода на вращающееся промышленное оборудование, при этом преобразователь крутящего момента действует в режиме свободного вращения во время по меньшей мере части этапа (с); и
(d) когда частоты вращения первого элемента со стороны привода и первого элемента со стороны нагрузки по существу синхронизированы, осуществляют смещение механического фиксатора из положения расцепления в положение сцепления для того, чтобы, тем самым, механически сцепить первый элемент со стороны привода и первый элемент со стороны нагрузки между собой.1. A method of starting a rotating industrial equipment, comprising the steps of:
(a) using a torque converter for transmitting torque from a rotary drive to rotating industrial equipment, wherein the torque converter is adapted to be controlled between the free rotation mode and the torque transmission mode, wherein the torque converter operates in a torque transmission mode during stage (a);
(b) using at least one gear train so as to substantially synchronize the rotational speeds of the first element on the drive side and the first element on the load side, the first element on the drive side and the first element on the load side having a movable mechanical lock connected between them;
(c) using a movable mechanical lock to transmit torque from the drive to rotating industrial equipment, wherein the torque converter operates in free rotation mode during at least part of step (c); and
(d) when the rotational speeds of the first element on the drive side and the first element on the load side are substantially synchronized, the mechanical lock is displaced from the disengaged position to the clutch position in order to thereby mechanically engage the first element on the drive side and the first element with sides of the load among themselves. 2. Способ по п.1, при котором этапы (а) и (b) выполняют одновременно.2. The method according to claim 1, wherein steps (a) and (b) are performed simultaneously. 3. Способ по п.2, при котором этап (а) включает в себя повышение частоты вращения первого элемента со стороны нагрузки относительно первого элемента со стороны привода.3. The method according to claim 2, in which step (a) includes increasing the speed of the first element on the load side relative to the first element on the drive side. 4. Способ по п.3, при котором этап (b) выполняют без использования дополнительных внешних приводов для повышения частоты вращения первого элемента со стороны нагрузки.4. The method according to claim 3, in which step (b) is performed without using additional external drives to increase the speed of the first element on the load side. 5. Способ по п.1, при котором этап (b) включает в себя приведение первого элемента со стороны нагрузки во вращение со скоростью в пределах около 5% от частоты вращения первого элемента со стороны привода.5. The method according to claim 1, wherein step (b) includes bringing the first element on the load side into rotation at a speed within about 5% of the rotational speed of the first element on the drive side. 6. Способ по п.1, при котором этап (b) включает в себя приведение первого элемента со стороны нагрузки во вращение со скоростью в пределах около 1% от частоты вращения первого элемента со стороны привода.6. The method according to claim 1, wherein step (b) includes bringing the first element from the load side into rotation at a speed within about 1% of the rotational speed of the first element from the drive side. 7. Способ по п.1, дополнительно включающий этап (е), следующий за этапом (d), на котором рабочую характеристику вращающегося промышленного оборудования регулируют таким образом, что величина мощности, требующаяся для приведения в действие вращающегося промышленного оборудования, увеличивается по меньшей мере приблизительно на 5%.7. The method according to claim 1, further comprising step (e) following step (d), in which the performance of the rotating industrial equipment is controlled so that the amount of power required to drive the rotating industrial equipment is increased at least approximately 5%. 8. Способ по п.1, при котором механический фиксатор находится в положении расцепления в течение по меньшей мере части этапа (а), а в положении сцепления во время этапа (с).8. The method according to claim 1, wherein the mechanical lock is in the disengaged position for at least a portion of step (a), and in the engaged position during step (c). 9. Способ по п.1, при котором преобразователь крутящего момента, по существу, не передает крутящего момента, находясь в режиме свободного вращения, и преобразователь крутящего момента передает крутящий момент, находясь в режиме передачи крутящего момента.9. The method according to claim 1, wherein the torque converter essentially does not transmit torque while in free rotation mode, and the torque converter transmits torque while in torque transmission mode. 10. Способ по п.1, дополнительно включающий этап (f), следующий за этапом (d), на котором преобразователь крутящего момента устанавливают с режима передачи крутящего момента на режим свободного вращения.10. The method according to claim 1, further comprising a step (f) following step (d), wherein the torque converter is set from the torque transmission mode to the free rotation mode. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий этап (g), предшествующий этапу (а), на котором увеличивают частоту вращения привода без вращения вращающегося промышленного оборудования, причем преобразователь крутящего момента работает в режиме свободного вращения во время по меньшей мере части этапа (g).11. The method according to claim 10, further comprising a step (g) preceding a step (a), in which the rotational speed of the drive is increased without rotation of the rotating industrial equipment, the torque converter operating in free rotation mode during at least part of the step ( g) 12. Способ по п.11, дополнительно включающий этап (h), следующий за этапом (g) и предшествующий этапу (а), на котором преобразователь крутящего момента устанавливают с режима свободного вращения на режим передачи крутящего момента. 12. The method according to claim 11, further comprising step (h) following step (g) and preceding step (a), wherein the torque converter is set from the free rotation mode to the torque transmission mode.
RU2009145511/11A 2007-05-09 2007-05-09 Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment RU2437012C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145511/11A RU2437012C2 (en) 2007-05-09 2007-05-09 Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145511/11A RU2437012C2 (en) 2007-05-09 2007-05-09 Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009145511A RU2009145511A (en) 2011-06-20
RU2437012C2 true RU2437012C2 (en) 2011-12-20

Family

ID=44737417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009145511/11A RU2437012C2 (en) 2007-05-09 2007-05-09 Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2437012C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2611247A (en) * 1950-01-09 1952-09-23 Robert H Brown Rotary turbine-type hydraulic coupling
US2884809A (en) * 1955-11-21 1959-05-05 Gen Motors Corp Twin turbine transmission with plural ratio drive gearing
US2924990A (en) * 1960-02-16 Orr etau
US4016779A (en) * 1975-04-04 1977-04-12 Von Greyerz John W Worm drive automatic transmission
SU1452719A1 (en) * 1987-06-18 1989-01-23 Предприятие П/Я М-5903 Two-rance hydromechanical transmission
US6463740B1 (en) * 2000-08-10 2002-10-15 Phillips Petroleum Company Compressor starting torque converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2924990A (en) * 1960-02-16 Orr etau
US2611247A (en) * 1950-01-09 1952-09-23 Robert H Brown Rotary turbine-type hydraulic coupling
US2884809A (en) * 1955-11-21 1959-05-05 Gen Motors Corp Twin turbine transmission with plural ratio drive gearing
US4016779A (en) * 1975-04-04 1977-04-12 Von Greyerz John W Worm drive automatic transmission
SU1452719A1 (en) * 1987-06-18 1989-01-23 Предприятие П/Я М-5903 Two-rance hydromechanical transmission
US6463740B1 (en) * 2000-08-10 2002-10-15 Phillips Petroleum Company Compressor starting torque converter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009145511A (en) 2011-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7691028B2 (en) Mechanical soft-start system for rotating industrial equipment
EP3456939B1 (en) Method of operating an engine assembly
CA2643996C (en) Dual end gear fluid drive starter
US7422543B2 (en) Rotation coupling employing torque converter and synchronization motor
RU2499895C2 (en) Gas turbine engine with reversible electrical machine
RU2557633C2 (en) Automotive power transmission
US6732529B2 (en) Off loading clutch for gas turbine engine starting
JP4729240B2 (en) Compressor starting torque converter
RU2635725C2 (en) Piston compressor plant and method of its operation
CN107531140A (en) Power train for a pump, energy generating device or the like and method of actuating such a power train
US8499562B2 (en) Geared boiler feed pump drive
JP4837127B2 (en) Mechanical soft start system for rotating industrial equipment
RU2437012C2 (en) Mechanical system of smooth start-up for rotating industrial equipment
US10570816B2 (en) Engine coupling arrangement
RU2670997C1 (en) Starting system of gas turbine engine
SU1458274A1 (en) Propeller electromechanical plant
JPS629730B2 (en)