Opis patentowy opublikowano: 10.05.1982 Int. Cl.2 F16D 35/00 Twórca wynalazku: Raymond Dennis Evans Uprawniony z patentu: Holset Engineering Company Limited Turnbrid- ge, Hulddersfield (Wielka Brytania) Sprzeglo hydrauliczne z zaworem Przedmic/tem wynalazku jest sprzeglo hydra¬ uliczne z zaworem reagujacym na warunki pTacy napedu wentylatora.Sprzegla hydraulicznie zawieraja zazwyczej czlon napedzajacy i czlon napedzany, których zamontowanie poiziwala na obracanie sie jednego czlonu wzgledem drugiego, pnzy cizyim przynaj¬ mniej czesc jedrnego z ty czlonu napedzajacego jesit zaimiomtowana wewnatrz komory napedzania zaiwiieirajacej lepka ciecz i utworzonej przez pnzyinajimnaej czesc drugiego z tych czlonów. W pracy, rracmenit olbrortowy czlo¬ nu napedzajacego jesrt praenoszciny na czlion na¬ pedzamy przez sily wywolanie w lepkiej cieczy.W takich ukladach jest pozadane, azeby wielkosc przenoszonego imiomentu obrotowego moigla ulegac zmianom w zaleznosci od jednego parametru re¬ gulacji, a czloin napedzamy powinien szybko re¬ agowac na zmdainy parametru regulujacego, za¬ pewniajac spokojna p/race sprzegla.Sprzegla, w których wielkosc przenoszonego momentu obrotowego jest zimienna w zaleznosci od jednego paraimetoru regulacji zwlaszcza od tem¬ peratury, zawieraja zbitonniilk oddzielony od ko¬ mory napedzania, wlot umozliwiajacy przeplyw cieczy z komory napedzania do zbrictnniika, wylot dla przeplywu cieczy ze zbiornika do koimory napedzania oraz zawór na wylocie, który to za¬ wór «moze byc otwieramy i zamykany w zalez¬ nosci od zmdam zadanego parametru.Znane sa sprzegla hydrauliczne z zawarami z opisów patentowych Wielkiej Brytania 1005831 i 8117021. Sprzegla te maja te niedogodnosci, ze reaguja zarówno ina temperature ja/k i na szyb¬ kosc obrotowa . urzadzenia sprzegajacego, któira maja regulowac. Kiedy otwór przelotowy zaworu jest otwarty dla umozliiwieniia przeplywu cieczy ze zbiornika do fcoimory, napedzania, mozliwe jest wystapienie przyspieszenia . otbrotów obudowy..Bodfwyzszone ctomoty wytwairzaja na tyle wysokie cisniende w zbiorniku spowodowane sila odsrod- kowa plynu, ze moze ono zmusic zawór do prze¬ stawienia sie w polozenie zamkmdeite, zanim cala ilosc cieczy zastanie odprowadzona ze zbiornoika albo zanim wysitairiczajaca ilosc cieczy przeplynie do komory /napedzania dla stworzenia wyrówna¬ nia cisnienia wywolanego sila odsrodkowa* Zamkniecie zaworu w tych warunkach powoduje, ze plyn, który diopieiro co. zostal wprowadzony do 'komory napedzania powraca eto zhiJorinika wy¬ wolujac zmniejszenie szyfclkosci obrotowej obu¬ dowy.Gdy powstanie temperatura na tyle wysoka, zeby umozliwic ponowne cttwatrciie zaworu pirzy 25 mniejszej szybkosci obrotowej obudowy, tein cykl powtarza sie saimoczynnie, naped staje sie nie- statyczny i nie ima mozliwosci zachowania pew¬ nych warunków napedu. W celu uzyskania szyb¬ kiej reakcji spanzegla na wzrost temperatury po- 30 zadane jest zastoisiowanie duzego otworu przelo- 10 15 20 114 313114 313 towego w zaworze. Zastostowamie duzego otworu przelotowego' w zaworze pogarsza warunki sta¬ tycznosci, poniewaz powierzchnia azloinu zamyka¬ jacego zawór, na która dziala cisnienie wywolane sila odsrodkowa plyinu, jest powiekszona i sku¬ tecznie powoduje zaimlkniejcie zaworu parzy mniej¬ szej sizyibkoisci obrotowej obudswy.Sprzeglo hydrauliczne z zaiwcineim wedlug wy- nalaziku, w którym gniazdo zaworu jest usytu¬ owane w sciaince po sftronie zwróconej w kie¬ runku komory napedu, a dzwignia zaworu jest przegubowo polaczona ze scianka na jej prze¬ ciwnej stronie w stosunku do gniazda, zaworu, zas na koncu ramienia dzwigni zaworu jest za¬ montowany przesuwnie element zamykajacy usy¬ tuowany po pirizeciiwnej, w stosunku doi dzwigna zawoiru stronie otworu, pnzy czyim element za¬ mykajacy w polozeniu otwartymi jest uniesio¬ ny w stosunku do gniazda zaworu w kierunku pnzeplywu cieczy przez otwór ze zbioirniika do ko- mioiry napediu.Element zamykajacy polaczony jest ze swo¬ bodnym koncem ramienia dzwigni zaworu ^za posrednictwem tulei dyisit,ans'Ciwej i nita, który przechodzi przez oitwóir zaiwonu.Napinajacy element sprezynowy stanowi zwojo¬ wa sprezyna srubowa umiesizczona pomiedzy sciana zbiornika i zwrócona do niej ,strona dzwigni zaworu. Z dzwignia izaworu pO' stronie przeciwnej do styku elieimeinltu napinajacego sty¬ ka sile przesuwny wzdluznie pret birnetailicznego termiciatatiu odchylamy w zaleznosci od odchylen czujmiilka temperatury, pnzy czym bimetaliczny termostat umieszczony jest na czlonie napedzanym mechanizmu przemieszczajacego dzwignie.Element napinajacy stylka sie tz. dzwignia za¬ woru w punkcie polozonym pomiedzy punlktem polaczenia przegubem dzwigni zaworu i sciany oraz punktem sitylku preta "termostatu z dzwignia zaworu. Dzwigtnia zaworu posiada czesc, która wysltaje poza przegub w kierunku przeciwnym do elementu zamykajacego, przy czym dzwignia za¬ woru przystosowana jesit do ograniczania stopnia otwarcia zaworu poipnzez oparcie sie o korpus czlonu napedzanego.Celem wynalazku jesit konsitru/kcja sprzegla hydraulicznego z wbudowanymi zaworem, w któ¬ rym wyellimiiinowane sa wyzej omówione niedo¬ godnosci znanych zaworów.Przedmiot zgloszenia jest przedstawiony na rysunku w przykladzie wykonania, na którym fig- 1 przedstawia schematycznie w przekroju poprzecznym sprzeglo hydrauliczne z zaworem, fig. 2 — szczegól zawoiru z fig. 1, na którym jest uwidoczniony w widoku z przodu czlon zamyka¬ jacy. Na figurach 1 i 2 jest .pnzedstawioine sprzeg¬ lo hydrauliczne 10 w ukladzie ogólnym wypel¬ nione nie pokazanym na rysunku lepkim plynem roboczym. Sprzeglo posiada czlon napedzajacy 12 i czlon napedzany 14, krtóry posiada rozwia¬ zanie umozliwiajace obrót wzgledem czlonu na¬ pedzajacego 12. Czlon napedzajacy 12 posiada piaste 16 z kolnierzem dla polaczenia poprzez otwory 18 na sworznie z (nie pokazanym na ry¬ sunku) zespolem napedowym. Czlon napedzany 10 15 20 25 30 35 40 45 90 55 60 65 jest osadzony obrotowo na piascie 16 za posred- niotwem zespolu lozysk 17. Tarcza napedizajaca 20, która stanowi czesc ozlcinu napedzajacego 12, jesit zamknieta wewnatrz komory 22 napedu ogra¬ niczonej czlonem napedzanym 14. Przestrzenie szczelinowe 23 sa ograniczone znajdujacymd sie naprzeciw siebie powierzchniami komory 22 na¬ pedu i tarczy napedzajacej 20. Komora 22 napedu jest oddzielona cd zbiornika 24 i równiez ogra¬ niczona czlonem napedzanym 14 scianka 26. Otwór wlotowy 28 umieszczony w czlonie napedzanym 14 w poblizu otirzeza itarczy napedzajacej 20 jest pcilaczony ze zbiornikiem 24 poprzez oitwótr prze¬ lewowy 29. Gardzieli 30 przylega do wlotiu 28.Srodkowa czesc tarczy napedzajacej 20 jest wiMesla w miejscu 31, a szereg przelotów 32 przy¬ spieszajacych przeplyw wykonanych jest w tar¬ czy napedzajacej 20 oraz przechodzi od wkleslej srodkowej czesci w rniiejsciu 31 tanczy napedza¬ jacej 20 do olbrzeza taircizy napedzajacej 20. Prze¬ loty 32 przyspieszajace pirzeplyw koncza sie otworami 34 wykonanymi w krawedzi obrzeza tarczy napedzajacej 20. W sciance 26 jest prze¬ widziany wylotowy otwór 36.Czlon zaworu 38 jesit przewidziany dla regu¬ lowania strumienia plynu .plynacego przez wylo¬ towy otwór 36 i sklada sie z gniazda 40 zaworu utworzonego na sciance 26 po przeciwleglej cd zbiornika 24 stronie scianki oraz z elementu za¬ mykajacego 42 zawór zamontowanego na jednym koncu dzwigni 44 zaworu za pomoca nita 46 i tulei dystansowej 48. Dzwignia 44 zawoiru po¬ siada dwa ucina 45, iza pomoca których jesit ona na przegubie 52 zamontowana na wsporniku 50 polaczonym za pomoca nitów 53 ze scianka 26 od sitrony zbioinnika 24. Os przegubu 52 jiesft równo¬ legla do plaszczyzny zawierajacej otwór wyloto¬ wy 36, przy czym otwieranie i zamykanie zaworu 38 moze byc dokonane przez wychylenie dzwigni 44 zaworu. Dzwignia 44 posiada zagiecie w posta¬ ci stopnia w miejscu 54. Pomiedzy zagieta czes¬ cia w miejscu 54 i dzwignia 44 zaworu posiada¬ jaca ucha 45, jesit umieszczony napinajacy ele¬ ment 56 w postaci spiralnej sprezyny, której jeden koniec opiera sie o scianke 26, a drugi koniec o dzwignie 44 zaworu, tak azeby odchylac dzwignie w kierunku prizeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara, jak widac z fig. 1, doprowadzajac element zamykajacy 42 zaworu do jego polozenia zamykajacego w oparciu o gniazdo 40 zaworu. Jeden koniec spiralnej spre¬ zyny jest umiejscowiony w sciance 26 za pomoca glówki nita 55. Konstrukcja tego rodzaju zapew¬ nia sile odsrodkowa wywolana ruchem obroto¬ wym zespolu wywolujac moment obrotowy dzia¬ lajacy na dzwignie 44 zaworu w kierunlku prze¬ ciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara dazac przez to do zamkniecia zaworu i pomagajac sile wychylajacej wywolanej przez spiralna spre¬ zyne.Bimetaliczny termostat jest zamomtoiwany na azlonie napedzanym 14 i zawiera bimeitaliczna plytke 58, która moize byc roboczo polaczona z przegubowo zamontowana dzwigjnia 44 zaworu, na której jest umieszczony czlon zamykajacy za-114 313 5 6 woru, pdSprzez nastawny drazek skladajacy sie z preita 60 i nakretki 62. Rozprezna strona termo¬ statu z btoetalifazna plyrtka 58 jesit umieszczona mozliwie blisko dzwiigni 44 zaworu.W pracy czlon napedzajacy 12 jeistt obracany za pomoca niepofcazanych srodków d na skutek sil stycznych lepkiego plynu w komorze 22 napedu czlon najpedizany 14 zaczyna sie obracac. W wy¬ niku róznicy szybkosci pomiedzy tarcza napedza¬ jaca 20 i czlonem .napedzanymi 14 lepki plyn w komorze 22 napedu gromadzi sie iprized gardziela 30 i przechodzi przez Otwór wloitowy 28 do zbior¬ nika 24. Sila sprezyny jest dobrana dla sprzegla w stanie spoczynku, a gdy temperatura: otaczaja¬ ca sprzeglo jesft ponizej z góry otgreslcmej grani¬ cy, dzwignia 44 zaworu jest odgieta w lewo, jak widac na fig. 1, w celu sitiworzenria wstepnego obciazenia dla elementu zamylkajaoego 42 zaworu w jego zamknietym polozeniu parzy gniezdzie 40 zaworu oraz dla nastawnego preta 60, 62 dotyka¬ jacego do bimetalicznej plytki 58 terimos Stosunek wstepnego obdiazenia przenoszonego przez bimetailiiczny tenmosftait dio wstepnego obcia¬ zenia przenoszonego pr?zez gniazdo zaiworu moze byc zmieniamy pirizeiz podiregulowainie dlugosci na¬ stawnego preta 60, 62.Gdy temperaituira otaczajaca sprzeglo podniesie sie powyzej z góry okreslonej granicy, bitmeta- liczna plytka 58 terimoistaitu odegnie sie w prawo, Jak uwidoczniono na fiiig. 1, poruszajac nasftawny pret 60, 62 i dzwiignie 44 zaworu w prawo' dla odsuniecia elemeinitu zamykajacego 42 zaworu od gniazda 40 zaworu i utrzymanie zaworu w polo¬ zeniu, w którym otwóir wylotowy 36 jest oitwarty.Przy ruchu obrotowym sprzegla plyn przechodzi wiec ze zbiornika 24 prizez otówór wylotowy 36 do przelotów 32 przyspieszajacych przeplyw w tarczy napedzajacej 20, poprzez otwory 34 i z powrotem do komory 22 napedu. W ten sposób jest uzyskamy zrównOwazcny przeplyw komory napedu i z powrotem do zbiornika 24.Gdy sprzeglo znajduje sie w tych warunkach, czlon napedizany 14 obraca sie z najwieksza szyb¬ koscia i cisnienie plynu wywolane sila odsrodko¬ wa w zbiorniku jeisit najwyzsze i plyn przeplywa¬ jacy przez oitwór wylotowy 36 wytwarza sile do¬ datnia w kieruimku otwarcia zaworu. Gdy zasto¬ sowano duze powierzchnie otworu zaiworu dla wspomagania w szybkimi napelnianiiu kormoiry ro¬ boczej plynem roboczym, sila wywolana plynem roboczym dzialajaca na element zamykajacy 42 zawoiru w kierunku otwarcia zaworu moze byc przy duzych szybkosciach obrotowych wieksza od siily oddzialywania spiralnej sprezyny w kie¬ runku zanikniecia zawoiru, co zapobiegnie zam¬ knieciu zaworu przy obnizaniu temperatury ze¬ wnetrznej otaczajacej spnzeglo.Uklad geometryczny dzwigni zaiworu i przegu¬ bowego zamontowania jesit tak dobrany, ze sila odsrodlkowa wywolana ruchem obrotowym sprzeg¬ la stwarza moment • obrotowy dzialajacy na dzwignie 44 zaworu dazacy do przekrecenia dzwigni 44 zaworu doikola przegubu w kierunku zamkniecia zaworu. Przy duzych szybkosciach obrotowych sprzegla ten moment obrotoiwy rów¬ nowazy sile wywolana plynem roboczym dzialaja¬ ca w kierunku oitwarcia zaworu. W ten sposób uzyskano niewrazMwosc dzialania zaworu na ja¬ kiekolwiek sily wytworzone ruchem obrotowym sprzegla, a ruchy zaworu zaleza jedynie od sily wytworzonej zmianami temperatury bimetalicznego termostatu.Gdy temperatura zewnetrzna otaczajaca sprzeg¬ lo opadnie ponizej z góry okreslonej granicy, bi- metaliczna plytka 58 tenmoataitu odegnie sie w lewo (fig. 1), na skutek czetgo pret 60, 62 zezwoli na przekrecenie sie dzwigni 44 zaworu w kie¬ runku odwroitnym do kierunku ruchu wskazówek zegara, na skutek czego zarnlknie sie zawór 38, co zapobiegnie dalszemu przeplywoiwi plynu ze zbiornika 24 do przelotów 32 przyspieszajacych przeplyw oraz do komiory 22 napedu. Jednak gar¬ dziel 30 w dalszym ciagu skierowuje plyn z ko¬ mory 22 napedu poprzez otwór wlotowy 28 do zbiornika 24, na skutek czego zmniejsza sie ilosc plynu w przestrzeniach szczelinowych pomiedzy tarcza napedzajaca 20 i czlonem napedzanym 14 i na. skutek tego zminiejisza sie wiieQikosc momentu obroltOwego przenoszonego z tarczy napedzajacej 20 na czlon napedzany 14. Gzlon napedzany 14 za¬ czyna zmniejszac szybkosc, az w koncu bedzie swobodnie obracac sie dokola tarczy napedowej 20, przy czym tylko bardzo imaly naped bedzie przekazywany z tarczy napedzajacej 20 na czlon napedzany 14. W tym puinlkcie cyMu pracy sprze¬ gla czlon napedzany 14 obraca sie z najmniejsza szybkoscia i na skutek tego sila odsrodkowa wy¬ wierana na dzwignie 44 zaworu i element za¬ mykajacy 42 zawór jest równiez bardizo mala.Gdy temperatura zaiworu podniesie sie powyzej z góry ustalonej granicy, termoistat biimetaliczny przesunie pret 60, 62 w prawo (fig. 1), przy czym dzwignia 44 zaworu przechyli sie dla oitwarcia zaworu 38 i umozliwienia przejscia plynu ponow¬ nie ze zbiornika 24 przez otwór wylortowy i prze- loity 32 przyspieszajace przeplyw do komory 22 napedu. Gdy zawór 38 zostanie Otwarty i dopusci plyn do komory 22 napedu dla umozliwienia zwiekszenia szybkosci czlonu napedzanego, sila odsrodkowa dzialajaca na dzwignie 44 zaworu i element zamykajacy 42 jesit bardzo mala i wy¬ woluje mala albo nic nie znaazaca sile dazaca do utrzymania zaworu 38 w polozeniu zamknie¬ tym i z tego powodu sila, która miusi przezwy¬ ciezyc teirmositat biimetaliczny jest nie wiele wiek¬ sza od siily oddzialywania sprezyny.Mozna zobaczyc, ze przejsaie plynu przez otwór wylotowy 36 ze zbiornika dazy raczej do oitwar¬ cia zaworu 38 niz do jego zamkniecia, jak to ma miejsce w dotychczasowych konstrukcjach. Ilosc plynu w komorze roboczej stopniowo wzrasita od Obrzeza az do 'napelnienia przestrzeni szczelino¬ wych i na nowo zostanie uzyskana równowaga.W tym czasiie wzrasta szybkosc czlonu napedza¬ nego na skutek powiekszenia sie roboczych po¬ wierzchna napedzajacych i napedzanych w prze¬ strzeni szczelinowej.Terimosftai; bimetaliczny moze byc zastapiony innym urzadzeniem o odpowiedniej postaci 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60114 313 8 reagujacym na tetmiperaitiure albo urzadzenieim wraz¬ liwym na inny pozadamy paraimeitr.Jak pnzedisitawiioino na fig. 1 przegubowa dzwig¬ nia 44 zaworu, na której jest umie^azczony ele¬ ment zamykajacy 42, moze umiec czesc koncówki 44a po przeciwnej niz element zamykajacy 42 stronie osi pnze@u)bu 52. Dlugosc tej czesci kon¬ cówki 44a moze byc talk dobrana, zeby uzyskac pozadana oddzialywanie odsrodkowe na dzwignie 44 zaworu jako calosc, lecz w niektórych rozwiaz maniach moze ona byc niepotrzebna. W innycb pozwriajzaniach moze ona miec zagieta koncówke 44b przeznaczona do oparcia sie o korpus czlonu napedzanego prizy z góry Okreslonym kacde wy¬ chylenia dizwigni 44 dla ograniczenia w ten spo- sób wielkosci otwarcia zaworu 38. PL