Ленточный тормоз с магнитным охлаждением

 

Использование: в ленточных тормозах буровых лебедок. Сущность изобретения: шкив 1 выполнен с теплоизолированной сегментной частью 4 из парамагнитного материала , имеющей полость с теплоносителем 16 и установленные .заподлицо с рабезй поверхностью шкива 1 теплопроводные пластины 15, свободные концы которых размещены в теплоносителе 16. Теплообменник имеет контур з с меньшим гидравлическим сопротивлением, сообщаощийся с первой полостью 7 и контур б с большим гидравлическим сопротивлением При згом тороидальный магнит 8 выполнен со сверхпроводящими обмотками 9 и с сие темой 10 охлаждения, сообщающейся со вторым контуром б теплообменника. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s F 16 D 65/813

37

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853754/27 (22) 23,07,90 (46) 07,10,92. Бюл, ¹ 37 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) А,И. Вольченко, Д,А. Вольченко, С,B.

Балаболин, Н,А. Вольченко и И.Б, Копей (56) Авторское свидетельство СССР

N 1626015, кл. F 16 В 65/813, 1989. (54) ЛЕНТОЧНЫЙ ТОРМОЗ С МАГНИТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ (57) Использование: в ленточных тормозах буровых лебедок. Сущность изобретения; шкив 1 выполнен с теплоизолированной сегментной частью 4 из парамагнитного мд териала, имеющей полость с теплоноситегем 16 и установленные заподлицо с рабочей поверхностью шкива 1 теплопроводные пластины 15, свободные концы которых размещены в теплоносителе 16, Теплообменник имеет контур "а" с меньшим гидравлическим сопротивлением, сообщаюьцийся с первой полостью 7 и контур "б" с большим гидравлическим сопротивлением.

При з.ом тс роидальный магнит 8 выполнен со сверхпроводящими обмотками 9 и с сис темой 10 охлаждения, сообщающейся со вторым контуром "б" теплообменника. 2 ил.

1767254

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточных тормозах буровых лебедок, Известен магнитный рефрижератор, в котором часть обода колеса выполнена из 5 пластинок из термомагнитного материала, а вторая — из парамагнитного вещества, Напротив колеса установлен мощный магнит со сверхпроводящими обмотками. При включении магнита часть обода из термо- 10 магнитного материала становится зоной намагничивания и разогрева, а вторая — зоной размагничивания. В зоне намагничивания и разогрева обод колеса охлаждается жидким гелием, а в зоне размагничивания обод ко- 15 леса сам охлаждается и охлаждает жидкий гелий.

В конструктивном плане этот рефрижератор, нельзя использовать для охлаждения поверхностей трения ленточного тормоза 20 буровой лебедки.

Известен охлаждаемый ленточный тормоз, в котором шкив изготовлен из термомагнитного материала, вспомогательная лента выполнена в виде постоянного магни- 25 та, а тепловая труба выполнена в виде заполненной текучей средой внутренней полости тормозного барабана.

Ленточный тормоз имеет тот недостаток, что при нагреве текучей среды она те- 30 ряет свои свойства и тормоз со вспомогательной лентой является не работоспособным. В этом случае не представляется возможным управлять теплонагруженностью ленточного тормоза, 35

Целью изобретения является увеличение срока службы ленточного тормоза путем повышения эффективности охлаждения

era пар трения, Поставленная цель достигается тем, что 40 шкив выполнен с второй теплоизолирован.ной сегментной частью из парамагнитного материала, имеющий вторую полость с теплоносителем и установленные заподлицо с рабочей поверхностью шкива теплопровод- 45 ные пластины, свободные концы которых размещены в теплоносителе, а также с теплообменником, имеющим контур с меньшим гидравлическим сопротивлением, сообщающийся с первой полостью, и контур 50 с большим гидравлическим сопротивлением, при этом тороидальный магнит выпол нен со сверхпроводящими обмотками и с системой охлаждения, сообщающейся со вторым контуром теплообменника. 55

По сравнению с известными предлагаемое техническое решение имеет следующие существенные отличительные признаки:

1) представляется возможным управлять теплонагруженностью шкива путем включения и выключения магнита;

2) возможность охлаждения теплоносителя в зоне размагничивания и его дальнейшее использование в зоне намагничивания и разогрева;

3) применение теплообменника с разными контурами и с неодинаковым гидравлическим сопротивлением, что позволяет за счет центробежных сил вовремя подпитывать зоны намагничивания и размагничивания охлажденным теплоносителем;

4) значительно повысить ресурс пар трения тормоза.

На фиг.1 изображен предлагаемый ленточный тормоз, продольный разрез; на фиг,2 — разрез А — А на фиг.1.

Ленточный тормоз с магнитным охлаждением состоит из барабана в виде шкива 1, расположенного на валу 2 лебедки. Шкив 1 состоит из двух сегментов — первого 3 и второго 4, которые между собой разделены с помощью теплоизоляционной прокладки

5, Первый сегмент 3 шкива 1 изготовлен из термомагнитного материала, например, галлий-гадолиневого граната, а второй сегмент 4 — из парамагнитного вещества, например, соли редкоземельных элементов, хромокалиевые, железоаммониевые, хромометиламмониевые квасцы. Кристаллические решетки последних содержат ионы Fe, С, Со1, которые разделены в кристаллической решетке большим числом немагнитных ионов и поэтому взаимодействуют между собой слабо; даже при низких температурах когда тепловое движение значительно ослаблено, силы магнитного взаимодействия не способны упорядочить систему хаотически ориентированных спинов. В первом сегменте 3 находится вторая полость 6, а первая полость 7 расположена под вторым сегментом 4, При этом полости 6 и 7 между собой разделены, С торца шкива 1 со свободного его края расположен тороидальный магнит

8 со сверхпроводящими обмотками 9, запитанными от высоковольтного мощного источника. Ыагнит 8 для первого сегмента 3 создает зону намагничивания, а для второго сегмента 4 — зону размагничивания. Система 10 охлаждения магнита 8 и вторая полость 6 соединены между собой через теплообменник 11 с помощью цилиндрических радиальных труб 12 и 13. Теплообменник 11 через радиальные цилиндрические трубы 14 соединен также с первой полостью

7. Теплообменник 11 имеет контуры "а" и "б"

1767254 с разным гидравлическим сопротивлением.

Контур "а" теплообменника 11, соединенный со второй полостью 6 и системой 10 охлаждения магнита 8 имеет меньшее гидравлическое сопротивление, 5 чем контур "б", связанный с первой полостью 7, Сегментная часть 4 шкива 1 является зоной размагничивания и через нее пропущены теплопроводные пластины 15, кото- 10 рые с одной стороны выведены заподлицо рабочей поверхности шкива 1, à с другой погружены в теплоносител ь 16 первой полости 7, имеющей снизу корпус 17 из теплоизоляции. В качестве теплоносителя 16 15 используется жидкий гелий.

Шкив 1 охватывает тормозная лента 18, на которой расположены фрикционные накладки 19.

Ленточный тормоз с магнитным охлаж- 20 дением работает следующим образом, При торможении фрикционные накладки 18 взаимодействуют с поверхностью шкива 1, За счет высокого коэффициента теплопроводности первого сегмента 3 и теплопроводных 25 пластин 15 теплота от рабочей поверхности шкива 1 передается жидкому гелию 16, находящемуся в первой 7 и второй б полостях, При включении магнита 8 первый сегмент 3 шкива 1 находится под действием мощного 30 магнитного поля. В зоне намагничивания и разогрева первого сегмента 3 шкива 1 и сверхпроводящей обмотки 9 охлаждается жидким гелием 16, Намагничивание первого сегмента 3 шкива 1 со- 35 провождается выделением теплоты и уменьшением его энтропии, что ведет к повышению температуры жидкого гелия 16, В то же время второй сегмент 4 шкива 1 размагничивается, т.е. спины парамагнетика 40 под действием теплового движения атомов (ионов) кристаллической решетки вновь приобретают хаотическую ориентацию, При этом размагничивание происходит адиабатически, так как первая полость 7 покрыта 45 теплоизоляцией 17. Это ведет к тому, что температура второго сегмента 4 шкива 1 понижается, а вместе с ним и жидкого гелия

16. Энтропия второго сегмента 4 шкива 1 остается постоянной. 50

Контур "а" теплообменника 11, имеющий меньшее гидравлическое сопротивление, способствует быстрому охлаждению жидкого гелия 14, и его возврату под действием центробежных сил при вращении шкива 1 во вторую полость 6 и систему охлаждения 10 магнита 8. Контур "б" теплообменника 11, имеющий большее гидравлическое сопротивленйе, способствует дальнейшему охлаждению жидкого гелия 14 и его частичному смешению в контуре "а", Таким образом, охлаждение пар трения ленточного тормоза достигается за счет отвода теплоты от трущихся поверхностей с помощью металлических элементов! первого сектора 3 и пластин 15 к жидкому гелию, который, в свою очередь, охлаждается в зоне размагничивания, а также в теплообменнике 11, Управление теплонагруженностью пар трения ленточного тормоза способствует повышению эффективности, эксплуатационных параметров, а также увеличению их ресурса, Формула изобретения

Ленточный тормоз с магнитным охлаждением, содержащий тормозную ленту с фрикционными накладками, тормозной шклв, выполненный в виде сегментной части из термомагнитного материала с полостью, заполненной теплоносителем, а также тороидальный магнит, расположенный со стороны торца шкива, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы путем повышения эффективности охлаждения, шкив выполнен с втооой теплоизолированной сегментной частью из парамагнитного материала, имеющей вторую полость с теплоносителем и установленные заподлицо с рабочей поверхностью шкива теплопроводные пластины, свободные концы которых размещены в теплоносителе, а также с теплообменником, имеющим контур с меньшим гидравлическим сопротивлением, сообщающийся с первой полостью, и контур с большим гидравлическим сопротивлением, при этом тороидальный магнит выполнен со сверхпроводящимл обмотками и системой охлаждения, сообщающейся со вторым контуром теплообменника, 1767254! !! !!! 1

Составитель А.Вольченко

Редактор Т.Куркова Техред М,Моргентал Корректор О.Густи

Заказ 3537 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2

Ленточный тормоз с магнитным охлаждением Ленточный тормоз с магнитным охлаждением Ленточный тормоз с магнитным охлаждением Ленточный тормоз с магнитным охлаждением 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных подъемно-транспортных машинах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тормозах тяжелогруженных машин, требующих теплоотвода, например, в тормозах для железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжело нагруженных тормозных системах транспортных машин

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжело нагруженных дорожных, строительных и транспортных машинах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тормозных колодках барабанных тормозов тяжело нагруженных подъемно-транспортных машин

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в барабанно-колодочных тормозах транспортных средств, дорожных и строительных машинах

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в барабанно-колодочных тормозах транспортных средств, дорожных и строительных машинах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах, например в буровых лебедках

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных барабанно-колодочных тормозах

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах, например, буровых лебедок

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок
Наверх