液力偶合器多年来成功使用于井下输送系统。福伊特公司为满足当代带式输送系统对高可靠性及主动控制的驱动系统的要求，推出一种全新的用于井下的高性能带式输送机TPKL型阀控充液式液力偶合器。
1、TPKL的结构及闭路循环原理
    TPKL型液力偶合器采用所谓闭式油路循环的设计，以显著减小油箱及外壳的尺寸。TPKL的结构图见图1。
液力循环（泵轮／涡轮）采用外置冷却循环系统，这大大加强了循环系统的性能。在TPKL液力偶合器工作时，热的工作液从偶合器液力循环中通过节流孔流入旋转的泵壳，并通过与旋转方向相反的固定勺管流出，液体的动能转化成了液流和压力，热的工作液通过外置的冷却器冷却后直接流回偶合器的液力循环中，同时，一套供油系统对液力循环进行充液或排液。通常这一过程由独立的阀控制。通过这些阀，偶合器的充液量从0%到100%无级调节，即偶合器从全空到全满。传输的扭矩与充液量以及输出速度直接相关，偶合器内的充液量越大，输出的扭矩也越大。在电机启动过程中，偶合器内是空的，为了启动胶带机，充液量相应的从0%增加到100%，一套电控系统控制电磁充液阀及排液阀来完成这一过程。
2、TPKL的运转方式
    在静止状态下，偶合器内几乎是空的。因此在电机启动的过程中偶合器几乎不可能传递任何力矩。任何残留在偶合器内的少量液体都会因离心力的作用而通过打开的排液阀流回油箱。在电机工作时，充液泵为轴承提供润滑油。
2.2带式输送机启动及加速
    打开充液阀，液力偶合器内充液量逐步增加同时开始逐步产生力矩，一直到达预设的限制为止。这种限制可以是胶带机最大许用启动力矩或根据上次胶带机停机时储存下的力矩值乘以一个可以单独选用的启动系数得到的当前启动力矩值。
有三种看起来有些相似但实际不同的方法对胶带进行加速。①与负载无关的力矩限制条件。在这种情况下，通过充液阀及排液阀的动作将力矩控制在一个固定的水平，这一限制与胶带最大许用应力有关。与此相关，根据负载情况的不同，启动的时间也会不同。②与负载相关，根据上次停车时记录的数据决定当前加速力矩；相关数值（所有驱动的总合）始终在系统停车时被更新并记录下来，再次启动时，记录下的数值乘以单独设定的启动系数，并成为本次启动的限制数据；这种控制方式如我们前面提及的那样，限制条件数据每次启动时都重新设定并且每次都是不同的，胶带的最大许用应力作为设定数值的上限。③与负载无关的固定启动时间方式。
    胶带机一旦达到额定带速，偶合器会被工作液全部充满并具备最大的传输能力。在胶带机工作时，通过控制减
少充液量，液力偶合器可以实现“可控减速”，也就是说，可以通过减少一部分工作液来减少传递的力矩。
    由于安全原因，胶带机总是通过电机停车来使胶带机停车，同时采用制动器刹车。在这种情况下，驱动系统成为阻力，液力偶合器将几乎全部工作液排回油箱，此后静止60s，就可以进行下一次的启动了。如果液力偶合器温度过高，比如由于紧急停车造成的，就需要在再次启动以前对其进行冷却。
2.5停车状态下的旁路冷却
    停车以后，供油系统应当被冷却到60℃以下。为实现这一功能，充液泵运转使油在油箱和冷却器之间循环冷却。TPKL液力偶合器采用的闭路循环系统的冷却效率是很高的。由于很长的启动时间或长时间的慢速运行，热量直接产生在工作液中并立即被排出到外置的冷却器中。
图3、图4描述了TPKL的闭式油路循环在满载启动2×500HP的胶带机以后（甚至在启动过程中）迅速冷却的过程。这一TPKL闭路循环在启动过程中，当胶带机速度达到大约60%时达到其最高温度，随后很快下降，且可以轻易实现每小时20次以上的启动频率。在图3中胶带最初一段时间是相对静止的，尽管此时TPKL偶合器在逐步产生起力矩，一直到胶带开始移动。此时胶带张力不断增加，胶带被缓慢地预张紧(该胶带机长约3660m，带速3.5m/s)。在启动过程中的预张紧阶段大约持续30s，带速为正常带速的15%，胶带可伸长15到20m，这些能量由张紧装置吸收。
    1998年第一台TPKL型阀控充液式力偶合器在位于美国亚拉巴马州的一个煤矿交付使用。这些TPKL型液力偶合器安装在总共带有4台电机的2个“倾卸助力驱动”系统上，驱动力形式及技术参数如图5所示。
由于安装了这些新的TPKL驱动系统，该矿在其他输送系统部件没有更换的情况下，大幅提高了产出及设备可靠性。通过对第一批系统使用获得的良好经验，该矿决定逐步将所有井下胶带机的驱动系统都换装TPKL型液力偶合器。到2003年10月，该矿所有井下的胶带机都换装了TPKL型液力偶合器（共10条胶带机22台562TPKL），2004年底井下胶带机总长度延长至30km。
.7Mt/a提高到2003年7.OMt/a。由于TPKL提供了良好的软启动能力使得这些胶带机的运送能力大大超过了原有的设计能力，主井胶带100%装载量(CEMA)是2500t/h(带宽1220m)，并能轻易提高到3000t/h，甚至是3500t/h。当所有的长壁采掘面100%运转时，人们能看到所有这些胶带机都“从边倒边”被装得满满当当。
    与驱动系统改造前相比，该矿设备完好率在1997年低于85%。随着越来越多的TPKL投入使用，该数据逐年提高。2003年所有胶带机中完好率最低的也有99.19%，而与此对应的整个井下输送系统的完好率到达97%。
1998年，在美国尤他州的一个煤矿，第二套全新的TPKL系统投入使用，该系统安装在另一个采用倾卸助力驱动的长壁面胶带机上。这也是TPKL系统第一次使用在多套助力驱动的胶带机上。共有7台TPKL562型液力偶合器安装在3组独立的驱动站上，该胶带机的示意图见图6。在某些特殊的负载条件下，特别是胶带机上层承载很轻而导致头架驱动承担大部分驱动功率时，助力驱动系统的胶带张紧控制出现问题，为此特更改了控制软件以确保头架驱动的速度控制。当头架驱动被控制运行在固定滑差时可不论负载情况。因此，即使是轻载的情况下，助力驱动装置也承受负荷。
    使用这一设备，该矿成功地完成了五个采掘面。然后，这些驱动系统被移到位于该矿另一个煤层的胶带机上使用。现在该矿井已经关闭，但这些TPKL型液力偶合器现仍然属于同一个集团公司的另一个煤矿安全运行。
位于美国西部宾夕法尼亚州的一个矿井从1998年开始在5条传统的胶带输送机上装备TPKL型液力偶合器。这是全美产量最大的煤矿之一，该矿每年从两个长壁面产煤量超过11Mt。该矿用TPKL替换了原先使用的变频系统，这不仅使胶带机的最大装载量大幅提高，而且还显著提高了设备的完好率。从1999年开始，该矿的所有的胶带机都被逐步改换成TPKL型液力偶合器。现在该矿的胶带机组包括了36套TPKL562型液力偶合器使用在400HP、500HP和600HP的双驱动系统中。近期该矿还决定装备新的1250HP双驱动的胶带机并使其成为标准配置，并为这些高性能胶带机选配TPKL650型液力偶合器。
    在2001年，该矿决定在两个采掘面的胶带机上第一次为助力驱动系统安装TPKL液力偶合器以替代原先使用的变频系统。该设备在2002年投入使用，胶带机的示意图见图7。
    位于新墨西哥州的一个新矿井将其所有井上及井下的胶带机都标准配置750HP，4160V电压的驱动装置是目前全球功率最大的助力驱动系统。在2002年10月，这一助力驱动系统投入使用，目前胶带机的的长度是2450m，并会随长壁开采面的延伸而增加长度，胶带机的示意图见图8。
    从上述实例可以看出TPKL型阀控充液式液力偶合器已经被充分证明不仅完全适用于复杂的带式输送机系统，同时还特别可靠。文中提到的第一批用于井下的TPKL在使用了四年以后进行了大修。分解检查未发现肉眼能识别的磨损。由此证明，这些液力偶合器仍将能确保继续无故障工作很多时间。
    编后语：德国福伊特公司做为全球最大的液力产品生产商，其液力偶合器及液力软启动调速系统在国内的大中型煤矿被广泛应用，本次编者特别邀请福伊特公司启动部件产品部经理苏斯特先生对TPKL型阀控充液式液力偶合器做一介绍，在第五期还将介绍TPKL型偶合器的启动计算及模拟程序，敬请关注。

1.本实用新型涉及液力传动技术领域，具体为一种调速型液力偶合器。

2.液力耦合器又称液力联轴器，是一种用来将动力源(通常是发动机或电机)与工作机连接起来，靠液体动量矩的变化传递力矩的液力传动装置。专利号cn.2公开了一种液力耦合器，在该方案中，涡轮的安装为固定式的安装，在进行液力耦合器的使用时，涡轮的不可拆卸安装会影响使用效果，当需要调节不同的速度时，固定式的液力耦合器不能达到相应的结果，从而影响了整体的使用效果。

3.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种调速型液力偶合器，以解决背景技术中提到的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种调速型液力偶合器，包括第二传动轴，第二传动轴上设置有调速装置和配重装置，所述调速装置包括固定盘、涡轮、承接盘和第二螺栓，固定盘安装在第二传动轴上，涡轮上安装有承接盘，承接盘和固定盘上开设有固定孔，并且第二螺栓分别穿过承接盘和固定盘上的固定孔将其进行固定，所述配重装置包括上壳、配重块、轴承和第一传动轴，上壳上的一侧安装有配重块，配重块上连接有第一传动轴，第一传动轴连接外部的设备，所述轴承设置有多个，且分别安装在第二传动轴的两端，并且靠近上壳的轴承连接在上壳上。
5.优选的是，所述第二传动轴上设有密封段和下壳，密封段安装在第二传动轴上，下壳上开设有密封口，密封口连接在密封段上，并且涡轮的形状配合在下壳上，密封段和下壳的设计保证了整体的密封性。
6.在进一步中优选的是，所述涡轮上设有涡叶，所述涡叶分别沿涡轮的轴线对称设置有多个，所述固定孔和第二螺栓分别设置有多个，且分别对称沿着第二传动轴的轴线设置，多个涡叶的设计保证了传动的连续性。
7.在进一步中优选的是，所述密封段上设有密封套，轴承安装在第二传动轴上，并且侧面连接在密封上，密封套螺纹连接在下壳上，并且紧密贴合在轴承上，密封套的设计保证了传动油不会出现泄漏的情况。
8.在进一步中优选的是，所述上壳上设有承接座和传动叶片，承接座安装在上壳上，并且承接座内安装有轴承，并且轴承连接在第二传动轴上，所述传动叶片设置有多个，且分别沿着上壳的轴线对称设置，承接座和传动叶片的设计保证了动力的传递。
9.在进一步中优选的是，所述上壳和下壳上分别设有第一螺栓，并且第一螺栓分别对称设置有多个，下壳上设有加强筋，所述加强筋分别沿着下壳的轴线方向对称进行安装，第一螺栓的设计保证了上壳下壳的稳定连接。
10.与现有技术相比，本实用新型提供了一种调速型液力偶合器，具备以下有益效果：
11.本实用新型中，在调速装置的设计下，当需要不同的传动速度时，通过更换不同的涡轮，从而可以选择不同的大小的涡叶，当原动机带动配重块的转动时会带动传动叶片的转动，通过传动油将动力传动到涡轮上，从而完成动力传递的过程，降低了因刚性传动带来的较大过载的问题，在配重装置的设计下，通过原动机带动上壳上的配重块的转动，可以减少加速度变化过大而产生的过载问题，降低了整体的故障概率。
12.图1为本实用新型中一种调速型液力偶合器的结构示意图；
13.图2为本实用新型中一种调速型液力偶合器的爆炸结构示意图；
14.图3为本实用新型中上壳的结构示意图。
15.图中：1、第二传动轴；2、固定盘；3、涡轮；4、承接盘；5、第二螺栓；6、固定孔；7、上壳；8、配重块；9、轴承；10、第一传动轴；11、密封段；12、下壳；13、密封口；14、涡叶；15、密封套；16、承接座；17、传动叶片；18、第一螺栓；19、加强筋。
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1-3，一种调速型液力偶合器，包括第二传动轴1，第二传动轴1上设置有调速装置和配重装置，调速装置包括固定盘2、涡轮3、承接盘4和第二螺栓5，固定盘2安装在第二传动轴1上，涡轮3上安装有承接盘4，承接盘4和固定盘2上开设有固定孔6，并且第二螺栓5分别穿过承接盘4和固定盘2上的固定孔6将其进行固定，配重装置包括上壳7、配重块8、轴承9和第一传动轴10，上壳7上的一侧安装有配重块8，配重块8上连接有第一传动轴10，第一传动轴10连接外部的设备，轴承9设置有多个，且分别安装在第二传动轴1的两端，并且靠近上壳7的轴承9连接在上壳7上。
19.在本实施例中，第二传动轴1上设有密封段11和下壳12，密封段11安装在第二传动轴1上，下壳12上开设有密封口13，密封口13连接在密封段11上，并且涡轮3的形状配合在下壳12上，通过密封段11保证了壳内的传动油不会出现泄漏的情况。
20.在本实施例中，涡轮3上设有涡叶14，涡叶14分别沿涡轮3的轴线对称设置有多个，固定孔6和第二螺栓5分别设置有多个，且分别对称沿着第二传动轴1的轴线设置，涡叶14受到带有压力的传动油的推动，将动力传递到第二传动轴1上。
21.在本实施例中，密封段11上设有密封套15，轴承9安装在第二传动轴1上，并且侧面连接在密封套15上，密封套15螺纹连接在下壳12上，并且紧密贴合在轴承9上，密封套15将轴承9固定在密封段11上。
22.在本实施例中，上壳7上设有承接座16和传动叶片17，承接座16安装在上壳7上，并且承接座16内安装有轴承9，并且轴承9连接在第二传动轴1上，传动叶片17设置有多个，且分别沿着上壳7的轴线对称设置，承接座16和传动叶片17可以将壳内的传动油进行转动。
23.在本实施例中，上壳7和下壳12上分别设有第一螺栓18，并且第一螺栓18分别对称设置有多个，下壳12上设有加强筋19，加强筋19分别沿着下壳12的轴线方向对称进行安装，第一螺栓18可以方便的将上壳7和下壳12进行连接。
25.在实施例1的基础上，在使用调速装置时，首先根据需要的转动和传递的动力进行选择含有合适涡叶14的涡轮3，然后将涡轮3上稳定承接盘4安装在固定盘2上，然后将承接盘4和固定盘2上的固定孔6对齐，通过多个第二螺栓5将承接盘4和固定盘2进行固定，然后将第二传动轴1穿过密封口13，安装在轴承9上，将密封段11螺纹连接在下壳12上，从而将轴承9进行固定同时完成密封的过程，在使用配重装置时，当完成涡轮3的选择后，然后将上壳7和下壳12进行安装，通过多个第一螺栓18将上壳7和下壳12进行固定，然后将第一传动轴10连接在原动机上，将第二传动轴1连接在外部设备上，从而完成整个过程。
27.在实施例2的基础上，通过调速装置和配重装置的共同作用下，当上壳7进行转动时，通过多个传动叶片17的作用下会带动壳内的传动油的转动，从而使得传动油会获得动能，然后传动油的动能通过多个涡叶14传递到涡轮3上，从而将动力传递到第二传动轴1上，由于配重块8的作用下会产生较大的惯性，因此加速的不会产生较大的变化，降低了出故障的概率。
28.上文中提到的全部方案中，涉及两个部件之间连接的可以根据实际情况选择焊接、螺栓和螺母配合连接、螺栓或螺钉连接或者其它公知的连接方式，在此不一一赘述，上文中凡是涉及有写固定连接的，优选考虑是焊接，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。