斗式提升机液力传动设备在大颗粒尿素提升装置中应用
本文简述了在大颗粒尿素提升装置中的斗式提升机提升物是尿素颗粒，提升高度为 38m、提升能力为 120t/h 的高速提升机，介绍了为保护电机而采用了液力传动设备，其优点是能消除冲击和振动，能起到过载保护的作用而且启动性能好。
1、前言
流化床大颗粒尿素生产是采用尿素晶种流化床技术生产颗粒尿素的一种新工艺，尺寸较小的颗粒尿素晶种在造粒机流化床中处于流化状态，尿素的质量分数为 95 %~ 96 % 的尿液由喷嘴喷出, 在雾化空气的作用下形成一个雾化区(尿液小液滴) , 两个区域互相交错, 尿液细雾喷涂在返料尿素的晶种上, 经冷却固化成为较大的颗粒。形成的大颗粒尿素由于重力的作用沉降到多孔板上 (流化床下部) , 借助流化空气在多孔板锥形斜孔产生的水平推力排出造粒机，从造粒机出来的颗粒尿素经过振动筛筛分，符合尺寸的标准产品颗粒被送至产品冷却器冷却作为成品，尺寸较小的颗粒尿素被送回造粒机作为晶种重新造粒。
斗式提升机是大颗粒尿素生产中的非常重要的一个提升装置, 它把造粒机生产出的大小不一尿素粒子, 提升至整个装置最高处的尿素震动筛,进行筛分分出产品、晶种、超大颗粒以及结块尿素等。斗式提升机包括皮带斗式提升机、板链斗式提升机、链条斗式提升机等几种，该公司装置采用的是皮带式提升机，具有提升高度高，提升稳定、占地面积小和良好的密封性等优点。
2、液力传动设备
以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。液力耦合器(见图 1)的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。动力机（内燃机、电动机等）带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力耦合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力耦合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。液力耦合器的特点是：能消除冲击和振动；输出转速低于输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加;过载保护性能和起动性能好, 载荷过大而停转时输入轴仍可转动, 不致造成动力机的损坏; 当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近于输入轴的转速。液力耦合器的传动效率等于输出轴转速乘以输出扭矩（输出功率）与输入轴转速乘以输入扭矩（输入功率）之比。一般液力耦合器正常工况的转速比在 0.95 以上时可获得较高的效率。液力耦合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。如将液力耦合器的油放空，耦合器就处于脱开状态，能起离合器的作用。
 斗式提升机液力传动设备结构示意图
3、液力传动装置工作原理
液力耦合器是一个内含两个环形轮片的密封机构。驱动轮称为泵轮，被驱动轮称为涡轮，泵轮和涡轮都称为工作轮。在工作轮的环状壳体中，径向排列着许多叶片。泵轮和涡轮装合后，形成环形空腔，其内充有工作油液。泵轮通常由电机驱动下旋转，带动工作油液做比较复杂的向心力运动。高速流动的油液在科里奥利力的作用下冲击涡轮叶片，将动能传给涡轮，使涡轮与泵轮同方向旋转。钢丝胶带斗式提升机安装要点油液从涡轮的叶片边缘又流回到泵轮，形成循环回路，其流动路线如同一个首尾相连的环形螺旋线。液力耦合器在输送机的驱动装置中安装在电动机和减速器之间（见图 2）。
 带式提升机传动设备驱动系统示意图
泵轮与电动机轴相连，起主动轴作用。涡轮与带式输送机减速器相连，起从动轴作用。可见，主从动轴之间没有刚性的机械连接机构。液力耦合器的工作原理是: 当电动机带动泵轮转动时，注入其中的工作液体被叶片夹持着同泵轮一起旋转，产生流向外缘的离心压力; 同样，涡轮旋转时，其中的工作液体也产生流向外缘的离心压力;作螺旋运动的液体质点在泵轮中被加速和增压后进入涡轮，冲击推动涡轮的叶片，使涡轮旋转，带动带式输送机工作，液体质点本身被减速和降压，从涡轮内缘流回泵轮，重新被加速、增压; 这样反复循环便可实现从原动机到带式输送机的能量传递。液力耦合器传递能量的过程是: 电能→液体动能→机械能。
4、采用液力耦合器的优点和特点
液力耦合器是依靠液体环流运动来传递能量的。环流的形成是由于泵轮转速大于涡轮转速，因此液力耦合器实现能量( 力矩) 传递的条件是泵轮和涡轮之间存在转差，转速差的大小决定了传递力矩的大小。
4.1液力耦合器的优点
（1）可以改善机器的起动性能。液力耦合器可以缩短电动机的起动时间，使电动机很快达到额定转速，然后负载才逐渐加速。这样，既减少了起动过程中的电能损失，起到节能的作用，又使起动平稳。另外，对于普通鼠笼型异步电动机，如果液力耦合器注油量合适，还可以利用接近于电动机的颠覆力矩来起动负载，使机器的起动力矩大大增加。
（2）具有过载保护作用。当选用安全型液力耦合器时，可以对电动机和工作机构实现过载保护。特别是采用带有前辅室的安全型液力耦合器，能使传动设备具有较好的起动特性。
（3）提高电动机和工作机构的寿命。能消除提升装置工作机构的冲击和振动，减少输送带的动应力，降低疲劳程度，从而大大延长电动机和工作机构的寿命。
（4）平衡各电动机的功率输出。在多电动机传动系统中，能使各台电动机的负荷分配趋于均衡。
4.2液力传动设备的特点
该提升装置是在电动机轴的转速不变的情况下，改变输出轴的转速，同时亦改变了原动机的输出功率。
（1）可实现无极变速；
（2）能满足低负荷工况要求；
（3）可以空载启动，离合方便；
（4）可有隔离振动；
（5）对动力过载起保护作用；
（6）液力偶合器运转时有一定的功率损失；
（7）为了使液力偶合器安全经济运行，还需要一套辅助设备（如增速齿轮，冷油器，伺服机等），所以要增加一些设备费用。
5、日常维护
液力传动油必须保持清洁，各油路和壳体中不能有污物、水分及杂质。不同品牌的油液绝不能混用，同牌号不同厂家生产的也不宜混用。不同的液力传动变速器其检查油位的方法不同，若油位未达到规定位置，应及时补充。
6、结论
在多滚筒传动设备的驱动系统中，为了使电动机功率分配相对均衡，获得比较合理的运行工况，既要综合考 虑各因素的影响规律，又要采取适当的调节措施。液力耦合器是利用液力来传递功率( 力矩) 的装置。采用液力耦合器传动可使驱动装置的机械特性变软，从而改善机器的启动性能，使多滚筒传动电动机功率分配趋于平衡。液力传动装置对带式提升机功率平衡的改善效果明显。优点是能消除冲击和振动，能起到过载保护的作用而且起动性能好。载荷过大而停转时输入轴仍可转动,不致造成动力机的损坏。启动时，输入轴可以快速启动，输出轴转速逐渐增加直到接近于输入轴的转速。
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