ОПОРА РАХИНСКИХ ПОЛЕВОГО ЭЛЕКТРОКАБЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК B64B1/50 B66F11/00 B60M7/00 A01B51/00 A01B73/00 

Изобретение относится к тяговой электрификации полевых сельскохозяйственных машин /тракторов, комбайнов, носилок и других самоходных машин, работающих с навесными и прицепными орудиями/.

Известным является электротяговое энергообеспечение от сетевых источников электроэнергии через силовой кабель, выпускаемый на почву и собираемый обратно полевой сельскохозяйственной машиной при ее возвратно-поступательном технологическом движении по полю. Опорой полевого кабеля является поверхность почвы по следу машины. Аналогом изобретения является аэростатная опора воздушных линий электропередач и источников электросвета. Однако в отмеченных случаях применяемый аэростат традиционной бескаркасной сферооболочковой конструкции обладает большой парусностью, нестабильностью положения при парении и в приземленном состоянии.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, повышение степени свободы полевого силового кабеля по всей длине, т.е. от полевого трансформатора до тягово-электрифицированной полевой сельскохозяйственной машины путем навески его середины на спицеколесный каркас тороаэростата типа "парящая тарелка" ниже его центра воздухоизмещения и выше системного центра тяжести, расположенного на жестком телескопическом гайтропе.

Указанная цель достигается тем, что алюминиевый полевой силовой кабель трехфазного тока напряжением 330 В пропущен впотай серединой на тороаэростатную опору по оси ее симметрии.

Затем кабель закреплен по всей длине с компенсаторными просветами на восходящей и нисходящей ветви опорного капронового фала, оснащенного перед тороаэростатной опорой, в плоскостях возможного пребывания фалокабеля двумя пучками возжевых строп. Верхние концы ветвей фала и возжевых строп диаметрально противоположно привязаны к проушинам посадочной розетки низа раструбной ступицы спицеколесного каркаса тороаэростата.

Нижний конец восходящей ветви фала привязан к выступающему из грунта у полевого трансформатора общему капроново-канатному хвостовику вертикально и наклонно погруженных геогарпунов /т.е. спаренных грунтовых анкеров опоры, изготовленных из модернизированных затем выстрело-погруженных и безосколочно-разорванных стальных оболочек конверсированных артиллерийских снарядов, застывших в пенобетоне под куполом взрыва/.

Нижний конец нисходящей ветви фала привязан к буксирному рыму оправки винта диэлектрического трехфазного вертлюга, установленного оправкой гайки на сферошкворне токоприемной мачты тягово-электрифицированной полевой сельхозмашины. Электропроводная несущая трехфазная резьба вертлюга впотай проводит электронапряжение каждой фазы от полевого силового кабеля в главный распределительный щит тягово-электрифицированной полевой сельхозмашины, свободно производящей продольную поперечную, диагональную и криволинейную технологическую проходку по полю рядом с буксируемым ею через токоприемную мачту парящим в подвесе к тороаэростатной опоре фалокабелем, несущим также к блистерной водородной полости опоры водородный капилляр.

Все элементы тороаэростата изготовлены из легкопрочных авиационных строительных материалов. Жесткой основой тороаэростата служит спицеколесный каркас, на ободе которого закреплена полимерная торокамера, постоянно наполненная водородом и имеющая снаружи по образующей несущую обтяжку из капроновой прографиченной сетки, заземленной для отвода атмосферных зарядов электричества.

Для повышения запаса всплывной силы тороаэростата в кольцевом скрытом сверху кармане раструбной ступицы его закреплена дополнительная упругая кольцевая блистерная водородная полость, которая при необходимости выдувается в межспицевое пространство тороаэростата резервным водородом из баллона через капилляр на нисходящей ветви фалокобеля и освобождается от водорода при необходимости вакуум-насосом, расположенным также на полевой тягово- электрифицированной сельхозмашине.

В ненастье и в зиму тороаэростат в сборе с обесточенным фалокабелем приземляется в грунтовую ветрозащитную депо-воронку, расположенную на границе смежных полей, подкомандных фалокабелю, возведенную на месте касания земли концом посадочной веревки.

При опороприземлении свисающий над ручной посадочной лебедкой, заанкерованной геогарпуном в центре депо-воронки, принятый конец посадочной веревки наматывается шлагами на барабан лебедки, а касающееся барабана нижнее звено полимерно-трубчатого телескопического гайтропа задвигает его в пределы габарита опорной розетки раструба ступицы приземляющегося тороаэростата.

Раструб ступицы спицеколесного каркаса тороаэростата, оперение верхней и нижней крестовин ступицы и телескопический гайтроп с выступающим из него концом посадочной веревки составляют стабилизатор парящего тороаэростата.

На верхней крестовине раструбной ступицы спицеколесного каркаса тороаэростата закреплен авианавигационный источник проблескового и постоянного красного света.

На приведенной схеме фиг. 1 в профиль и сверху показаны два смежных поля I и II с тремя полевыми позициями а, б, в и одной внеполевой позицией г работающей полевой тягово-электрифицированной сельхозмашины в рамках лесополос 1 с общей депо-воронкой 2. По границе полей проходит внутрихозяйственная линия электропередач 3, к которой подключен полевой понижающий трехфазный трансформатор 4, перед которым выстрелопогружены в общее устье вертикальный и наклонный геогарпуны 5, к выступающим из земли капроново-канатным хвостовикам 6 которых привязан капроновый или пропиленовый фал 7 с четырьмя возжевыми стропами 8 и прикрепленным к нему алюминиевым полевым электрокабелем 9. Восходящая и нисходящая ветви фала 7 привязаны к каркасу тороаэростатной опоры 10, снабженной гравитационным телескопическим гайтропом 11, пронизанным посадочной веревкой 12, достигающей дна депо-воронки 2 при позиции г сельхозмашины на опороприземление.

На фиг. 2 показаны фазы приземления в депо-воронку 2 тороаэростатной опоры 10 в сборе в фалокабелем 7, 9, оснащенным возжевыми стропами 8, имеющим сдвигающийся трубчатый гравитационный телескопический гайтроп 11, касающийся барабана ручной посадочной лебедки 13 с навитой шлагами посадочной веревки 12 и геогарпуном 5.

На фиг. 3 показана в профиле с четвертным вырезом и на плане до оси симметрии в пол-вида тороаэростатная опора 10, спицеколесный каркас которой состоит из раструбной ступицы 15 с межспицевым кольцевым карманом 16 для размещения и крепления по его периметру дополнительной упругой пленочной блистерной полости 17, наполняемой сжатым водородом.

По периметру верхнего и нижнего торцов раструбной ступицы 15 тангенциально закреплены верхний и нижний ярус стальных проволочных спиц 18, образующих блистеры на заключенной ими дополнительной водородной полости 17. Вторые концы спиц 18 на резьбе соединены с ободом 19, в котором смонтирована полимерная водородная торокамера 20 с капроновой прографиченной и заземленной несущей сеткой 21 снаружи. В центрах отверстий верхней и нижней крестовин 22 раструбной ступицы 15 закреплены верхнее трубчатое звено телескопического гайтропа 11 и пропущенный в нем верхний конец посадочной веревки 12. На верхней крестовине установлен авианавигационный источник постоянного и проблескового красного света 23. К диаметрально противоположным четырем проушинам 24 на концах нижней крестовины, выступающих снаружи образующей раструбной ступицы 15, привязаны концы восходящей и нисходящей ветви фала 7 и верхние концы его возжевых строп 8, а полевой кабель 9 в пределах тороаэростата уложен впотай по диаметральному ребру нижней крестовины 22.

На фиг. 4 представлен сборочный чертеж с вырывом по резьбовому электропроводному соединению винтовой пары диэлектрического трехфазного вертлюга 25, установленного на шапочном сферошарнире 26 электроприемной мачты 27 тягово-электрифицированной полевой сельхозмашины. Вертлюг 25 имеет трехфазную пофазно электропроводную резьбу 28. Верхний торец винта 29 имеет буксирный рым фала 7 и является местом крепления водородного капилляра 30, а также клемм полевого кабеля 9 и выводов резьбы 28. Нижний торец гайки 31 снабжен сфероседлом и имеет места крепления водородного капилляра и клемм мачтовой электропроводки кабеля 9 от распределительного щитка тягово- электрифицированной полевой сельхозмашины.

На фиг. 5 представлена схема выстрело-погруженного в грунт затем безосколочно-разорванного и застывшего в пенобетоне 34 геогарпуна 35 с капроновым канатным хвостовиком 36.

Концепсия тягово-электроэнергетического перевооружения самоходной полевой сельхозтехники существует с двадцатых годов нынешнего столетия. В наше время зоны сплошного земледелия располагают разными системами электроснабжения большинства отраслей сельскохозяйственного производства, кроме полевого. Изначально предлагается использовать для тягового электрообеспечения модернизированной самоходной полевой сельхозтехники электровыделы от существующих внутрихозяйственных ВЛ электропередач, проходящих по границам полей земледелия, т. е. за счет резерва экономии и рационального использования электроэнергии в хозяйстве.

Работает тороаэростатная опора 10 для полевого электрокабеля следующим образом /см. фиг. 1 и 2/.

Изначально после монтажа, продолжительного или зимнего отстоя, а также после вынужденного приземления /перед сильным ветром, неисправностях и для проведения ремонтно- профилактических работ /тороаэростатная опора 10 в сборе с развернутым во временную борозду по створу /трансформатор 4, депо воронка 2, позиция г/ фалокобелем 7, 9 приземлена в депо-воронку 2, где удерживается от всплытия тормозом ручной лебедки 13. При этом обеспечиваются ее электроснабжение и кинематическая связь с геогарпуном 5 и с полевым понижающим трансформатором 4, а на другом конце фалокабеля 7, 9 с тягово-электрифицированной сельхозмашиной на поз. г.

Перед всплытием в воздух опоры 10 совместно с фалокабелем 7, 9 производится внешний осмотр опоры 10 и фалокабеля 7, 9 трактористом-электриком и его помощником. Затем тракторист-электрик осматривает тягово-электрифицированную сельхозмашину на поз. г и, заняв место в кабине, сообщает помощнику по рации о готовности к всплытию опоры 10 и наличии электронапряжения на борту сельхозмашины.

Помощник занимает место под опорой 10 ручной лебедки 13, поддерживая связь с трактористом-электриком по переносной рации. Согласовавшись с трактористом-электриком, помощник растормаживает грузовой барабан заанкерованной геогарпуном 5 посадочной лебедки 13, при этом тракторист-электрик начинает движение сельхозмашины с позиции г по прямой в сторону депо-воронки 2. Опора 10, получив ослабление посадочной веревки 12 и обеих ветвей фалокабеля 7, 9, оторвавшись от дна депо-воронки 2, начинает всплытие, увлекая за собой постепенно отрывающиеся от дна временной борозды /или поверхности земли/ обе ветви фалокабеля 7, 9, при этом эластичный трубчатый телескопический гайтроп 11 автоматически начинает выдвижку внутреннего звена, оставляя ниже себя посадочную веревку 12, которая уносится всплывающей опорой 10 в направлении трансформатора 4, сматывая шлаги с грузового барабана лебедки 13. После роспуска гайтропа 11 и освобождения посадочной веревки 12 опора 10 уплывает в пределы периметра половины поля окрест трансформатора 4, где в парении или буксирочном воздухоплавании на переменной высоте будет переносить и поддерживать в следящем режиме обе ветви фалокабеля 7, 9 /при его переводе через быстроразборный трехфазный вертлюг 25, сферошарнир 26 и электроприемную мачту 27/ тягово-электрифицированной сельхозмашиной в переменных позициях а, б, в, г.

Приземление опоры 10 в депо-воронку 2 в сборе с фалокабелем 7, 9 производится в порядке, обратном всплытию. При этом помощник тракториста- электрика, убедившись, что тягово-электрифицированная сельхозмашина приближается к позиции г, направляется к депо-воронке 2, где, дождавшись касания конца веревки 12 поверхности земли, заводит его в депо-воронку 2 и закрепляет на грузовом барабане лебедки 13, сообщив об этом по рации трактористу-электрику, начинает вращать рукоять лебедки 13, выбирая слабину посадочной веревки 12, помогая принудительному приземлению опоры 10 в депо-воронку 2. При этом тракторист-электрик корректирует движение тягово- электрифицированной сельхозмашины по створной линии трансформатор 4, депо-воронка 2, продвигаясь к позиции г с укладкой фалокабеля 7, 9 во временную борозду или на поверхность земли в пределах створной линии. В момент касания нижнего звена гайтропа 11 упора над ручной лебедкой 13 тягово-электрифицированная сельхозмашина оказывается в позиции г и немедленно останавливается. При этом частично уложенный с концов во временную борозду фалокобель 7, 9 оказывается в вертикальной плоскости створной линии, проходящей по диаметру депо-воронки 2.

Помощник тракториста-электрика продолжает лебедкой 13 принудительно приземлять опору 10. При этом гайтроп 11 сдвигается до момента касания раструба ступицы 15 опоры 10 дна депо-воронки 2 над лебедкой 13. При этом фалокабель 7, 9 также полностью приземляется на дно временной борозды или поверхность земли по створной линии. Затормозив грузовой барабан ручной посадочной лебедки 13, помощник сообщает по рации трактористу-электрику о том, что приземление опоры и фалокабеля завершено и направляется к трансформатору 4 выключить напряжение на опору.

При ночных полевых работах и ночном отстое тороаэростатной опоры в воздухе на верху ее включается авианавигационный источник постоянного и проблескового красного электросвета 23.

Использование: тяговая электрификация полевых сельскохозяйственных машин и садово-огородных агрегатов. Сущность изобретения: тороаэростатная опора содержит спицеколесный каркас с закрепленной на ободе торокамерой и блистерной полостью, размещенной в межспицевом пространстве. Полевой электрокабель спарен с восходящей и нисходящей ветвями фала, закрепленного пучками возжевых строп. Фалокабель закреплен на земле у полевого трансформатора за геогарпун, укрепленный в пенобетоне. Другой конец ветви кабеля закреплен через диэлектрический трехфазный вертлюг, размещенный наверху электроприемной мачты сельскохозяйственной машины. Телескопический гайтроп позволяет перемещать торокамеру по вертикали, а фалы осуществляют перемещение торокамеры по проекции обрабатываемого угодья. 5 ил.

Опора полевого электрокабеля, содержащая аэростат, связанный с ветвями несущего фала для закрепления на нем электрокабеля, причем нижние концы ветвей имеют средства для закрепления у источника электроэнергии и с полевой сельскохозяйственной машиной, отличающаяся тем, что аэростат выполнен в виде тороаэростата, средство для закрепления фала у источника электроэнергии выполнено в виде анкерного сдвоенного хвостовика из вертикально и наклонно погруженных в грунт геогарпунов, а средство для крепления фала с полевой сельскохозяйственной машиной выполнено в виде буксирного рыма с несущей трехзаходной электропроводной резьбой диэлектрического трехфазного вертлюга, закрепленного сферошарниром на мачте для установки на полевой сельскохозяйственной машине, причем ветви несущего фала имеют возжевые стропы и верхние концы несущего фала и возжевых строп привязаны соответственно к диаметрально противоположным проушинам нижней крестовины раструбной ступицы каркаса тороаэростата, выполненного в виде полимерной пленочной водородной тороидальной камеры, расположенной на ободе, имеющем спицы, причем камера обтянута прографиченной, заземленной капроновой сеткой, а в межспицевом кольцевом кармане раструбной ступицы закреплена полимерная дополнительная водородная полость, сообщенная с вакуум-насосом и водородным баллоном, при этом на соосно расположенных крестовинах раструбной ступицы закреплен телескопический гайтроп, трубчатые звенья которого связаны с посадочной веревкой, сообщенной с ручной лебедкой, укрепленной в депо-воронке тороаэростата.