КАБЕЛЬНЫЙ БАРАБАН Российский патент 2010 года по МПК H02G11/02 

Изобретение относится к кабельному барабану для подвода электроэнергии к мобильной рабочей машине в бездорожное место.

К большим мобильным рабочим машинам, приводимым в действие электроэнергией, питание должно подаваться по кабелю. Батареи, как правило, для длительного использования при большой потребляемой мощности непригодны. Кабели особенно подходят для работ в трудных условиях на строительных площадках или при разработке месторождений и размещаются на располагающемся обычно в задней части транспортного средства барабане. В зависимости от условий для этого применяют наматывающие и/или направляющие устройства, которые должны обеспечивать аккуратное наматывание/сматывание кабеля.

Для применяемых при разработках месторождений открытым способом гидравлических экскаваторов имеющиеся до сих пор устройства, однако, не подходят. Эти машины в состоянии маневрировать даже в самых трудных в отношении проходимости местах. При этом постоянно происходит контакт с насыпанными нагромождениями горных масс, отдельными глыбами скальной породы и даже с пролетающими в воздухе более мелкими камнями. В таких условиях кабельные барабаны обычных конструкций выходят из строя уже после непродолжительного периода времени.

Задача настоящего изобретения состоит в создании такого кабельного барабана для использования на мобильной рабочей машине, который может выдерживать экстремально сложные условия и при использовании на гидравлическом экскаваторе при разработке месторождений открытым способом. Кроме того, находящиеся на кабельном барабане или внутри его части, которые могут легко повреждаться, должны ремонтироваться быстро и с помощью простых средств.

Эта задача решается в соответствии с изобретением с помощью кабельного барабана для подвода электрической энергии к мобильной рабочей машине в бездорожное место, причем на рабочей машине предусмотрен несущий кронштейн, на котором установлен барабан для размещения кабеля, внутри оболочки барабана установлен блок контактных колец, состоящий из нескольких контактных колец, с которых электрическая энергия снимается щетками и передается на идущий далее в рабочую машину кабель, блок с контактными кольцами механически отдельно от оболочки барабана установлен на общей оси и предусмотрены средства для переноса вращения оболочки барабана на расположенный внутри блок с контактными кольцами.

Предпочтительно на несущем кронштейне установлена наматывающая и/или направляющая система для направления кабеля таким образом, чтобы его можно было сматывать слой за слоем оболочки барабана, а лежащий на грунте кабель можно было без излишнего механического воздействия поднимать и наматывать.

Вращение оболочки барабана может передаваться посредством поводкового устройства на блок с контактными кольцами.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения несущий кронштейн снизу защищен от повреждений решеткой.

Внутри оболочки барабана предусмотрено устройство для удаления влаги из внутреннего пространства барабана, причем его назначение подробнее будет описано далее.

Кроме того, согласно другому варианту осуществления изобретения ниже решетки или на направленной в сторону грунта стороне несущего кронштейна предусмотрено устройство для контролирования расстояния между несущим кронштейном и грунтом.

Изобретение далее подробнее рассматривается на одном из примеров осуществления. Приведены следующие изображения:

фиг.1 - схематический вид рабочей машины,

фиг.2a, b - изображенные упрощенно отдельные части кабельного барабана,

фиг.3-5 - перспективные изображения кабельного барабана и его расположения на несущем кронштейне.

На гидравлическом экскаваторе (1) сзади гусеничной ходовой части находится несущий кронштейн (2), на котором установлен барабан (3) для размещения кабеля (8). Несущий кронштейн при этом смонтирован на прочной срединной части между движущимися гусеницами таким образом, что он не мешает передвижениям. Сам несущий кронштейн, кроме того, является опорой для наматывающей и направляющей системы (4). Одной из функций этой наматывающей и направляющей системы является такое ведение кабеля, при котором он снимается упорядоченно слой за слоем с оболочки барабана. Кроме того, в ее задачу входит поднятие без чрезмерных механических воздействий лежащего на грунте кабеля и его наматывание.

Кабель (8а) направляется с оболочки кабельного барабана (3) во внутреннее пространство (3а) и передает электрическую энергию с помощью внутреннего блока (7) контактных колец. Этот внутренний блок контактных колец состоит из нескольких отдельных контактных колец (9), с которых электрическая энергия снимается щетками (10) и передается на идущий далее кабель (8b). На каждый отдельный провод кабеля предусмотрена передающая пара, состоящая из контактного кольца и одной или нескольких щеток. Контактное кольцо при этом представляет собой неподвижную деталь, а щетки установлены на стойке, представляющей собой поворачивающуюся в горизонтальной плоскости деталь. Для внутренней части необходимо соблюдать минимальный размер подгонки между собой контактных колец и щеток.

Чтобы обеспечить точность при подгонке в блоке контактных колец при внешних силовых воздействиях на оболочку барабана или ее деформации в результате таких воздействий, внутренний блок контактных колец (7) до подшипников (12) (13) механически полностью отсоединен от оболочки барабана. Оболочка барабана имеет собственные подшипники (11) (13) и передает вращение через поводковое устройство (14) на внутренний блок контактных колец. При этом подшипник (13) состоит из двух подшипников, одного для внутреннего блока контактных колец и другого для оболочки барабана.

Чтобы противодействовать повреждениям снизу, несущий кронштейн (2) дополнительно снизу под отверстием кабельного барабана усилен прочной решеткой из поперечных брусьев (15). Отдельные каменные глыбы или небольшая насыпь могут быть в результате этого отодвинуты при движении экскаватора, предотвращая при этом повреждение оболочки барабана. Конструкция при этом остается по-прежнему открытой, чтобы не накапливался проникающий сверху материал, как например, земля или камни. Опасность для наматывающей и направляющей систем следует принимать в расчет не со стороны поступающего снизу материала, так как в таком случае эта система автоматически поднимается кабелем.

Под решеткой (15), которая может отодвигать отдельные каменные глыбы или небольшие насыпи, установлено дополнительно контролирующее устройство (16) (17) для выявления контакта с грунтом. Выявление этого происходит с помощью выключателей двух типов.

В направлении назад и вниз контакт обнаруживается бугелем (16), который с возможностью вращения в горизонтальной плоскости установлен так, что он при контакте с материалом поднимается вперед и вверх.

При этом он может полностью скрываться в промежутках решетки, в результате чего повреждения при контакте сводятся к минимуму. Уклонение бугеля регистрируется соответствующим концевым выключателем, находящимся внутри защищенной области несущего кронштейна.

В направлении вперед контакт с грунтом происходит намного реже. Поэтому здесь устанавливается простой концевой выключатель (17) с длинным стержнем, который при контакте с материалом непосредственно приводит выключатель в действие. В этом случае выключатель также находится внутри защищенной решеткой области несущего кронштейна (2).

С помощью устройства, контролирующего контакт с грунтом, подаются сигналы, вызывающие другие действия, как например, сигнал аварийно-предупредительной сигнализации или остановку движения.

Система для передачи электрической энергии с помощью контактного кольца и щетки подвергается износу, и ее с регулярными интервалами необходимо менять. В таком случае в климате с высокой влажностью воздуха и большими колебаниями температуры необходимое для замены изношенных элементов открывание кабельного барабана может привести к конденсации в большом количестве воды внутри оболочки барабана. Это, с одной стороны, может стать причиной коррозии, с другой стороны, при работе под более высоким напряжением причиной электрического пробоя, который также может полностью остановить внутреннее функционирование кабельного барабана. Кабельный барабан, поэтому, во внутреннем пространстве (3а) оборудован емкостью (18), которая может вмещать в себя средство для удаления влаги из воздуха. Поглощающая способность осушающего средства выбрана такой, что полностью насыщенный влагой воздух осушается в такой степени, что даже при ожидаемой максимальной разнице температур не может произойти конденсация воды. Размещение осушающего средства при этом является последней перед закрыванием операцией. Осушение может, однако, производиться и другим способом, например, с помощью установки кондиционирования воздуха с внешним отводом конденсированной влаги.

Изобретение относится к кабельному барабану для подвода электрической энергии в мобильную рабочую машину в бездорожном месте, причем на рабочей машине предусмотрен несущий кронштейн (2), на котором установлен барабан (3) с оболочкой для размещения кабеля (8), внутри оболочки барабана размещен блок (7) контактных колец, состоящий из нескольких отдельных контактных колец (9), с которых электрическая энергия снимается щетками (10) и передается на идущий далее в рабочую машину кабель (8b), блок (7) контактных колец механически расположен отдельно от оболочки барабана на общей оси и предусмотрено устройство для передачи вращения оболочки барабана на расположенный внутри нее блок (7) контактных колец. Изобретение позволяет создать кабельный барабан, который может выдерживать экстремально сложные условия при разработке месторождений открытым способом. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Кабельный барабан для подвода электрической энергии в мобильную рабочую машину в бездорожном месте, причем на рабочей машине предусмотрен несущий кронштейн (2), на котором установлен барабан (3) для размещения кабеля (8), внутри оболочки барабана установлен блок (7) контактных колец, состоящий из нескольких отдельных контактных колец (9) и щеток (10), с помощью которого электрическая энергия передается на идущий далее в рабочую машину кабель (8b), отличающийся тем, что блок (7) контактных колец расположен механически отделенным от оболочки барабана на общей оси и предусмотрено устройство для передачи вращения оболочки барабана на расположенный внутри нее блок (7) контактных колец.

2. Кабельный барабан по п.1, отличающийся тем, что на несущем кронштейне установлена наматывающая и направляющая система (4) для такого ведения кабеля, при котором обеспечивается возможность снимать его упорядоченно слой за слоем с оболочки барабана, а лежащий на грунте кабель без чрезмерного механического воздействия поднимать и наматывать.

3. Кабельный барабан по п.1, отличающийся тем, что вращение оболочки барабана через поводковый элемент (14) может передаваться на блок (7) контактных колец.

4. Кабельный барабан по п.1, отличающийся тем, что несущий кронштейн (2) снизу защищен от повреждений решеткой.

5. Кабельный барабан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что внутри оболочки барабана предусмотрено устройство для удаления влаги из внутреннего пространства барабана.

6. Кабельный барабан по п.5, отличающийся тем, что ниже решетки или на направленной в сторону грунта стороне несущего кронштейна (2) предусмотрено устройство для контролирования расстояния между несущим кронштейном и грунтом.