Устройство навивки волоконно-оптического кабеля на несущий провод Российский патент 2019 года по МПК B65H81/08 

Изобретение относится к области прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) по воздушным линиям электропередач (ВЛ ЛЭП) и, в частности, к устройствам для навивки его на несущий провод (фазовый провод, грозотрос или несущий трос) воздушных линий электропередач (ВЛ ЛЭП).

Технический результат изобретения заключается в создании устройства, обеспечивающего надежное и быстрое крепление ВОК на фазовом проводе или на грозотросе ВЛ ЛЭП.

Из патентной литературы известно устройство навивки ВОК на провод воздушной линии электропередач (ВЛ ЛЭП) [патент DE 3228239], с помощью навивочной машины (НМ), снабженной катушкой ВОК. Навивочная машина (НМ) установлена на проводе и перемещается вдоль провода ВЛ ЛЭП. При этом катушка вращается вокруг провода, описывая спиральную траекторию.

Это устройство для реализации навивки ВОК на провод ВЛ ЛЭП имеет большой вес, сложную конструкцию и большие габариты. Главным недостатком этой навивочной машины является высокая сложность и трудоемкость переноса ее через крепления провода к изолятору опоры ВЛ ЛЭП. Эта операция производится на высоте, в любую включая жаркую и холодную погоду.

Известно также устройство навивки ВОК на токоведущий провод, изложенное в патенте GB №2180666 от 01.04.1987 г.

Недостатками этого устройства является необходимость для прохождения опор и изоляторов демонтажа и монтажа навивочной машины (длительная, трудоемкая, циклически многократно повторяющаяся, выполняемая на высоте в сложных условиях, включая жару и холод, операция) и низкая точность балансировки НМ, осуществляемая приблизительно с помощью щупа, скользящего по верхнему слою ВОК на катушке НМ, или полное отсутствие балансировочного устройства. Это вызывает опасное раскачивание навивочной машины (НМ) центробежными силами от вращения неуравновешенной катушки с кабелем, количество и вес которого в процессе работы НМ меняется и, тем самым, ограничивает скорость и качество прокладки (движения навивочной машины по проводу и стабильности натяжения навиваемого оптического кабеля).

Наиболее близким техническим техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для навивки волоконно-оптического кабеля на электропровод [патент RU 2309109 кл. С1 от 27.10.2007]. Устройство содержит тележку и вращающуюся раму (ротор), соединенные механизмом вращения. На раме установлен кабельный барабан. Для поддержания нужного натяжения ВОК, навиваемого на электропровод, используют натяжитель. Для предотвращения вращения тележки вокруг несущего провода и придания ему вертикального положения, используют балансир.

Недостатками этого устройства навивки волоконно-оптического кабеля является сложный механизм вращения рамы и устройства натяжителя, а также наличие габаритного балансира со специальным устройством.

Кроме того, это устройство необходимо демонтировать и затем вновь монтировать для прохождения каждой опоры ЛЭП в местах подвески провода к опорам ЛЭП через изоляторы. Это - опасная выполняемая на высоте трудоемкая длительная ручная операция выполняемая в том числе и в жару и в мороз.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простого в эксплуатации и надежного высокопроизводительного устройства навивки ВОК на несущий провод (фазовый провод или грозотрос) и обеспечения навивки ВОК в местах подвески несущего провода к опорам на изоляторах без монтажа-демонтажа навивочного устройства и снятия его с несущего провода.

При этом, навивочное устройство имеет механизм и приспособления для подвески его под несущим проводом и перемещения устройства по несущему проводу на вспомогательных колесах под изолятором.

Указанная техническая задача решается следующим образом: навивочное устройство установлено на несущий провод с помощью вспомогательных и основных колес с желобо образным ободом, причем основные колеса жестко закреплены на основании навивочного устройства, а вспомогательные колеса для прижима их к несущему проводу крепятся на кронштейнах с помощью горизонтальных шарниров, кроме того, на кронштейнах основания установлена штанга с размещенным на ее конце электрогенератором или акумулятором, причем, на основании установлены электродвигатель привода основных колес, электродвигатель перемешщения вспомогательных колес и вращения каретки, на котором закреплен кабельный барабан с ВОК и направляющая с балансирным грузом, электрический коммутатор связывающий электрогенератор и аккумулятор с радио управляющим или микропроцессорным устройством закрепленном на устройстве, а также датчик приближающейся опоры с изолятором, причем каретка выполнена вращающейся на основании, а на каретке и на основании выполнен продольный сквозной паз, через который несущий провод установлен по продольной оси основания и каретки внутри них, кроме того конец ВОК закреплен на опоре ЛЭП перед началом навивки ВОК на несущий провод.

Предлагаемое устройство навивки ВОК на несущий провод поясняется следующими рисунками и чертежами:

На фиг. 1 показано навивочное устройство ВОК, вид спереди.

На фиг. 2 навивочное устройство ВОК изображено при виде сверху.

На фиг. 3 дан вид устройства сзади в плоскости перпендикулярной электропроводу.

На фиг. 4 показана фотография навивочного устройства в процессе навивки ВОК.

На фиг. 5, 6, 7 и 8 устройство навивки ВОК изображено в процессе прохождения его через изолятор опоры. Показан ряд действий перед изолятором.

На фиг. 9, 10 и 11 устройство показано в процессе перехода через изолятор. Устройство в перевернутом положении перемещается под изолятором ниже изолятора.

На фиг. 12, 13 и 14 показано устройство после преодоления изолятора и укладки под ним ВОК.

На фиг. 15 показан вид на каретку слева в плоскости, перпендикулярной электропроводу (сечение А-А на фиг. 8). Здесь штанга с балансирным грузом расположена горизонтально.

На фиг. 16 изображен тот же вид при повороте каретки на угол 45°.

На фиг. 17 дан тот же вид на каретку, но паз каретки расположен вертикально, электропровод вышел из паза и находится над кареткой.

На фиг. 18 показан монтаж устройства для осуществления навивки ВОК.

На фиг. 19 устройство установлено на несущий провод.

На фиг. 20 устройство навивки ВОК показано в действии.

Устройство навивки ВОК на несущий провод состоит из основания 1 -несущей трубы со сквозным продольным пазом 2, ширина которого больше диаметра несущего провода 3 для размещения провода внутри или снаружи устройства при установке устройства на провод и прохождении опор с изоляторами).

По концам трубы- основания 1 сверху жестко закреплены кронштейны. Передний кронштейн 4 и задний кронштейн 5 (фиг. 1). На кронштейнах установлены переднее и заднее основные колеса 6 с желобообразным ободом и электромотор 7 для их привода. А также, в подшипниках установлен вал 8 привода шестерни 9 привода каретки 10.

Кроме того на переднем кронштейне 4 шарнирно закреплена с помощью шарнира 11 вертикальная штанга 12, на конце которой зафиксирована горизонтальная площадка 13 с закрепленным на ней электрогенератором 14.

На кронштейне 4, кроме того, шарнирно закреплено переднее вспомогательное колесо 15, выполненное подвижным в вертикальной плоскости с помощью двух тяг. Перемещение его в вертикальной плоскости обеспечивает ряздвижная тяга 16 имеющая внутренний электропривод (актуатор). Длиной тяги управляет наземный оператор с помощью пульта дистанционного управления или автоматическое программное устройство (микропроцессорное устройство). Тяга 17, фиксированной длины, обеспечивает заданную траекторию движения колеса. На оси заднего кронштейна 5 основания 1 установлено заднее основное колесо 6, электромотор 7 для его привода и вспомогательное заднее колесо 18. Заднее вспомогательное колесо закреплено на заднем кронштейне 5 шарнирно с помощью двух тяг 17 (фиксированной длины) и раздвижной тяги (актуатора) 16 (управляемого оператором или микропроцессором).

На средней части основания 1 (трубы с пазом) установлена каретка 10, которая вращается на цилиндрическом основании на подшипниках 19, которые расположены на передней 20 и задней 21 стенках каретки. Каретка 10 имеет раму 22, которая обеспечивает ей жесткость. Передняя и задняя стенки, закрепленные по торцам рамы, обеспечивают ей прочность, и снижают вес каретки. Стенки каретки и ее рама имеют продольный паз, ширина которого больше диаметра несущего провода, который сообщается с пазом основания при повороте каретки на 180. Сквозь эти пазы несущий провод пропускают через паз основания, и располагают вдоль оси основания при установке навивочного устройства на несущий провод и при прохождении изоляторов опор.

На передней стенке 20 каретки жестко закреплена шестерня 23 с пазом, совпадающим с пазом этой стенки. Каретка приводится во вращение от электромотора, установленного на кронштейне переднего колеса, через приводной вал 8 и пару ведущих шестерен 9 связанных с этим валом и между собой цепью 34.

На раме 22 каретки закреплены стойки 25, на которых установлен кабельный барабан 26 с ВОК на легкосъемную ось 27, что обеспечивает быстрое снятие пустого барабана и быструю и легкую установку барабана заполненного ВОК.

По одной продольной линии со стойками 25, перпендикулярно к продольной оси устройства и несущему проводу, с противоположной стороны каретки, установлена направляющая 28 с балансировочным грузом 29 (который уравновешивает переменную массу кабельного барабана с ВОК). Этот балансировочный груз перемещается вдоль направляющей 28 винтовой парой или цепью, соединеными с балансировочным грузом 29.

На нижней части каретки перед барабаном с ВОК на кронштейне 30, закрепленном на раме каретки установлено направляющее устройство 31 подачи и укладки ВОК на несущий провод с натяжителем 32 и тормозным колесом 33.

Тормозное колесо 33 и устройство подачи и укладки ВОК на неущем приводе кинематически связаны с помощью цепной передачи 34 с механизмом перемещения балансировочного груза 29 вдоль направляющей 28, что обеспечивает сохранение положения центра тяжести устройства укладки ВОК 36 по оси вращения его на несущем проводе. Это исключает вибрацию и раскачивание движущегося устройства укладки ВОК, устраняет рывки натяжения ВОК колебания несущего провода, и упрощает перемещение навивочного устройства через изолятор 35.

Устройство навивки волоконно-оптического кабеля на несущий провод работает следующим образом. Перед началом работы устанавливают на навивочное устройство кабельный барабан 26 с ВОК, включают электрический генератор 14, а также дистанционный пульт упраления. ВОК 36 прокладывают через направляющее устройство 31, затем закрепляют конец кабеля ВОК на опоре ЛЭП или несущем проводе зажимом (не показано). После подготовки навивочное устройство устанавливают на несущий провод 3 на основные колеса 6, и командой с пульта управления оператор прижимает (линейными электроприводами - актуаторами, подключенными к электрогенератору) вспомогательные (15 и 18) колеса к несущему проводу. Затем оператор с пульта управления включает процесс «навивки», который обеспечивает движение навивочного устройства по несущему проводу с помощью электропривода переднего основного колеса с одновременным вращением каретки с кабельным барабаном ВОК, осуществляют его навивку (фиг. 1, 4, 5, 20) на несущий провод. Перед изолятором крепления несущего провода к опоре ЛЭП переднее вспомогательное колесо опускают ниже изолятора (фиг. 5) и перемещают навивочное устройство вперед до перемещения вспомогательного колеса за изолятор (фиг. 6). Затем это вспомогательное колесо фиксируют (прижимают к проводу) с помощью раздвижной тяги регулируемой длины 16 (линейного электропривода - актуатора) и осуществляют поворот навивочного устройства на 180° вокруг оси провода (фиг. 7 и 8). Затем поворачивают каретку, располагая ее продольный паз вертикально в его верхнем положении, после чего опускают навивочное устройство на вспомогательных колесах вниз ниже изоляторов (фиг. 9). Затем перемещают навивочное устройство в перевернутом положении на вспомогательных колесах под изолятором до достижения изолятора задним вспомогательным колесом (фиг. 10). После чего устанавливают (переворачивают в исходное положение) навивочное устройство за изолятором на несущий провод в обратном порядке (фиг. 11 и 12). После опускания заднего вспомогательного колеса ниже изолятора (фиг. 13), перемещают навивочное устройство вперед, и за изолятором фиксируют (прижимают) заднее вспомогательное колесо на несущем проводе (фиг. 14). После чего прокладывают за изолятор ВОК и продолжают его навивку, перемещая навовчное устройство вперед и при этом вращая каретку вокруг несущего провода, а при достижении следующей опоры ЛЭП с изолятором повторяют описанные выше операции прохождения опоры с изолятором таким же способом.

На фиг. 15 показано положение несущего провода в каретке по оси корпуса 1. Показано в плоскости перпендикулярной к несущему проводу и оси навивочного устройства, вдоль которой оно движется, и вокруг которой вращается каретка с кабельным барабаном с ВОК.

На фиг. 16 то же показано в промежуточном положении при повороте каретки на 45°. Несущий провод расположен пор сои каретки.

На фиг. 17 показано положение навивочного устройства расположенного на несущем проводе на вспомогательных колесах. Несущий провод вышел через паз основания каретки. Каретка опустилась ниже несущего провода.

По сравнению с известными устройствами навивки ВОК предложенное устройство обеспечивает повышение скорости навивки на несущий провод в несколько раз, т.к. прохождение опоры ЛЭП (изолятора подвески) - наиболее трудоемкая и длительная операция, повышает производительность и безопасность труда при навивке ВОК и ее качество.

Предложенное устройство позволяет снизить стоимость навивочного оборудования и его обслуживания, упрощает конструкцию и вес.

Это обеспечивается отличительными признаками предложенного изобретения.

Устройство навивки волоконно-оптического кабеля на несущий провод, состоящее из навивочного устройства для навивки ВОК на электропровод (грозотрос или фазовый провод), которое имеет основание 1, выполненное в виде трубы с параллельным несущему проводу пазом 2, шириной больше диаметра несущего провода. На концах основания сверху его закреплены кронштейны 4 и 5, на которых установлены основные колеса 6, имеющие желобообразный обод и электромотор 7 привода основного колеса. На кронштейнах шарнирно установлены вспомогательные колеса (15 и 20). На основании 1 установлена каретка 21. На ней с помощью рамы 12 установлена штанга с электрогенератором 14 и стойки 25 с барабаном 26 ВОК и направляющая с балансировочным грузом 29. Устройство обеспечивает создание простого в эксплуатации и надежного высокопроизводительного устройства. 20 ил.

Устройство навивки волоконно-оптического кабеля на несущий провод, имеющее каретку, на которой установлен привод вращения каретки с кабельным барабаном ВОК и направляющее устройство перемещения балансировочного груза, а также колеса для поступательного движения каретки с кабелем по несущему проводу с кабельным барабаном, с ВОК и направляющим устройством, отличающееся тем, что навивочное устройство установлено на несущий провод с помощью вспомогательных и основных колес с желобообразным ободом, причем основные колеса жестко закреплены на основании навивочного устройства, а вспомогательные колеса для прижима их к несущему проводу крепятся на кронштейнах с помощью горизонтальных шарниров, кроме того, на кронштейнах основания установлена штанга с площадкой на нижнем ее конце, на которой размещен электрогенератор, причем на основании установлены электродвигатель привода основных колес, электродвигатель перемещения вспомогательных колес и вращения каретки, на которой закреплен кабельный барабан с ВОК и направляющая с балансирным грузом, причем каретка выполнена вращающейся на основании, а на каретке и основании выполнен продольный сквозной паз, через который несущий провод установлен по продольной оси основания и каретки внутри них, кроме того, конец ВОК закреплен на опоре перед началом работы устройства.