КОМБИНИРОВАННЫЙ ТОКОПЕРЕХОД КРУГОВОЙ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2019 года по МПК A01G25/09 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к широкозахватным дождевальным машинам кругового действия, и может быть использовано для централизованного энергоснабжения привода тележек ДМ электрической энергией и управления элементами внешней оросительной сети путем бесконтактной передачи электросигнала.

Аналогом предлагаемого решения является токосъемник, выполненный в виде кольцевого коллектора ("ORTEX-БАУЭР", "АХТУБА К168", "НЕВА-СМ", Рейнке, Valley), расположенного в верхней части поворотного колена неподвижной опоры, являющегося составной частью узла крепления и вращения ферм машины. На наружной части коллектора расположены кольца и щетки для передачи высокого напряжения - 380 В, а внутри устройства имеются кольца и щетки до 11 штук для передачи электрических сигналов по управлению машиной (220 В и 110 В). Щит управления расположен на металлоконструкции неподвижной центральной опоры. Кабель электропитания машины от внешней электросети (подстанции) заводится в центральный щит управления, из которого выходят кабели питания электропривода и управления движением машины, которые пройдя через кольцевой токопереход, соединяются с кабелями питания и управления, проложенными вдоль всего водопроводящего трубопровода машины к каждой тележке.

Недостатком данного способа электроснабжения и управления движением машины является сложность конструкции узла токоперехода из-за большого количества контактных колец и использование в качестве управляющего напряжения - напряжение от 220 до 110 В, что в условиях применения дождевальной машины является жизнеопасным.

В качестве прототипа выбран известный способ передачи электроэнергии и сигналов управления к электроприводу тележек широкозахватной дождевальной машины (патент США 3.840.043. 1974 г.), работающей по принципу вращения по кругу, относительно неподвижной центральной опоры.

Указанный способ предполагает размещение силового щита (ЩС) на неподвижной центральной опоре, а щита управления (ЩУ) на ферменном пролете машины в непосредственной близости (≈3 м) от центральной опоры. Взаимосвязь между этими щитами осуществляется с помощью кольцевого токоперехода с шестью контактными. С помощью 4-х контактных силовых колец осуществляется питание машины (380 В 50 Гц), а 2 кольца используются для управления компонентами внешней оросительной сети (основные задвижки, байпасный клапан).

Недостатком указанного способа является сложность конструкции токоперхода. Кроме того, в данной конструкции для управления элементами электросхемы используется напряжение от 110 В до 220 В, что при работе дождевальной машины в условиях повышенной влажности является жизнеопасными, а при переходе на слаботочную и низковольтную электроаппаратуру станет безопасным, но ненадежным, в связи с непостоянством переходного сопротивления в области соприкосновения контактных колец цепей управления и щеток коллектора.

Целью предложенного изобретения является повышение надежности с помощью отказа от передачи управляющих и контролирующих сигналов электроуправления через контактный кольцевой токопереход. Методом применения гальванической развязки, основанной на использовани вращающихся электромагнитных катушек и управляемых создаваемым катушками магнитным полем герконамию. Для достижения этой цели в известном токопереходе круговой электрифицированной дождевальной машине включающем патрубок с кабелями питания и управления, кольцевой коллектор, кронштейн с токосъемником. На патрубке неподвижно закреплен немагнитный корпус с герконами, а электромагнитные катушки, установленные на кронштейне, вращающемся концентрично относительно вертикальной оси патрубка.

Фиг. 1. Комбинированный токопереход

Фиг. 2. Центральная опора дождевальной машины

Комбинированный токопереход круговой электрифицированной дождевальной машины фиг. 1, включающий неподвижный патрубок 1, уплотненный с помощью сальника 2 на поворотном колене 3.

Внутри патрубка расположены кабель питания 4 и кабель управления 5. На верхней части патрубка неподвижно закреплен немагнитный корпус 6 с герконами 7.

В средней части патрубка закреплен кольцевой коллектор электропитания 8 с четырьмя контактными кольцами. Кронштейн 9 с принадлежащими ему электромагнитными катушками 10 и токосъемником 11, концентрично вращается на подшипнике 12 относительно неподвижного патрубка.

Вращение кронштейну 9 сообщает упор 13. Весь токопереход защищен от воздействия внешней окружающей среды кожухом 14.

Питание электроэнергией и управление машиной происходит следующим образом. Фиг. 2.

Электропитание напряжением 380 В подводится посредством кабеля внешней электросети 15 к неподвижной опоре 16, на которой установлен силовой щит 17. Далее с помощью кабеля 18 силовой щит соединяется с комбинированным токопереходом 19, посредством которого с использованием кабеля 20, напряжение питания машины попадает в центральный щит управления 21, вращающийся на выносном консольном кронштейне 23, закрепленном на поворотном колене 3, неподвижной опоры 16, а оттуда в виде силового напряжения и преобразованных сигналов управления по кабелю 22 к тележкам дождевальной машины.

Управление элементами внешней оросительной сети осуществляется с помощью электрических сигналов, сформированных в центральном щите управления 21, и поступающих по кабелю 24 на электромагнитные катушки 10, которые воздействуют создаваемым в них магнитным полем на герметические контакты (герконы), которые в свою очередь "замыкаясь" или "размыкаясь" передают сигнал по кабелю 5 в силовой щит и далее по кабелям 25 к элементам внешней оросительной сети байпасному клапану 26 и основной задвижке 27.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Комбинированный токопереход содержит неподвижный патрубок с кабелями питания и управления, кольцевой коллектор, кронштейн с токосъемником. На патрубке неподвижно закреплен немагнитный корпус с герконами. Электромагнитные катушки установлены на кронштейне, вращающемся концентрично относительно вертикальной оси патрубка. Обеспечивается повышение надежности. 2 ил.

Комбинированный токопереход круговой электрифицированной дождевальной машины, включающий неподвижный патрубок с кабелями питания и управления, кольцевой коллектор, кронштейн с токосъемником, отличающийся тем, что с целью повышения надежности путем уменьшения количества колец коллектора, на патрубке неподвижно закреплен немагнитный корпус с герконами, а электромагнитные катушки установлены на кронштейне, вращающемся концентрично относительно вертикальной оси патрубка.