Кабельно-троллейный токоподвод транспортных подвижных средств Советский патент 1992 года по МПК H02G11/00 

Изобретение относится к электротехнике и промышленному транспорту и может быть использовано в устройствах для подвода электроэнергии к подвижным транспорт- нымсредствам, таким как

электропогрузчики, электротележки, грузоподъемные краны и т.п.

Известен кабельный токоподвод, например, для подвода энергии к грузоподь- емным кранам, содержащий гибкий кабель, наматываемый на кабельный барабан с пружинным приводом - внутри барабана встроены плоские спиральные пружины. Подвод тока к кабельному барабану обеспечивается с помощью кольцевого токоприемника, имеющего контактные кольца и щеткодержатели с угольными щетками, при этом кабельный барабан может устанавливаться на транспортном средстве или располагаться неподвижно относительно транспортного средства.

Однако в известном кабельном токо- подводе вследствие изменения усилий спиральной пружины при различной ее деформации (т.е. при различных углах ее закрутки) не обеспечивается постоянный момент натяжения кабеля, увеличивающийся при удалении транспортного средства от кабельного барабана (или при удалении транспортного средства с кабельным барабаном от неподвижного места подвода энергии). Это приводит к дополнительным нежелательным нагрузкам на кабель, что снижает надежность токоподвода. Кроме того, вследствие ограниченных углов закрутки пружины, невозможно получить расширенную зону обслуживания транспортным средством.

При непосредственной намотке кабеля на барабан диаметральные размеры барабана зависят от диаметра кабеля, что при значительных передаваемых мощностях и, соответственно, при увеличенных диаметсл

с

Ч

сл

00

2

о

pax кабеля, приводит к увеличению габаритов и массы кабельного барабана.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кабельно- троллейний токоподвод, состоящий из двух отдельно расположенных частей: устройства сбора кабеля, установленного на транспортном средстве,, и подвижной токосъемной каретки, передвигающейся по троллейному шинрпроводу, проложенному отдельно от транспортного средства, при этом токосъемная каретка связана с барабаном устройства сбора кабеля с помощью каната, наматываемого на барабан, а на свободном участке каната, между барабаном и токосъемной кареткой, закреплен, с образованием провисающих петель, кабель. При этом барабан через редуктор и систему полиспастов связан с подвижной траверсой, установленной на пружины сжатия - последние являются источником потенциальной энергии, преобразующейся в кинетическую энергию вращения барабана и, соответственно, намотки каната, а вместе с ней и распрямление провисающего петлеобразного закрепления кабеля, происходит при любом смещении транспортного средства относительно продольной оси троллейного шинопровода. Передвижение транспортного средства вызывает также и перемещение токосъемной каретки, происходящего под воздействием натянутого каната.

Таким образом, наличие связи барабана с пружинами сжатия через редуктор м систему полиспастой увеличивает канато- емкость барабана и, соответственно, зону обслуживания транспортным средством, при ограниченных деформациях пружин. Этому же способствует и наличие передвижной токосьемной каретки, взаимодействующей с троллейным шинопроводом.

Кроме того, в известном кабельно-трол- лейном токоподводе обеспечивается полная разгрузка кабеля от дополнительных усилий, т.к. на барабан наматывается не кабель, а канат, а поскольку канат обладает более высокими допустимыми усилиями растяжения, то это позволяет выбирать канат с минимальными сечениями, что приводит к уменьшению габаритов и массы барабана и соответственно устройства сбора кабеля в целом.

Недостатком известного кабельно- троллейного токоподвода является то, что, вследствие изменения деформации пружин сжатия и, соответственно, усилия натяжения каната, не обеспечивается постоянный момент натяжения каната при удалении транспортного средства, например, в поперечном направлении относительно продольной оси троллейного шинопровода. Это приводит к возникновению дополнительных нагрузок на элементы токосьемной каретки или на элементы устройства сбора кабеля в месте ввода каната и кабеля в барабан, особенно в пограничных зонах обслуживания, что приводит к нарушению нормального контакта каретки с троллеями

0 шинопровода, или контакта токосъемных колец в месте сопряжения кабеля с барабаном и кареткой, т.е. снижается надежность работы токоподвода в целом.

Цель изобретения - повышение надеж5 ности работы токоподвода при одновремен- ном расширении зоны обслуживания транспортных средств.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном кабельно-троллейном

0 токоподводе транспортных подвижных средств, содержащем токосъемную каретку, установленную с возможностью передвижения io троллейному шинопроводу и соединенную с расположенным на

5 транспортном средстве потребителе гибким кабелем, закрепленным с образованием провисающих петель на канате, запасованном на барабане, установленном в корпусе, размещенном на транспортном

0 средстве и связанным потенциальным источником через редуктор и системой полиспастов, выполненной в виде двух параллельно расположенных осей с блоками, одна из которых установлена в корпусе

5 неподвижно и кинематически связана с редуктором, а вторая установлена подвижно, источник энергии выполнен в виде противовеса, размещенного в корпусе, оси систе-мы полиспастов замкнуты на отдельную ветвь

0 каната , причем вторая ось системы с блоками подвешена в корпусе противовеса с возможностью совместного перемещения относительно кожуха.

На фиг.1 изображен кабельно-троллей5 ный токоподвод применительно, например, к электропогрузчику; на фиг.2 - токосъемная каретка, вид А на фиг.1; на фиг.З - принципиальная схема устройства сбора кабеля, связанного с токосъемной кареткой; на

0 фиг.4 - конструкция кольцевого токоприемника, сечение Б-Б на фиг.1.

Кабельно-троллейный токоподвод (фиг.1) содержит устройство 1 сбора кабеля, установленное на транспортном средстве,

5 например, электропогрузчике 2, и токосъемную каретку 3, связанную с троллейным шинопроводом 4. При этом устройство сбора 1 и каретка 3 связаны между собой канатом 5, на котором закреплен с образованием провисающей петли кабель 6. Канат 5 одним

концом сопрягается с устройством 1 сбора кабеля посредством поворотного вертлюга 7, установленного в корпусе 8, а другим концом - с токосьемной кареткой 3 с помощью поворотного вертлюга 9, установленного в корпусе 10. Корпуса 8 и 10 жестко закреплены соответственно на устройстве 1 сбора кабеля и токосьемной каретке 3, и содержит кольцевые токосъемники (фиг.4), идентичные по конструктивному выполнению,

Троллейный шинопровод выполнен в виде набора троллеев 11 (фиг.2), представляющих собой непрерывные металлические полосы, заключенные в кожух 12. Кожух 12 может содержать (или быть установлен) на направляющие 13, на которых смонтирована с возможностью перемещения вдоль троллеев 11 каретка 3 с токосъемными щетками 14,

Подвеска кабеля 6 к канату 5 выполнена в виде втулок 15 (фиг.З), установленных с возможностью скольжения по канату 5, втулок 16, жестко связанных с кабелем 6, и соединительных звеньев 17, обеспечивающих гибкость связи между втулками 15 и 16.

Канат 5 одним концом закреплен с помощью, например, коуша, на поворотном вертлюге 9, выполненном в виде гильзы и установленном на опоре 18 корпуса 10. Второй консч каната 5 пропущен через направляющие ролики 19 и 20 поворотного вертлюга 7, и запасован на барабане 21, установленном в корпусе 22 устройства 1 сбора кабеля, При этом канатоемкость барабана 21 определена, исходя из размеров обслуживаемой транспортным средством 2 зоны.

Поворотный вертлюк 7 выполнен в виде гильзы, внутри которой размещен канат 5, и установлен в корпусе 8, жестко закрепленном на корпусе 22 устройства 1 сбора кабеля на подшипниках 23 (фиг.4). Вертлюг 7 снабжен крышкой 24 с отверстием для ввода кабеля 6. На вертлюге 7 смонтированы элементы кольцевого токоприемника: контактные кольца 25 с выводами 26, изолирующие втулки 27 и прокладки 28. На корпусе 8 закреплены щеткодержатели 29 с графитовыми щетками 30. Конструкция токоприемника, смонтированного на поворотном вертлюге 9 и корпусе 10, аналогична.

Барабан 21 кинематически связан с редуктором 31 (фиг.З) и системой полиспастов, выполненной в виде двух отдельно расположенных осей 32 и 33. На оси 32 установлен жестко связанный с нею блок 34 и установленные на подшипниках блоки 35. На оси 33 установлены на подшипниках блоки 36. Ось 33 с блоками 36 установлена в корпусе противовеса 37. Оси 32 и 33 с блоками 34, 35 и 36 связаны отдельной канатной ветвью 38, один конец которой запасован на блоке 34, а другой через блок 39 - на оси 33.

5Таким образом, ось 33 с блоками 36, 39

и, соответственно, противовес 37 установлены в подвешенном состоянии с возможностью перемещения относительно корпуса 22 устройства 1 сбора кабеля. С другой сто0 роны, данную систему: канат 5 - барабан 21, редуктор 31 - неподвижная ось 32 с блоками 34, 35 - можно рассматривать как замкнутую на противовесе 37, причем первый элемент системы - канат 5 - находится в итоге

5 под воздействием последнего звена - противовеса 37.

Графитовые щетки 30 в устройстве 1 сбора кабеля (фиг.З) с помощью токопровод- ников связаны с участком кабеля 40. пере0 дающего электропитание, например, к выпрямительно-понижающему агрегату 41 электропогрузчика 2 и, затем, к соответствующим приводам. Аналогичные щетки, размещенные в корпусе 10 токосъемной

5 каретки 3, связаны посредством токопро- водников с участком кабеля 42 с возможностью передачи электропитания от троллеев 11 через токосьемные щетки 14.

Работа предлагаемого кабельно-трол0 лейного токоподвода состоит в следующем.

При включении, например, привода перемещения электропогрузчика 2, последний движется в определенном направлении

5 относительно троллейного шинопровода 4. При этом возможны, как минимум, два варианта движения электропогрузчика 2: движение вдоль продольной оси шинопровода 4 и движение поперек (или под углом) продоль0 ной оси шинопровода 4.

В первом случае токосъемная каретка 3, будучи связана канатом 5 с устройством 1 сбора кабеля, установленном на электропогрузчике 2, перемещается по шинопроводу

5 4 совместно с электропогрузчиком 2. Это обусловлено тем, что канат 5 постоянно натянут, как указано выше, противовесом 37, масса которого рассчитывается с учетом передаточных отношений барабана 21. редук0 тора 31 и системы полиспастов для обеспечения перемещения каретки 3 вдоль направляющей 13 шинопровода 4. Синхронно перемещаясь по шинопроводу 4, токосъемная каретка 3 обеспечивает постоянное

5 электропитание электропогрузчика 2.

Движение электропогрузчика 2 поперек (или под углом) относительно продольной оси шинопровода 4 вызывает увеличение длины участка каната между токосъемной кареткой 3 и устройством 1 сбора кабеля.

что приводит, соответственно, к вращению барабана 21, зубчатых пар редуктора 31 и, наконец, к намотке канатной ветви 38 на приводной блок 34, что ведет к уменьшению расстояния между осями 32 и 33 с блоками 35 и 36 и, соответственно, к перемещению противовеса 37 аверх. А поскольку система ось 33 - противовес 37 находится в подвешенном состоянии, натяжение каната 5 тем же усилием сохраняется, одновременно не препятствуя движению электропогрузчика 2 в рассматриваемом направлении.

Таким образом, в предлагаемом кабель- но-троллейном токоподводе достигается постоянное минимальное усилие натяжения каната и, соответственно, обеспечение минимальных нагрузок на контактирующие элементы токосьемной каретки и устройства сбора кабеля, что повышает надежность работы токоподвода в целом. При этом перемещение противовеса может быть сколь угодно большим - оно зависит от длины канатной ветви, на которую замкнуты блоки полиспаста, и канатоемкости барабана, т.е. не зависеть непосредственно от внутренних свойств источника энергии, как в случае с пружинами сжатия (ограниченные деформации в пределах допустимых напряжений, возникающих, например, в проволоке пружины), что, наряду с повышением надежности работы то- коподводз, расширяет зону обслуживания предлагаемым устройством.

Формула изобретения

Кабельно-троллейный токоподвод транспортных подвижных средств, содержащий токосъемную каретку, установленную с возможностью передвижения по троллейному шинопроводу и соединенную с расположенным на транспортном средстве потребителем гибким кабелем, закрепленным с образованием провисающих петель на канате, запасованном на барабане, установленном в корпусе, размещенном на транспортном средстве и связанном с потенциальным источником через редуктор и

систему полиспастов, выполненную в виде

двух, параллельно расположенных осей с блоками, одна из которых установлена в корпусе неподвижно и кинематически связана с редуктором, а другая установлена

подвижно, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности работы токопгдвода при одновременном расширении зоны обслуживания транспортных средств, источник энергии

выполнен в виде противовеса, размещенного в корпусе, оси системы полиспастов замкнуты на отдельную ветвь каната, причем вторая ось системы с блоками подвешена в корпусе противовеса с возможностью совместного перемещения относительно корпуса.

Сущность изобретения: движение электропогрузчика под углом относительно продольной оси шинопровода вызывает увеличение длины участка каната между то- косъемней кареткой и устройством сбора кабеля, что приводит к вращению барабана, зубчатых пар редуктора и намотке канатной ветви на приводной блок, что ведет к перемещению вверх противовеса. Поскольку система ось-противовес находится в подвешенном состоянии, н гяжение каната тем же усилием сохраняется одновременно, не препятствуя движению электропогрузчика. 4 ил.

ВаЗА

Pba. 4

21

JfcSSbS