Устройство для питания электротранспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60M5/00 

Изобретение относится к троллейному электротранспорту работающему в стесненных условиях, например в шахтных горных выработках, преимущественно там, где троллейный контактный провод для питания электровозов подвешивается на небольшой высоте, что создаст опасность прикосновения к нему людей и поражения их электрическим током, а также возможность аварийного замыкания токопроводя- щими предметами разнополюсных юнтакгных проводов ме цусооои и на зем- л о

Известно устройство питания рудничных контактных электровозов, в котором на троллейном контактном проводе установлено защитное ограждение, выполненное в виде желоба, образованного из отдельных секций, которые опираются на стойки, закрепленные на контактном проводе через пружины. Каждая секция желоОа выполнена в виде двух параллельных пластин из пожаробезопасного электроизоляционного материала,перекрытмхвкерх корытообразным прсфгюм Нижняя часть

о

о

VJ

со

секций желоба, обращенная ктокосъемнику электровоза, открыта.

Поскольку в указанном устройстве защитный желоб открыт снизу, то не исключена возможность прикосновения к контактному проводу в наиболее опасном направлении, кроме того, устройство не пе- ре крывает контактный провод в местах его подвески в выработке, а также не может использоваться на искривленных участках. Таким образом, безопасность эксплуатации в описанном устройстве достигается лишь частично, с боковых направлений троллейной линии, что затрудняет использование троллейного электротранспорта в стесненных условиях горных выработок малого сечения.

Известно также устройство для защиты от прикосновения к контактному проводу, представляющее собой защитный изоляционный кожух, укрепленный над контактным проводом на стойках, закрепленных на самом контактном проводе. Изоляционный кожух выполнен из двух свободно висящих щек, скрепленных над контактным проводом из двух свободно висящих щек, скрепленных над контактным проводом эластичными перемычками. В нижней части кожуха имеется щель для доступа токосъемника электровоза к контактному проводу. Дяя уменьшения щели кожуха в нижней части его щек установлены выпуклые внутрь кожуха изоляционные накладки.

В данном устройстве также, как и в описанном ранее, несмотря на применение внутренних выпуклых накладок на эластичных щеках защитного кожуха, контактный Провод доступен снизу, а также возможно увеличение нижней щели за счет расхождения эластичных щек под воздействием вентиляционной струи воздуха и при их раскачке под воздействием токосъемника движущегося электровоза на примыкающих к месту движения участках.

В данном случае безопасность достигается также только частично и не обеспечивается возможность использования троллейного электротранспорта в стесненных условиях.

В качестве прототипа принято устройство системы электроснабжения транспортного средства, имеющее расположенную вдоль пути оболочку с продольным уплотненным пазом, внутри которой укреплены токоведущие шины и помещена каретка с токосъемником, связанным гибким токо- проводом, пропущенным через продольный уплотненный паз с силовой установкой транспортного средства. Каретка выполнена приводной от питаемого от то ко ведущих

шин линейного электродвигателя, индуктор которого укреплен на каретке, вторичный элемент размещен вдоль оболочки 1.

Наличие в этом устройстве располагаемой внутри оболочки системы линейного электородвигателя требует увеличенного поперечного сечения оболочки, усложняет и утяжеляет конструкцию системы электроснабжения транспортного средства, а нали0 чие продольного уплотненного паза, через который пропущен гибкий токопровод, снижает надежность и безопасность системы в целом при динамических деформациях и износе от трения как поверхности уплотнений

5 паза, так и гибкого токопровода.

Целью изобретения является повышение безопасности эксплуатации электротранспортного средства для расширения области его применения.

0 Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем расположенную вдоль пути оболочку с токонесущей шиной и токосъемной кареткой внутри и сквозным продольным отверстием снизу, оболочка

5 выполнена в виде электроизоляционного желоба с крышкой, на внутренней стороне крышки укреплена токонесущая шина, а продольное сквозное отверстие выполнено в виде перфорации с отстоящими друг от

0 друга токопроводящими вставками, которые образуют прерывистый наружный токопровод, корпус токосъемной каретки выполнен из магнитного материала и снабжен электрически связанными между собой

5 и подпружиненными в вертикальном направлении подвижными контактами, верхний из которых установлен с касанием токонесущей шины, а нижний-с прижатием по меньшей мере к двум токопроводящим

0 вставкам, соприкасающимся снаружи с контактом токоприемника электротранспортного средства, на котором укреплены ведущие постоянные магниты, расположенные напротив токосъемной каретки.

5 Поскольку при такой конструкции наружный прерывистый токопровод, образованный токопроводящими вставками в днище Закрытого желоба, находится под напряжением только на участке нахождения

0 ведомой каретки, перекрываемом токосъемником, то на всем остальном протяжении наружная поверхность троллейной части не представляет собой опасность поражения электрическим током при прикосновении к

5 ней.

Для компенсации инерции ведомой каретки продольные размеры контакта токосъемника электротранспортного средства и ведущих постоянных магнитов превышают соответственна продольные размеры нижнего контакта и корпуса ведомой каретки на величину, соответствующую максимальному взаимному смещению токосъемника электротранспортного средства и ведомой каретки в моменты ускорения и замедления движения электротранспортного средства.

Для удобства монтажа и замены верхний и нижний, контакты ведомой каретки выполнены в виде вкладышей, расположенных в вертикальном сквозном пазу в средней части корпуса ведомой каретки, а для предупреждения воздействия электрического тока на корпус ведомой каретки, его верхняя поверхность и вертикальный паз имеют электроизоляционное покрытие.

Для уменьшения сопротивления движению ведомой каретки по краям нижней части ее корпуса выполнены поперечные горизонтальные сквозные и открытые снизу менее чем на полдиаметра цилиндрические пазы с антифрикционными вкладышами, в каждом из которых установлено по два опорных шара.

При изучении патентной и технической литературы не было выявлено техническое решение со сходными отличительными признаками, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 2 - то же, разрез по горизонтальной плоскости А-А, показанной на фиг. 1; на фиг. 3 - вид В на фиг. 1.

Устройство состоит из троллейной части и токосъемника электротранспортного средства.

Троллейная часть представляет собой оболочку, выполненную в виде электроизоляционного желоба 1, перекрытого в верхней части и крышкой 2, на внутренней стороне которой укреплена токонесущая шина 3, играющая роль контактного провода.

В днище желоба 1 выполнена перфорация - сквозные отверстия, в которых укреп- лены изолированные друг от друга промежутками 4 желоба 1 токопроводящие вставки 5, которые образуют прерывистый наружный токопровод. Внутри желоба 1 установлена подвижно ведомая каретка 6, выполненная в виде корпуса 7 из магнитного материала. В средней части корпуса 7 ведомой каретки 6 выполнен вертикальный сквозной паз 8, в котором установлены подвижно выполненные в виде вкладышей контакты 9 и 10, изготовленные из токопро- водящего и антифрикционного материалаО например меднографитовые. Вкладыши 9 и 10 соединены гибкой электрической перемычкой 11 и разжимаются пружиной 12. При этом верхний вкладыш 9 прижат к токонесущей шине 3, а нижний вкладыш 10 прижат по меньшей мере к двум токопроводящим

вставкам 5. Верхняя поверхность и вертикальный сквозной паз 8 ведомой каретки 6 имеют электроизоляционное покрытие 13. В нижней части корпуса 7 ведомой каретки 6 по обе стороны от вертикального сквозно0 го паза 8 выполнены поперечные горизонтальные сквозные и открытые снизу менее чем на полдиаметра цилиндрические пазы 14 с антифрикционными вкладышами 15, в которых установлены по два опорных шара

5 16. На токосъемнике 17 электротранспортного средства (не показано) установлен кон- такт 18, примыкающий подвижно к токопроводящим вставкам 5 в днище желоба 1. По обе стороны желоба 1 напротив

0 корпуса 7 ведомой каретки 6 на токосъемнике 17 укреплены ведущие постоянные магниты 19. Контакт 18 токосъемника 17 и ведущие постоянные магниты 19 выполнены с большими продольными размерами,

5 чем нижний контакт 10 и корпус 7 ведомой каретки 6.

Устройство работает следующим образом.

При неподвижном положении электро0 транспортного средства ведомая каретка 6 внутри желоба 1 удерживается напротивто- косъемника 17 электротранспортного средства благодаря магнитной связи корпуса 7 с ведущими постоянными магнитами 19 через

5 стенки желоба 1. При этом создается возможность питания привода электротранспортного средства по цепи токонесущая шина 2 - верхний контакт 9 - гибкая электрическая перемычка 11 - нижний контакт 10

0 ведомой каретки 6 - токопроводящие вставки 5 - контакт 18 токосъемника 17 электротранспортного средства.

В процессе движения электротранспортного средства синхронно с перемещением

5 токосъемника 17 под воздействием его ведущих магнитов 19 движется ведомая каретка 6. При этом поддерживается постоянная электрическая связь токосъемника 17 движущегося электротранспортного средства с

0 токонесущей шиной 3 внутри желоба 1 через верхний контакт 9 ведомой каретки 6, который скользит по токонесущей шине 3 и электрически связанный с ним контакт 10 ведомой каретки 6, поочередно и непрерыв5 но взаимодействующий с токопроводящими вставками 5 внутри желоба 1, по которым с наружной стороны желоба 1 поочередно и непрерывно перемещается контакт 18 токосъемника 17 электротранспортного средства.

Поскольку токонесущая шина троллейной части расположена внутри оболочки - закрытого желоба и подвижная электрическая связь токосъемника электротранспортного средства с нею осуществляется постоянно через изолированные друг от друга токопроводящие вставки в днище желоба посредством контактов ведомой каретки, перемещаемой внутри закрытого желоба ведущими постоянными магнитами, то наружная поверхность троллейной части на всем ее протяжении, за исключением места, перекрываемого токосъемником, не находится под напряжением и безопасна при прикосновении к ней. Продольные размеры контакта токосъемника электротранспортного средства и ведущих постоянных магни- тов превышают продольные размеры нижнего контакта и корпуса ведомой каретки на величину, соответствующую макси- мальному смещению токосъемника электротранспортного средства и ведомой каретки, которое может возникать за счет инерции ведомой каретки при ускорениях и замедлениях электротранспортного средст- ва. Это позволяет сохранить электрическую связь электротранспортного средства с токонесущей шиной внутри закрытого желоба на всех этапах движения. Выполнение верхнего и нижнего контактов ведомой каретки в виде вкладышей, расположенных в вертикальном пазу в средней части ведомой каретки облегчает их монтаж и замену, а также позволяет стабилизировать их положение на криволинейных участках троллейной ча- сти. Опорные шары в сочетании с антифрикционными вкладышами, расположенные в поперечных горизонтальных сквозных и открытых снизу менее чем на полдиаметра цилиндрических пазах по краям нижней ча- сти корпуса ведомой каретки, выполнят .роль ее движителя, нечувствительного к перекосам, и позволяют снизить сопротивление движению ведомой каретки.

Использование предложенного устрой- ства позволит расширить область применения троллейных электротранспортных средств в стесненных условиях, например, в шахтных выработках малого сечения/ в том числе в участковых выработках, где мо- гут быть применены шахтные контактные электровозы, имеющие ряд конструктивных и эксплуатационных преимуществ по сравнению с применяемыми в этих условиях аккумуляторными электровозами, а также канатными тяговыми лебедками.

Предлагаемое устройство может быть использовано при создании подвесных монорельсовых средств транспорта с автоном- ным подвижным тяговым устройством,

питаемым от троллейной системы и способным работать в разветвленной транспортной сети взамен монорельсовых дорог с канатным тяговым органом и стационарной лебедкой, способных работать только на одном транспортном маршруте каждая. При этом вместо нескольких канатных транспортных установок появляется возможность использования одного транспортного средства со свободным выбором маршрута, ограниченным только наличием троллейной системы. Кроме того, появляется возможность включения в подвижный состав грузо- подъемных устройств с приводим, питаемым от троллейной системы, что позволит механизировать погрузочно-разгру- зочные работы в любом месте на каждом транспортном маршруте.

Формул а изобретения ,

1.Устройство для питания электротранспортного средства, содержащее расположенную вдоль пути оболочку с токонесущей шиной, токосъемной кареткой внутри и сквозным продольным отверстием снизу, установленный на транспортном средстве токоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения надежлости в работе и безопасности в эксплуатации, оболочка выполнена в виде электроизоляционного желоба с крышкой, на внутренней стороне которой укреплена токонесущая шина, и с закрепленными в продольном отверстии, выполненном в виде перфораций и отстоящими одна от другой токопроводящими вставками, образующими прерывистый наружный токопровод, корпус токосъемной каретки выполнен из магнитного материала и снабжен электрически связанными между собой и подпружиненными в вертикальном направлении подвижными контактами, верхний из которых установлен с касанием токонесущей шины, а нижний - с прижатием по меньшей мере к двум то ко про водящим вставкам, соприкасающимся снаружи с контактом токоприемника электротранспортного средства, на последнем укреплены ведущие постоянные магниты, расположенные напротив токосъемной каретки, при этом контакт токоприемника и ведущие постоянные магниты выполнены с продольными размерами, превышающими размеры нижнего контакта и корпуса токосъемной каретки на величину, соответствующую максимальному взаимному смещению токоприемника электротранспортного средства и токосъемной каретки в момент изменения скорости движения электротранспортного средства.

2.Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е е- с я тем, что верхний и нижний контакты

токосъемной каретки выполнены в виде вкладышей, расположенных в вертикальном сквозном пазу в средней части ее корпуса, причем верхняя поверхность последнего и вертикальный сквозной паз снабжен электроизоляционным покрытием.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что по краям корпуса токосъемники каретки выполнены поперечные горизонтальные сквозные и открытые менее чем на полдиаметра цилиндрические пазы с антифрикционными вкладышами, в каждом из которых установлено по два опорных шара.

Использование: троллейный электротранспорт в стесненных условиях, преимущественно в горных выработках. Сущность изобретения: троллейная часть устройства выполнена в виде закрытого по всему периметру электроизоляционного желоба, внутри которого вверху закреплена токонесущая шина, связанная электрически через верхний и нижний контакты подвижной ведомой каретки внутри желоба с прерывистым контактным проводом, образованным изолированными друг от друга токопроводящими вставками, укрепленными в сквозных отверстиях желоба. Корпус ведомой каретки выполнен из магнитного материала, а на токосъемнике э/гек- тротранспортного средства, непрерывно взаимодействущем с прерывистым токомро- водом, установлены ведущие магниты, задающие положение ведомой каретки относительно токосъемника электротранспортного средства, при котором обеспечивается постоянная электрическая связь с токонесущей шиной внутри желоба Для компенсации инерции ведомой каретки продольные размеры контакта и ведущих постоянных магнитов превышают продольные размеры нижнего контакта и к рпуса ведомой каретки. Для снижения сопротивления движе нию ведомой каретки она снабжена опорными шарами, расположенными в антифрикционных вкладышах сквозных поперечных цилиндрических пазов в нижней части корпуса. 2 з п ф-лы, 3 ил. со с

18

Л

Фиг.1

,.Х

. ,.v „, с

. Т .- --с -- м г

К 1 .

.