Кабель для движущихся приемников электрического тока Советский патент 1934 года по МПК H01B7/04 

Электрические кабели для пахоты, раскрывающиеся при съеме тока контактным путем, уновизны не представляют, но их конструкция до сих пор остается настолько несовершенной, что они практического применения еще не получили.Настоящее изобретение, касающееся устройства для питания движущихся приемников электрического тока, имеет своею целью дать усовершенствованную конкретную форму выполнения соответствующих кабелей. Отличительной ее особенностью является применение двух половин кабеля с пластинчатыми проводниками. Поверх изоляции они покрыты металлическими листами и, с одной своей стороны, скреплены шарнирами, пружинами или т. п. деталями, а с другой своей стороны, скреплены защелкивающимися приспособлениями.

На фиг. 1 и 2 показан предлагаемый кабель в закрытом Рк раскрытом состоянии;, на фиг. 3 и За изображен способ крепления брони на л абеле; фиг. 4, 5, б показывают устройство подъемника и токоприемника; фиг. 7 изображает участок поля с тракторами; фиг. 8 и 9 изображают защелкивающие кнопки; фиг. 10, П, 12 - видоизменение кабеля и защелкивающих приспособлений; фиг. 13, 14, 15, 16 - видоизмененное устройство подъемника и токоприемника;

фиг. 17-21 изображают значительно упрощенную форму кабеля.

Как видно из фиг. 1 и 2, две половины кабеля 2 и 2а соединены между собой шарнирами /. Эти шарниры представляют собой простую коротенькую петлю и располагаются по длине через 50-100 см друг от друга. Каждая -половина является самостоятельной фазой и состоит для придания большой гибкости всему кабелю из стопки 3 и За тонких (0,1 - 0.5 мм} лент красной меди или алюминия.Каждая жила кабеля окружена изоляцией 4 и 4а из резины или другого материала за исключением оставляемого голым промежутка 6 с внутренней стороны каждой половины. Снаружи изоляции находится сделанная из цельного листа броня 5 и 5а из тонкой освинцованной жести за исключением опять таки того же промежутка б. Таким образом, в промежутке б изоляцией между проводящими жилами разных фаз является только воздух.

По условиям работы в сельском хозяйстве кабелю лучше не лежать, а стоять на земле, чтобы он легко мог изгибаться влево и вправо. Для этого к/наружной жестяной броне кабеля прикрепляются стальные пружинящие полосы 7 и 7а. Указанное на фиг. 1 положение является нормальным рабочим

оложением кабеля, которое он приниает по всей своей длине и только момент прохождения над электротракором кабель раскрывается так, как показано -на фиг. 2.

Способ укрепления изоляции на каеле указан в двух вариантах на фиг. 3 и За и заключается в том, что около края промежутка 6 противоположные края (внутренний и наружный) брони стягиваются либо заклепками 8 из какой-либо твердой пластической массы целиком или из металла, но с изолирующей трубкой из твердой изоляции, либо (фиг. За) .стягиваются стальной ленточкой или проволокой 9, для чего в проводящей жиле делаются отверстия 10, заполненные изоляцией. Местами эта лента или проволока припаивается к броне. Отверстия, проделываемые как в том, так и в другом случае в проводящей жиле 5 и 5а кабеля, несколько увеличивают сопротивление ее, но при большой ширине жилы (порядка 10-20 см} роль этих отверстий не велика, а кроме того, и самые отверстия делаются через 10-20 см друг от друга.

Для того, чтобы придать кабелю большую гибкость, наружная поверхность жестяной брони делается волнистой, как это видно из фиг. 3 и За, причем направление продольной оси волн перпендикулярно к длине кабеля. При такой конструкции всего кабеля его даже в закрытом состоянии легко можно нам,отать на обычного типа кабельный барабан. В таком виде кабель перевозится на поле.

Закрытое (фиг. 1) положение кабеля обеспечивается кнопками 7/ и //а, отличающимися от обычных кнопок (для платья) только большими размерами. Эти кнопки взяты потому, что они хорошо оправдали себя в смысле выдерживания большого числа их закрытия и открытий. Но вместо них можно взять любой другой вид кнопочных устройств, лишь бы они запирались.

Выше этих кнопок 7/ и 77а, но ниже промежутка 6, к одной из половин кабеля по всей его длине прикреплена резиновая трубочка, резиновый жгут или, наконец, просто лента /2 из мягкой резины. Наличие такой трубочки не допускает проникновения воды и пыли в закрытый кабель в промежуток 6.

Основное назначение предложенного кабеля заключается в том, чтобы сделать возможным перевод на электрическую тягу прежде всего сельскохозяйственных, а затем и других работ (лесоразработки, строительные работы, добыча нерудных ископаемых из карьеров и т. п.). При этом машина-орудие (плуг, комбайн, экскаватор и т. п.) должны побывать в каждой точке данного участка. Из фиг. 7 видно, что по краям данного участка имеется обычная стационарная электрическая сеть 35 и 35а. К этой сети присоединяется передвижная трансформаторная подстанция 36 и Зба, а в ней присоединяется кабель 37, длиной во всю ширину участка АБ. Электротрактор вместе с прицепленной к нему одной или несколькими разнородными по назначению (плуг, борона и сеялка) машинами-орудиями 39 движется вдоль кабеля и по ширине поля. Кабель 37 проходит во время работы через раму 77, служащую для подъема кабеля с земли и снятия тока, а затем через ролик 40. Для того, чтобы от одного и того же кабеля одновременно могли работать несколько электротракторов, поле разделяется по ширине на столько же участков 1, II, III (фиг. 7), и каждый трактор ходит взад и вперед только по своему участку. При этом все они приблизительно одновременно доходят до правой границы своего участка, здесь поворачиваются на 90° и, двигаясь вдоль длины поля, передвигают кабель 37 на длину, равную ширине обрабатываемой за один проход части поля, и затем, повернувшись еще на 90°, идут снова вдоль кабеля, но уже в обратном прежнему направлении, обрабатывая новую полосу поля.

Приспособление для подъема и опускания кабеля с земли и на землю, а также и для автоматического открывиния и закрывания его изображено на фиг. 4 и 5. Оно состоит из колеса 14, укрепленного на электротракторе. Во втулку 75 этого колеса входит трубчатый отросток 16 рамы 77. Отросток 16 и ролики 18 позволяют раме 77 вращаться при вывинченном болте 19, находящемся на отростке 20 рамы 77. Этот болт 19

Еывинчивается тогда, когда электротрактор подходит к краю поля (т. е. к концу или началу борозды). Тогда трактор поворачивается на 90° и продвигает конец кабеля в сторону необработанной еще части поля на длину, равную ширине обрабатываемой за один раз трактором полосы поля. При этом, опустив болт 19, конец которого входит в соответствующие отверстия, просверленные сбоку по окружности колеса 14, можно раму /7 закрепить под любым углом к продольной оси трактора. Вследствие этого кабель не только поднимается, но и отводится в сторону еще необработанной части поля. Поднимаясь с земли, кабель проходит сначала через горизонтальный ролик 21, вращающийся вместе со своей осью в особом подщипнике в раме 4. На этот ролик 21 и ложится, главным образом, тяжесть поднимаемого кабеля. Затем кабель проходит между вертикальными роликами 22 и 22а, сжимающими несколько кабель. Очевидно, как до этих роликов 22 и 22а, так и после таких же вертикальных роликов 25 и 2Ja на другом конце рамы /7кабель остается закрытым. Начинает же раскрываться он только после роликов 22 и 22а под воздействием клинообразного ножа 24 (или 24а), высота и толщина которого постепенно увеличиваются по направлению к середине рамы 17. Этот нож 24 (или 24а) укреплен на той же подставке, на которой укреплены и ролики 22 и 22а (или 23 и 23а). При этом нож 24 не только раскрывает кабель, но и направляет обе раскрывшиеся половинки кабеля на ролики 25 и 25а. Между парой роликов 25 и 25а помещается токоприемник.

Подставки 7 и 7ot не мещают движению кабеля над приемником энергии, так как при подходе кабеля к приемнику они отгибаются в сторону сначала роликами 22 и 22а, а затем гребнями 26 и 26а, что ясно видно из фиг. 6. Токоприемник состоит из отростка 27, неподвижно закрепленного в раме 77. На отросток 27 надета изолирующая гильза 28. На этой гильзе укреплены два щеткодержателя 29 и 29а, через которые ток проходит к клеммам 30 и ЗОа и к мотору.

На фиг. 8 изображен другой вариант приспособления для скрепления внизу

половин кабеля. Оно отличается тем, что кнопка 45 сидит на пружинке 4f, припаянной к одной половинке кабеля. В другой половинке кабеля в самой броне 5 проштамповывается отверстие 42 и притом так, что в нем остаются загнутые концы жести, захватывающие и удерживающие кнопку 43. Отличие в работе этой (фиг. 8) конструкции заключается в том, что здесь, не отведя предварительно пружинку 4} с кнопкой 43 вниз, скорее можно разорвать пружинку 41 или прорвать жесть брони в отверстии 42, чем разъединить половины кабеля. Для такого отвода пружинки вниз служит приспособление 44, которое ставится на раме 14 (фиг. 4-5) взамен ножа 24 (или 24а), тогда как при конструкции фиг. 1 для разъединения кнопок // достаточно сравнительно небольшого усилия. Такие усилия, стремящиеся раскрыть снизу кабель, могут возникнуть в нем в поднимающейся с земли на приемник и в спускающейся с последнего на землю части кабеля. Но таких условий, которые стремились бы отогнуть пружинку 47 вниз, в кабеле ни при каких естественных условиях его работы возникнуть не может. Находя на ролик 33 (55й) и 2/ (2/а) пружинка 41 отгибается слегка вверх и потому сохраняет свое стремление прижиматься ко второй половине кабеля. В роликах 22 (22о) и 23 (23а) для пропуска левого конца пружинки 41 делается выточка.

На фиг. 9 изображен вариант заклепки с железным сердечником 46. В отверстии проводящей жилы 3 вставляется сначала трубочка 46 из эбонита, фарфора или другого твердого изолятора. Затем, когда на резиновую изоляцию 4 надевается броня 5, то в последней (броне) продавливается отверстие, причем края жести войдут в трубочку 46. Затем вставляются и раззенковываются железные заклепки 47. Все эти операции выполняются машиной.

На фиг. 10 показана другая форма выполнения предложенного кабеля в которой внутренняя поверхность брони покрыта изоляцией, например, резиной. Резиновая изоляция служит не только изолирующей, но и механически скрепляющей основой кабелей и потому должна не только хорошо сцепляться с железом, но и обладать необходимой механической прочностью на разрыв и изгиб. Для усиления этого значения ее, как скрепляющей основы, как в проводящей жиле, Так и в краях брони, покрываемых снаруж слоем резины, можно сдег1 ть небольшие в 2-3 Л1М диаметром отверстия. При изготовлении кабеля резина заполнит их целиком и сольется в одну массу, скрепляющую все части кабеля.

Защелка (фиг. 11) изготовляется из стальной ленты, связываемой в месте стыка и снабженной бугорком 63, не позволяющим отогнутой защелке сильно опускаться вниз. Другой тип защелки- пружинящий - изображен на фиг. 12. При изготовлении кабеля на заводе все операции прошивания петель и прикрепления защелок могут делаться мащиной, а при ремонте кабеля в поле эти операции можно сделать, имея в руках только проволоку (голую или с защелками), кусачки и плоскогубцы. Для увеличения срока службы кабеля его снабжают запасными петлями, в которые вставляются новые защелкивающиеся приспособления по мере износа первоначально изготовленных.

Приспособление для подъема кабеля, показанное на фиг. 14, 1$ и 16, состоит из основной рамы 7/, несущей съемную часть 72 с болтом 73. На последнем крепится с помощью щариковых подщипников ролик 74, поднимающий кабель 75. Ролики 76 служат для снимания кабеля, а пружинная рамка 78-для открывания и закрывания защелок на кабеле при посредстве ремня 79.

Приспособление для снимания тока, показанное на фиг. 13, состоит из рамы 57, несущей изолирующий выступ 82 с контактными щетками 84. Ролик, 86 служит для раскрывания кабеля- и снабжается направляющими накладками 88. Крыщка 90 закрывает приспособление в деревянном футляре и имеет уплЬтняюЩую войлочную прокладкуч92. Фугляр вращается на оси 9(5 и поддерживается шайбой 97, укрепляемой на тракторе.

Присоединение мотора, трактора к кабелю производится следующим образом. Открьшается крыщка 90 футляра, кабель 75 поднимается с земли в закрытом состоянии и укладывается на ролики 74. Защелки, оказавшиеся внутри

футляра, открываются просто пальцем. Как видно из сопоставления фиг. 13 и 14, верхний край кабеля, лежащий на ролике, будет находиться на высоте около 100 мм над дном футляра, а верхняя точка того же кабеля под роликом 76 при закрытой крышке 90 футляра будет находиться на высоте около 70 мм над дном футляра ниже. Поэтому, при закрывании крышки 90 футляра, она, вопервых, прогнет вниз весь кабель и, вовторых, заставит его (при открытых защелках) раскрыться и принять положение, указанное на фигуре J3. При этом вес опускающихся с электротрактора частей кабеля будет все время стремиться выпрямить (т: е. поднять середину) ту часть кабеля, которая находится в футляре и, следовательно, будет прижимать обе половины раскрытого кабеля к резиновым накладкам ролика 86.

Как видно из описанного, кабель раскрывается только внутри футляра и потому даже случайное прикосновение человека и животных к токонесущим частям кабеля невозможно, так как на всей остальной части длины кабеля защелки замкнуты.

При заземленной оболочке кабеля и заземлении самого электротрактора через его колеса и прицепные сельскохозяйственные орудия земля служит третьей фазой. Поэтому, если бы даже случился электрический пророй изоляции кабеля, то получилось бы короткое замыкание между фазами, и потому масляник у начала кабеля немедленно отключит весь кабель от сети. Поэтому, применение описываемого кабеля в сельском хозяйстве безопасно, несмотря на относительно высокое (3000 V) напряжение.

В контактную цель закрытого кабеля ни пыль, ни вода, ни влага попасть не могут. При входе и выходе у футляра ставятся скребки и щетка, очищающяе грлзь и пыль с внещней поверхности кабеля и, кроме того, устанавливаются перегородки из фанеры с отверстием, пропускающим только кабель. Кроме того, в 1утри футляра рядом с токоснимателем и с обеих сторон ставятся штуцера, так направленные, что выходящая из штуцера струя воздуха обдувает контактную щель, отгоняя пыль

к концам футляра. Для этого используется предварительно профильтрованный воздух, накачиваемый в мотор для осуществления принудительного охлаждения его.

Процесс открывания защелки происходит плавно. Когда электротрактор подойдет ближе к данной точке кабеля, это место кабеля начнет подниматься с земли и одновременно будет перемещаться ближе к электротрактору, пока не очутится между роликами 76 (фигЛ4), находящимися у переднего конца футляра. Как только защелка пройдет ролики 76, ее конец будет упираться в ремень 79 (фиг. 15 и 16). Сначала пружинная рамка 78 отогнется слегка вверх, но потом при дальнейщем движении ремень 79 обязательно оттянет вниз защелку, т. е. разомкнет ее. Под действием соответствующих приспособлений кабеЛь после этоУо начнет раскрываться, как уже было описано ранее. Защелка же в:е время будет оставаться открытой, пока она не подойдет к другому концу футляра. Здесь она снова наткнется на внутренний нижний конец рамки 78 и, проходя по ремню 79, будет поднята последним вверх и защелкнута.

Изображенный на фиг. 17-21 вариант конструкции контактного кабеля отличается от описанной конструкции устранением многочисленных защелок и щарниров, сильно усложняющих технологический процесс изготовления кабеля и ухудшающих условия его работы, а также тем, что весь технологический процесс изготовления настолько приближается к обычному процессу, что становится возможным применение без всяких изменений и переделок обычных в кабельной технике материалов и машин, за исключением процесса надевания и укрепления б|эони на каждой половинке кабеля и скрепления двух половинок между особой, для которых потребуются новые мащины.

На фиг. 17 изображен поперечный разрез половины кабеля, состоящей из плоской проводящей жилы, слоя обычной кабельной изоляции и наружного футляра W3 из прессщпана, который изнутри обмазывается клеем, хорощо пристающим к изоляции, а снаружи клеем, хорощо пристающим к железу.

Из широкой и длинной (во всю длину кабеля) оцинкованной или освинцованной стальной или железной ленты 109, в которой предварительно прорублены и отогнуты особые язычки 105, изготовляется путем пропускания ее через пару формующих валиков заготовка брони, указанная на фиг. 18. Одновременно с этим нижняя часть заготовки брони заполняется асфальтовым составом или каменноугольны пеком или какимлибо другим тому подобным материалом. Далее броня автоматически надевается на половину кабеля (фиг. 19) и путем пропускания через формующие и прессующие валики вся заготовка половины кабеля получает форму, указанную на фиг. 20.

Для закрепления брони применяется обработка на соответствующей машине, пробивающей отверстия и вставляющей заклепки.

Затем в готовой половине кабеля вырезается изоляция. Далее две готовых половины соединяются (вверху) между собой путем приваривания на электрическом сварочном шовном станке к ним о5еим одной и той же стальной ленты 108 Эта лента не только соединяет между собой обе Головины кабеля, позволяя им вместе с тем отойти друг от друга, но и предохраняет кабель от попадания пыли, дождя и влаги. Для той же цели и скрепления обеих половин служит стальная лента, изображенная на фиг. 21. Она состоит из основной тонкой стальной ленты с загнутыми бортами.

В этой ленте сделаны отверстия /// такой величины и взаимного расстояния, чтобы в них могли попадать язычки 106 на броне кабеля. Кроме того, к ленте 109 приварена тонкая (порядка 0,1 MAI) волнистая лента 109cL из стали. Назначение этой ленты 109а заключается в том, чтобы служить основанием и скреплением для гребня 110 из мягкой резины, не препятствуя вместе с тем последнему сжиматься в вертикальном направлении. Изгиб ленты при закреплении ее на кабеле происходит оттого, что резина гребня 110, попав в клинообразный промежуток между половинами кабеля и будучи сжата ими и с боков и сверху, не только сжимается сама, но своей упругостью выдавливает (вернее изгибает

в дугу) стальную ленту 109. Но вследствие этого изгиба отверстия 111 сближаются между собой и своими краями плотно прижимаются к-язычкам на броне кабеля.

Для раскрывания и закрывания кабеля описанной видоизмененной формы приспособления на тракторе получают соответствующие изменения и снабжаются дополнительными деталями, в виду их простоты и элементарности здесь не описанными;

Предмет изобретения.

1. Устройство для питания движущихся приемников электрического тока, выполненное в виде кабеля с раскрывающейся щелью для токоприемника, отличающееся применением двух половин кабеля с пластинчатыми внутри них проводниками 3, За, покрытых поверх изоляции защитными металлическими листами 5, 5а. и скрепленных с одной стороны Щарнирами /, пружинами или гибкими листками, а с другой-защелками в виде кнопок, крючков или тому подобными приспособлениями, позволяющими, по желанию, раскрывать кабель

или держать его в закрытом состояний, причем для снятия тока часть обращенной внутрь всего кабеля поверхности проводников 5, За каждой половины кабеля оставлена не изолированной.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для постоянного раскрывания кабеля и последующего его закрывания приемник снабжен соответствующим приспособлением.

3.Форма выполнения устройства по п. 2, отличающаяся тем, что приспособление, установленное на приемнике, укреплено на поворотной в горизонтальной плоскости раме 77 (фиг. 2, 4, 5).

4.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для скрепления снизу обеих половин кабеля в броне нижней части обеих половин его сделаны язычки 105 и между половинками оставлено нужное пространство, в которое входит гребень 110 из мягкой резины, укрепленной на стальной тонкой ленте 109, надевающейся своими отверстиями 777 на язычки 105, причем сжатая резина гребня 110 своей упругостью изгибает ленту 109, прижимая тем самым края отверстий 111 к язычкам 105. .