Устройство для бесконтактной передачи электроэнергии от неподвижного объекта к подвижному Советский патент 1979 года по МПК H02G11/02 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для передачи электроэнергии от неподвижных объектов к подвижным и может быть использовано в электротехнической промышленности, а также, например, для передачи коммуникаций с судна на буксируемый или опускаемый объект.

Известно устройство для бесконтактной передачи электроэнергии от неподвижного объекта к подвижному, содержащее наружный барабан, внутри которого соосно ему расположены подвижный и неподвижный барабаны, причем неподвижный барабан закреплен на опорной стойке, а подвижный барабан жестко связан с наружным барабаном, и кабелеперематывающий механизм, выполненный в виде водила, установленного с возможностью вращения вокруг неподвижного и подвижного барабанов . К недостаткам такого устройства относятся усложнение кинематики перематывающего механизма и увеличение веса вращающихся частей за счет введения компенсатора в виде полиспаста с пружинами и занасованным на полиспасте кабелем.

Известно также устройство для бесконтактной передачи электроэнергии аналогичной конструкции, в котором водило кинематически связано с наружным барабаном

посредством фрикционного блока 2. Это устройство обеспечивает многослойную намотку группы кабелей, конструктивно объединенных в ленту, но количество слоев, а следовательно, и количество оборотов грузового барабана невелико, что ограничивает кабелеемкость устройства.

Целью изобретения является увеличение кабелеемкости устройства путем многослойной намотки кабеля. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве элементы для направления кабеля выполнены в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных роликов, а ходовые винты подвижного и неподвижного барабанов выполнены с двусторонней замыкающейся нарезкой и кинематически связаны зубчатыми передачами соответственно с подвижным и неподвижным барабанами.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - занасовка нерематываемого кабеля, вид сбоку.

На наружный барабан 1 устройства намотан кабель-трос 2 для передачи электроэнергии на буксируемый или опускаемый объект. Внутри барабана 1 соосно ему расположены неподвижный 3 и подвижный 4 барабаны. Неподвижный барабан 3 закреплен на опорной стойке, а подвижный барабан 4 жестко связан с наружным барабаном 1. На барабаны 3 и 4 намотан в несколько слоев гибкий кабель 5. Кабелеперематывающий механизм выполнен в виде водила 6, установленного с возможностью вращения вокруг неподвижного и подвижного барабанов. Водило несет две подвижные каретки 7 и 8 и смонтированные на них элементы для направления кабеля, выполненные в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных роликов 9 и 10 на каретке 7 и И и 12 на каретке 8. Каретки установлены на ходовых винтах 13 и 14, имеющих двустороннюю замыкающуюся по концам нарезку. Кинематическая связь кареток с ходовыми винтами обеспечивается поводками 15 и 16, установленными соответственно в каретках 7 и 8. Поводки, взаимодействуя с ходовыми винтами, обеспечивают возвратно-поступательное перемещение кареток 7 и 8 вдоль своих барабанов. Ходовые винты 13 и 14 кинематически связаны зубчатыми передачами соответственно с неподвижным 3 и подвижным 4 барабанами: ходовой винт 13 - щестернями 17 и 18, ходовой винт 14 - шестернями 19 и 20. Запасовка кабеля 5 выполнена следующим образом. От соединительной коробки 21 на барабане 1, где кабель 5 соединяется с кабелем 2, кабель 5 проходит внутрь барабана 4, выводится на его поверхность и наматывается виток к витку в несколько слоев. Затем кабель поступает на ролики И и 12, с которых направляется на ролики 10 и 9, и далее наматывается на барабан 3 также виток к витку в том же направлении, например по часовой стрелке. Ходовой конец кабеля 5 вводится внутрь барабана 3 и через пустотелый вал выводится к неподвижной соединительной коробке 22. Водило 6 кинематически связано с наружным барабаном 1 посредством фрикционного блока через вал 23, звездочки 24 и 25 на барабане 1 и водиле 6 и цепи 26 и 27 со звездочками 28 и 29 фрикционного блока. На валу 30 фрикционного блока сидят внутренние фрикционные диски 31, а нарул ные фрикционные диски 32 установлены в обойме 33, в которой закреплены подпружиненные собачки 34 и 35. Собачки 34 зацепляются с храповым колесом 36, сидящим на валу 37, а собачки 35 - с храповым колесом 38, закрепленным в неподвижном корпусе 39. Между пакетами дисков 31 и 32 и втулкой 40 размещен пакет пружин 41, сжатие которого регулируется гайкой 42 через втулку 40. Гайка 42 находится в зацеплении с винтом 43. Устройство работает следующим образом. В исходном положении весь кабель-трос 2 намотан на барабан 1. Кабель 5 при этом намотан в несколько слоев на барабан 4, а на барабан 3 намотаны один-два витка. При вращении барабана 1 на сматывание кабель-троса 2 вместе с ним вращается барабан 4. При этом кабель 5 сматывается с барабана 4 и наматывается на барабан 3 с необходимым натяжением водилом, т. е. водило в этом случае является ведущим. Вращение водила с необходимой скоростью, а также создание на нем крутящего момента (водило ведущее) для обеспечения необходимого натяжения в кабеле осуществляется фрикционным блоком следующим образом. Вращение барабана 1 через вращающийся с ним барабан 4, звездочку 24, цепь 26, звездочку 28 и вал 37 передается храповому колесу 36. Собачки 34 входят в зацепление с храповым колесом 36, и обойма 33 вращается совместно с последним, а собачки 35 при этом прощелкивают относительно неподвижного храпового колеса 38. Обойма 33 через пакет фрикционных дисков 31 и 32, вал 30, звездочку 29, цепь 27, звездочку 25 и вал 23 увлекает водило 6. Кабель 5 не позволяет вращаться водилу со скоростью большей, чем требуется по условиям перемотки, вследствие чего фрикционные диски 31 и 32 проскальзывают один относительно другого, а величина момента проскальзывания регулируется затяжкой пакета пружин 41. В связи с тем, что барабан 4 и водило 6 вращаются с разной скоростью, имеет место вращение водила относительно барабана 4. Благодаря этому шестерня 19, находясь в зацеплении с шестерней 20 барабана 4, вращает ходовой винт 14. Вращение ходового винта при взаимодействии его с поводком 16 вызывает перемещение каретки 8 вдоль барабана 4. Вместе с кареткой перемещаются ролики И и 12. Ролик 11 обеспечивает укладку кабеля 5 виток к витку при намотке его на барабан 4. При перематывании кабеля 5 ролик 12 передает кабель на направляющее устройство неподвижного барабана 3. Укладка перематываемого кабеля 5 на неподвижный барабан 3 осуществляется роликом 9 виток к витку также в несколько слоев. Возвратно-поступательное движение каретки 7 с установленными на ней роликами осуществляется ходовым винтом 13 при взаимодействии его с поводком 15. Вращение ходового винта 13 обеспечивается шестерней 17 при обкатывании ее по неподвижной шестерне 18 барабана 3 за счет вращения водила 6. В связи с тем, что в начальный момент перемотки кабель 5 сматывается с большого диаметра барабана 4 и наматывается на малый диаметр барабана 3, перемещение кареток 7 и 8 вдоль своих барабанов происходит с разной скоростью. Скорость перемещения кареток изменяется в зависимости от скорости вращения водила 6 относительно подвижного и неподвижного барабанов. При полном сматывании кабельтроса 2 с барабана 1 весь кабель 5 оказывается перемотанным на неподвижный барабан 3, на подвижном барабане 4 при этом находится не более одного-двух витков.

При вращении барабана 1 в сторону намотки кабель-троса 2 происходит обратное перематывание кабеля 5 с неподвижного барабана 3 на подвижный барабан 4 с укладкой его виток к витку в несколько слоев.

Намотка кабеля 5 на барабан 4 осуществляется за счет вращения барабана 4. Водило 6 вращается уже не фрикционным блоком, а перематываемым кабелем 5. Таким образом, водило становится ведомым, а кабель - ведущим. Необходимое натяжение кабеля 5 при перемотке обеспечивается фрикционным блоком, который в этом случае работает на подтормаживание следующим образом.

При указанной обратной перемотке собачки 34 прощелкивают относительно храпового колеса 36, а собачки 35 входят в зацепление с неподвижным храповым колесом 38. Обойма 33 стаповится неподвижной и через фрикционные диски 31 и 32, вал 30, звездочку 29, цепь 26, звездочку 25 и вал 23 стремится остановить водило 6. Однако при перемотке кабель 5 намытывается на вращающийся барабан 4 и увлекает водило 6. В кабеле 5 поддерживается натяжение, которое, как и в случае, когда водило является ведущим, зависит от величины затяжки пакета фрикционных дисков.

Использование двух направляющих механизмов с независимым приводом для укладки перематываемого кабеля на подвижный и неподвижный барабаны позволяет обеспечить многослойную намотку кабеля. Кабелеемкость устройства при этом резко возрастает.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактной передачи электроэнергии от неподвижного объекта к

подвижному, содержащее наружный барабан, внутри которого соосно ему расположены подвижный )1 неподвижный барабаны, причем неподвижный барабан закреплен на опорной стойке, а подвижный барабан жестко связан с нарул ным барабаном, и кабелеперематывающий .механизм, выполненный в виде водила, установленного с возможностью вращения вокруг неподвижного и подвижного барабанов, кинематически связанного с нарун ным барабаном посредством фрикционного блока и несущего две подвижные каретки с элементами для направления кабеля, установленные на ходовых винтах, отличающееся

тем, что, с целью увеличения кабелеемкости устройства путем многослойной намотки кабеля, элементы для направления кабеля выполнены в виду двух взаимно перпендикулярно расположенных роликов, а

ходовые винты подвижного и неподвижного барабанов выполнены с двусторонней замыкающейся нарезкой и кинематически связаны зубчатыми передачами соответственно с подвижным и неподвижным барабанами.

Источники информации, прииятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР по заявке Л 2360765/24-07, кл. Н 01G 11/02,

17.05.76.

2. Авторское свидетельство СССР № 412650, кл. Н 02G 11/02, 1971. j л 32 33 35 Й/г 2 V