Кабель-канат Советский патент 1980 года по МПК H01B5/08 H01B7/22 

1

Изобретение относится к изготовлеftum кабель-канатов и может быть использовано в угольной и горнорудной промышленности, в лифтовых подъемниках, в практике глубоководного пром- 5 рыболовства и в других отраслях .народного хозяйства, где требуется передача электрической энергии и электрических сигналов по каналам, размещенным в канатах большого диаметра, tO работающих в тяжелых режимах нагружения.

Известен проволочный канат, передающий электрическую энергию,который содержит сердечник и наружные прово- j локи, каждая из которых во внешнем слое представляет собою биметаллическую проволоку, имеющую центральную часть с круглы поперечным сечением, выполненную из стали, и наружную 20 часть - из материсьла с высокой элек- тропроводностью, например меди

Недостатком этого каната является то, что электрический ток здесь передается по наружной поверхности кана- 25 та, что при больших значениях напряжения и тока представляет опасность для обслуживакяцего персонала. Кроме , того, при таком устройстве каната неизбежны утечки электроэнергии, а по- 30

этому необходимы дополнительные затраты на его электроизоляцию. На наклонных шахтныхподъемах, где неизбежен контакт каната с почвой, вообще невозможно использойать указанный проволочный канат. В условиях обводненного ствола применение каната также невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является каротажный кабель-канат,, который содержит двойную или многослойную броню из проволок круглого или фасонного сечения, повивы которых наложены во взаимно противоположных направлениях, а в центральной части - токопроводящую жилу, состоящую из медных nposffлок, покрытых сверху пи всей длине изолирующим слоем, например резиной.

Недостатком известного каната являете то, что токопроводящая его часть выполняет роль сердечника, воспринимаквдего радиальные сжимающие

.

В случае интенсивных изгибных и крутильных деформаций возможно истирание и разрушение изолирующего слоя, появление утечек электрической .энергии, обрыв сердечника и наруше ние целостности каната вследствие

западаний отдельных проволок (навиваемых с большим шагом) в тело сердечника, а также вследствие выхода фигурных проволок из замковых соеди нений, что приводит к выходу каната из строя.

Цель изобретения - повышение качества каната путем улучшения защиты его электропроводящей части.

Указанная цель достигается тем, что на сердечник свободно навиты одна или несколько ленточных пружин, в зазорах между витками которых размещена наложенная с натягом на сердечник круглая проволока, при этом на наружной поверхности ленточной пружины выполнены углубления. Шаг навивки ленточной пружины равен

ti:(b + ,

с I

где b - ширина ленты;

do - диаметр проволоки; S -.зазор между проволокой и лентой ;

dcдиаметр сердечника; m - число заходов ленточной

пружины, ,

Угол наклона углублений на ленточной пружине к продольной оси ленты

равен

/-J- -1

-arctgr rt.jb,

где ot - УГОЛ навивки проволок в пряди ; Jb - угол свивки в канате.

Углубления выполнены по радиусу, равному радиусу проволок наружного слоя пряди,глубиною не превышающей половины толщины ленты,а шаг - диаметра этих проволок. Ленточныа пружины и проволока, размещенная между витками пружины, выполнены стальными, при этом диаметр этой проволоки не больше толщины ленты.

На фиг. 1 показан канат,общий вид; на фиг. 2 - то же, сечение; на фиг. 3узел 1 на фиг. 1

Предлагаемый кабель-канат выполнен следующим образом.

Вокруг сердечника 1, выполненного, например, в виде нескольких изолированных одна от другой токопроводящих жил 2 с электроизоляционным матерйалом 3, заполняющим остальное его сечение, свободно навита цилиндрическайленточная пружина 4, в зазорах меж1ду витками которой размещены кругла % проволока 5, с натягом обвитая вокруг сердечника 1. Далее поверх армированного таким образом сердечника размещаются повитые вокруг-него пряди б прядного каната, либо слои, содержащие круглые и фасон-ные проволоки спирального каната. На наружно поверхности ленточной пружины выпол-нены углубления.

Такое исполнение кабель-каната | позволяет передавать по армированно |

му и надежно защищенному от внешних воад йствий сердечнику (по его токопроводящим элементам) электрическую энергию и в тоже время работать канатом как гибким тяговым органом. Таким образом, канат, механически связывающий один объект (подъемная машина) с другим (подъемный сосуд), позволяет осуществить электрическую связь между ними. С помощью этой раально обеспечиваемой обратной связи эффективно контролируется и предо.твращается напуск и обрыв каната, а также осуществляется дистанционное включение и выключение .необходимых механизмов и аппаратуры.

Работает кабель-канат следующим образом.

Внутренняя полость каната не несет силовых нагрузок и предназначена, как в обЕЛчном кабеле, для передачи элек.трической энергии или сигналов. Армировка сердечника работает также без восприятия продольных растягивающих усилий. Ее основное назначение - защищать сердечник от радиальной сжимающей нагрузки и удерживать его от смещений относительно силовых элементов каната - проволок или прядей. Элементы армировки, навитые поверх сердечника, цилиндрическая ленточная пружина и пружина из круглой проволоки работают в канате по-разному. Ленточная пружина воспринимает радиальные нагрузки от ВЕэшележащих прядей (или слоев проволок) и тем самым разгружает сердечник от восприятия этих нагрузок. Кроме того, шаг пружины меньше диаметра сердечника, а поэтому пружина обладает повышенной устойчивостью, сохраняя в целостности сердечник в условиях интенсивных изгибных и крутильных деформаций каната. Причем проволоки прядей ложатся в углубления на ленте так, что между ленточной пружиной и вышележащими проволоками обеспечивается контакт по площадкам касания, уменьшающий контактные напряжения. Прокаткой или накаткой в процессе изготовления ленты ее наружная поверхность делается рифтообразной в виде системы углублений с расчетным углом наклона углублений, так что наружным проволокам пряди обеспечиваются оптимальные условия контактирования с лентой. Кроме того, таким исполнением наружной поверхности ленты предот-. вращается ее смещение относительно прядей каната.

Пружина из круглой проволоки, размещенная в зазорах между витками ленточной пружины, работает в другом режиме. Она с натягом навивается на сердечник и выполняет роль фиксатора или пространственной спиралеобразной шпонки, удерживающей сердечник относительно основного элемента армировки ленточной пружины за счет того, что частично внедряется в i .(атериал сердечника и, будучи в зазоре между витками ленточной пружины, препятствует его осевому смещению. Отсутствие смещений сердечника приводит к уменьшению его износа от сил трения с пружинами. Диаметр про волоки не больше толщины ленты,, поэ тому она не вступает во в,заимодействие с прядями каната. Таким образом, предлагаемая дифференциальная армировка разгружает сердечник (и токопроводящие жилы) о действия радиальных и разрывных уси лий и надежно фиксирует его внутри каната. Диаметр проволоки меньше за зора между витками ленточной пружины, поэтому предлагаемое устройство не увеличивает жесткость каната. Ширина ленты не больше радиуса сердечника, поэтому ленточная пружина навивается вокруг сердечника с шагом, меньшим его диаметра, что обе печивает ее повышенную устойчивость от опрокидывания. В каждом конкрет-ном случае допус каемые параметры пружин армировки определяются расчетным путем. Использование пружин с числом за ходов, большим единицы, увеличивает производительность устройств, изготавливающих армировку. Простота предлагаемого устройства, предназначенного для тяжелонагру женных канатов, и технологичность, обусловленная.возможность одновремен ного повива пружин обоих типов, позволяют использовать его на действующих предприятиях для создания качест венных проволочных канатов со встроенными электропроводящими элементами Формула изобретения 1. Кабель-канат, содержащий сер дечник из электроизоляционного материала с равномерно размещенными по его сечению электропроводящими элементами и наружные слои из стальных проволок или их прядей, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения качества изделия путем улучшения защиты его электропроводящей части, на сердечнике свободно навиты одна или несколько ленточных пружин, в зазорах между витками которых размещена наложенная с натягом на сердечник круглая проволока при этом на наружной поверхности ленточной пружины выполнены углубления. 2. Кабель-канат по п. 1, о т личающийся тем, что шаг навивки лент;очной пружины равен 11-()(, где b -. ширина ленты; диаметр проволоки; 6 - зазор между, проволокой и пентой; dc, - диаметр сердечника; m - число заходов ленточной пружины. 3. Кабель-канат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что угол наклона углубления на ленточной пружине к продольной оси ленты равен угол навивки проволок в пряди; Jb - угол навивки в кабель-канате, 4. Кабель-канат по пп. 1-3, отличающийс я тем, что углубления на ленточной пружине выполнены по радиусу, равному радиусу проволок наружного слоя пряди, глу биною не превышающей половины толщины ленты, а шаг - диаметра этих проволок. 5. Кабель-канат по пп. 1 - 4, отличающийс я тем, что ленточная пружина и круглая проволока выполнены стальными. б.. Кабель-канат по пп. 1-5, отличающийс я тем, что диаметр круглой проволоки не больше толщины ленты.

P

фиг.2