УСТРОЙСТВО ПОСТОЯННОЙ КОМПЕНСАЦИИ НАТЯЖЕНИЯ С ТОРМОЗНЫМ МЕХАНИЗМОМ

Область техники, к которой относится полезная модель
Данная полезная модель относится к области кабельной технологии, и в частности к устройству постоянной компенсации натяжения, которое в основном используется для натяжения контактной подвески подвесного кабеля или контактного провода в электросети электрифицированной железной дороги. Данная полезная модель также подходит для подобного или подобных применений на силовых установках или на сталеплавильных заводах.
Уровень техники
В контактной системе энергоснабжения электрифицированной железной дороги при любых погодных условиях контактная подвеска подвесного кабеля (или подвеска контактного провода) и контактный провод (или кабель) должны всегда быть в натянутом состоянии для обеспечения нормальной работы контактной сети электроснабжения. Однако, под воздействием условий окружающей среды, таких как расширение, вызываемое теплом, и сжатие, вызываемое холодом, длина контактной подвески кабеля (или подвески контактного провода) и контактного провода (кабеля) может меняться в разных климатических условиях. Поэтому устройство компенсации натяжения для контактной подвески кабеля или контактного провода широко используется в контактных системах энергоснабжения известной области техники. Такое устройство компенсации натяжения закрепляется на опоре или на стене контактной сети электроснабжения, или на верху туннеля в соответствии с расстоянием, указанным в промышленных стандартах.
Более того, для поддержания контактной подвески воздушного кабеля (или подвески контактного провода) и контактного провода (или кабеля) в постоянно натянутом состоянии были разработаны устройства постоянной компенсации натяжения для поддержания постоянного натяжения.
Как показано на Фиг.1, принцип такого типа устройств постоянной компенсации натяжения 1 описывается далее следующим образом. Элемент натяжения 30, соединенный с контактной подвеской кабеля или контактным проводом, создает внешнее компенсирующее натяжение для контактной подвески кабеля или контактного провода с тем, чтобы контактная подвеска кабеля или контактный провод всегда находились в нормальном натянутом рабочем состоянии.
В большинстве случаев внешняя сила создается скручивающей пружиной с переменным крутящим моментом, спиральной пружиной, или гравитационной пружиной, встроенных в устройство постоянной компенсации натяжения с максимальным натяжением 10 кН.
Однако в реализации описанного выше технического решения в случае повреждения натянутой контактной подвески кабеля, контактного провода или элемента натяжения все устройство постоянной компенсации натяжения может внезапно потерять противодействующую силу, созданную вышеописанными элементами, начнет вращаться в противоположном направлении под действием нагрузки или восстанавливающего усилия силы упругости, быстро скрутит элемент натяжения 30 и потянет поврежденную подвеску кабеля. Задний конец контактного провода или элемента натяжения может захлестнуть, повредив не только непосредственно устройство постоянной компенсации натяжения 1, но также, возможно, приведет к травмам персонала в результате падения компенсирующей нагрузки, которая в результате приведет к серии серьезных несчастных случаев.
По этой причине в известной области техники были разработаны блокировочные механизмы для удерживания или предотвращения возможного быстрого обратного вращения устройства компенсации натяжения.
Примеры включают блокировочную конструкцию, раскрытую в заявке DE 963784, блок крепления с отверстием конусообразного профиля, раскрытый в заявке DE 19932195 CI, и тормоз грузового каната или конструкция ременного тормоза, раскрытая в заявке ЕР 1418084 В1 и DE 102006032816 B4 с торможением в случае выхода из строя кабеля или подвески контактного провода.
Однако все вышеописанные конструкции имеют недостатки, так, например, нагрузка действует в вертикальном направлении, место установки системы находится на высоте и нагрузку может легко повредить любое постороннее лицо. Кроме того, данные устройства либо неприменимы для установки в туннелях и на мостах, либо на их внедрение требуются чрезмерные затраты.
К тому же в Европейском патенте (WO 2008/037386 A1), канадском патенте (СА 2008/2629334 А1) и китайском патенте (WO 2008/092296 A1, CN 200810200971.5) также раскрываются пружинные устройства компенсации натяжения компактного типа. Данные устройства имеют широкое практическое применение, но конструкции их предохранительных устройств в целом очень сложные и имеют высокую стоимость. Некоторые устройства компенсации натяжения даже не оснащены предохранительным устройством.
В качестве другого примера в патенте WO 2008/092296 A1 раскрывается предохранительное устройство, которое состоит из отклоняющегося блокирующего клина и блокирующего углубления, расположенного в желобе каната. Такой дополнительный механизм торможения является не только сложным по конструкции, но он также легко загрязняется или замерзает по причине обледенения, поэтому очень трудно обеспечить его надежность по причине износа системы и определенных условий окружающей среды.
Соответственно, технический персонал в данной области техники прилагает большие усилия для того, чтобы разработать устройство постоянной компенсации натяжения с тормозным механизмом, который имеет простую конструкцию, хорошую адаптируемость, оптимизированные функции и низкую стоимость.
Раскрытие полезной модели
Принимая во внимание указанные выше недостатки в данной области техники, данная полезная модель предназначена для обеспечения устройства постоянной компенсации натяжения с тормозным механизмом, который имеет простую конструкцию, хорошую техническую совместимость и низкую стоимость.
Для достижения данной задачи данная полезная модель предусматривает устройство постоянной компенсации натяжения с тормозным механизмом. Устройство постоянной компенсации натяжения, по меньшей мере, включает опору (а опора), а также главный вал и корпус, которые могут вращаться друг относительно друга. Указанный главный вал или указанный корпус соединены с указанной опорой фиксированной консолью, а другой из указанных главного вала или указанного корпуса соединен с элементом натяжения. Упругий элемент предусматривается между указанным главным валом и указанным корпусом для формирования вращающего момента, реагирующего на указанный элемент натяжения между ними. Устройство постоянной компенсации натяжения также включает тормозной механизм. При выходе из строя указанного элемента натяжения, приводящего к выходу из строя указанного устройства постоянной компенсации натяжения, тормозной механизм переключается на выполнение функции торможения. Далее тормозной механизм содержит, по меньшей мере, активную тормозную часть и пассивную тормозную часть. Когда указанное устройство постоянной компенсации натяжения выходит из строя, активная тормозная часть переключается на зацепление с указанной пассивной тормозной частью для торможения.
Далее описывается концепция данной полезной модели. Когда натянутый элемент натяжения, контактная подвеска кабеля и/или контактный провод повреждены, устройство постоянной компенсации натяжения теряет силу реакции, созданную указанными выше устройствами так, что нарушается его равновесие сил. Под действием центробежной силы корпуса или главного вала, или под действием силы упругого элемента активная тормозная часть в тормозном устройстве переключается на перемещение к пассивной тормозной части, и используются различные механические зацепления для торможения, например, блокирующие собачки и углубления для собачек для выполнения функции торможения.
С описанной выше концепцией и устройством конструкции устройство постоянной компенсации натяжения данной полезной модели реализует функцию торможения простой конструкцией, имея такие преимущества, как низкая стоимость, высокая надежность и широкое применение, увеличивая ценность различных типов устройств постоянной компенсации натяжения в известной области техники.
В одном варианте указанная активная тормозная часть располагается на указанном основном вале или указанном корпусе, который соединяется с указанным элементом натяжения, или указанная активная тормозная часть является участком указанного главного вала или указанного корпуса, соединенного с указанным элементом натяжения. Пассивная тормозная часть предусматривается на указанной опоре или указанная пассивная тормозная часть является участком указанной опоры.
В другом варианте указанная фиксированная консоль жестко крепится к указанной опоре. В случае выхода из строя указанного элемента натяжения натяжение на указанном главном вале или указанном корпусе, который соединен с указанным элементом натяжения, исчезает, и указанная активная тормозная часть быстро вращается для создания центробежной силы и, таким образом, включает указанный тормозной механизм в работу для выполнения тормозной функции. Дополнительно указанная активная тормозная часть включает собачки, располагающиеся на указанном главном валу или указанном корпусе, который соединен с указанным элементом натяжения, указанная пассивная тормозная часть включает, по меньшей мере, углубление для собачек, расположенное на указанной опоре, посредством которого указанные собачки зацепляются с указанными углублениями под действием центробежной силы для выполнения функции торможения.
В других вариантах указанная фиксированная консоль упруго соединяется с указанной опорой упругим элементом. При выходе из строя указанного элемента натяжения натяжение на указанном главном валу или указанном корпусе, который соединен с указанным элементом натяжения, исчезает, указанная фиксированная консоль толкается упругой силой указанного упругого элемента по направлению к указанной пассивной тормозной части и, таким образом, включает указанный тормозной механизм в работу для выполнения функции торможения. Дополнительно указанная активная тормозная часть может быть зубом шестерни, расположенным на указанном главном валу или на указанном корпусе, который соединен с указанным элементом натяжения, а указанная пассивная тормозная часть включает, по меньшей мере, углубление для зуба шестерни. Указанная фиксированная консоль толкается упругой силой указанного упругого элемента по направлению к указанной пассивной тормозной части, и указанный зуб шестерни зацепляется с указанным углублением для зуба шестерни для выполнения функции торможения.
Весь или часть указанного корпуса может быть полым цилиндрическим корпусом. Элемент натяжения предусмотрен на указанном главном валу или на указанном корпусе посредством канатного шкива. На указанном канатном шкиве имеется один или несколько желобов, указанный желоб имеет конический профиль.
Концепция, конструкция и технологические эффекты представленной полезной модели будут далее подробно описываться в комбинации с приложенными чертежами для лучшего понимания задач, характеристик и эффектов данной полезной модели.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схема конструкции устройства постоянной компенсации натяжения в данной области техники.
Фиг.2 - схема конструкции первого варианта данной полезной модели в нормальном рабочем состоянии.
Фиг.3 - схема конструкции первого варианта данной полезной модели в состоянии выхода из строя.
Фиг.4 - схема конструкции второго варианта данной полезной модели в нормальном рабочем состоянии.
Фиг.5 - схема конструкции второго варианта данной полезной модели в состоянии выхода из строя.
Осуществление полезной модели
Вариант 1:
Как показано на Фиг.2, данное устройство постоянной компенсации натяжения с тормозным механизмом включает опору 60. Фиксированная консоль 50 размещается на опоре 60 пружиной сжатия 40, и фиксированная консоль 50 может плавно перемещаться в двух направлениях вдоль направляющих штанг 51 без прилагаемого усилия.
Данное устройство постоянной компенсации натяжения также включает главный вал 10 и корпус 20, которые могут вращаться друг относительно друга. Стальной канат 30 используется как элемент натяжения, соединенный с контактной подвеской кабеля или контактным проводом.
Конкретно в данном варианте корпус 20 представляет собой металлическое полое тело, которое вращается под действием прилагаемого усилия. Стальной канат 30 подается на корпус 20 канатным шкивом, на шкиве сформировано несколько канатных желобов. Канатный желоб имеет конический профиль.
Главный вал 10 крепится к фиксированной консоли 50. Плоская спиральная пружина установлена в корпусе 20 (показана пунктирной линией на Фиг.2) для создания между главным валом 10 и корпусом 20 крутящего момента, реагирующего на стальной канат 30. Один конец плоской спиральной пружины жестко прикреплен к стенке корпуса 20, а другой конец жестко прикреплен к главному валу 10.
Данное устройство постоянной компенсации натяжения также включает тормозной механизм, который включает активную тормозную часть и пассивную тормозную часть.
В данном варианте активная тормозная часть состоит из зубьев шестерни 22, предусмотренных на периферии корпуса 20, в то время как пассивная тормозная часть состоит из нескольких углублений 61 для зубьев шестерни сделанных на опоре 60.
Как показано на Фиг.3, когда натянутый стальной канат 30 выходит из строя, баланс сил устройства постоянной компенсации натяжения нарушается. Таким образом, устройство постоянной компенсации натяжения выходит из строя, натяжение на корпусе 20 исчезает и корпус 20 вращается вместе с зубьями шестерни 22, находящимися на корпусе 20. В то же время, так как стальной канат 30 неисправен, упругая сила пружины 40 толкает фиксированную консоль 50 к опоре 60 так, что зубья шестерни 22 зацепляются с углублениями 61 для зубьев шестерни и включают тормозной механизм в работу, выполняя тормозную функцию.
В других вариантах стальной канат 30 может также располагаться на главном валу 10, который способен вращаться, в то время как корпус 20 закреплен на фиксированной консоли 50 и не может вращаться. В данном случае активная тормозная часть состоит из нескольких зубьев шестерни, расположенных на периферии главного вала 10. Подобную техническую задачу можно также реализовать с таким же устройством пассивной тормозной части.
Вариант 2:
Как показано на ФИГ.4, в данном варианте устройство постоянной компенсации натяжения с тормозным механизмом включает фиксированную опору 60, к которой крепится фиксированная консоль 50.
Главный вал 10 закреплен на фиксированной консоли 50. Корпус 20 вращается и прикреплен к стальному канату 30.
В данном варианте активная тормозная часть состоит из собачек 22, расположенных на периферии корпуса 20, в то время как пассивная тормозная часть состоит из нескольких углублений 61 для собачек, располагающихся на фиксированной опоре 60.
Как показано на Фиг.5, когда стальной канат 30 выходит из строя, натяжение на корпусе 20 исчезает. Под действием силы встроенной плоской спиральной пружины корпус 20 начинает вращаться вокруг главного вала 10. Центробежная сила, созданная вращением, выталкивает собачки на периферии для открытия, тем самым собачки зацепляются с углублениями 61 для собачек для выполнения функции торможения.
В других вариантах стальной канат 30 может также размещаться на вращающемся главном валу 10. В таком случае корпус 20 жестко крепится к фиксированной консоли 50 и не вращается. Активная тормозная часть состоит из собачек, располагающихся на периферии главного вала 10 без изменения конструкции пассивной тормозной части.
Выше описаны предпочтительные варианты данной полезной модели. Необходимо понимать, что специалисты в данной области техники могут реализовывать различные модификации и вносить изменения в концепцию данной полезной модели без необходимости выполнения креативной работы. Таким образом, все технические решения, полученные специалистами в данной области техники посредством логического анализа, логических рассуждений или ограниченных экспериментов на основе данного уровня техники с применением концепции данной модели должны включаться в объем формулы изобретения данной полезной модели.