ПЕРЕДВИЖНАЯ ПОДСТАНЦИЯ
MOBILE SUBSTATION

Область техники
Изобретение относится к области туннелестроения, в частности к способу обеспечения высоковольтным источником питания путем использования функциональной камеры в протяженном и крупномерном высокоскоростном железнодорожном туннеле.
Уровень техники
2
2
В процессе прокладки туннелей осуществляется одновременная работа нескольких устройств, требующих большого количества источников электропитания. В настоящее время электроснабжение в туннеле осуществляется с помощью подстанций коробчатого типа. Поскольку пространство внутри туннеля ограничено, подстанция коробчатого типа обычно устанавливается снаружи от входа и выхода из туннеля, а в туннеле проложен низковольтный кабель с алюминиевым сердечником и с площадью поперечного сечения, равной 240 мм, до самого оголовка туннеля, чтобы обеспечить нормальную работу электромеханического оборудования. Однако для достаточно протяженных и крупномерных туннелей требуется прокладка кабеля низкого напряжения с площадью поперечного сечения 240 мм на слишком большую длину после возведения туннеля, более чем на 1 км, что увеличивает потери напряжения и электроэнергии, а также приводит к недостаточному или нестабильному напряжению вблизи оголовка туннеля, при этом крупномасштабная строительная техника и оборудование не могут эксплуатироваться.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В связи с этим изобретение относится к устройству для обеспечения высоковольтным источником питания путем использования функциональной камеры в протяженном и крупномерном высокоскоростном железнодорожном туннеле, направленному на решение проблем в существующем уровне техники.
В частности, изобретение относится к передвижной подстанции, которая содержит подстанцию коробчатого типа и тележку для перевозки передвижной подстанции; тележка содержит кузов и ролик для ее перемещения; кузов снабжен опорной плитой для перевозки подстанции коробчатого типа и вращающимся валом, каждый из двух концов вращающегося вала соответственно соединены с опорной плитой и корпусом с обеспечением вращения опорной плиты вокруг вращающегося вала; опорная поверхность опорной плиты имеет больший размер в направлении длины, чем в поперечном направлении, соединение между опорной плитой и вращающимся валом выполнено в середине поперечного направления опорной плиты и находится на одном конце осевой линии в направлении длины опорной поверхности. При этом расстояние до конца опорной поверхности составляет 1/8 - 3/8 от длины осевой линии; маневренные колеса расположены на одной стороне опорной плиты, расположенной ближе к кузову, а соединительная линия ортогональной проекции между несколькими маневренными колесами и вращающийся вал на опорной плите не находятся на одной линии. На кузове расположено несколько L-образных зафиксированных замков, при этом зафиксированные замки соединены с кузовом с возможностью его вращения относительно соединения короткой стороны L-образного зафиксированного замка и кузова. Длинная сторона L-образного зафиксированного замка длиннее высоты от нижней части кузова до земли; опорная плита снабжена замыкателем замка, соответствующим зафиксированному замку. При этом, на длинной стороне зафиксированного замка закреплена пружина сжатия, а конец пружины сжатия зафиксирован на неподвижной пластине.
В соответствии с частными случаями выполнения устройство имеет следующие особенности.
Опорная поверхность опорной плиты является прямоугольной или эллиптической, а соединение между опорной плитой и вращающимся валом выполнено на одном конце осевой линии в направлении длины прямоугольной или эллиптической опорной поверхности.
Соединение между опорной плитой и вращающимся валом находится на одном конце осевой линии в направлении длины прямоугольной или эллиптической опорной поверхности, и в то же время расстояние до конца прямоугольной или эллиптической опорной поверхности составляет 1/8-3/8 от длины осевой линии.
Маневренные колеса находятся на расстоянии от вращающегося вала, при этом маневренные колеса и вращающийся вал обеспечивают возможность поддержки опорной плиты и кузова.
Шариковый подшипник установлен на опорной плите со стороны, находящейся на расстоянии от кузова, для перемещения подстанции коробчатого типа.
Нижняя часть опорной плиты выполнена с возможностью ее поддержки подпорой, опорная плита после ее отсоединения от кузова обеспечивает возможность ее установки на первый уровень подпоры, а подстанция коробчатого типа выполнена с возможностью ее установки на второй уровень подпоры после ее продвижения для снятия с опорной плиты.
Преимущества изобретения заключаются в следующем: 1. Опорная плита перемещает подстанцию коробчатого типа с тележки внутрь камеры, снижая вероятность повреждений и деформаций, обусловленных линейным перемещением в режиме ручного управления, экономя время и труд, подстанция не занимает пространство туннеля, не влияет на движение в туннеле и не мешает работе; 2. Передвижная подстанция отличается большей безопасностью, маневренностью, низкой стоимостью и может обеспечивать перемещение в нескольких направлениях; 3. Зафиксированные замки могут фиксировать тележку, опорную плиту и подстанцию коробчатого типа и обеспечивать поддержку тележки; 4. Передвижная подстанция перемещается по существующим кабельным желобам туннеля, что является экономичным и высокоэффективным; 5. Передвижные подстанции входят непосредственно в туннель для обеспечения стабильного напряжения, снижения потерь электроэнергии, обусловленных длинными электрическими линиями, что значительно повышает эффективность использования электромеханического оборудования и ускоряет строительство туннеля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
При изучении подробного описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, предназначенного для общего технического персонала, специалистам в данной области техники очевидны многочисленные иные преимущества и достоинства. Указанные цифровые позиции используются только для обозначения конструктивных элементов предпочтительного варианта осуществления изобретения, они не ограничивают объем правовой охраны изобретения. На всех прилагаемых иллюстрациях одни и те же цифровые позиции используются для обозначения одних и тех же конструктивных элементов. На прилагаемых иллюстрациях изображено следующее:
Фиг. 1 - изображение передвижной подстанции в туннеле в соответствии с изобретением (подстанция коробчатого типа не входит в камеру);
Фиг. 2 - изображение передвижной подстанции в туннеле в соответствии с изобретением (часть подстанции коробчатого типа входит в камеру);
Фиг. 3 - изображение в увеличенном виде части А, изображенной на фиг. 2;
Фиг. 4 - изображение передвижной подстанции у входа в камеру (подстанция коробчатого типа не входит в камеру);
Фиг. 5 - принцип функционирования опорной плиты в соответствии с сущностью изобретения (опорная плита не находится во вращающемся состоянии);
Фиг. 6 - принцип функционирования опорной плиты в соответствии с сущностью изобретения (опорная плита находится во вращающемся состоянии);
Фиг. 7 - принцип функционирования опорной плиты в соответствии с сущностью изобретения (опорная плита поворачивается на 90°);
Фиг. 8 - опорная плита в соответствии с изобретением и с точки зрения сущности изобретения (опорная плита имеет эллиптическую форму);
Фиг. 9 - вид снизу опорной плиты в соответствии с Примером 1;
Фиг. 10 - изображен принцип функционирования зафиксированного замка в соответствии с Примером 1;
Фиг. 11 - изображение опорной плиты с точки зрения пояснения сущности изобретения (опорная плита имеет замыкатель замка);
Фиг. 12 - изображение увеличенной части В, изображенной на фиг. 11;
Фиг. 13 - камера в момент перемещения передвижной подстанции перемещают в туннель;
Фиг. 14 - принцип использования опорной плиты и подпоры в соответствии с изобретением.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение далее будет описано подробно со ссылкой на прилагаемые иллюстрации вместе с описанием.
Пример 1
Изобретение относится к способу обеспечения высоковольтным источником питания путем использования функциональной камеры в протяженном и крупномерном высокоскоростном железнодорожном туннеле. В нем используется передвижная подстанция (изображена на фиг. 1-5), которая содержит подстанцию коробчатого типа 1 и тележку 2 для ее перевозки. Тележка 2 содержит кузов 2-1 и ролик 2-2 для перемещения тележки 2. Кузов 2-1 снабжен опорной плитой 3 для крепления подстанции коробчатого типа 1 и вращающимся валом 3-1. Опорная плита 3 соединена с кузовом 2-1 с помощью вращающегося вала 3-1 путем вращения. Способ включает следующие этапы:
(A) помещают ролик 2-2 тележки 2 передвижной подстанции в кабельный желоб в туннеле;
(B) продвигают тележку 2 вдоль кабельного желоба и перемещают ее ко входу в камеру в туннеле, поворачивают опорную плиту 3 по направлению внутрь камеры так, чтобы опорная плита 3 вращалась вокруг вращающегося вала 3-1, а опорная плита 3 выводит подстанцию коробчатого типа 1 в туннель;
(C) поддерживают нижнюю часть опорной плиты 3 (изображено на Фиг. 13 и Фиг. 14, использование подпоры 5 для поддержания) так, чтобы опорная плита 3 могла обеспечивать в целом горизонтальное расположение;
(D) используют кабели для подключения подстанции коробчатого типа 1 к источнику питания за пределами туннеля.
Каждый из двух концов вращающегося вала 3-1 соответственно соединены с опорной плитой 3 и корпусом 2-1 с обеспечением вращения, и опорная плита 3 может вращаться вокруг вращающегося вала 3-1. Этот принцип конструктивного выполнения может обеспечить удобное перемещение подстанции 1 коробчатого типа в туннель, кроме того, это может реализовать изменение при перемещении подстанции 1 коробчатого типа, что может уменьшить повреждение оборудования, вызванное ручным кантованием, сэкономить время, исключить использование ручного труда. Кроме того, она не занимает пространство туннеля, не влияет на движение и обеспечивает нормальную работу в туннеле.
На этом основании, как показано на фиг. 6, опорная поверхность 3-3 опорной плиты 3 имеет больший размер в направлении длины, чем в поперечном направлении, соединение между опорной плитой 3 и вращающимся валом 3-1 выполнено в середине поперечного направления опорной плиты 3, а соединение между опорной плитой 3 и вращающимся валом 3-1 не выполнено в середине по направлению длины опорной плиты 3. Преимущество этой конструкции заключается в том, что вращающийся вал 3-1 расположен посередине поперечного направления для обеспечения равномерного усилия в боковом направлении кузова 2 во время вращения опорной плиты 3, что исключает вероятность смещения и опрокидывания оборудования. Вращающийся вал 3-1 установлен не посередине направления длины, чтобы обеспечить принцип, при котором опорная плита 3 вращается вокруг вращающегося вала 3-1, каждый из двух концов в направлении длины опорной плиты 3 имеет различный радиус вращения, конец с большим радиусом вращения находится на значительном расстоянии от кузова 2, а другой конец с меньшим радиусом вращения расположен вблизи кузова 2 для осуществления эксцентрического вращения.
Как показано на фиг. 5, фиг. 7 и фиг. 8, опорная поверхность 3-3 опорной плиты 3 имеет прямоугольную или эллиптическую форму, а соединение между опорной плитой 3 и вращающимся валом 3-1 расположено на одном конце осевой линии в направлении длины опорной поверхности 3-3 прямоугольной или эллиптической опорной плиты 3, в частности соединение между опорной плитой 3 и вращающимся валом 3-1 находится на одном конце осевой линии в направлении длины прямоугольной или эллиптической опорной поверхности 3-3, а расстояние до конца опорной поверхности 3-3 составляет 1/8-3/8 от длины осевой линии (как показано на фиг. 5). Предпочтительно, чтобы в варианте осуществления изобретения соединение между опорной плитой 3 и вращающимся валом 3-1 находилось на одном конце осевой линии в направлении длины прямоугольной или эллиптической опорной поверхности 3-3, а длина до конца опорной поверхности 3-3 составляет 1/4 от длины осевой линии. Такое конструктивное выполнение может гарантировать, что один конец опорной плиты 3 находится на расстоянии от тележки 2, и в то же время центр тяжести опорной плиты 3 не слишком смещен к длинной стороне, чтобы тележка 2 не опрокинулся из-за неуравновешенности, это обеспечивает безопасность передвижной подстанции.
Вертикальная пунктирная линия на фиг. 5 и фиг. 8 относится к осевой линии в направлении длины; горизонтальная пунктирная линия относится к осевой линии в направлении ширины.
На этом основании, как показано на фиг. 9, от 2 до 3 маневренных колеса 3-4 установлены с одной стороны опорной плиты 3 вблизи кузова 2-1, при этом маневренные колеса 3-4 находятся на расстоянии от вращающегося вала 3-1. В то же время соединительная линия между выступами нескольких маневренных колес 3-4 и вращающийся вал 3-1 на опорной плите 3 не расположены на одной и той же линии (как показано на фиг. 9). Опорная функция маневренных колес 3-4 и вращающийся вал 3-1 поддерживают параллельно опорную плиту 3 и кузов 2-1. Эта конструкция удобна для регулировки направлений вращения опорной плиты 3, кроме того, расположение с формой треугольника может улучшить стабильность нижней части опорной плиты 3 и снизить экономические затраты.
Исходя из этого, при перемещении на большое расстояние подстанция 1 коробчатого типа размещается на опорной плите 3, при этом подстанция 1 коробчатого типа и опорная плита 3 легко встряхиваются во время процесса перемещения. Для повышения безопасности передвижной подстанции во время процесса перемещения, как показано на фиг. 10-12, кузов 2-1 снабжен несколькими зафиксированными L-образными замками 4, при этом зафиксированный замок 4 соединен с кузовом 2-1 путем вращения вокруг соединения более короткой стороны зафиксированного замка 4 и кузова 2-1. Длина длинной стороны 4-4 зафиксированного замка 4 больше высоты между дном кузова 2-1 и землей; и опорная плита 3 снабжена замыкателем замка 4-1, используемым вместе с зафиксированным замком 4. Когда тележка 2 движется, длинная сторона 4-4 замка 4 поворачивается перпендикулярно кузову 2-1, и замыкатель замка 4-1 блокируется. При открывании замка 4 сначала открывают замыкатель замка 4-1, поворачивают длинную сторону 4-4 замка 4, чтобы она находилась в стороне от замыкателя замка 4-1, после чего длинная сторона 4-4 замка 4 будет поворачиваться вниз под действием силы тяжести, пока она не будет опираться на землю (пунктирная линия на фиг. 10 показывает положение длинной стороны 4-4 зафиксированного замка 4, поддерживаемого на земле). Между тем зафиксированный замок 4 может придавать устойчивость тележки 2. В частности, в этом варианте изобретения зафиксированные замки 4 расположены в среднем положении вокруг внешних кромок нижней части кузова 2-1. Эта конструкция может ограничить вращение опорной плиты 3 в процессе перемещения тележки 2 и повысить устойчивость и безопасность при перемещении передвижной подстанции на большие расстояния. В то же время, после перемещения тележки 2 в указанное положение зафиксированный замок 4 может зафиксировать тележку 2, чтобы пользователь мог безопасно управлять опорной плитой 3.
Для обеспечения устойчивости подстанции 1 коробчатого типа во время процесса перемещения, как показано на фиг. 10, пружины сжатия 4-2 закреплены на длинной стороне 4-4 зафиксированного замка 4, а концы пружины сжатия 4-2 закреплены на неподвижной пластине 4-3. В процессе крепления длинной стороны 4-4 зафиксированного замка 4 к замыкателю замка 4-1 пружина сжатия 4-2 начинает упругую деформацию, когда неподвижная пластина 4-3 контактирует с подстанцией коробчатого типа 1, и пружина сжатия 4-2 продолжает подвергаться упругой деформации, поскольку длинная сторона 4-4 зафиксированного замка 4 продолжает перемещаться в направлении замыкателя замка 4-1, пока она не будет прикреплена к замыкателю замка 4-1. Такое конструктивное выполнение может ограничить перемещение подстанции коробчатого типа 1 относительно опорной плиты 3, чтобы избежать смещения подстанции коробчатого типа 1 во время перемещения и повысить безопасность транспортировки передвижной подстанции на большие расстояния.
Чтобы облегчить транспортировку подстанции 1 коробчатого типа и обеспечить более простой ее доступ в камеру, как показано на фиг. 5-10, опорная плита 3 передвижной подстанции, используемой для электропитания в туннелях, установлена с использованием шарикоподшипников 3-5 со стороны, находящейся на расстоянии от кузова 2-1, для перемещения подстанции коробчатого типа 1. В частности, предусматривается несколько шарикоподшипников 3-5.
Как изображено на фиг. 1-3, в обычных условиях, поворачивая опорную плиту 3, часть подстанции 1 коробчатого типа может входить в туннель; после установки шарикоподшипников 3-5 на опорную плиту 3 подстанцию 1 коробчатого типа можно продвинуть еще дальше и полностью ввести в камеру, как показано на фиг. 13; таким образом, повышается безопасность использования подстанции 1 коробчатого типа и обеспечивается большее производственное пространство для рабочих, отсутствует негативное влияние на работы, которые производятся в туннеле.
Предпочтительно, перед этапом (А), после размещения подстанции коробчатого типа 1 на опорной плите 3, зафиксированный замок 4, пружина сжатия 4-2 и неподвижная пластина 4-3 используются для надежного крепления подстанции коробчатого типа 1 и опорной плиты 3 к кузову 2-1 тележки 2.
Предпочтительно, на этапе (В), когда передвижная подстанция перемещается ко входу в камеру туннеля, сначала открывают замыкатель замка 4-1, поворачивают длинную сторону 4-4 зафиксированного замка 4 так, чтобы она выходила из замыкателя замка 4-1, длинная сторона 4-4 зафиксированного замка 4 поворачивается вниз под действием силы тяжести, и, наконец, она опирается на землю (пунктирная линия на фиг. 10 показывает состояние длинной стороны 4-4 зафиксированного замка 4, поддерживаемой на земле);
Предпочтительно на этапе (В), когда опорная плита 3 вводит подстанцию коробчатого типа 1 в камеру, продолжают перемещать подстанцию коробчатого типа 1 в камеру. Под действием шарикоподшипников 3-5 подстанция коробчатого типа 1 может продолжить максимально простой вход в камеру, затем подстанция коробчатого типа 1 фиксируется после входа в камеру.
2
По сравнению с существующим способом прокладки низковольтного кабеля с алюминиевым сердечником и с площадью поперечного сечения 240 мм во всем туннеле для обеспечения нормальной работы электромеханического оборудования этот способ позволяет подстанции напрямую входить в туннель, снижает потери мощности, вызванные длинной линией, значительно повышает эффективность использования электромеханического оборудования и ускоряет скорость строительства туннеля, в то же время высоковольтный источник питания обеспечивает стабильность напряжения, предотвращает сгорание оборудования и его воспламенение, обеспечивает безопасность электроснабжения. Кроме того, она перемещается по кабельным желобам в туннеле, что означает, что передвижная подстанция, используемая для электропитания в туннеле в этом способе, перемещается по существующим кабельным желобам туннеля, исходя из того факта, что кабельные желоба необходимы при строительстве туннеля, а канавка желоба относительно ровная, таким образом, этот способ обладает высокой экономичностью, позволяет избежать дополнительных затрат и повышает эффективность работы.
Как показано на фиг. 14, подпора 5 содержит первый уровень 5-1 и второй уровень 5-2. Первый уровень 5-1 используют для установки опорной плиты 3 после ее перемещения от корпуса 2-1; и второй уровень 5-2 используют для установки подстанции 1 коробчатого типа после ее снятия с опорной плиты 3. Для того чтобы подстанция коробчатого типа 1 плавно перемещалась по второму уровню 5-2, на втором уровне 5-2 расположено несколько шарикоподшипников 5-3 для подпор.
Пример 2
На основании варианта осуществления изобретения, охарактеризованного в примере 1, осуществляют следующий способ. Поскольку туннель продолжают углублять, передвижные подстанции необходимо продвигать еще дальше, при этом обеспечивают следующие этапы при перемещении передвижных подстанций:
Отключают подключение к источнику электропитания, поворачивают опорную плиту 3 по направлению из камеры, поворачиваю опорную плиту 3 вокруг вращающегося вала 3-1 так, чтобы опорная плита 3 приводила в движение подстанцию коробчатого типа 1 для перемещения к тележке 2; толкают тележку 2 для перемещения вперед по кабельному желобу ко входу в следующую камеру в туннеле, поворачивают опорную плиту 3 по направлению в камеру, чтобы опорная плита 3 вращалась вокруг вращающегося вала 3-1, и перемещают подстанцию коробчатого типа 1 для обеспечения ее входа в камеру.
Этот частный случай способа может обеспечить низкие экономические затраты и хорошую маневренность в процессе перемещения передвижной подстанции. Благодаря непрерывному прокладыванию туннеля подстанция может быстро перемещаться в непосредственной близости от оголовка туннеля, чтобы обеспечить возможность функционирования различных видов механического оборудования с помощью высоковольтного питания во время процесса прокладки туннеля и повысить эффективность работы.
Приведенные выше примеры являются только предпочтительными способами осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что специалисту в данной области техники очевидна возможность внесения нескольких улучшений и осуществления модификаций без изменения технической сущности настоящего изобретения. Эти усовершенствования и модификации также следует рассматривать как подпадающие под объем правовой охраны настоящего изобретения.