用于高效絞車的改進(jìn)型滑輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一個運(yùn)用在高效絞車上的改良版滑輪，該種絞車被用于通過牽引力來傳遞機(jī)械能，所述牽引力施加在與移動負(fù)載相連的繩索上。
【背景技術(shù)】
[0002]高效絞車有幾項用途，抬升或者移動負(fù)載物，拖拉繩索來通過一根改裝為卷繞方式的繩索傳遞能量。
[0003]近年來，用于傳遞能量的絞車在風(fēng)能管理領(lǐng)域的使用，重要性日顯。其中，與交流發(fā)動機(jī)和電力電子裝置連接的絞車，用于從風(fēng)中獲取動能，并把產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。
[0004]從與一個移動負(fù)載相連的繩索上重新獲得機(jī)械能，依賴于一個運(yùn)行的絞車的效能。對運(yùn)行絞車來說，小比例的能量意味著移動的滑輪和繩索急劇升溫。
[0005]從風(fēng)中獲取能量的過程需要使用高阻抗繩索。繩索的拉力由在橫向風(fēng)中飄蕩的風(fēng)箏的抬升產(chǎn)生。表面有繩索纏繞的滑輪或者絞盤，因繩索本身解開產(chǎn)生的力量發(fā)生旋轉(zhuǎn)。繩索的機(jī)械張力與其從滑輪上解開舒張的速度，結(jié)合在一起產(chǎn)生出機(jī)械能。
[0006]表面有繩索纏繞的滑輪或者絞盤，因繩索本身解開產(chǎn)生的力量發(fā)生旋轉(zhuǎn)。該過程中，繩索，與滑輪或者絞盤接觸表面的摩擦力，使風(fēng)的動能先被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；然后通過與絞車相連的交流發(fā)電機(jī)，機(jī)械能被轉(zhuǎn)換成電能。
[0007]在這個轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)滑輪接觸面升溫時，能量損失發(fā)生，繩索的內(nèi)部溫度升高，溫度過高時會減弱機(jī)械性能。
[0008]傳統(tǒng)的絞車由于其低效性，不適合傳送大量的能量。高效能的絞車配備了高阻抗的繩索時，即便相對來說只是很小一部分能量的損失，都會造成嚴(yán)重的情況。例如，效能為97%、用于控制1.5兆瓦功率的一臺絞車，會產(chǎn)生45千瓦的熱量流，必須以適當(dāng)?shù)姆绞津?qū)散，防止繩索升溫過分劇烈。熱量流主要來自繩索和滑輪之間的摩擦，連同產(chǎn)生了由旋轉(zhuǎn)部件的軸承產(chǎn)生的損耗。
[0009]繩索內(nèi)部的摩擦因不同線和穗(braids)的扭曲變形和相對位移而發(fā)生，這些線和穗構(gòu)成繩索，被幾何排列以相互刮擦。在另一方面，繩索與滑輪之間的摩擦力是絞車從繩索上獲取能量的必要部分，而摩擦力是取決于繩索和滑輪之間的相對位移，該摩擦力需要減少到最小。
[0010]一種高效絞車的結(jié)構(gòu)必須符合兩點:繩索沿絞車移動受限于張力梯度，該張力梯度與依賴于組成繩索材料特性的畸變梯度相關(guān)聯(lián)；所述繩索旋轉(zhuǎn)多次纏繞在滑輪上，假定所述滑輪繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，必然轉(zhuǎn)變?yōu)榕c所述主傳輸力的方向垂直，例如沿著所述滑輪的縱軸，以防止繩索的一部分(sect1n)因重疊而產(chǎn)生不同彎曲。
[0011]W02011121272公開了涉及第一點的應(yīng)用，旨在于獲得更均勻的畸變梯度，這樣繩索壓力小且遭受減弱效果。這個問題由兩個共同穿透(co-penetrating)滑輪解決，其中一個滑輪，具有在繩索和絞盤之間的不連續(xù)接觸表面。
[0012]FR1105165公開了涉及第二點的絞車結(jié)構(gòu)，所述絞車包括有圓柱凹槽的滑車，所述凹槽的直徑隨著繩索上的不同形變狀態(tài)而逐漸增加或減少，這樣直徑越大的凹槽與繩索的一部分接觸，就會承受高度張緊狀態(tài)，反之亦然。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有問題，通過提供一種用于高效絞車的改進(jìn)型滑輪，有利于能量生產(chǎn)率提高，摩擦現(xiàn)象產(chǎn)生的能量損耗減少，并有利于繩索磨損減少。
[0014]本發(fā)明的上述及其他目的和優(yōu)勢，由下述描述，通過與所述繩索的一部分接觸并在權(quán)利要求1中請求保護(hù)的改進(jìn)型滑輪取得。所述繩索包含在連接工作負(fù)載的一端和連接阻抗負(fù)載的另一端之間。所述滑輪包括多個相對于其至少一個主慣性軸(inertial axis)彈性作用的周邊支承件(peripheral support)。本發(fā)明優(yōu)選實施例和非常規(guī)變化是從屬權(quán)利要求的保護(hù)主題。
[0015]所公開的權(quán)利要求是本發(fā)明說明書整體部分。
[0016]在不偏離本發(fā)明所公開的權(quán)利要求的范圍下，可對所描述的進(jìn)行多種變化和修改(例如與形狀、大小、布置、具有等同功能的部分)。
[0017]參照附圖，本發(fā)明通過一些作為非限制示例的優(yōu)選實施例，將被更好地描述。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明連接于繩索的滑輪的示意圖；
圖2、3示出了圖1中屬于連接于滑輪的每個周邊支承件的部分示意圖；
圖4示出了圖1中滑輪的前視圖；
圖5示出了圖4中沿平面上的V-V線的截面視圖；
圖6示出了屬于圖4的放大部分VI ;
圖7示出了屬于圖5的放大部分VII ;
圖8示出了沿圖5中平面X-Z的a、b、c的不同連接結(jié)構(gòu)，該連接在屬于連接于圖1中滑輪的每個周邊支承件部分之間；
圖9示出了圖8的a、b、c結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10示出了圖1中此類幾個滑輪的聯(lián)合系統(tǒng)；
圖11示出了本發(fā)明第二實施例的周邊支承件的示意圖；
圖12示出了前述附圖周邊支承件的前視圖；
圖13示出了沿圖12中XII1-XIII線的截面圖；
圖14示出了圖11周邊支承件工作原理的側(cè)視圖；
圖15示出了屬于圖11周邊支承件的移動插件(prismatic insert)的示意圖；
圖16示出了圖15的所述插件的側(cè)視圖；
圖17示出了本發(fā)明第三實施例的周邊支承件的示意圖；
圖18示出了前述附圖的部分示意圖；
圖19示出了圖17周邊支承件的前視圖；
圖20示出了沿圖19中XX-XX線的截面圖；
圖21示出了圖17周邊支承件變化的示意圖；
圖22示出了圖21的部分示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1，可留意的是一繩索1至少一部分是包含在入口部分11和出口部分12，其通過繞一滑輪2旋轉(zhuǎn)一小部分來實現(xiàn)纏繞。
[0020]所述滑輪2由圓盤21構(gòu)成，所述圓盤21配備中心孔22，所述中心孔22以連接于高效絞車(未示出)上的軸(未示出)為中心并與之連接。
[0021]所述繩索的入口部分11和出口部分12，根據(jù)張力梯度，分別連接至一工作負(fù)載(未示出)和一存儲設(shè)備(未示出)或者另一阻抗負(fù)載。所述張力梯度在所述入口部分11建立了最大張力值，并在所述出口部分12建立了最小值或空值。
[0022]優(yōu)選地，依據(jù)本發(fā)明用于絞車的改進(jìn)型滑輪2與繩索1至少一部分接觸，所述繩索包含在連接于工作負(fù)載的入口部分11和連接于阻抗負(fù)載的出口部分12之間，所述滑輪2包括多個周邊支承件3、4、5、6，所述周邊支承件3、4、5、6因這個張力梯度，依賴于繩索1自身部分的長度變化而形變。
[0023]參照圖1、2、3，可留意的是所述圓盤21通過沿這個圓盤21圓周均勻布置的多個周邊支承件3來支承繩索1部分。
[0024]每個周邊支承件包括:
-由至少一個尖端(tip)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)31，該結(jié)構(gòu)31為了相對于第一慣性軸為細(xì)長、靈活，并相對于第二慣性軸為肥胖、堅硬而成錐形，在其末端配備有孔311 (隱藏)和312 ;
-至少一個移動插件32，包括一橫向槽321和一盲孔322，具有錐形背表面323。
[0025]參照圖4-7，每個周邊支承件3通過所述尖端31與所述圓盤21的周邊連成一體。所述尖端31經(jīng)銷33連接于所述圓盤21，所述銷33插入所述尖端31上的所述孔311，以及所述圓盤21外周壁上的孔23 (例如圖5)。所述移動插件32經(jīng)銷34連接于所述尖端31，所述銷34插入所述尖端31上的所述孔312，以及所述移動插件32的盲孔322。
[0026]所述繩索1通過旋轉(zhuǎn)一小部分經(jīng)接觸每個移動插件32的背表面323而纏繞在所述滑輪2上。
[0027]參照附圖8、9，可留意的是每個周邊支承件3依據(jù)尖端31與移動插件32的連接方式，可相應(yīng)產(chǎn)生柔性接觸(flexible engagement) a、剛性接觸b和機(jī)構(gòu)c。
[0028]根據(jù)本發(fā)明第一實施例的變化，每個周邊支承件3經(jīng)保險桿35、36彈性連接于相鄰的兩個支承部，所述保險桿35、36由圓柱形螺旋彈簧構(gòu)成(如圖2)，設(shè)置在每個移動插件32的各自壁上，切線運(yùn)行在相對于滑輪2旋轉(zhuǎn)軸正交的X-Y平面(如圖4)，以使滑輪2具備有由周邊支承件3構(gòu)成的彈性鏈。
[0029]依據(jù)這實施例的變化，這個尖端31包括至少一個斜桿，所述斜桿通過相對于其接觸端的彈性形變來矯直(straighten)。
[0030]每個移動插件32的背表面323配備有至少一圓周凹槽317，用以導(dǎo)引繩索1 (如圖7)。
[0031]本發(fā)明的第二實施例描述如下。
[0032]如圖11-16，可留意所述圓盤21 (未示出)通過多個周邊支承件4沿所述圓盤21圓周均勻布置的方式，來支承繩索1 (未示出)的一部分。
[0033]所述圓盤21包括由圓柱帶24組成的周邊圓環(huán)，一凸緣25設(shè)于所述圓柱帶24上，所述凸緣25上穿過一串圓柱孔251，所述圓柱孔251依照滑輪2旋轉(zhuǎn)軸為中心均勻布置在圓周上。
[0034]該凸緣25的每個側(cè)壁252、253包括均勻布置的一串凹槽254，所述凹槽254包括依照該圓周孔251為中心的半圓形部分，并與一對遠(yuǎn)離該凸緣25外緣的直線運(yùn)動部分相切(如圖14)。
[0035]每個周邊支承件4包括:
-由一對趨向于U型彎曲的諧波電纜組成的結(jié)構(gòu)41，所述諧波電纜相對于自身與凹槽254的接觸端經(jīng)自身彈性變形，用于形成輻射連接；
-移動插件42，受限于所述側(cè)壁421、422，包括一對用于容置屏蔽諧波電纜(blockedharmonic wires) 41 端的直線槽 423。
[0036]該移動插件42為移動部件，隨由張力梯度產(chǎn)生的繩索部分的拉伸而移動，所述張力梯度產(chǎn)生在包含于滑輪2的入口和出口之間的部分。
[0037]這是通過所述繩索1和移動插件42之間的相對滑動速度的減小產(chǎn)生，該滑動在最大值內(nèi)，該最大值受每個移動插件42的背表面424對向弧長度限制。
[0038]所述移動插件42經(jīng)該背表面424與繩索1接觸，傳輸負(fù)載至其接觸端在凹槽254、423內(nèi)的諧波電纜41，適于形變，表現(xiàn)為限于其兩接觸端圓周面的光線(The prosmaticinserts42 in contact with the ropel through such dorsal surface 424 transmitthe load to such harmonic wires 41 engaged at the ends into such grooves254，423，adapted to be deformed, behaving as a beam with circular sect1ncon