CN102332746A - 带能量吸收器的滑轮节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可安装在起重机上的带能量吸收器的滑轮节能装置，其主要由飞轮盘(2)、蓄能盘(6)、主动齿轮(7)、从动齿轮(8)、发电机(9)、保护电路(11)、蓄电池(12)、照明灯(14)及其它一些附属构件组成。当起重机下放货物或变幅增幅时，滑轮(1)会带动飞轮盘(2)转动，并通过传动轴(3)带动蓄能盘(6)和主动齿轮(7)转动，从而通过主动齿轮(7)和固定在发电机(9)上的从动齿轮(8)的啮合传动，带动发电机发电，发电机发出的电力经保护电路(11)传入蓄电池(12)保存，以供照明灯(14)或其它用电设备使用。本发明制造简单，环保节能，可广泛应用于各种有滑轮装置的起重机及其它设备上。

Description

带能量吸收器的滑轮节能装置

技术领域

本发明涉及起重机节能装置，具体涉及一种带能量吸收器的滑轮节能装置。

背景技术

起重机属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。其一个工作循环一般包括：吊钩或其它取物装置从取物地把货物提起，然后移动到指定地点放下货物，然后反向运动，使取物装置回到取物地，进行下一个循环。在每一个工作循环中，电动机带动钢丝绳卷筒转动，卷筒又带动钢丝绳绕过滑轮提起和下放货物。在这个过程中，起重机会经历多次制动，将起重机运动构件的动能和货物的动能转化成刹车片的热能消耗掉，浪费了大量能量。

起重机包括四大机构：起升机构、运行机构、变幅机构和回转机构。大部分起重机的起升机构和部分起重机的变幅机构的运行是通过卷筒，钢丝绳，滑轮及其它构件的联合动作实现的。起重机滑轮是一个可绕中心轴转动有钢丝绳绳槽的圆盘，可改变跨过其钢丝绳的运动方向，在起重机中应用广泛。

起重机在下放货物和变幅增幅过程中做负功，重力做正功。如果能通过滑轮将货物的一部分动能吸收，不仅缓解了起重机电动机的工作强度，而且还能将吸收的动能转化成其它能量，比如电能，在夜晚时用来照明，这样可以大大提高起重机节能效率，而目前对于起重机滑轮节能的研究还没有相关发明或文献参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种带能量吸收器的滑轮节能装置，将起重机在下放货物和变幅增幅过程中一部分动能通过本装置来转化成电能储存，达到节能的效果。

本发明提供的带能量吸收器的滑轮节能装置，其结构主要由飞轮盘，蓄能盘，齿轮，传动轴，固定架，发电机，保护电路，蓄电池，照明灯等组成。

本发明可安装于起重机起升滑轮和变幅滑轮上。因为起重机上有多个起升和变幅滑轮，故一台起重机上可以安装多个本发明装置。

通过起重机滑轮与本发明中的飞轮盘的摩擦配合连接，并利用蓄能盘这一构件，将起重机滑轮转动过程中的惯性能收集起来，带动发电机发电，并将发电机发出的电能通过蓄电池储存，可用于起重机夜间作业时的照明或起重机上其它用电设备的工作。

本发明与现有技术相比主要有以下的优点：

其一.节能效果明显：在起重机提升货物时或变幅减幅时本发明装置不工作，不消耗起重机电动机功率；在起重机下放货物或变幅增幅做负功时本发明装置开始工作，从而通过增加滑轮转动的阻力，增加了货物或起重机臂架下降的阻力，缓解了电动机工作强度，并储存了能量以备后用。

其二.制造及使用方便，适用性广：制造本装置所需要的构件简单，本发明大部分构件的产品市场已经较成熟，可直接从市场上选购。本发明可通过几个螺钉连接直接用在起重机滑轮上，可用于门座起重机，岸边集装箱起重机，龙门起重机，桥式起重机等众多类型的起重机上，也可用于电梯、缆车等需要借助滑轮的反复旋转工作的设备上。

附图说明

图1是本发明的结构平面示意图。

图2是本发明的部分结构立体示意图。

图3是飞轮盘的结构平面图。

图4是固定架的结构剖面图。

图中：1.滑轮2.飞轮盘；3.传动轴；4.固定架；5.钢丝绳；6.蓄能盘；7.主动齿轮；8.从动齿轮；9.发电机；10.导线；11.保护电路；12.蓄电池；13.照明灯开关；14.照明灯；15.飞轮盘外圈；16.弹簧；17.棘牙；18.内齿；19.螺栓；20.滚动轴承；21.固定架上部；22.螺钉；23.固定架下部；24.螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供的带能量吸收器的滑轮节能装置，其结构如图1和图2所示，主要由飞轮盘2，传动轴3，固定架4，蓄能盘6，主动齿轮7，从动齿轮8，发电机9，保护电路11，蓄电池12，照明灯14及其它附属构件组成。

所述飞轮盘2结构如图3所示，飞轮盘外圈15的最外圈为橡胶材质；飞轮盘外圈15含有内齿18；飞轮盘内圈含有棘牙17，通过弹簧16能使棘牙17与内齿18保持咬合。飞轮盘内圈通过过盈配合固定在传动轴3上。飞轮盘工作原理为：当飞轮盘外圈15逆时针旋转时，通过内齿18与棘牙17的咬合传动，内圈也会被带动作逆时针转动，同时带动传动轴3作同步逆时针转动；当飞轮盘外圈15顺时针转动时，棘牙17在内齿18上滑动，飞轮盘外圈15不会带动内圈旋转。即飞轮盘外圈与内圈能且只能产生一个方向的相对转动。

所述蓄能盘6为一直径较大、中间薄周边厚的钢制圆盘，这样能提高等质量情况下其蓄能能力。

所述主动齿轮7和从动齿轮8，二者以一定的传动比啮合传动，所述传动比的大小根据滑轮1转速和发电机9的功率确定。主动齿轮7通过过盈配合固定在传动轴3上，从动齿轮8通过过盈配合固定在发电机(9)的电机轴上。

所述传动轴3为一根直线钢轴或其它刚度、强度好，质量轻的金属轴。轴的两端由固定架4固定在起重机滑轮平台上。

所述固定架4的结构如图4所示，固定架上部21通过滚动轴承20与传动轴3连接，滚动轴承20与传动轴3为过盈配合连接。通过螺栓19的调节可保证固定架上部21与轴承20的紧密连接。固定架下部23的结构为一套筒，通过螺钉22与固定架上部21连接，并可实现长度调节，从而可以调节传动轴3的位置，保证滑轮1与飞轮盘2的合理相对位置。固定架上开有螺栓孔24，可以通过螺栓或螺钉将固定架固定在起重机滑轮平台上。

所述发电机9为普通的风力发电机或其它市场上已成熟的其它相应的发电机产品。

所述保护电路11一端通过导线10与发电机9相连，另一端和蓄电池相连。保护电路11工作原件包括断流器和整流二极管。断流器的作用是保证发电机向蓄电池充电而避免蓄电池向发电机反向放电。整流二极管的作用是将发电机9发出的交流电转换成直流电储存到蓄电池12中。

所述蓄电池12的额定电压与发电机9的额定电压相匹配，蓄电池的容量可以根据起重机实际工作频率及日常需要确定。如果一台起重机上安装多个本发明装置而起重机工作频率较低时，也可以将多个发电机线路串联起来接入一个或几个蓄电池。

所述照明灯14为起重机上现有的照明灯或选用其它市场已经成熟的照明灯产品，照明灯14的开闭可通过照明灯开关13控制。

所述飞轮盘2、传动轴3、固定架4、蓄能盘6和发电机9安装固定在起重机滑轮附近的平台上，并用适当的防尘罩遮掩；所述保护电路11、蓄电池12和照明灯开关13安装在起重机机器房或驾驶室内。所述照明灯14安装在起重机转台前下方或其它合理位置。

本发明提供的带能量吸收器的滑轮节能装置，其具体工作过程如下：

起重机下放货物过程中或变幅增幅过程中，钢丝绳5带动起升滑轮或变幅滑轮1顺时针方向转动，滑轮1带动本发明装置中的飞轮盘2逆时针方向转动，飞轮盘2通过传动轴3带动蓄能盘6、主动齿轮7作同步转动，又通过主动齿轮7与发电机轴上的从动齿轮8的啮合传动，带动发电机9发电。发电机发出的电力通过导线10并经过保护电路11的调节和检验传入到蓄电池12中保存，蓄电池12可用来给照明灯14供电，照明灯14的开闭通过照明灯开关13来人工控制。当起重机制动后，滑轮1会停止旋转，从而飞轮盘外圈15也会停止旋转，但这时蓄能盘6中蓄积了大量能量，会继续转动，直至将蓄能盘6上的惯性能全部消耗，在这个过程中飞轮盘内圈会产生相对于飞轮盘外圈的相对转动，不会对蓄能盘6的转动造成阻碍。当起重机提升货物或变幅减幅过程中，起重机滑轮1会逆时针转动，并带动飞轮盘外圈顺时针转动，如前所述，此时飞轮盘内圈会脱离与飞轮盘外圈的咬合而保持静止，从而不会带动发电机9发电。因为这时发电会消耗起重机电动机功率，达不到节能效果。

本发明提供的带能量吸收器的滑轮节能装置，能够在现有的技术条件下制造和使用。

Claims (7)

1.一种带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：主要由飞轮盘(2)、传动轴(3)、固定架(4)、蓄能盘(6)、主动齿轮(7)、从动齿轮(8)、发电机(9)、保护电路(11)、蓄电池(12)、照明灯(14)及其它一些附属构件组成；当起重机下放货物或变幅增幅时，作旋转运动的滑轮(1)会带动飞轮盘(2)转动，飞轮盘(2)通过传动轴(3)带动蓄能盘(6)转动和主动齿轮(7)同步转动，并通过主动齿轮(7)和固定在发电机(9)上的从动齿轮(8)的啮合传动，带动发电机(9)发电，发电机发出的电力经保护电路(11)传入蓄电池(12)保存，可供照明灯(14)或其它用电设备使用。

2.根据权利要求1所述的带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：所述飞轮盘(2)是由带内齿(17)的飞轮盘外圈(15)和带棘牙(17)的内圈组成；飞轮盘外圈(15)与内圈可产生沿一个方向的相对转动；飞轮盘内圈通过过盈配合安装在传动轴(3)上。

3.根据权利要求1所述的带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：所述固定架(4)可伸缩调节。

4.根据权利要求1所述的带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：所述蓄能盘(6)为一周边厚中心薄的钢制圆盘，通过过盈配合安装在传动轴(3)上。

5.根据权利要求1所述的带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：所述发电机(9)为普通的风力发电机或其它市场上已成熟的其它相应的发电机产品。

6.根据权利要求1所述的带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：所述保护电路(11)主要包括断流器和整流二极管。

7.根据权利要求1所述的带能量吸收器的滑轮节能装置，其特征是：所述蓄电池(12)的电压与发电机(9)的额定电压相匹配；如果起重机工作频率较低，可以将多个发电机线路串联起来接入一个或几个蓄电池。

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