CN105827002B - 一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，包括动力源部分、动力传输部分和电气部分；所述动力源部分包括与柔性提升容器顶部连接的滑槽底座，机体和滑槽底座通过直线轴承连接，机体上的固定滚轮和滑动滚轮对称设置在导向钢丝绳两侧，在预紧力弹簧和拉紧弹簧的共同作用下，固定滚轮和滑动滚轮共同压紧导向钢丝绳；所述动力传输部分包括与固定滚轮轴连接的电磁离合器，电磁离合器带轮通过三角带与发电机带轮连接，所述动力源部分包括分别连接电磁离合器、发电机和柔性提升容器蓄电池的电气柜。本发明能够在柔性提升容器运行时给提升容器蓄电池供给能量，解决现阶段柔性提升容器中蓄电池需要定期更换、充电而带来的安全隐患问题。

Description

一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置
技术领域
本发明涉及提升容器发电装置，尤其是一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置。
背景技术
提升容器作为工业生产中一种常见的运输工具广泛应用煤矿井下、高层建筑、大型设备调运中。由于提升容器中在工作中是处于运动状态的，采用有线供电方式对提升容器中的用电设备供电难以实现。现阶段，一般采用蓄电池供电方式，尤其对于矿井提升容器。采用蓄电池供电虽然解决了提升容器中的设备供电问题，但当蓄电池电量耗尽后，需要人工移除耗尽电量的蓄电池并更换上充满电的蓄电池，或者利用设置在地面的充电系统进行充电，整个过程不但耗费人力，降低了提升容器的使用效率，而且对于矿井来说，更换电池和充电过程都将带来煤矿安全隐患。
发明内容
发明目的：为了解决现阶段柔性提升容器采用蓄电池供电而造成蓄电池需要定期更换、提升容器使用效率下降、充电过程存在安全隐患等问题，本发明为柔性提升容器提供了一种安全、可靠、能够在提升容器运行时给提升容器中蓄电池充电的柔性提升容器发电装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，该发电装置包括动力源部分、动力传输部分和电气部分；
所述动力源部分包括固定滚轮、预紧力弹簧、机体、滑槽底座、滑动滚轮、拉紧弹簧和U型滑块，滑槽底座与柔性提升容器顶部连接，机体和滑槽底座通过直线轴承连接，机体能够在滑槽底座上沿直线运动，固定滚轮和滑动滚轮对称设置在导向钢丝绳两侧，固定滚轮轴安装在机体的固定滚轮轴承上，预紧力弹簧一端连接机体，预紧力弹簧另一端连接滑槽底座，滑动滚轮安装在U型滑块的滑动滚轮轴承上，U型滑块能够在机体上的U型滑槽内沿直线方向运动，拉紧弹簧一端连接机体，拉紧弹簧另一端连接U型滑块，在预紧力弹簧和拉紧弹簧的共同作用下，固定滚轮和滑动滚轮共同压紧导向钢丝绳；
所述动力传输部分包括发电机、电磁离合器、电磁离合器带轮、三角带和发电机带轮，电磁离合器输入轴与固定滚轮轴连接，电磁离合器输出轴与电磁离合器带轮连接，电磁离合器带轮通过三角带与发电机带轮连接，发电机带轮安装在发电机输入轴上；
所述动力源部分包括安装在柔性提升容器顶部的电气柜，所述电气柜分别连接电磁离合器、发电机和蓄电池。
进一步的，所述电气柜包括电路调理模块和电磁离合器控制模块；
电路调理模块输入端通过发电机电源线与发电机输出端连接，电路调理模块输出端通过蓄电池连接线与提升容器蓄电池充电接口相连；
电磁离合器控制模块包括电压选择器、电压比较器和继电器，电压选择器的第一输入端输入充电截止电压，电压选择器的第二输入端输入放电截止电压，电压选择器的输出端连接电压比较器的第一输入端，电压比较器的第二输入端通过蓄电池连接线与提升容器蓄电池输出端连接，电压比较器的输出端分别与电压选择器的第三输入端和继电器的输入端连接，继电器的输出端通过电磁离合器供电线与电磁离合器工作电路连接。
进一步的，所述固定滚轮和滑动滚轮外圈均呈内弧形。
进一步的，所述固定滚轮和滑动滚轮与导向钢丝绳接触部分均设有橡胶层。
有益效果：本发明结构简单，稳定可靠，只需要对柔性提升容器做轻微改造，就能够在柔性提升容器运行时给提升容器中蓄电池供给能量，解决现阶段柔性提升容器中蓄电池需要定期更换、充电以及由于充电等带来的安全隐患等问题，提高提升容器的安全性、可靠性以及运行效率；采用电磁离合器控制发电机动力的通断，十分方便，在蓄电池饱和时断开发电机的动力输入能够有效地减少过充对电池的损伤，同时也可以减少固定滚轮、移动滚轮和导向钢丝绳的磨损；
附图说明
图1和2是本发明的机械结构原理图；
图3是多个本发明在柔性提升容器上的分布图；
图4是本发明电磁离合器控制原理图；
图5是本发明蓄电池电压充放电变化曲线图(图中蓄电池以12V蓄电池为例)。
图中：1、发电机带轮；2、三角带；3、电磁离合器带轮；4、电磁离合器；5、拉紧弹簧；6、机体；7、滑动滚轮；8、导向钢丝绳；9、U型滑块；10、固定滚轮；11、滑槽底座；12、发电机固定圈；13、发电机；14、发电机电源线；15、蓄电池连接线；16、电气柜；17、电磁离合器供电线；18、柔性提升容器；19、预紧力弹簧，20、发电装置
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至3所示，本发明的一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，该发电装置20包括动力源部分、动力传输部分和电气部分。
所述动力源部分包括固定滚轮10、预紧力弹簧19、机体6、滑槽底座11、滑动滚轮7、拉紧弹簧5和U型滑块9。滑槽底座11通过螺钉与柔性提升容器18顶部连接，机体6和滑槽底座11通过直线轴承连接，机体6能够在滑槽底座11上沿直线运动。固定滚轮10和滑动滚轮7对称设置在导向钢丝绳8两侧。固定滚轮10轴安装在机体6的固定滚轮轴承上，预紧力弹簧19一端连接机体6，预紧力弹簧19另一端连接滑槽底座11，机体6在预紧力弹簧19的作用下有向远离柔性提升容器18的方向滑动的趋势，安装在机体6上的固定滚轮10紧压在导向钢丝绳8表面阻挡这一运动的发生。滑动滚轮7安装在U型滑块9的滑动滚轮轴承上，U型滑块9能够在机体6上的U型滑槽内沿直线方向运动，拉紧弹簧5一端连接机体6，拉紧弹簧5另一端连接U型滑块9。在预紧力弹簧19和拉紧弹簧5的共同作用下，固定滚轮10和滑动滚轮7共同压紧导向钢丝绳8。
为了减小两个滚轮和导向钢丝绳8的磨损并提高二者之间的摩擦力，固定滚轮10和滑动滚轮7外圈均呈内弧形，以增大接触面积，并且所述固定滚轮10和滑动滚轮7与导向钢丝绳8接触部分均设有橡胶层，以增大与导向钢丝绳8之间的摩擦力。
所述动力传输部分包括发电机13、电磁离合器4、电磁离合器带轮3、三角带2和发电机带轮1，电磁离合器4输入轴与固定滚轮10轴连接，电磁离合器4输出轴与电磁离合器带轮3连接，电磁离合器带轮3通过三角带2与发电机带轮1连接，发电机带轮1安装在发电机13输入轴上，发电机13通过发电机固定圈12安装在滑槽底座11上。
当柔性提升容器18上下运动时固定滚轮10将扭矩传递给电磁离合器4输入端，当电磁离合器4通电工作时，扭矩由输入端传递到输出端，再经电磁离合器带轮3、三角带2和发电机带轮1传递给发电机13，发电机13发电产生交流电；当电磁离合器4工作电路断开时，扭矩无法由输入端传递到输出端，整个过程没有扭矩传递给发电机13，发电机13不发电。
所述动力源部分包括安装在柔性提升容器18顶部的电气柜16，所述电气柜16分别连接电磁离合器4、发电机13和提升容器蓄电池。
如图4和5所示，所述电气柜16包括电路调理模块和电磁离合器控制模块。
电路调理模块输入端通过发电机电源线14与发电机13输出端连接，电路调理模块输出端通过蓄电池连接线15与提升容器蓄电池充电接口相连。
电磁离合器控制模块包括电压选择器、电压比较器和继电器。电压选择器的第一输入端输入充电截止电压，电压选择器的第二输入端输入放电截止电压，电压选择器的输出端连接电压比较器的第一输入端，电压比较器的第二输入端通过蓄电池连接线15与柔性提升容器蓄电池输出端连接，电压比较器的输出端分别与电压选择器的第三输入端和继电器的输入端连接，继电器的输出端通过电磁离合器供电线17与电磁离合器4工作电路连接。
电压选择器共有两个输入电压供选择，分别是充电截止电压Va和放电截止电压Vb，输出端根据控制端信号选择具体电压输出。电压比较器能对两个输入端电压进行比较，并根据不同的比较结果输出不同的电平，输入的两个比较电压分别是蓄电池电压Vc和电压选择器输出的电压。所述的继电器根据输入的电平信号控制电磁离合器工作电路的通断。
在实际工作中，单个发电装置20可能无法实现蓄电池的连续供电，可以采用多个发电装置20并联的方式来提高收集到的能量。图3所述的是多个发电装置20安装在柔性提升容器18顶部的示意图。
本发明的柔性提升容器自发电方法，具体步骤如下：
a、根据实际工作需要，在柔性提升容器顶部18设置多个发电装置20。
b、在预紧力弹簧19和拉紧弹簧5的作用下，固定滚轮10和滑动滚轮7紧紧地压在导向钢丝绳8表面。当蓄电池电压低于放电截止电压Vb时，位于电气柜16的电压比较器输出高电平驱动继电器闭合，电磁继电器4工作电路接通，电磁继电器4输入端和输出端固连，同时电压比较器输出的高电平作为反馈电压Vd控制电压选择器输出充电截止电压Va来作为电压比较器的输入电压。在柔性提升容器18上下运动过程中，固定滚轮10因与导向钢丝绳8摩擦而转动，扭矩通过电磁继电器4、电磁继电器带轮3、三角带2和发电机带轮1传递给发电机，发电机13工作产生交流电，产生的交流电通过发电机电源线14传输到位于电气柜16中的电路调理模块，交流电经过电路调理模块的整流、稳压等操作转化成直流电，再通过蓄电池连接线15给蓄电池充电。
c、当蓄电池电压超过充电截止电压Va时，电压比较器输出低电平释放继电器，电磁继电器4工作电路断开，电磁继电器4输入端的扭矩无法再传递给输出端，发电机13无动力输入停止发电，同时电压比较器输出的低电平作为反馈电压Vd控制电压选择器输出放电截止电压Vb来作为电压比较器的输入电压。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，其特征在于：该发电装置(20)包括动力源部分、动力传输部分和电气部分；
所述动力源部分包括固定滚轮(10)、预紧力弹簧(19)、机体(6)、滑槽底座(11)、滑动滚轮(7)、拉紧弹簧(5)和U型滑块(9)，滑槽底座(11)与柔性提升容器(18)顶部连接，机体(6)和滑槽底座(11)通过直线轴承连接，机体(6)能够在滑槽底座(11)上沿直线运动，固定滚轮(10)和滑动滚轮(7)对称设置在导向钢丝绳(8)两侧，固定滚轮(10)轴安装在机体(6)的固定滚轮轴承上，预紧力弹簧(19)一端连接机体(6)，预紧力弹簧(19)另一端连接滑槽底座(11)，滑动滚轮(7)安装在U型滑块(9)的滑动滚轮轴承上，U型滑块(9)能够在机体(6)上的U型滑槽内沿直线方向运动，拉紧弹簧(5)一端连接机体(6)，拉紧弹簧(5)另一端连接U型滑块(9)，在预紧力弹簧(19)和拉紧弹簧(5)的共同作用下，固定滚轮(10)和滑动滚轮(7)共同压紧导向钢丝绳(8)；
所述动力传输部分包括发电机(13)、电磁离合器(4)、电磁离合器带轮(3)、三角带(2)和发电机带轮(1)，电磁离合器(4)输入轴与固定滚轮(10)轴连接，电磁离合器(4)输出轴与电磁离合器带轮(3)连接，电磁离合器带轮(3)通过三角带(2)与发电机带轮(1)连接，发电机带轮(1)安装在发电机(13)输入轴上；
所述动力源部分包括安装在柔性提升容器(18)顶部的电气柜(16)，所述电气柜(16)分别连接电磁离合器(4)、发电机(13)和提升容器蓄电池。
2.根据权利要求1所述的一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，其特征在于：所述电气柜(16)包括电路调理模块和电磁离合器控制模块；
电路调理模块输入端通过发电机电源线(14)与发电机(13)输出端连接，电路调理模块输出端通过蓄电池连接线(15)与提升容器蓄电池充电接口相连；
电磁离合器控制模块包括电压选择器、电压比较器和继电器，电压选择器的第一输入端输入充电截止电压，电压选择器的第二输入端输入放电截止电压，电压选择器的输出端连接电压比较器的第一输入端，电压比较器的第二输入端通过蓄电池连接线(15)与提升容器蓄电池输出端连接，电压比较器的输出端分别与电压选择器的第三输入端和继电器的输入端连接，继电器的输出端通过电磁离合器供电线(17)与电磁离合器(4)工作电路连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，其特征在于：所述固定滚轮(10)和滑动滚轮(7)外圈均呈内弧形。
4.根据权利要求3所述的一种利用柔性导向系统的提升容器发电装置，其特征在于：所述固定滚轮(10)和滑动滚轮(7)与导向钢丝绳(8)接触部分均设有橡胶层。
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