CN110206581A - 一种滚筒式发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种滚筒式发电机，利用煤矿主运输系统中胶带机运行中胶带与滚筒之间的摩擦使滚筒旋转，使得滚筒内部的转子磁铁与定子线圈之间发生相对旋转，通过切割磁感线作用产生电能，转换成的电能给其它设备供电，符合煤矿用隔爆标准，可以输出三相AC14‑40V、DC12‑50V或者本质安全电源DC12V/18V/24V等不同电压等级，有效解决巷道无电源场所的设备供电，同时又不影响胶带机的安全运行，可广泛用于煤矿胶带机巷道内无电源或引出电源不方便的场所，适合胶带机运行速度为1.6M/S‑5M/S，具有较广的适应性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及煤矿供电技术领域，具体涉及一种滚筒式发电机。
背景技术
随着我国煤矿自动化、机械化的程度越来越高，煤矿的发展向着集约化、大型化发展，在煤矿主运输系统中，煤矿综采、掘进、连采巷道、主运输巷道等越来越长，从几千米到万米以上的巷道越来越广泛，在这些巷道中的各种监控、监测、自动化设备、自动喷淋洒水等等装置设备众多且分散，这些设备均为小功率设备，耗电量极小，但是战线长、分散，为了给这些设备供电就需要布置上千米、万米的电缆和变压器、馈电开关等，造成极大的资源浪费。有些矿井为了减少投资或维护，只在重点部位安设，还有一些例如将自动喷淋改成了手动阀门控制，由于煤矿的特殊性，运输系统中的每个转载点处，胶带机最多每隔300-500米都需要设置喷淋设施，维护人员在几千上万米的巷道中不可能做到按需开关阀门，在不需要喷淋的时候，也没有人去关闭阀门，造成了水资源的浪费，这种水资源的浪费量巨大。
由于这些巷道中均布置了胶带输送机，本发明实施例利用煤矿主运输系统中胶带机运行中胶带产生的机械力，转换成电能给其它设备供电，有效解决巷道无电源场所的设备供电，同时又不影响胶带机的安全运行。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种滚筒式发电机，以解决现有的煤矿主运输系统中巷道无电源场所由于供电线路长，导致设备供电麻烦，需要供电设施较多，造成资源浪费的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种滚筒式发电机，所述发电机包括主轴、滚筒、转子磁铁以及定子线圈，所述主轴两端通过支架固定在胶带机的输送胶带上方，所述主轴中部贯穿所述滚筒，所述滚筒能在所述主轴上通过与输送胶带的摩擦驱动自由旋转，所述定子线圈设置于所述滚筒内部且所述定子线圈固定在所述主轴上，所述转子磁铁环绕所述定子线圈固定设置在所述滚筒的内壁上，通过定子线圈与转子磁铁相对旋转时的切割磁感线作用产生电能。
进一步地，所述转子磁铁包括多个N极磁铁和多个S极磁铁，所述N极磁铁和S极磁铁交替排列环绕所述定子线圈均匀分布在所述滚筒的内壁上。
进一步地，所述定子线圈设置为多组，多组所述定子线圈围绕所述主轴均匀固定在所述主轴上。
进一步地，所述定子线圈分为三相并输出三相交流电源，且每相之间相差120°，所述滚筒内设置有AC/DC转换电路和DC/DC转换电路，所述AC/DC转换电路与所述定子线圈连接，用于直接输出三相交流电源以及通过AC/DC转换输出直流电，所述DC/DC转换电路与所述AC/DC转换电路连接，用于输出本质安全型直流恒压电。
进一步地，所述滚筒两端分别设置有端盖，所述端盖与主轴之间设置有滚动轴承。
进一步地，所述滚动轴承外侧设置有法兰盖，所述滚动轴承与法兰盖之间设置有旋转密封圈，所述法兰盖与端盖通过内六角螺钉固定连接，所述滚筒一端的端盖与滚筒内壁之间设置有固定内环，所述固定内环与法兰盖通过内六角螺钉固定连接。
进一步地，所述滚筒内壁上设置有磁铁套，所述转子磁铁通过磁铁套固定。
进一步地，所述AC/DC转换电路和/或DC/DC转换电路连接有防爆线缆，所述防爆线缆用于将产生的电能输出至外部设备进行供电。
进一步地，所述转子磁铁包括8个N极磁铁和8个S极磁铁，所述N极磁铁和S极磁铁的总数为16个且N极磁铁和S极磁铁交替排列在所述滚筒的内壁上。
进一步地，所述定子线圈设置为12组。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提出的一种滚筒式发电机，利用煤矿主运输系统中胶带机运行中胶带与滚筒之间的摩擦使滚筒旋转，使得滚筒内部的转子磁铁与定子线圈之间发生相对旋转，通过切割磁感线作用产生电能，转换成的电能给其它设备供电，符合煤矿用隔爆标准，可以输出三相AC14-40V、DC12-50V或者本质安全电源DC12V/18V/24V等不同电压等级，有效解决巷道无电源场所的设备供电，同时又不影响胶带机的安全运行，可广泛用于煤矿胶带机巷道内无电源或引出电源不方便的场所，适合胶带机运行速度为1.6M/S-5M/S，具有较宽广的适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种滚筒式发电机的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种滚筒式发电机的安装结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的一种滚筒式发电机主要部件的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的一种滚筒式发电机的转子磁铁和定子线圈的结构示意图；
图5为本发明实施例1提供的一种滚筒式发电机的转子磁铁和定子线圈的剖面结构示意图；
图6为本发明实施例1提供的一种滚筒式发电机的内部电路示意图。
图中：滚筒式发电机1、输送胶带2、支架3、三相交流电源4、AC/DC转换电路5、DC/DC转换电路6、电路板7、防爆线缆8、主轴11、滚筒12、转子磁铁13、定子线圈14、端盖15、滚动轴承16、法兰盖17、固定内环18、磁铁套19。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提出了一种滚筒式发电机，该滚筒式发电机1包括主轴11、滚筒12、转子磁铁13以及定子线圈14。
如图2所示，主轴11两端通过支架3固定在胶带机的输送胶带2上方，主轴11是固定不动的，主轴11中部贯穿滚筒12，输送胶带2运行时，滚筒12能在主轴11上通过与输送胶带2的摩擦驱动自由旋转。煤矿中胶带机的运行速度一般为1.6-5.0M/S，相当于每分钟运行90M-300M/min，为了减少复杂机械结构，采用低速发电机，即在每分钟250转就能达到设计要求，这样就不需要复杂的齿轮结构，滚筒12的外壳利用重力与胶带机带面接触产生的摩擦力拖动即可发电。
如图3所示，滚筒12两端分别设置有端盖15，端盖15与主轴11之间设置有滚动轴承16，主轴11由两端滚动轴承16定位，保证主轴11与滚筒12之间存在滚动间隙，并避免主轴11与其他部件摩擦，滚动轴承16外侧设置有法兰盖17，滚动轴承16与法兰盖17之间设置有旋转密封圈，可保证短时间内浸水，设备仍能够正常运转，法兰盖17与端盖15通过内六角螺钉固定连接，内六角螺钉设置在沉孔内，保证内六角螺钉必须用工具才能打开，滚筒12连接防爆线缆的一端的端盖15与滚筒12内壁之间设置有固定内环18，固定内环18与法兰盖17通过内六角螺钉固定连接。
如图4和图5所示，定子线圈14设置于滚筒12内部且定子线圈14固定在主轴11上，转子磁铁13环绕定子线圈14固定设置在滚筒12的内壁上，通过定子线圈14与转子磁铁13相对旋转时的切割磁感线作用产生电能。
转子磁铁13包括多个N极磁铁和多个S极磁铁，N极磁铁和S极磁铁交替排列环绕定子线圈14均匀分布在滚筒12的内壁上。本实施例中，转子磁铁13包括8个N极磁铁和8个S极磁铁，N极磁铁和S极磁铁的总数为16个且N极磁铁和S极磁铁交替排列在滚筒12的内壁上。
定子线圈14的数量可以设置为多组，多组定子线圈14围绕主轴11均匀固定在主轴11上。本实施例中，定子线圈14设置为12组。定子线圈14分为三相并输出三相交流电源，且每相之间相差120°，即12组定子线圈14每相邻的四组连接在一起成为一相输出，最终输出三相交流电源4。通过转子磁铁13以及定子线圈14组数的设置，保证了转子转速在200转/min时，产生的交流电压不低于20V。低转速即可产生AC14-40V功率为不小于30W的三相交流电源4。
如图6所示，滚筒12内设置有AC/DC转换电路5和DC/DC转换电路6，AC/DC转换电路5与定子线圈14连接，用于直接输出三相交流电源4以及通过AC/DC转换输出非本安直流电，DC/DC转换电路6与AC/DC转换电路5连接，用于输出本质安全型直流恒压电。AC/DC转换电路5和DC/DC转换电路6均通过电路板7固定，所有电路板7均在滚筒12内部安装，设计较紧凑。若电路系统线路板过大，不能在滚筒12内安装，则采用外接隔爆兼本安型电源箱，用外接电源箱系统控制，保证发电系统能够提供稳定的电源。
进一步地，AC/DC转换电路5和/或DC/DC转换电路6连接有防爆线缆8，防爆线缆用于将产生的电能输出至外部设备进行供电。
本实施例提出的一种滚筒式发电机，利用煤矿主运输系统中胶带机运行中胶带与滚筒之间的摩擦使滚筒旋转，使得滚筒内部的转子磁铁与定子线圈之间发生相对旋转，通过切割磁感线作用产生电能，转换成的电能给其它设备供电，其发电部分没有滑动环，线圈直接输出，保证发电过程中，不会产生电火花，保证了设备安全，符合煤矿用隔爆标准，可以输出三相AC14-40V、DC12-50V或者本质安全电源DC12V/18V/24V等不同电压等级，有效解决巷道无电源场所的设备供电，同时又不影响胶带机的安全运行，可广泛用于煤矿胶带机巷道内无电源或引出电源不方便的场所，适合胶带机运行速度为1.6M/S-5M/S，具有较宽广的适应性，产品具有环保，牢固耐用，外观美观、防水、安装及其方便等优点。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种滚筒式发电机，其特征在于，所述发电机包括主轴、滚筒、转子磁铁以及定子线圈，所述主轴两端通过支架固定在胶带机的输送胶带上方，所述主轴中部贯穿所述滚筒，所述滚筒能在所述主轴上通过与输送胶带的摩擦驱动自由旋转，所述定子线圈设置于所述滚筒内部且所述定子线圈固定在所述主轴上，所述转子磁铁环绕所述定子线圈固定设置在所述滚筒的内壁上，通过定子线圈与转子磁铁相对旋转时的切割磁感线作用产生电能。
2.根据权利要求1所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述转子磁铁包括多个N极磁铁和多个S极磁铁，所述N极磁铁和S极磁铁交替排列环绕所述定子线圈均匀分布在所述滚筒的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述定子线圈设置为多组，多组所述定子线圈围绕所述主轴均匀固定在所述主轴上。
4.根据权利要求1所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述定子线圈分为三相并输出三相交流电源，且每相之间相差120°，所述滚筒内设置有AC/DC转换电路和DC/DC转换电路，所述AC/DC转换电路与所述定子线圈连接，用于直接输出三相交流电源以及通过AC/DC转换输出直流电，所述DC/DC转换电路与所述AC/DC转换电路连接，用于输出本质安全型直流恒压电。
5.根据权利要求1所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述滚筒两端分别设置有端盖，所述端盖与主轴之间设置有滚动轴承。
6.根据权利要求5所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述滚动轴承外侧设置有法兰盖，所述滚动轴承与法兰盖之间设置有旋转密封圈，所述法兰盖与端盖通过内六角螺钉固定连接，所述滚筒一端的端盖与滚筒内壁之间设置有固定内环，所述固定内环与法兰盖通过内六角螺钉固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述滚筒内壁上设置有磁铁套，所述转子磁铁通过磁铁套固定。
8.根据权利要求4所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述AC/DC转换电路和/或DC/DC转换电路连接有防爆线缆，所述防爆线缆用于将产生的电能输出至外部设备进行供电。
9.根据权利要求2所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述转子磁铁包括8个N极磁铁和8个S极磁铁，所述N极磁铁和S极磁铁的总数为16个且N极磁铁和S极磁铁交替排列在所述滚筒的内壁上。
10.根据权利要求3所述的一种滚筒式发电机，其特征在于，所述定子线圈设置为12组。
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