CN110949134B - 灭弧式碳刷取电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灭弧式碳刷取电装置，包括：壳体，所述壳体包括挡板与碳刷架；所述挡板上开有与导轨配合的滑动孔，所述壳体通过所述滑动孔嵌套在所述导轨上；所述壳体与所述导轨之间形成密闭空腔，所述密闭空腔中填充有惰性气体；碳刷，所述碳刷固定于所述碳刷架内侧，所述碳刷用于与所述导轨摩擦取电。本发明从减少易燃易爆气体及粉尘与减少助燃气体两个维度降低了安全隐患出现的概率，提高了在通风条件较差的环境下碳刷取电装置使用中的安全性。

Description

灭弧式碳刷取电装置

技术领域

本发明涉及碳刷取电装置领域，特别是涉及一种灭弧式碳刷取电装置。

背景技术

目前单轨式悬挂小车应运非常广泛，在自动化物流系统、餐厅送餐、医院轨道式输送装置等，电动小车通过碳刷与设有电源信号的轨道通过滑接式来接触取电，电动小车也即碳刷取电装置。碳刷取电方式在一般场合可以正常使用，但在矿井坑道、电缆沟等通风条件差的环境中使用存在很大的安全隐患。这主要是由于矿井坑道、电缆沟等通风环境差，坑道内聚集有甲烷、沼泽气等易燃易爆气体及粉尘，这种环境下碳刷与轨道摩擦易产生电火花，引爆坑道内的易燃易爆气体，发生灾难性事故，因此，碳刷取电装置安全性能较低。

发明内容

基于此，针对上述在通风条件较差的环境下，碳刷取电装置产生火花安全性较低这一问题，有必要提供一种能够提高安全性的灭弧式碳刷取电装置。

一种灭弧式碳刷取电装置，包括：

壳体，所述壳体包括挡板与碳刷架；所述挡板上开有与导轨配合的滑动孔，所述壳体通过所述滑动孔嵌套在所述导轨上；所述壳体与所述导轨之间形成密闭空腔，所述密闭空腔中填充有惰性气体；

碳刷，所述碳刷固定于所述碳刷架内侧，所述碳刷用于与所述导轨摩擦取电。

进一步地，所述灭弧式碳刷取电装置，还包括：

气体存储罐，所述气体存储罐中存储有惰性气体，并与所述密闭空腔连通；所述气体存储罐用于补充所述密闭空腔中的惰性气体。

进一步地，所述灭弧式碳刷取电装置，还包括：

控制组件，所述控制组件设于所述密闭空腔内，并通过气管分别与所述密闭空腔及所述气体存储罐连通；所述控制组件用于监测所述密闭空腔内气体的气体参数并控制所述惰性气体的填充。

优选地，所述控制组件包括：

电磁控制阀，所述电磁控制阀的进气口与所述气体存储罐连通，所述电磁控制阀的出气口与所述密闭空腔连通；所述电磁控制阀用于控制所述气体存储罐中惰性气体向所述密闭空腔的填充；

传感器，所述传感器用于监测所述密闭空腔内气体的气体参数；

控制芯片，所述控制芯片接收所述传感器监测到的所述气体参数，并根据所述气体参数控制所述电磁控制阀的工作状态。

优选地，所述传感器为气体压力传感器或气体密度传感器中的至少一种。

优选地，所述碳刷架与所述挡板通过螺栓或卡接实现可拆卸连接。

进一步地，所述碳刷架上设有安装孔，所述碳刷通过与所述安装孔配合，实现与所述碳刷架的可拆卸连接。

进一步地，所述灭弧式碳刷取电装置，还包括：

密封圈，所述密封圈设于所述安装孔的外侧，用于提高所述碳刷与所述碳刷架可拆卸连接的密封性。

进一步地，所述灭弧式碳刷取电装置，还包括：

导向套，所述导向套位于所述壳体的外侧，且设有用于定位所述导轨嵌入方向的导引斜面。

进一步地，所述灭弧式碳刷取电装置，还包括：

排气组件，所述排气组件设于所述壳体的上部且与所述密闭空腔连通；所述排气组件用于将所述密闭空腔中的空气排出。

上述灭弧式碳刷取电装置中，通过将壳体与导轨之间设置为密闭空腔，实现了碳刷取电装置与外部易燃易爆气体及粉尘进行隔离，减少了易燃易爆气体及粉尘的含量，同时在密闭空腔中的填充惰性气体，将密闭空腔的助燃气体排出，减少了助燃气体的含量，进而减少了取电过程中摩擦产生的电火花的可能性。因此，上述灭弧式碳刷取电装置从减少易燃易爆气体及粉尘与减少助燃气体两个维度降低了安全隐患出现的概率，提高了在通风条件较差的环境下碳刷取电装置使用中的安全性。

对于本申请的各种具体结构及其作用与效果，将在下面结合附图作出进一步详细的说明。

附图说明

图1为本申请一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的立体图；

图2为本申请一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的主视图；

图3为本申请一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的剖视图；

图4为本申请一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的剖视图；

图5为本申请另一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的主视图；

图6为本申请另一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的剖视图。

附图标记中：1-导轨；100-壳体；200-碳刷；300-气体存储罐；400-控制组件；500-密封圈；600-导向套；700-排气组件；800-螺钉；900-连接件；110-挡板；120-碳刷架；121-碳刷孔；130-密闭空腔；410-电磁控制阀；420-传感器；421-气体压力传感器；420-气体密度传感器；430-控制芯片；510-第一密封圈；520-第二密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案做进一步清楚、完整的描述，但需要说明的是，以下实施例仅是本申请中的部分优选实施例，并不涉及本申请技术方案所涵盖的全部实施例。

需要说明的是，在本申请的描述中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1所示的是本申请一个实施例中灭弧式碳刷取电装置的立体图，其中图示有导轨1。图2所示的是本申请一个实施例中灭弧式碳刷取电装置的主视图。在其中一个实施例中，根据图1与图2可知，灭弧式碳刷取电装置包括壳体100与碳刷200。壳体100包括挡板110与碳刷架120，碳刷200固定于碳刷架120内侧且与导轨1接触。其中，挡板100数量为2个，碳刷架120呈环形结构，环绕导轨1的一周。挡板110上开有滑动孔(未标示)，且滑动孔尺寸与导轨1截面匹配，因而壳体100能够通过滑动孔嵌套在导轨1上。壳体100与导轨1之间形成密闭空腔130，且密闭空腔130中填充有惰性气体。碳刷200用于与导轨1摩擦取电，壳体100用于与导轨1形成密闭空腔130，进而通过在密闭空腔130中填充惰性气体减少密闭空腔内的易燃气体的含量，防止碳刷200与导轨1摩擦取电的过程中出现电火花。

上述灭弧式碳刷取电装置中，通过将壳体与导轨之间设置为密闭空腔，实现了碳刷取电装置与外部易燃易爆气体及粉尘进行隔离，减少了易燃易爆气体及粉尘的含量，同时在密闭空腔中的填充惰性气体，将密闭空腔的助燃气体排出，减少了助燃气体的含量，进而减少了取电过程中摩擦产生电火花的可能性。因此，上述灭弧式碳刷取电装置从减少易燃易爆气体及粉尘与减少助燃气体两个维度降低了安全隐患出现的概率，提高了在通风条件较差的环境下碳刷取电装置使用中的安全性。

在其中一个实施例中，滑动孔处设有第一密封圈510，第一密封圈510用于保证壳体100与导轨1接触处的密封性。其中，第一密封圈可以是质地柔软有弹性的硅胶密封条，保证碳刷移动过程中密闭空腔的密闭性。

图3所示的是本申请一个实施例的灭弧式碳刷取电装置沿图1中A-A剖面的剖视图。如图3所示，在其中一个实施例中，灭弧式碳刷取电装置还包括气体存储罐300。气体存储罐300与壳体100之间通过连接件900连接，且气体存储罐300与密闭空腔130连通。其中，气体存储罐300中存储有惰性气体。气体存储罐300中的惰性气体用于补充密闭空腔130中的惰性气体，维持密闭空腔130中气体的气体参数维持在预设范围内，控制密闭空腔130中的易燃气体的含量在燃烧条件之下。可以理解的是，气体参数可以是气体的压力值，还可以是气体中各组分的密度。其中，气体参数可以是惰性气体的气体参数，还可以是助燃气体的气体参数，如氧气或氢气的气体参数，还可以是易爆气体的气体参数，如甲烷、沼泽气的气体参数。

在其中一个实施例中，气体存储罐300与密闭空腔130之间通过气管连通，且气管上设有控制阀(未图示)，控制阀用于控制气体存储罐300与密闭空腔130之间的连通状态。

在其中一个实施例中，如图3所示，气体存储罐300与密闭空腔130之间通过设于连接件900内部的第一通道910与壳体100内部的第二通道140连通。

上述灭弧式碳刷取电装置，通过设置气体存储罐的能够在使用过程中随时补充密闭空腔中的惰性气体，进而保证灭弧式碳刷取电装置在使用的过程中，密闭空腔中的助燃气体的含量始终低于引发燃烧或爆炸的最低含量，进一步降低了安全隐患出现的概率，进一步提高了安全性。

如图3所示，在其中一个实施例中，灭弧式碳刷取电装置还包括控制组件400。其中，控制组件400设于密闭空腔130内，也即控制组件400设于壳体100的内部，并位于导轨1的两侧。控制组件400通过气管分别与密闭空腔130及气体存储罐300连通；控制组件400用于监测密闭空腔130内气体的气体参数并控制惰性气体的填充。

上述灭弧式碳刷取电装置，通过控制组件监测控制惰性气体的充气状态，实现了对密闭空腔中惰性气体含量的动态控制，提高安全性的同时降低了惰性气体的消耗。

图4为本申请一个实施例的灭弧式碳刷取电装置沿图2中B-B剖面的剖视图。如图4所示，在其中一个实施例中，控制组件400包括电磁控制阀410、传感器420与控制芯片430。其中，电磁控制阀410的进气口与气体存储罐300连通，电磁控制阀410的出气口与密闭空腔连通；电磁控制阀410用于控制气体存储罐300中惰性气体向所述密闭空腔的填充；传感器420用于监测密闭空腔130内气体的气体参数；控制芯片430接收传感器420监测到的气体参数，并根据气体参数控制电磁控制阀410的工作状态。上述灭弧式碳刷取电装置中，电磁控制阀接收控制芯片根据传感器反馈的气体参数调整密闭空腔中惰性气体充气状态，能够灵活控制气体存储罐中惰性气体向密闭空腔的填充，降低了惰性气体的消耗，节约了生产成本。

在其中一个实施例中，如图4所示，电磁控制阀410、传感器420与控制芯片430通过螺钉800与壳体100可拆卸连接，便于控制组件400的检修与更换。

在其中一个实施例中，如图4所示，螺钉800与壳体100连接的部位还设有第二密封圈520，第二密封圈520可以是质地柔软有弹性的硅胶密封条，第二密封圈520用于保证螺钉800与壳体100连接处的密封性。

在其中一个实施例中，如图4所示，传感器420为气体压力传感器421与气体密度传感器422。其中，气体压力传感器421监测密闭空腔130中气体的压力，并将监测到的气体压力值返回给控制芯片430。控制芯片430根据气体压力传感器421反馈的气体压力值通过电路控制电磁控制阀410的打开状态，进而控制气体存储罐300中惰性气体向密闭空腔130的填充，进而实现对密闭空腔130内气体压力值的调整。具体地，当气体压力值超过预设压力值的范围时，控制芯片430通过电路控制电磁控制阀410处于打开状态，使得气体存储罐300中的惰性气体填充至密闭空腔130。当气体压力值处于预设压力值范围时，控制芯片430通过电路控制电磁控制阀410处于关闭状态，停止将气体存储罐300中的惰性气体向密闭空腔130填充。

气体密度传感器422用于监测密闭空腔130中气体各组分的密度，并将监测到的密度值返回给控制芯片430。控制芯片430根据气体密度传感器422反馈的密度值，并通过电路控制电磁控制阀410的打开状态。具体地，当易燃易爆气体或助燃气体的密度值超过预设最大密度值时，控制芯片430通过电路控制电磁控制阀410处于打开状态，使得气体存储罐300中的惰性气体填充至密闭空腔130，排出部分易燃易爆气体或助燃气体，进而降低易燃易爆气体或助燃气体的密度值；当易燃易爆气体或助燃气体的密度值低于预设最小密度值时，控制芯片430通过电路控制电磁控制阀410处于关闭状态，停止惰性气体向密闭空腔130的填充。

还可以是，当惰性气体的密度值低于预设最小密度值时，说明密闭空腔130中的惰性气体含量较低，也即易燃易爆气体或助燃气体含量较高，此时，控制芯片430通过电路控制电磁控制阀410处于打开状态，使得气体存储罐300中的惰性气体填充至密闭空腔130；当惰性气体的密度值超过预设最大密度值时，说明密闭空腔130中的惰性气体含量较高，也即易燃易爆气体或助燃气体含量已经较低，在密闭空腔130中无法引起燃烧或爆炸，此时，控制芯片430通过电路控制电磁控制阀410处于关闭状态，停止气体存储罐300中的惰性气体向密闭空腔130的填充。

在另一个实施例中，传感器420为气体压力传感器421或气体密度传感器422中的任意一种。

上述灭弧式碳刷取电装置，通过气体压力传感器对整体气压的监测实现对密闭空腔中惰性气体的含量的快速调整，同时，通过气体密度传感器对密闭空腔中气体各组分进行监测，能够从易燃易爆气体、助燃气体及惰性气体三个维度监测并调整密闭空腔中惰性气体的含量，也即保证易燃易爆气体与助燃气体无法同时满足燃烧条件，进而防止密闭空腔内的燃烧或爆炸，进一步提高了安全性，同时节约了惰性气体的消耗。

在其中一个实施例中，碳刷架120与挡板110可拆卸连接。其中，可拆卸连接可以是螺栓连接(未图示)或者卡扣连接(未图示)。

在其中一个实施例中，碳刷架120与挡板110连接的部位涂有密封胶(未图示)。其中，密封胶可以是密封硅胶。

上述灭弧式碳刷取电装置，将碳刷架与挡板设计为可拆卸连接，为碳刷与控制组件的检修与更换提供了作业空间，提高了上述灭弧式电刷取电装置的可操作性。

在其中一个实施例中，碳刷架120上设有安装孔(未图示)，碳刷200通过与安装孔配合，实现与碳刷架120的可拆卸连接，便于碳刷200的更换，延长了灭弧式碳刷取电装置的使用周期。

在其中一个实施例中，安装孔与碳刷200连接处还设有第二密封圈520，第二密封圈520设于安装孔的外侧，第二密封圈520可以是质地柔软有弹性的硅胶密封条，第二密封圈520用于保证碳刷200与碳刷架120连接处的密封性。

图5为本申请另一个实施例的灭弧式碳刷取电装置的主视图。图6为本申请另一个实施例的灭弧式碳刷取电装置沿图5中C-C剖面的剖视图。在其中一个实施例中，如图5与图6所示，灭弧式碳刷取电装置还包括导向套600。其中，导向套600设于壳体100的外侧，具体地，位于挡板110的外侧，且设有用于定位导轨1嵌入方向导引斜面(未标示)，导引斜面形成远离壳体100的部位尺寸较大，靠近壳体100的部位尺寸较小的漏斗形状的开口。导向套600通过导引斜面实现对导轨1定位导向，提高了灭弧式碳刷取电装置装配的准确率，易化了放置操作。

在其中一个实施例中，如图1、图2、图3与图5所示，灭弧式碳刷取电装置还包括排气组件700，其中，排气组件700设于壳体100的上部，且与密闭空腔130连通；排气组件700用于将密闭空腔130中的空气排出。

在其中一个实施例中，排气组件700设于壳体100的上部，在气体存储罐300中的惰性气体向密闭空腔中填充时，由于惰性气体的气体密度较大，空气将聚集在密闭空腔130上部，能够通过排气组件700排出，因而，缩短了排气时间，减少了惰性气体的消耗，降低了生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括挡板与碳刷架，所述碳刷架与所述挡板通过螺栓或卡接实现可拆卸连接，所述挡板上开有与导轨配合的滑动孔，所述壳体通过所述滑动孔嵌套在所述导轨上；所述壳体与所述导轨之间形成密闭空腔，所述密闭空腔中填充有惰性气体；

碳刷，所述碳刷固定于所述碳刷架内侧，所述碳刷用于与所述导轨摩擦取电。

2.根据权利要求1所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，还包括：

气体存储罐，所述气体存储罐中存储有惰性气体，并与所述密闭空腔连通；所述气体存储罐用于补充所述密闭空腔中的惰性气体。

3.根据权利要求2所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，还包括：

控制组件，所述控制组件设于所述密闭空腔内，并通过气管分别与所述密闭空腔及所述气体存储罐连通；所述控制组件用于监测所述密闭空腔内气体的气体参数并控制所述惰性气体的填充。

4.根据权利要求3所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，所述控制组件包括：

电磁控制阀，所述电磁控制阀的进气口与所述气体存储罐连通，所述电磁控制阀的出气口与所述密闭空腔连通；所述电磁控制阀用于控制所述气体存储罐中惰性气体向所述密闭空腔的填充；

传感器，所述传感器用于监测所述密闭空腔内气体的气体参数；

控制芯片，所述控制芯片接收所述传感器监测到的所述气体参数，并根据所述气体参数控制所述电磁控制阀的工作状态。

5.根据权利要求4所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，所述传感器为气体压力传感器或气体密度传感器中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，所述碳刷架上设有安装孔，所述碳刷通过与所述安装孔配合，实现与所述碳刷架的可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，还包括：

密封圈，所述密封圈设于所述安装孔的外侧，用于提高所述碳刷与所述碳刷架可拆卸连接的密封性。

8.根据权利要求1所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，还包括：

导向套，所述导向套位于所述壳体的外侧，且设有用于定位所述导轨嵌入方向的导引斜面。

9.根据权利要求1所述的灭弧式碳刷取电装置，其特征在于，还包括：

排气组件，所述排气组件设于所述壳体的上部且与所述密闭空腔连通；所述排气组件用于将所述密闭空腔中的空气排出。

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