CN113385663A - 一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，设有发电单元、供电单元、控制器和电控柜；发电单元装在铁水罐车车架下方，发电单元设有主动轮、主动轮辅轮、皮带、从动轮、离合器和低速发电机；供电单元设有充电控制器、蓄电池、电机驱动器和驱动电机。铁水罐车靠燃气机车牵引，运转中车轮带动主动轮转动，将主动轮的动能转化为电能向蓄电池充电。发电单元与供电单元相连，当铁水罐车到达指定位置后，蓄电池经电机驱动器和驱动电机向加揭盖装置的液压推杆供电，控制器控制液压推杆和力臂完成铁水罐的加揭盖动作。本系统操作方便安全，各设备运行动作可靠，能适应罐车周围复杂且恶劣的生产环境，解决了为铁水罐车上的加揭盖装置供电难题。

Description

一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统

技术领域

本发明涉及一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，具体地说是涉及一种将在铁轨上行驶的铁水罐车车轮产生的动能通过低速发电机转化为电能，从而发电并为铁水罐车上安装的加揭盖装置供电的系统，也可以说是一种专门为铁水罐车上的加揭盖装置提供的自发电及供电系统。

背景技术

铁水罐车靠燃气机车牵引运行在铁轨上，是用于运送铁水至相关工序的专用车辆。铁水罐车存在铁路运输线上调度时间长、敞口的铁水罐空罐及重罐热量损耗大等问题。近年，为了减少铁水罐空罐及热罐在运输途中的热损耗，特别是减少雨雪天气时的热损耗，采用在铁水罐的罐口加盖，达到对铁水罐及铁水保温的目的，这对冶金企业的能源节约及利用是至关重要的。但对铁水罐罐口设盖后，由于铁水罐体积大，温度高，易发生铁渣飞溅，因此在铁水罐车上增设了一套铁水罐车加揭盖装置，同时必须为该加揭盖装置配备一套供电的系统，采用远程控制铁水罐的加揭盖操作。

为解决加揭盖装置供电问题，在本发明之前，中国公开了专利号为201810072024.6的“一种安装在铁水罐车旁的自动供电装置”，该自动供电装置的电源为工业用电，装置设有供电柜，柜内安装有开关门机构、压下抬起机构、前进后退机构、升降机构和集电器接触机构。该自动供电装置是一种采用远程控制为铁水罐车上的加揭盖装置供电的装置，通过远程控制打开可控柜门并完成压下、前进、上升动作，使柜内的集电器组通过滑道伸出、上升接触到铁水罐车的磨电道后，送电，完成对铁水罐车车上的加揭盖装置供电；加揭盖操作完成后，停止供电，选择供电自动关闭，完成集电器组下降、后退、抬起、各机构收回柜内、关门。该供电装置设于铁水罐车旁。但由于钢厂生产现场环境恶劣，工况复杂，该系统在生产现场极易损坏。为此很有必要开发一种可安装在铁水罐车上的并随铁水罐车一起运行的自发电及供电系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的为铁水罐车上加揭盖装置供电难题，而专门为铁水罐车上的加揭盖装置提供一种设计合理，投资少，占用空间小，能适应恶劣环境，维护简单，使用安全、方便的安装在铁水罐车上的自发电及供电的系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，设有发电单元、供电单元、控制器和电控柜；所述的发电单元安装在铁水罐车车架下方；所述的发电单元安装在铁水罐车车架下方；所述的发电单元设有主动轮、主动轮辅轮、皮带、从动轮、离合器和低速发电机；主动轮安装在铁水罐车轴上随铁水罐车转动的车轮转动，或主动轮以摩擦轮的形式贴合在铁水罐车的接触摩擦部件上，则主动轮通过与铁水罐车接触摩擦部件发生摩擦而转动；主动轮与主动轮辅轮同轴安装，主动轮转动带动主动轮辅轮转动，主动轮辅轮通过皮带带动从动轮转动，通过主动轮辅轮与从动轮的直径比实现对从动轮的调速；所述的从动轮、离合器及低速发电机依次用法兰相连并同轴安装，从动轮通过离合器将动能传递到低速发电机端，完成将行驶罐车车轮转动的动能转化为低速发电机发电的过程；

所述的供电单元设有顺序连接的充电控制器、蓄电池、电机驱动器和驱动电机；所述的充电控制器将低速发电机产生的交流电转换为直流电，再向蓄电池充电，电机驱动器将蓄电池放出的直流电转换为交流电用于驱动所述驱动电机，驱动电机安装在加揭盖装置的液压推杆上，通过驱动电机对加揭盖装置的液压推杆调速，通过液压推杆带动加揭盖装置的力臂，完成铁水罐的加揭盖动作；

所述的控制器设有测速单元、电量监测部件、车前操作盒、车后操作盒及测限位开关部件；所述的测速单元用于检测从动轮速度，控制器根据从动轮速度控制离合器与低速发电机吸合或脱离；所述的电量监测部件用于监测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量不足时，发出警报预警；控制器通过对车前操作盒和车后操作盒的操作，控制所述的加揭盖装置中执行部件完成开盖和合盖的操作，并在接收到测限位开关部件反馈的加揭盖装置中开盖或合盖行程限位开关到位信号后，进行保护联锁，使开、合盖操作准确达到预定位置；所述的控制器与电机驱动器之间采用有线或无线通讯；

所述的控制器及电机驱动器安置于电控柜内，电控柜安装在铁水罐车车架远端以防止铁渣飞溅。

所述的主动轮安装在车轴上时，主动轮转速与铁水罐车车轮的运行转速一致，向蓄电池充电是在铁水罐车运行途中进行的。

所述的主动轮以摩擦轮的形式贴合在铁水罐车的接触摩擦部件上，所述的接触摩擦部件为铁水罐车车轴的轴套或车轮，则主动轮通过与铁水罐车车轴轴套或车轮发生摩擦而转动，当接触摩擦部件为车轴轴套时，主动轮线速度和轴套线速度相近，当接触摩擦部件为车轮时，主动轮线速度和罐车运行速度相近。

所述的测速单元用于检测从动轮速度，当检测到从动轮速度在低速发电机的额定发电转速内时，控制器通过测速单元发出指令，控制离合器吸合，使动能传递到低速发电机侧发电，离合器用以对低速发电机的超载保护；当从动轮转速低于或高于低速发电机额定转速时，离合器与低速发电机脱离，发电单元停止发电。

所述的蓄电池与外接充电接口相连，当低速发电机发电量无法满足蓄电池用电时，通过外接充电接口直接向蓄电池供电，以保证供电单元的正常运行。

所述的电机驱动器与应急电源接口相连，当蓄电池内电量不足时，通过外接应急电源直接向电机驱动器供电，以保证铁水罐加揭盖动作的完成。

所述的外接充电接口和应急电源接口提供的都是直流电；所述的蓄电池安放于蓄电池箱内，蓄电池箱采用卡扣设计，安装在铁水罐车架下方，以方便更换电池，同时防止铁渣飞溅。

本发明安装在铁水罐车上的自发电及供电系统与现有的技术相比具有的优点是：

(1)、本发明安装在铁水罐车上的自发电及供电系统可随铁水罐车一起行驶，利用铁水罐车靠燃气机车牵引在运输过程中产生的动能，将其转化为电能，解决了为铁水罐车上加揭盖装置供电难题，且自发电及供电系统设计合理，投资少，安全系数高。

(2)、本发明的自发电及供电系统将自发电单元及蓄电池箱都安装在铁水罐车车架下方，车架可有效保护自发电单元及蓄电池箱，避免其受飞溅铁渣带来的损害。

⑶、本发明的自发电及供电系统使用方便，维护简单，占用空间小，能适应高炉出铁口、脱硫车间的等各种恶劣环境。

附图说明

图1为本发明安装在铁水罐车上的自发电及供电系统的控制方框图。

图2为本发明安装在铁水罐车车轴上的自发电单元结构的主视示意图。

图3为本发明安装在铁水罐车车轴上的自发电单元结构的俯视示意图。

图4为本发明的主动轮与接触摩擦部件贴合的自发电单元结构的主视示意图。

图5为本发明的主动轮与接触摩擦部件贴合的自发电单元结构的俯视示意图。

图6为本发明实施例2中主动轮以摩擦轮的形式贴合在接触摩擦部件(车轴轴套)上的自发电单元结构的主视图。

上述图中：1—主动轮；2—主动轮辅助轮；3—皮带；4—从动轮；5—离合器；6—低速发电机；7—充电控制器；8—蓄电池；9—电机驱动器；10—驱动电机；11—液压推杆；12—控制器；13—外接充电接口；14—应急电源接口；15—车前操作盒；16—车后操作盒；17—测限位开关部件；18—测速单元；19—电量监测部件；20—车轴；21—接触摩擦部件；22—主动轮支架。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明安装在铁水罐车上的自发电及供电系统作进一步详述。本发明的实施例仅用于阐述本发明的系统，但本发明的实施不限于此。

实施例1：本发明提供一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，设有发电单元、供电单元、控制器和电控柜；如图1、2、3所示，所述的发电单元设有主动轮1、主动轮辅轮2、皮带3、从动轮4、离合器5和低速发电机6；所述供电单元设有顺序连接的充电控制器7、蓄电池8、电机驱动器9和驱动电机10。

所述的发电单元安装在铁水罐车车架下方；参见图2、3，本实施例中主动轮1安装在铁水罐车车轴20上，当铁水罐车行驶时，主动轮随铁水罐车车轮的车轴转动而转动；主动轮与主动轮辅轮2同轴安装；行驶的铁水罐车车轮、车轴转动带动主动轮、主动轮辅轮转动，主动轮转速与铁水罐车车轮的运行转速一致。主动轮辅轮通过皮带3带动从动轮4转动，通过主动轮辅轮与从动轮的直径比实现对从动轮的调速；所述的从动轮、离合器5及低速发电机6依次用法兰相连并同轴安装，从动轮通过离合器将动能传递到低速发电机端，并通过离合器5控制动能的传输，实现将行驶罐车车轮转动的动能转化为低速发电机发出的电能，经过供电单元中的充电控制器7将交流电转换成直流电后向蓄电池8充电；即罐车是在运输途中对蓄电池进行充电。

本发明中供电单元的充电控制器将低速发电机6产生的交流电转换为直流电，再向蓄电池8充电，而电机驱动器9将蓄电池放出的直流电转换为交流电。本实施例中设有一个电机驱动器9、一个驱动电机10，驱动电机安装在加揭盖装置的液压推杆11上，通过驱动电机对液压推杆调速，液压推杆11带动加揭盖装置的力臂，完成铁水罐的加揭盖动作。

所述的控制器12设有测速单元18、电量监测部件19、车前操作盒15、车后操作盒16及监测限位开关部件17，所述的测速单元18用以检测从动轮4的速度，本实施例中的低速发电机6的额定发电转速范围在100～300r/min。当从动轮速度在低速发电机的额定发电转速内时，通过控制器发出控制指令，离合器5与低速发电机6吸合，使动能传递到低速发电机侧发电，离合器用以对低速发电机的超载保护；当从动轮转速低于或高于额定发电转速时，离合器5与低速发电机6脱离，发电单元停止发电。

所述的电量监测部件19用于监测蓄电池8剩余电量，当蓄电池剩余电量不足时，发出警报预警；控制器通过对车前操作盒15和车后操作盒16的操作，控制所述加揭盖装置的液压推杆11完成开盖和合盖的操作，并在接收到测限位开关部件17反馈的液压推杆行程限位开关到位信号后，进行保护联锁，使开合盖操作准确达到预定位置。

所述的控制器12及电机驱动器9放置于电控柜内，本实施例控制器与电机驱动器采用无线通讯；电控柜安装在铁水罐车车架远端以防止铁渣飞溅。

所述的蓄电池8安放于蓄电池箱内，蓄电池箱采用卡扣设计，蓄电池箱安装在铁水罐车架下方以方便更换电池，同时防止受到铁渣飞溅的影响。

所述的蓄电池8与外接充电接口13相连，当低速发电机6发电量无法满足蓄电池8用电时，可直接通过外接充电接口13向停靠在铁水罐车车站的车上蓄电池8充电，以保证供电单元的正常运行。

所述的电机驱动器9与应急电源接口14相连，所述的应急电源接口是可外接备用蓄电池的接口。当蓄电池8内电量不足时，通过外接应急备用蓄电池直接向电机驱动器供电，保证加揭盖装置的加盖揭盖动作的完成。

实施例2：本发明提供的一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，其结构、工作过程与实施例1基本相同，不同的只是：

本实施例的自发电单元中所述的主动轮以摩擦轮的形式贴合在接触摩擦部件21上。参见图4、5、6，本实施例中接触摩擦部件21是车轴的轴套，即主动轮1利用主动轮支架22贴压在铁水罐车车轴20的轴套上，则主动轮通过与铁水罐车车轴的轴套发生摩擦而转动，主动轮线速度和轴套线速度相近；

本实施例中控制器与电机驱动器采用有线通讯；

本实施例中供电单元设有二个电机驱动器9、二个驱动电机10，电机驱动器9将蓄电池8放出的直流电转换为交流电，二个驱动电机10分别安装在加揭盖装置的二个液压推杆11上，通过驱动电机10对液压推杆11调速，通过二个液压推杆11带动二个加揭盖装置的力臂，完成铁水罐的加揭盖动作。

本发明利用铁水罐车在行驶过程中车轮转动产生的动能，将其转化为电能，解决了为铁水罐车上加揭盖装置供电难题，且本发明的自发电及供电系统设计合理，投资少，安全系数高，本自发电及供电系统可随铁水罐车一起行驶，使用方便，维护简单，占用空间小，能适应高炉出铁口、脱硫车间等各种恶劣的生产环境。

Claims (6)

1.一种安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，设有发电单元、供电单元、控制器和电控柜；其特征在于：所述的发电单元安装在铁水罐车车架下方；所述的发电单元设有主动轮、主动轮辅轮、皮带、从动轮、离合器和低速发电机；主动轮安装在铁水罐车轴上随铁水罐车转动的车轮转动，或主动轮以摩擦轮的形式贴合在铁水罐车的接触摩擦部件上，则主动轮通过与铁水罐车接触摩擦部件发生摩擦而转动；主动轮与主动轮辅轮同轴安装，主动轮转动带动主动轮辅轮转动，主动轮辅轮通过皮带带动从动轮转动，通过主动轮辅轮与从动轮的直径比实现对从动轮的调速；所述的从动轮、离合器及低速发电机依次用法兰相连并同轴安装，从动轮通过离合器将动能传递到低速发电机端，完成将行驶罐车车轮转动的动能转化为低速发电机发电的过程；

所述的供电单元设有顺序连接的充电控制器、蓄电池、电机驱动器和驱动电机；所述的充电控制器将低速发电机产生的交流电转换为直流电，再向蓄电池充电，电机驱动器将蓄电池放出的直流电转换为交流电用于驱动所述驱动电机，驱动电机安装在加揭盖装置的液压推杆上，通过驱动电机对加揭盖装置的液压推杆调速，通过液压推杆带动加揭盖装置的力臂，完成铁水罐的加揭盖动作；

所述的控制器设有测速单元、电量监测部件、车前操作盒、车后操作盒及测限位开关部件；所述的测速单元用于检测从动轮速度，控制器根据从动轮速度控制离合器与低速发电机吸合或脱离；所述的电量监测部件用于监测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量不足时，发出警报预警；控制器通过对车前操作盒和车后操作盒的操作，控制所述的加揭盖装置中执行部件完成开盖和合盖的操作，并在接收到测限位开关部件反馈的加揭盖装置中开盖或合盖行程限位开关到位信号后，进行保护联锁，使开、合盖操作准确达到预定位置；所述的控制器与电机驱动器之间采用有线或无线通讯；

所述的控制器及电机驱动器安置于电控柜内，电控柜安装在铁水罐车车架远端以防止铁渣飞溅。

2.根据权利要求1所述的安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，其特征在于：所述的主动轮安装在车轴上时，主动轮转速与铁水罐车车轮的运行转速一致，向蓄电池充电是在铁水罐车运行途中进行的。

3.根据权利要求1所述的安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，其特征在于：所述的主动轮以摩擦轮的形式贴合在铁水罐车的接触摩擦部件上，所述的接触摩擦部件为铁水罐车车轴的轴套或车轮，则主动轮通过与铁水罐车车轴轴套或车轮发生摩擦而转动，当接触摩擦部件为车轴轴套时，主动轮线速度和轴套线速度相近，当接触摩擦部件为车轮时，主动轮线速度和罐车运行速度相近。

4.根据权利要求1所述的安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，其特征在于：所述的测速单元用于检测从动轮速度，当检测到从动轮速度在低速发电机的额定发电转速内时，控制器通过测速单元发出指令，控制离合器吸合，使动能传递到低速发电机侧发电，离合器用以对低速发电机的超载保护；当从动轮转速低于或高于低速发电机额定转速时，离合器与低速发电机脱离，发电单元停止发电。

5.根据权利要求1所述的安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，其特征在于：所述的蓄电池与外接充电接口相连，当低速发电机发电量无法满足蓄电池用电时，通过外接充电接口直接向蓄电池供电，以保证供电单元的正常运行。

6.根据权利要求1所述的安装在铁水罐车上的自发电及供电系统，其特征在于：所述的电机驱动器与应急电源接口相连，当蓄电池内电量不足时，通过外接应急电源直接向电机驱动器供电，以保证铁水罐加揭盖动作的完成。

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