RU2269443C1 - Mobile overhead ropeway - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering; ropeways.

SUBSTANCE: invention relates to mobile ropeways for transportation of loads and passengers. Proposed mobile overhead ropeway contains drive, two pulleys, each installed on self-propelled set equipped with hydraulic outriggers, closed taut carry-and-traction wire rope with mounted devices passing over pulleys and resting on rollers of line equalizers installed on telescopic supports. Drive is made in form of multi-inductor linear induction motor, each inductor of which being secured in series along axis of ropeway on line equalizers between rollers on which carry-and-traction wire rope rests, being simultaneously secondary part (reactive strip) of linear induction motor. Self-contained power generating sets to supply ropeway are installed on self-propelled sets.

EFFECT: improved efficiency of ropeway, simplified design of drive, increased safety.

5 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к мобильным канатным дорогам для перемещения грузов и пассажиров.The invention relates to vehicles, in particular to mobile cableways for moving goods and passengers.

Известна конструкция ленточного конвейера большой производительности с линейными двигателями. Металлическая или резинотканевая, армированная продольными тросами и поперечными перемычками лента, может быть использована как вторичный элемент линейного двигателя, индукторы которого расположены неподвижно, с интервалами по всей длине конвейера. Такая схема расположения двигателей дает возможность распределить места приложения силы по всей длине конвейера и таким образом значительно уменьшить требуемую прочность, а значит, сечение и стоимость ленты, а также теоретически создать конвейер бесконечной длины. (Линейные асинхронные двигатели. Ижел Г.И., Ребров С.А., Шаповаленко А.Г., "Техника", 1975, с.98-100).Known for the design of a conveyor belt of high performance with linear motors. A metal or rubber fabric reinforced with longitudinal cables and transverse jumpers tape can be used as a secondary element of a linear motor, the inductors of which are stationary, with intervals along the entire length of the conveyor. Such an arrangement of engines makes it possible to distribute the places of application of force along the entire length of the conveyor and thus significantly reduce the required strength, which means the cross section and cost of the belt, and theoretically create a conveyor of infinite length. (Linear asynchronous motors. Izhel G.I., Rebrov S.A., Shapovalenko A.G., "Technique", 1975, p. 98-100).

Однако имеется ряд препятствий к быстрому и успешному внедрению этих работ в практику. Так, например, для быстроходного конвейера наиболее подходящей являлась бы тонкая стальная лента. Однако использовать ее как вторичную часть линейного двигателя затруднительно из-за малой толщины: такая ферромагнитная лента легко притягивалась бы к индукторам линейных двигателей и вместо тягового создавала бы тормозное усилие из-за силы трения, возникающей между притянутой лентой и индуктором.However, there are a number of obstacles to the rapid and successful implementation of these works in practice. So, for example, a thin steel tape would be most suitable for a high-speed conveyor. However, it is difficult to use it as a secondary part of a linear motor because of its small thickness: such a ferromagnetic tape would be easily attracted to the inductors of linear motors and would create braking force instead of the traction due to the friction force arising between the drawn tape and the inductor.

Использование ленты из немагнитной стали значительно снизило бы кпд линейного двигателя вследствие большого ее удельного сопротивления. Хорошим материалом для вторичной части линейного двигателя является алюминий, однако лента из него работала бы ненадежно вследствие частых обрывов, обусловленных малой механической прочностью алюминия.The use of a tape made of non-magnetic steel would significantly reduce the efficiency of a linear motor due to its large resistivity. Aluminum is a good material for the secondary part of a linear motor, but a tape made of it would not work reliably due to frequent breaks due to the low mechanical strength of aluminum.

Наиболее близким по конструктивным особенностям, технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является подвесная канатная дорога (Патент на изобретение Российской Федерации № 2247671 БИ № 7 от 10 марта 2005 г.), содержащая приводной шкив, кинематически соединенный с движителем основной самоходной транспортной установки, натяжной шкив и огибающий их замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами, дополнительную самоходную транспортную установку, заякоренную натяжным устройством вдоль оси канатной дороги, при этом движитель этой установки кинематически соединен с натяжным шкивом, а основная самоходная транспортная установка расположена горизонтально на вертикально установленных гидравлических аутригерах навстречу дополнительной самоходной транспортной установке, причем натяжной и приводной шкивы выполнены из отдельных сборно-разборных секторов, шарнирно соединенных между собой, а канатная дорога дополнительно оснащена линейными роликовыми балансирами, установленными на телескопических опорах вдоль продольной оси канатной дороги.The closest in design features, technical nature and the achieved result to this invention is a cableway (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2247671 BI No. 7 dated March 10, 2005), containing a drive pulley kinematically connected to the propulsion of the main self-propelled transport installation, a tension pulley and a closed tensioned load-bearing rope enveloping them with towing devices, an additional self-propelled transport unit anchored by a tension device along the cable axis of the road, while the mover of this unit is kinematically connected to the idler pulley, and the main self-propelled transport unit is horizontally mounted on vertically mounted hydraulic outriggers to meet the additional self-propelled transport unit, and the idler and drive pulleys are made of separate collapsible sectors pivotally connected to each other, and the ropeway is additionally equipped with linear roller balancers mounted on telescopic supports along the longitudinal axis of the rope th road.

Описанная подвесная канатная дорога конструктивно сложна, имеет множество сложных сборно-разборных элементов, из которых изготовлены натяжной и приводной шкивы. Натяжное устройство дороги имеет якорь для создания необходимого тягового усилия, что также усложняет конструкцию. У существующих канатных дорог с приводом, выполненным в виде двигателя вращательного действия и приводным шкивом, сила тяги, необходимая для движения каната с прицепными устройствами, создается силой трения между канатом и приводным шкивом. Эта сила прикладывается к канату в одном месте у приводного шкива и передается по всей длине дороги, поэтому канат должен быть довольно прочным. Однако при значительных длинах (примерно 1000 м и более) масса самого каната становится соизмеримой с массой прицепных устройств и при длинах более 3000 м канатная дорога становится неэффективной, а сам канат может разрушиться, перемещая сам себя.The described cableway is structurally complex, has many complex collapsible elements from which the tension and drive pulleys are made. The road tensioner has an anchor to create the necessary traction, which also complicates the design. In existing ropeways with a drive made in the form of a rotary engine and a drive pulley, the traction force necessary for the movement of the rope with trailed devices is created by the friction force between the rope and the drive pulley. This force is applied to the rope in one place near the drive pulley and transmitted along the entire length of the road, so the rope should be quite strong. However, with considerable lengths (about 1000 m and more), the mass of the rope itself becomes comparable with the mass of trailed devices and with lengths of more than 3000 m, the cableway becomes ineffective, and the rope itself can collapse, moving itself.

Эта конструкция имеет ряд недостатков, а именно:This design has several disadvantages, namely:

- сложную конструкцию приводного и натяжного шкивов, натяжного устройства и кинематическую связь с движителем;- the complex design of the drive and idler pulleys, idler and kinematic connection with the mover;

- ограниченные возможности по длине транспортирования, связанные с ограничениями по прочности и диаметру несуще-тягового каната;- limited possibilities for the length of transportation associated with restrictions on the strength and diameter of the non-supporting rope;

- ограниченные возможности по величине усилия натяжения и как следствие тягового усилия на шкиве;- limited possibilities in terms of magnitude of the pulling force and, as a consequence of the pulling force on the pulley;

- увеличение длины транспортирования и производительности ограничивается диаметром каната и возрастанием его жесткости при изгибе на приводном шкиве;- the increase in transportation length and productivity is limited by the diameter of the rope and the increase in its rigidity during bending on the drive pulley;

- недостаточная безопасность из-за возможности схода каната при прохождении его через роликовые балансиры (в существующих конструкциях канатных дорог усилие прижатия каната к роликовым балансирам достигается путем профилирования трассы дороги за счет высоты опор);- insufficient safety due to the possibility of the descent of the rope when it passes through the roller balancers (in existing cableway constructions, the force of pressing the rope to the roller balancers is achieved by profiling the road route due to the height of the supports);

- ограничения по расстоянию между опорами линейных роликовых балансиров, связанные с предельно допустимой величиной провеса в пролете и повышенной динамикой (раскачивание прицепных устройств) в процессе пуска и торможения;- restrictions on the distance between the supports of linear roller balancers associated with the maximum permissible sag in the span and increased dynamics (swinging of trailed devices) during start-up and braking;

- увеличенный путь торможения, связанный со значительными движущимися инерционными массами (масса только одного каната при длине дороги 1.5 км, производительностью 500-600 чел./ч составляет более 20 т).- an increased braking distance associated with significant moving inertial masses (the mass of only one rope with a road length of 1.5 km, with a productivity of 500-600 people / h is more than 20 tons).

Изобретение направлено на повышение эффективности канатной дороги, а именно упрощение конструкции привода с одновременным практически неограниченным увеличением длины транспортирования и производительности, повышением безопасности путем применения привода, выполненного в виде многоиндукторного линейного асинхронного двигателя.The invention is aimed at improving the efficiency of the ropeway, namely, simplifying the design of the drive with a simultaneous almost unlimited increase in transport length and productivity, increasing safety by using a drive made in the form of a multi-inductor linear induction motor.

Это достигается тем, что мобильная подвесная канатная дорога содержит два шкива, расположенные на самоходных установках, оборудованных гидравлическими аутригерами, замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами, огибающий шкивы, линейные роликовые балансиры, установленные на телескопических опорах, и привод, который выполнен в виде многоиндукторного линейного асинхронного двигателя, каждый индуктор, являющийся первичной частью асинхронного двигателя, закреплен последовательно, вдоль оси канатной дороги на конструкции линейного балансира между роликами, на которые опирается несуще-тяговый канат, являющийся одновременно вторичной частью (реактивной полосой) линейного асинхронного двигателя, при этом автономные энергетические агрегаты для электропитания всей дороги установлены на самоходных установках.This is achieved by the fact that the mobile cableway contains two pulleys located on self-propelled units equipped with hydraulic outriggers, a closed tensioned load-carrying rope with trailed devices, envelope pulleys, linear roller balancers mounted on telescopic supports, and a drive that is made in as a multi-inductor linear induction motor, each inductor, which is the primary part of the induction motor, is fixed sequentially along the axis of the cableway to linear balancer between the rollers on which the load-bearing rope is supported, which is also the secondary part (reactive strip) of the linear induction motor, while autonomous power units for powering the entire road are installed on self-propelled units.

Распределение линейных двигателей по всей длине канатной дороги существенно разгружает канат, вследствие чего появляется возможность применять канат меньшего диаметра.The distribution of linear motors along the entire length of the cableway significantly unloads the rope, which makes it possible to use a rope of smaller diameter.

У линейных электродвигателей поступательная сила тяги создается за счет энергии бегущего магнитного поля и взаимодействия магнитного потока индуктора с током реактивной полосы, в нашем случае канатом. В связи с этим сила тяги и ускорение не ограничиваются силой сцепления приводного шкива с канатом и могут быть весьма большими. Иногда ускорение в несколько раз превышает ускорение силы тяжести.In linear electric motors, the translational traction force is created due to the energy of the traveling magnetic field and the interaction of the magnetic flux of the inductor with the current of the reactive strip, in our case, a rope. In this regard, the traction force and acceleration are not limited by the traction force of the drive pulley with the rope and can be very large. Sometimes the acceleration is several times higher than the acceleration of gravity.

Все сказанное выше в равной степени относится к условиям торможения канатной дороги. Последнее обстоятельство имеет большое значение с точки зрения повышения безопасности движения, определяемое длиной тормозного пути.All of the above applies equally to the braking conditions of the cableway. The latter circumstance is of great importance from the point of view of improving traffic safety, determined by the length of the braking distance.

Имеющийся недостаток линейных двигателей, заключающийся в том, что индуктор с большой силой притягивается к канату (реактивной полосе), в нашем случае является достоинством, так как за счет этого явления повышается безопасность в части невозможности схода каната с роликового балансира.The existing drawback of linear motors, namely, that the inductor is attracted with great force to the rope (reactive band), in our case is an advantage, since this phenomenon increases the safety in terms of the impossibility of the rope coming off the roller balancer.

На фиг.1 изображен общий вид канатной дороги; на фиг.2 - общий вид канатной дороги в плане; на фиг.3 - линейный роликовый балансир с индукторами линейного асинхронного двигателя; на фиг.4 - разрез линейного роликового балансира с индукторами линейного асинхронного двигателя по А-А; на фиг.5 представлена фотография испытательной установки с одним индуктором линейного асинхронного двигателя.Figure 1 shows a General view of the cableway; figure 2 is a General view of the cableway in plan; figure 3 is a linear roller balancer with inductors of a linear induction motor; figure 4 is a section of a linear roller balancer with inductors of a linear induction motor along aa; figure 5 presents a photograph of a test setup with a single inductor of a linear induction motor.

Мобильная подвесная канатная дорога содержит два шкива 1, 2, расположенные на самоходных установках 3, 4, оборудованных гидравлическими аутригерами 5, 6, замкнутый натянутый несуще-тяговый канат 7 с прицепными устройствами 8, огибающий шкивы 1 и 2, опирается на линейные роликовые балансиры 9, установленные на телескопических опорах 10, и привод, выполненный в виде многоиндукторного линейного асинхронного двигателя, каждый индуктор 11 которого закреплен последовательно вдоль оси канатной дороги на конструкции 12 линейного балансира 9 между роликами 13, на которые опирается несуще-тяговый канат 7, являющийся одновременно вторичной частью (реактивной полосой) линейного асинхронного двигателя, при этом автономные энергетические агрегаты 14, 15 для электропитания всей дороги установлены на самоходных установках 3, 4.The mobile cableway contains two pulleys 1, 2, located on self-propelled units 3, 4, equipped with hydraulic outriggers 5, 6, a closed tensioned load-bearing rope 7 with trailed devices 8, enveloping pulleys 1 and 2, rests on linear roller balancers 9 mounted on telescopic supports 10, and a drive made in the form of a multi-inductor linear induction motor, each inductor 11 of which is mounted sequentially along the axis of the cableway on the structure 12 of the linear balancer 9 between the roller 13, on which the supporting-traction rope 7 rests, which is simultaneously the secondary part (reactive strip) of the linear induction motor, while the autonomous power units 14, 15 for powering the entire road are installed on self-propelled units 3, 4.

Канатная дорога работает следующим образом. Сначала выбирается трасса канатной дороги. Определяется на местности расположение самоходных транспортных установок 1 и 2, а также количество и место расположения на трассе канатной дороги телескопических опор 10 с линейными роликовыми балансирами 9.The cableway works as follows. First, the cable car route is selected. The location of the self-propelled transport units 1 and 2, as well as the number and location of the telescopic supports 10 with linear roller balancers 9 on the cableway is determined on the ground.

Затем производят навеску замкнутого несуще-тягового каната 7 через шкивы 1 и 2, опирая его на линейные роликовые балансиры 9, установленные на телескопических опорах 10. К балансирам, где установлен привод, подводят электроэнергию для их питания через регуляторы от автономных энергетических агрегатов 14 и 15, расположенных на самоходных установках 3, 4.Then, a closed linkage of the traction rope 7 is weighed through the pulleys 1 and 2, relying on linear roller balancers 9 mounted on telescopic supports 10. Electricity is supplied to the balancers where the drive is installed through the regulators from autonomous power units 14 and 15 located on self-propelled units 3, 4.

При подаче электроэнергии на индукторы 11 в его обмотках возникает поступательная сила тяги, создаваемая энергией бегущего магнитного поля и взаимодействия магнитного потока индуктора 11с током реактивной полосы (канатом 7). Роликами 13 достигается необходимый зазор между индуктором 11 и канатом 7.When electric power is supplied to the inductors 11, translational traction force arises in its windings, created by the energy of the traveling magnetic field and the interaction of the magnetic flux of the inductor 11 with the reactive band current (rope 7). The rollers 13 achieve the necessary clearance between the inductor 11 and the rope 7.

Достоинства предлагаемой мобильной подвесной канатной дороги:Advantages of the proposed mobile cableway:

1. Упрощение конструкции привода и натяжного устройства по отношению к прототипу.1. Simplification of the design of the drive and the tensioning device in relation to the prototype.

2. Неограниченные возможности по длине транспортирования, не зависящие от прочности и диаметра несуще-тягового каната.2. Unlimited possibilities for the length of transportation, not depending on the strength and diameter of the load-bearing rope.

3. Неограниченные возможности по величине тягового усилия.3. Unlimited possibilities in terms of traction.

4. Повышенная безопасность из-за невозможности схода каната при прохождении его через роликовые балансиры за счет взаимного притягивания индуктора и каната.4. Increased safety due to the impossibility of the descent of the rope when passing through the roller balancers due to the mutual attraction of the inductor and the rope.

5. Возможность увеличения расстояния между опорами линейных роликовых балансиров, связанного с предельно допустимой величиной провеса в пролете и снижением динамики (уменьшением раскачивания прицепных устройств) в процессе пуска и торможениях;5. The possibility of increasing the distance between the supports of linear roller balancers, associated with the maximum permissible sag in the span and a decrease in dynamics (reducing the swaying of trailed devices) during start-up and braking;

6. Повышенная безопасность за счет снижения длины тормозного пути.6. Increased safety by reducing braking distance.

Для проверки работоспособности предлагаемой канатной дороги с линейным асинхронным двигателем был изготовлен стенд, выполненный в виде одного индуктора линейного асинхронного двигателя (фиг.5), опирающегося через ролики на канат, являющийся одновременно вторичной частью (реактивной полосой) линейного асинхронного двигателя. При подаче электрического питания на индуктор происходило их относительное движение. Испытание модели, изготовленной с учетом основных признаков в предложенном изобретении, показало ее работоспособность.To test the operability of the proposed ropeway with a linear induction motor, a stand was made in the form of a single inductor of a linear asynchronous motor (Fig. 5), resting through the rollers on a rope, which is also a secondary part (reactive strip) of a linear asynchronous motor. When electric power was supplied to the inductor, their relative motion occurred. Testing the model, made taking into account the main features in the proposed invention, showed its performance.

На основании вышеизложенного, и с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемое нами устройство "Подвесная канатная дорога" может быть признано изобретением и защищено патентом.Based on the foregoing, and taking into account the patent information search, we believe that the device "Suspension Cableway" proposed by us can be recognized as an invention and protected by a patent.

Claims (1)

Мобильная подвесная канатная дорога, содержащая привод, два шкива, каждый из которых расположен на самоходной установке, оборудованной гидравлическими аутригерами, замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами, огибающий шкивы и опирающийся на ролики линейных балансиров, установленных на телескопических опорах, отличающаяся тем, что привод выполнен в виде многоиндукторного линейного асинхронного двигателя, каждый индуктор которого закреплен последовательно вдоль оси канатной дороги на конструкциях линейных балансиров между роликами, на которые опирается несуще-тяговый канат, являющийся одновременно вторичной частью (реактивной полосой) линейного асинхронного двигателя, при этом автономные энергетические агрегаты для электропитания всей дороги установлены на самоходных установках.A mobile cableway containing a drive, two pulleys, each of which is located on a self-propelled unit equipped with hydraulic outriggers, a closed tensioned load-carrying rope with trailed devices, enveloping pulleys and resting on rollers of linear balancers mounted on telescopic supports, characterized in that the drive is made in the form of a multi-inductor linear induction motor, each inductor of which is mounted sequentially along the axis of the cableway on the structures of linear ba ansirov between the rolls, which rests on the supporting-traction cable, which is both the secondary part (reactive band) of a linear induction motor, wherein the autonomous power supply units for the entire road mounted on self-propelled units.

Images