RU2529527C1 - Device for ice removal from power transmission line wire - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device contains a housing, which is designed with a possibility of its mounting on a wire. Also it is provisioned with transportation means and ice removal devices. The transportation mean is designed as the container, filled with calcium carbide with a possibility of ensuring its contact with the humidified ice on a wire. To create the device moving force the jet force zero occurring from inflaming of acetylene, formed during chemical reaction as a result of interaction of calcium carbide with water. When ice is removed from a wire, heat is used, which is released as a result of chemical reaction and acetylene burning, for ignition of which and creation of initial velocity of the device rotation in a combustor located inside a housing, the igniting device with the power charge is installed. Behind a combustor the turbine driving wheel with a mill is installed, while the turbine wheel is rigidly connected to the device housing, which is made asymmetrical, i.e. with imbalance with reference to its spin axis. For humidifying of ice in the device supports piezoelectric elements are installed, which through current distributors are connected with spring-loaded heating devices installed in the front part of the device.

EFFECT: increase of the device operation productivity and improvement of quality of ice removal.

4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач.The invention relates to electrical engineering and can be used to remove ice from the wires of overhead power lines.

Известно устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач (RU 2470434 от 20.12.2012, Бюл. 35), которое содержит корпус, выполненный с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде камеры, заполненной карбидом кальция с возможностью обеспечения контакта с увлажненным льдом, находящимся на проводе. Для уменьшения сил трения между элементами устройства и обледеневшим проводом создается газовая смазка за счет ацетилена, которая образуется при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена поджигающим устройством, установленным в задней части устройства. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена.A device for removing ice from a wire of a power line (RU 2470434 from 12.20.2012, Bull. 35), which contains a housing made with the possibility of installing it on a wire. It is also equipped with vehicles for moving and removing ice. The vehicle is made in the form of a chamber filled with calcium carbide with the possibility of contact with moist ice located on the wire. To reduce the friction forces between the elements of the device and the icy wire, a gas lubricant is created due to acetylene, which is formed during a chemical reaction as a result of the interaction of carbide with water. To create the force of movement of the device, a reactive force is used, arising from the ignition of acetylene by the ignition device installed in the rear of the device. When removing ice from a wire, the heat generated by the chemical reaction and combustion of acetylene is used.

Недостатком данного устройства является его низкая эффективность из-за высокой теплоемкости льда, что требует значительного времени для его расплавления, а его работа не гарантирует полного удаления гололеда с провода линии электропередач.The disadvantage of this device is its low efficiency due to the high heat capacity of the ice, which requires considerable time for its melting, and its operation does not guarantee complete removal of ice from the wire of the power line.

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности удаления гололеда с провода линии электропередач.The objective of the claimed invention is to increase the efficiency of removing ice from a wire of a power line.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в увеличении производительности работы устройства и повышении качества удаления гололеда.The technical result achieved by solving the problem is to increase the productivity of the device and improve the quality of removal of ice.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач, содержащее корпус, выполненный с возможностью его установки на провод, снабженный средствами передвижения и удаления льда, средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция и обеспечивающего его контакт с увлажненным льдом провода, для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой, а для удаления гололеда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в задней части корпуса установлено поджигающее устройство.Restrictive: A device for removing ice from a wire of a power line, comprising a housing configured to be mounted on a wire equipped with means of transportation and removal of ice, the vehicle is made in the form of a container filled with calcium carbide and making it contact with moistened ice of the wire, to create the force of movement of the device uses reactive force arising from the ignition of acetylene, which is formed during a chemical reaction as a result of the interaction of carbide with water minutes, and for the removal of ice from the wire used heat released by a chemical reaction and combustion of acetylene, in which for igniting the rear casing is set igniter.

Отличительные: За камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, который выполнен несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения, поджигающее устройство с пороховым зарядом установлено в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, в опорах устройства установлены пьезоэлементы, которые при помощи токопроводов соединены с подпружиненными нагревающими элементами, установленными в передней части устройства.Distinctive: A turbine impeller with a milling cutter mounted on it is installed behind the combustion chamber, while the turbine wheel is rigidly connected to the device casing, which is asymmetrical, i.e. having an imbalance relative to its axis of rotation, an ignition device with a powder charge is installed in the combustion chamber located in front of the turbine wheel, piezoelectric elements are installed in the supports of the device, which are connected with spring-loaded heating elements installed in the front of the device.

Изобретение реализуется следующим образом.The invention is implemented as follows.

Устройство перед началом его работы заправляют карбидом кальция в измельченном виде в расположенный внутри устройства контейнер с эластичными боковыми и проницаемыми для вещества днищевыми стенками. Для инициирования процесса расплавления верхней поверхности гололеда, т.е. образования на нем слоя воды, перед колесом турбины установлено поджигающее устройство, выполненное в виде запальной свечи и расположенное в пороховом заряде, равномерно уложенном по периметру камеры сгорания. Воспламенение поджигающего устройства приведет к выделению пороховых газов, которые благодаря колесу турбины вызовут ее вращение относительно провода и, соответственно, устройства с подпружиненными нагревающими элементами, расположенными в передней части устройства. Выделяющаяся за счет подпружиненности элементов, т.е. сил трения, теплота расплавит верхний слой гололеда намерзшегося на проводе. Образовавшаяся вода через проницаемое дно заднего контейнера вступит в химическую реакцию с карбидом кальция, в результате которой начнут выделяться теплота и ацетилен. Благодаря установленному в носовой части уплотняющему устройству, выполненному в виде раскрывающейся диафрагмы (например, по принципу раскрывающегося зонта) с подпружиненными пластинками, что позволит отслеживать неровности поверхности гололеда, ацетилен будет собираться в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, где при помощи поджигающего устройства в виде запальной свечи его воспламеняют. В результате этого в камере сгорания возникнет область высокого давления, под действием которой продукты сгорания, образовавшиеся вода и фрагменты разрушенного гололеда устремятся в область пониженного давления. Часть энергии этого потока приведет к возникновению реактивной силы, необходимой для передвижения устройства по проводу, а часть - затратится на вращение рабочего колеса турбины внутри корпуса устройства с установленной на ней фрезой, предназначенной для разрушения оставшегося на проводе льда. Рабочее колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, т.е. турбина и фреза будут вращаться совместно с корпусом, который выполняют несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения. Это приведет к появлению поперечных колебаний корпуса устройства и, как следствие, к возникновению изгибных колебаний участка обледеневшего провода как в пределах, так и за пределами длины корпуса устройства, и появлению центробежных сил инерции в толще льда. Вращение турбины с достаточными оборотами вызовет в намерзшем льду трещинообразование, способствующее частичному отделению фрагментов льда, что повысит эффективность работы фрезы. В опорах устройства, выполненных в виде подпружиненных роликов, установлены пьезоэлементы, которые при помощи токопроводов соединены с нагревающими элементами, установленными в передней части устройства. Вибрация, неизбежно возникающая при его несбалансированном вращении, вызовет колебания опор и, соответственно, генерацию электрического тока, что, в свою очередь, приведет к разогреву нагревающих элементов и расплавлению верхних слоев льда, намерзшегося на проводе. Для обеспечения устойчивого положения устройства относительно провода, т.е. исключения непосредственного контакта фрезы с проводом, в задней части корпуса устройства установлены два ряда подпружиненных роликов, способных вращаться не только вокруг своих осей вращения, но и поворачиваться вокруг осей, перпендикулярных их осям вращения. Это обеспечит беспрепятственное перемещение роликов как при вращении устройства вокруг провода, так и при его поступательном движении вдоль него. Для остановки устройства на нем установлены концевики, обеспечивающие срабатывание механического тормоза. Торможение вызовет выработку всего объема воды в заднем контейнере, что приведет к прекращению химической реакции, т.е. выделению ацетилена, и вращению устройства.Before starting its operation, the device is filled with ground calcium carbide in a container located inside the device with elastic side and permeable bottom walls for the substance. To initiate the process of melting the upper surface of the ice, i.e. the formation of a layer of water on it, in front of the turbine wheel there is an ignition device made in the form of a spark plug and located in a powder charge uniformly laid around the perimeter of the combustion chamber. Ignition of the ignition device will lead to the release of powder gases, which due to the turbine wheel will cause its rotation relative to the wire and, accordingly, devices with spring-loaded heating elements located in front of the device. Standing out due to the spring loaded elements, i.e. friction forces, heat will melt the top layer of ice frozen on the wire. The water formed through the permeable bottom of the rear container will enter into a chemical reaction with calcium carbide, as a result of which heat and acetylene will begin to be released. Thanks to the sealing device installed in the nose, made in the form of an opening diaphragm (for example, according to the principle of an opening umbrella) with spring-loaded plates, which will allow tracking irregularities of the ice surface, acetylene will be collected in the combustion chamber located in front of the turbine wheel, where, using the ignition device, the form of a spark plug ignites it. As a result of this, a high-pressure region will appear in the combustion chamber, under the influence of which the combustion products, water formed and fragments of the destroyed ice will rush to the low-pressure region. Part of the energy of this flow will cause the reactive force necessary to move the device along the wire, and part will be spent on rotating the turbine impeller inside the device body with a milling cutter installed on it, designed to destroy the ice remaining on the wire. The turbine impeller is rigidly connected to the device body, i.e. the turbine and the mill will rotate together with the body, which is asymmetric, i.e. having an imbalance relative to its axis of rotation. This will lead to the appearance of transverse vibrations of the body of the device and, as a consequence, to the appearance of bending vibrations of a section of the iced wire both within and outside the length of the body of the device, and the appearance of centrifugal inertia forces in the thickness of the ice. The rotation of the turbine with sufficient speed will cause crack formation in the frozen ice, which contributes to the partial separation of ice fragments, which will increase the efficiency of the cutter. In the supports of the device, made in the form of spring-loaded rollers, piezoelectric elements are installed, which are connected with heating elements to the heating elements installed in front of the device. Vibration, which inevitably occurs during its unbalanced rotation, will cause vibrations of the supports and, accordingly, the generation of electric current, which, in turn, will lead to heating of the heating elements and the melting of the upper layers of ice frozen on the wire. To ensure a stable position of the device relative to the wire, i.e. excluding direct contact of the cutter with the wire, two rows of spring-loaded rollers are installed in the rear part of the device body, capable of rotating not only around their rotation axes, but also rotate around axes perpendicular to their rotation axes. This will ensure unimpeded movement of the rollers both when the device rotates around the wire, and during its forward movement along it. To stop the device, limit switches are installed on it, which ensure the operation of the mechanical brake. Braking will cause the production of the entire volume of water in the rear container, which will lead to the cessation of the chemical reaction, i.e. the release of acetylene, and the rotation of the device.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг.1 показано продольное сечение устройства; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.The invention is illustrated graphically, where: FIG. 1 shows a longitudinal section of a device; figure 2 is a section along aa in figure 1; in FIG. 3 is a section along BB in FIG. 1; figure 4 - section bb in figure 1.

Устройство 1 заправляют карбидом кальция в контейнер 2, после этого его устанавливают на провод 3. Контейнер имеет эластичные боковые стенки 4 и проницаемые днищевые стенки 5 (фиг.1). Перед колесом турбины 6 установлено поджигающее устройство 7, расположенное в пороховом заряде 8. Образовавшаяся вода через проницаемое дно 5 контейнера 2 вступит в химическую реакцию с карбидом кальция. Благодаря уплотняющему устройству 9 выделяющийся ацетилен будет собираться в камере сгорания 10, где при помощи запальной свечи 7 его воспламеняют. Образовавшиеся продукты сгорания, вода и фрагменты разрушенного гололеда 11 устремятся в область пониженного давления 12 (фиг.1). Рабочее колесо турбины 6, жестко соединенное с корпусом 1 и с установленной на нем фрезой 13, начнет вращаться (фиг.1, 3, 4). В задней части корпуса устройства 1 установлены два ряда подпружиненных роликов 14 (фиг.1, 2). Ролики 14 способны вращаться вокруг своих осей 15 и поворачиваться вокруг осей 16, перпендикулярных осям 15 (фиг.1, 2). Нагревающие элементы 17 при помощи токопроводов 18 соединены с пьезоэлементами 19 (фиг.1, 2). Концевики для срабатывания механического тормоза на чертежах не показаны. Несимметричность корпуса увеличит эффективность удаления гололеда 7.The device 1 is filled with calcium carbide in the container 2, after which it is installed on the wire 3. The container has elastic side walls 4 and permeable bottom walls 5 (Fig. 1). In front of the turbine wheel 6 there is an ignition device 7 located in the powder charge 8. The water formed through the permeable bottom 5 of the container 2 will enter into a chemical reaction with calcium carbide. Thanks to the sealing device 9, the released acetylene will be collected in the combustion chamber 10, where it is ignited using the glow plug 7. The resulting combustion products, water and fragments of the destroyed ice 11 will rush to the low pressure region 12 (Fig. 1). The impeller of the turbine 6, rigidly connected to the housing 1 and with the cutter 13 mounted on it, will begin to rotate (Figs. 1, 3, 4). In the rear part of the housing of the device 1, two rows of spring-loaded rollers 14 are installed (FIGS. 1, 2). The rollers 14 are able to rotate around their axes 15 and rotate around the axes 16, perpendicular to the axes 15 (Fig.1, 2). The heating elements 17 using the conductors 18 are connected to the piezoelectric elements 19 (Fig.1, 2). Limit switches for the operation of a mechanical brake are not shown in the drawings. The asymmetry of the body will increase the efficiency of removing ice 7.

Claims (1)

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач, содержащее корпус, выполненный с возможностью его установки на провод, снабженный средствами передвижения и удаления льда, средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция и обеспечивающего его контакт с увлажненным льдом провода, для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой, а для удаления гололеда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в задней части корпуса установлено поджигающее устройство, отличающееся тем, что за камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, который выполнен несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения, поджигающее устройство с пороховым зарядом установлено в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, в опорах устройства установлены пьезоэлементы, которые при помощи токопроводов соединены с подпружиненными нагревающими элементами, установленными в передней части устройства. A device for removing ice from a wire of a power line, comprising a housing configured to be mounted on a wire equipped with vehicles for moving and removing ice, the vehicle is made in the form of a container filled with calcium carbide and making it contact with moistened ice of the wire to create a force of movement The device uses a reactive force arising from the ignition of acetylene, which is formed during a chemical reaction as a result of the interaction of carbide with water, and to remove icing from the wire uses heat generated as a result of a chemical reaction and combustion of acetylene, for ignition of which an ignition device is installed in the rear of the case, characterized in that the impeller of the turbine is mounted behind the combustion chamber with a milling cutter mounted on it, while the turbine wheel is rigidly connected to the housing of the device, which is made asymmetrical, i.e. having an imbalance relative to its axis of rotation, an ignition device with a powder charge is installed in the combustion chamber located in front of the turbine wheel, piezoelectric elements are installed in the supports of the device, which are connected with spring-loaded heating elements installed in the front of the device.

Images