用于高效絞車的改進型滑輪的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一個運用在高效絞車上的改良版滑輪，該種絞車被用于通過牽引力來傳遞機械能，所述牽引力施加在與移動負載相連的繩索上。
【背景技術】
[0002]高效絞車有幾項用途，抬升或者移動負載物，拖拉繩索來通過一根改裝為卷繞方式的繩索傳遞能量。
[0003]近年來，用于傳遞能量的絞車在風能管理領域的使用，重要性日顯。其中，與交流發動機和電力電子裝置連接的絞車，用于從風中獲取動能，并把產生的機械能轉換成電能。
[0004]從與一個移動負載相連的繩索上重新獲得機械能，依賴于一個運行的絞車的效能。對運行絞車來說，小比例的能量意味著移動的滑輪和繩索急劇升溫。
[0005]從風中獲取能量的過程需要使用高阻抗繩索。繩索的拉力由在橫向風中飄蕩的風箏的抬升產生。表面有繩索纏繞的滑輪或者絞盤，因繩索本身解開產生的力量發生旋轉。繩索的機械張力與其從滑輪上解開舒張的速度，結合在一起產生出機械能。
[0006]表面有繩索纏繞的滑輪或者絞盤，因繩索本身解開產生的力量發生旋轉。該過程中，繩索，與滑輪或者絞盤接觸表面的摩擦力，使風的動能先被轉換成機械能；然后通過與絞車相連的交流發電機，機械能被轉換成電能。
[0007]在這個轉換過程中，當滑輪接觸面升溫時，能量損失發生，繩索的內部溫度升高，溫度過高時會減弱機械性能。
[0008]傳統的絞車由于其低效性，不適合傳送大量的能量。高效能的絞車配備了高阻抗的繩索時，即便相對來說只是很小一部分能量的損失，都會造成嚴重的情況。例如，效能為97%、用于控制1.5兆瓦功率的一臺絞車，會產生45千瓦的熱量流，必須以適當的方式驅散，防止繩索升溫過分劇烈。熱量流主要來自繩索和滑輪之間的摩擦，連同產生了由旋轉部件的軸承產生的損耗。
[0009]繩索內部的摩擦因不同線和穗(braids)的扭曲變形和相對位移而發生，這些線和穗構成繩索，被幾何排列以相互刮擦。在另一方面，繩索與滑輪之間的摩擦力是絞車從繩索上獲取能量的必要部分，而摩擦力是取決于繩索和滑輪之間的相對位移，該摩擦力需要減少到最小。
[0010]一種高效絞車的結構必須符合兩點:繩索沿絞車移動受限于張力梯度，該張力梯度與依賴于組成繩索材料特性的畸變梯度相關聯；所述繩索旋轉多次纏繞在滑輪上，假定所述滑輪繞其縱軸旋轉，必然轉變為與所述主傳輸力的方向垂直，例如沿著所述滑輪的縱軸，以防止繩索的一部分(sect1n)因重疊而產生不同彎曲。
[0011]W02011121272公開了涉及第一點的應用，旨在于獲得更均勻的畸變梯度，這樣繩索壓力小且遭受減弱效果。這個問題由兩個共同穿透(co-penetrating)滑輪解決，其中一個滑輪，具有在繩索和絞盤之間的不連續接觸表面。
[0012]FR1105165公開了涉及第二點的絞車結構，所述絞車包括有圓柱凹槽的滑車，所述凹槽的直徑隨著繩索上的不同形變狀態而逐漸增加或減少，這樣直徑越大的凹槽與繩索的一部分接觸，就會承受高度張緊狀態，反之亦然。
【發明內容】
[0013]本發明的目的是解決上述現有問題，通過提供一種用于高效絞車的改進型滑輪，有利于能量生產率提高，摩擦現象產生的能量損耗減少，并有利于繩索磨損減少。
[0014]本發明的上述及其他目的和優勢，由下述描述，通過與所述繩索的一部分接觸并在權利要求1中請求保護的改進型滑輪取得。所述繩索包含在連接工作負載的一端和連接阻抗負載的另一端之間。所述滑輪包括多個相對于其至少一個主慣性軸(inertial axis)彈性作用的周邊支承件(peripheral support)。本發明優選實施例和非常規變化是從屬權利要求的保護主題。
[0015]所公開的權利要求是本發明說明書整體部分。
[0016]在不偏離本發明所公開的權利要求的范圍下，可對所描述的進行多種變化和修改(例如與形狀、大小、布置、具有等同功能的部分)。
[0017]參照附圖，本發明通過一些作為非限制示例的優選實施例，將被更好地描述。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了依據本發明連接于繩索的滑輪的示意圖；
圖2、3示出了圖1中屬于連接于滑輪的每個周邊支承件的部分示意圖；
圖4示出了圖1中滑輪的前視圖；
圖5示出了圖4中沿平面上的V-V線的截面視圖；
圖6示出了屬于圖4的放大部分VI ;
圖7示出了屬于圖5的放大部分VII ;
圖8示出了沿圖5中平面X-Z的a、b、c的不同連接結構，該連接在屬于連接于圖1中滑輪的每個周邊支承件部分之間；
圖9示出了圖8的a、b、c結構示意圖；
圖10示出了圖1中此類幾個滑輪的聯合系統；
圖11示出了本發明第二實施例的周邊支承件的示意圖；
圖12示出了前述附圖周邊支承件的前視圖；
圖13示出了沿圖12中XII1-XIII線的截面圖；
圖14示出了圖11周邊支承件工作原理的側視圖；
圖15示出了屬于圖11周邊支承件的移動插件(prismatic insert)的示意圖；
圖16示出了圖15的所述插件的側視圖；
圖17示出了本發明第三實施例的周邊支承件的示意圖；
圖18示出了前述附圖的部分示意圖；
圖19示出了圖17周邊支承件的前視圖；
圖20示出了沿圖19中XX-XX線的截面圖；
圖21示出了圖17周邊支承件變化的示意圖；
圖22示出了圖21的部分示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1，可留意的是一繩索1至少一部分是包含在入口部分11和出口部分12，其通過繞一滑輪2旋轉一小部分來實現纏繞。
[0020]所述滑輪2由圓盤21構成，所述圓盤21配備中心孔22，所述中心孔22以連接于高效絞車(未示出)上的軸(未示出)為中心并與之連接。
[0021]所述繩索的入口部分11和出口部分12，根據張力梯度，分別連接至一工作負載(未示出)和一存儲設備(未示出)或者另一阻抗負載。所述張力梯度在所述入口部分11建立了最大張力值，并在所述出口部分12建立了最小值或空值。
[0022]優選地，依據本發明用于絞車的改進型滑輪2與繩索1至少一部分接觸，所述繩索包含在連接于工作負載的入口部分11和連接于阻抗負載的出口部分12之間，所述滑輪2包括多個周邊支承件3、4、5、6，所述周邊支承件3、4、5、6因這個張力梯度，依賴于繩索1自身部分的長度變化而形變。
[0023]參照圖1、2、3，可留意的是所述圓盤21通過沿這個圓盤21圓周均勻布置的多個周邊支承件3來支承繩索1部分。
[0024]每個周邊支承件包括:
-由至少一個尖端(tip)構成的結構31，該結構31為了相對于第一慣性軸為細長、靈活，并相對于第二慣性軸為肥胖、堅硬而成錐形，在其末端配備有孔311 (隱藏)和312 ;
-至少一個移動插件32，包括一橫向槽321和一盲孔322，具有錐形背表面323。
[0025]參照圖4-7，每個周邊支承件3通過所述尖端31與所述圓盤21的周邊連成一體。所述尖端31經銷33連接于所述圓盤21，所述銷33插入所述尖端31上的所述孔311，以及所述圓盤21外周壁上的孔23 (例如圖5)。所述移動插件32經銷34連接于所述尖端31，所述銷34插入所述尖端31上的所述孔312，以及所述移動插件32的盲孔322。
[0026]所述繩索1通過旋轉一小部分經接觸每個移動插件32的背表面323而纏繞在所述滑輪2上。
[0027]參照附圖8、9，可留意的是每個周邊支承件3依據尖端31與移動插件32的連接方式，可相應產生柔性接觸(flexible engagement) a、剛性接觸b和機構c。
[0028]根據本發明第一實施例的變化，每個周邊支承件3經保險桿35、36彈性連接于相鄰的兩個支承部，所述保險桿35、36由圓柱形螺旋彈簧構成(如圖2)，設置在每個移動插件32的各自壁上，切線運行在相對于滑輪2旋轉軸正交的X-Y平面(如圖4)，以使滑輪2具備有由周邊支承件3構成的彈性鏈。
[0029]依據這實施例的變化，這個尖端31包括至少一個斜桿，所述斜桿通過相對于其接觸端的彈性形變來矯直(straighten)。
[0030]每個移動插件32的背表面323配備有至少一圓周凹槽317，用以導引繩索1 (如圖7)。
[0031]本發明的第二實施例描述如下。
[0032]如圖11-16，可留意所述圓盤21 (未示出)通過多個周邊支承件4沿所述圓盤21圓周均勻布置的方式，來支承繩索1 (未示出)的一部分。
[0033]所述圓盤21包括由圓柱帶24組成的周邊圓環，一凸緣25設于所述圓柱帶24上，所述凸緣25上穿過一串圓柱孔251，所述圓柱孔251依照滑輪2旋轉軸為中心均勻布置在圓周上。
[0034]該凸緣25的每個側壁252、253包括均勻布置的一串凹槽254，所述凹槽254包括依照該圓周孔251為中心的半圓形部分，并與一對遠離該凸緣25外緣的直線運動部分相切(如圖14)。
[0035]每個周邊支承件4包括:
-由一對趨向于U型彎曲的諧波電纜組成的結構41，所述諧波電纜相對于自身與凹槽254的接觸端經自身彈性變形，用于形成輻射連接；
-移動插件42，受限于所述側壁421、422，包括一對用于容置屏蔽諧波電纜(blockedharmonic wires) 41 端的直線槽 423。
[0036]該移動插件42為移動部件，隨由張力梯度產生的繩索部分的拉伸而移動，所述張力梯度產生在包含于滑輪2的入口和出口之間的部分。
[0037]這是通過所述繩索1和移動插件42之間的相對滑動速度的減小產生，該滑動在最大值內，該最大值受每個移動插件42的背表面424對向弧長度限制。
[0038]所述移動插件42經該背表面424與繩索1接觸，傳輸負載至其接觸端在凹槽254、423內的諧波電纜41，適于形變，表現為限于其兩接觸端圓周面的光線(The prosmaticinserts42 in contact with the ropel through such dorsal surface 424 transmitthe load to such harmonic wires 41 engaged at the ends into such grooves254，423，adapted to be deformed, behaving as a beam with circular sect1ncon