Пристрій для безконтактної передачі електроенергії від нерухомого об’єкта до рухомого

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для бесконтактной передачи электроэнергии от неподвижного объекта к подвижному. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бесконтактной передачи электроэнергии от неподвижного объекта к подвижному, содержащее основной барабан с кабелем, внутренний и внешний барабаны, расположенные рядом с основным барабаном, причем, внутренний барабан является неподвижным, а внешний выполнен как одно целое с основным. В зазоре между внутренним и внешним барабаном уложен ленточный кабель, содержащий опрессованные в изоляции три упругие стальные ленты [2]. Недостатки устройства: невозможность обеспечить большое количество оборотов основного барабана, что является главной характеристикой устройства, при ограниченных габаритах барабана по диаметру, т.к. в зазор между внутренним и внешним барабаном можно уложить ленточный кабель ограниченной длины; невозможность обеспечить небольшую длину устройства, т.к. главный барабан и барабаны внутренний и внешний расположены последовательно по оси друг за другом; сложность конструкции ленточного кабеля, в котором опрессованы упругие стальные ленты. В основу изобретения поставлены задачи получения следующи х те хнических результатов: улучшение главной технической характеристики устройства - увеличение количества оборотов основного барабана; уменьшение габарита устройства по оси барабана; упрощение конструкции устройства путем упрощения конструкций ленточного кабеля (исключением из него опрессованных стальных лент). Эти задачи решаются тем, что: 1) предложенное устройство снабжено, по крайней мере, двумя парами дополнительных барабанов, при этом каждый внутренний дополнительный барабан от первого до предпоследнего соединен соответственно с одним из внешних дополнительных барабанов от второго до последнего, кроме того, первый внешний барабан соединен с основным барабаном, последний внутренний закреплен неподвижно относительно основного барабана, и гибкий энергоноситель, уложенный в зазорах каждой пары дополнительных барабанов, выполнен, как одно целое, что дает возможность увеличить количество оборотов барабана во столько раз, сколько пар дополнительных цилиндров будет в конструкции; 2) пары дополнительных барабанов полностью или частично размещены внутри основного барабана, что обеспечивает уменьшение габарита по оси устройства; 3) в зазоре каждой пары дополнительных барабанов установлена спиральная пружина, концы которой закреплены на внутреннем и внешнем барабане соответственно, а гибкий энергоноситель уложен между витками этой пружины, что дает возможность упростить конструкцию гибкого энергоносителя, т.е. исключить из его конструкции опрессованные стальные ленты, упростив тем самым и конструкцию устройства. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1 (основного барабана с уложенным внутри него по спирали гибким энергоносителем и спиральной пружиной); на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1 (по зазору между внешним и внутренним барабанами с видом на перемычку). Устройство состоит из основания 1 с опорами 2 и 3, в которых установлена пустотелая ось 4. На оси 4 с возможностью вращения посажен основной барабан 5, на который навит гибкий энергоноситель 6, предназначенный для электрического соединения с аппаратурой. На опоре 2 установлен привод 7 (например, гидромотор), а на его выходном валу шестерня 8, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 9, закрепленном на барабане 5. Внутри барабана 5 установлены внешние барабаны 10, 11, 12 и внутренние барабаны 13, 14, 15, причем, внешние и внутренние барабаны установлены попарно концентрично друг другу - 10 и 13, 11 и 14, 12 и 15. Каждая пара барабанов соосна с основным барабаном, причем, каждый из внутренних барабанов от первого до предпоследнего жестко соединены с одним из внешних барабанов от второго до последнего (13 с 11, 14 с 12) перемычками 16 и 17 (в виде спиц). Первый внешний барабан 10 закреплен на барабане 5, а последний внутренний барабан 15 закреплен на оси 4 (они могут образовать одно целое с ними), и посредством нее соединен с опорами 2 и 3. Соединенные между собой барабаны 11 и 13,12 и 14 посажены на ось 4 и установлены в барабане 5 с возможностью вращения. В зазоре между барабанами 10 и 13, 11 и 14, 12 и 15 установлены спиральные пружины 18, 19, 20, между витками которых уложены внутренние участки гибкого энергоносителя 21,22,23. Концы внутренних участков гибкого энергоносителя и концы спиральных пружин закреплены на внутренних и внешних барабанах (фиг. 2). Внутренние участки гибкого энергоносителя 21, 22, 23 соединены между собой проводниками 24 и 25, проложенными по перемычкам 16 и 17. Они образуют в электрическом отношении единый энергоноситель. Конец внутреннего участка гибкого энергоносителя 23, закрепленный на последнем внутреннем барабане 15, подключен через отверстие пустотелой оси 4 к установленной на опоре 2 соединительной коробке 26, через которую происходит электрическое соединение устройства с аппаратурой. Конец внутреннего участка гибкого энергоносителя 21, закрепленный на первом внешнем барабане 10, подключен к установленной на барабане 5 соединительной коробке 27, в которой внутренний участок гибкого энергоносителя 21 соединен электрически с гибким энергоносителем 6, намотанным на основной барабан 5. Устройство работает следующим образом. Вращение от привода 7 через шестерню 8 зубчатое колесо 9 передается барабану 5. Гибкий энергоноситель 6 навивается на основной барабан 5. Вместе с барабаном 5 начинает вращаться внешний барабан 10, увлекая за собой внутренний участок гибкого энергоносителя 21 и спиральную пружину 18. Через внутренний участок гибкого энергоносителя 21 и спиральную пружину 18 во вращение вовлекаются внутренний барабан 13, перемычка 16, внешний барабан 11, через спиральную пружину 19 и внутренний участок гибкого энергоносителя 22 во вращение вовлекается внутренний барабан 14, перемычка 17 и внешний барабан 12. При этом спиральные пружины 18, 19, 20 и внутренние участки гибкого энергоносителя 21, 22,23, уложенные в виде спиралей во внешние барабаны 10,11,12, навиваются на внутренние барабаны до полной перенавивки с внешних барабанов 10.11,12 на внутренние барабаны 13, 14, 15. При вращении барабана 5 в обратную сторону спиральные пружины 18, 19, 20 и внутренние участки гибкого энергоносителя с внутренних барабанов 13, 14,15 перенавиваются и переукладываются на внешние барабаны 10, 11, 12. Спиральные пружины 18,19, 20 поддерживают внутренние участки гибкого энергоносителя 21, 22, 23, упорядочивают их укладку, исключают запутывание. Вариант изготовления. В качестве гибкого энергоносителя в зазоре между внешними и внутренними барабанами применен гибкий ленточный кабель. Это дает возможность укладки кабеля большой длины, что обеспечит передачу электроэнергии от неподвижного объекта к подвижному при его перемещении на большие расстояния, а также компактность и не-большие размеры конструкции самого устройства. Предложенная конструкция обеспечивает получение названных выше те хнических результатов. В НИПИокеанмаш на основании предлагаемого решения разработаны эскизный проект устройства и чертежи действующего макета устройства для бесконтактной передачи электроэнергии для дистанционно управляемых установок, используемых для очистки помещения IV энергоблока ЧАЭС.