Pohonný mechanizmus gyrolanovky

Číslo patentu: 288024

Dátum: 28.11.2012

Autori: Ilčík Štefan, Štollmann Vladimír, Suchomel Jozef

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pohonný mechanizmus gyrolanovky, ktorý používa na akumulovanie prebytočnej energie vozíka (16) a nákladu (17) mechanický zotrvačník (2), ktorý je vo fáze nabíjania poháňaný navíjacím zariadením (1) cez mechatronický variátor (3) a vo fáze rekuperácie sa vybíja cez reverzačnú prevodovku (4) a variátor (3), ktorý uvádza do rotačného pohybu navíjacie zariadenie (1), pričom činnosť variátora (3), reverzačnej prevodovky (4) a zotrvačníka (2) je riadená z elektronického riadiaceho systému (12) a ovládacieho panelu (13).

Text

Pozerať všetko

Predmetom vynálezu je pohonný mechanizmus gyrolanovky, ktorý využíva Variátor s plynulou zmenou prevodového pomeru na nastavovanie parametrov prenosu krútiaceho momentu medzi lanovým navíjacím zariadením a zotrvačníkom. Zariadenie má využitie predovšetkým v gyrolanovkách v oblasti lesného hospodárstva a všade tam, kde je potrebné akumulovať prebytočnú energiu vznikajúcu pri prevádzke zariadenia.Doteraz známe lanové zariadenia na prepravu nákladov nevyužívajú rekuperáciu energie na svoju prevádzku. Gravitačnú energiu vozíka a nákladu maria v brzdových systémoch na tepelnú energiu. Brzdové systémy bývajú konštrukčne najčastejšie realizované ako bubnové, kotúčové a pásové. Počas svojej prevádzky sa intenzívne zohrievajú a opotrebovávajú, a preto sa používajú aj odľahčovacie brzdy. Odľahčovacie brzdy sú najčastejšie realizované ako aerodynamické, resp. elektrické na báze vírivých prúdov.Ďalej je známe riešenie podľa patentovej prihlášky PP č. 108 - 2007, Úrad priemyselného vlastníctva SR,s názvom Mechanické rekuperačné lanové zariadenia so zotrvačníkom - gyrolanovka. Na akumulovanie gravitačnej energie vozíka a nákladu vo fáze približovania dole svahom používa zotrvačník. Prispôsobenie režimu činnosti zotrvačníka k režimu činností lanového navijaka je podľa tohto riešenia realizované pomocou elektrickej transmisie tvorenej elektrickým generátorom napätia a elektromotorom. Nevýhodou tohto riešenia v porovnaní s navrhovaným riešením podľa predmetnej prihlášky je nižšia účinnosť a vyššia hmotnosť zariadenia.Uvedené nedostatky doteraz známych konštrukcií lanových zariadení na príbližovanie nákladov v ťažkých a stnných neprístupných terénoch odstraňuje mechanické rekuperačné lanové zariadenie s mechatronickým pohonom zotrvačníka pomocou variátora.Podstata vynálezu spočíva v tom, že ukladanie energie do akumulačného zotrvačníka ako aj odoberanie energie zo zotrvačníka sa uskutočňuje prostredníctvom viacstupňového variátora s plynule meniteľným prevodovým pomerom.Vo fáze gravitačného približovania nákladu dole svahom sa odbrzdí navíjacie zariadenie s ťažným lanom. Vplyvom gravitačnej energie vozíka a nákladu nastáva odvíjanie ťažného lana a roztáčanie navíjacieho zariadenia, na ktorom je ťažné lano navinuté. Krútiaci moment z navíjacieho zariadenia sa prenáša do variátora,ktorý umožňuje plynulú zmenu prevodového pomeru. Nastavenie prevodového pomeru vykonáva riadiaca jednotka na základe údaj ov zo snímačov otáčok zotrvačníka, navíjacieho zariadenia a snímača rýchlosti lanového vozíka. Riadiaca jednotka riadi činnosť variátora, brzdového systému a spojok tak, aby rýchlosť približovania bola udržiavaná na požadovanej hodnote. Riadiaci obvod získava údaj o skutočnej rýchlosti vozíka zo snímača rýchlosti odvíjania ťažného lana. Brzdový systém navíjacieho nariadenia je uvedený do činnosti vtedy, keď je žiadaná rýchlosť vozíka prekročená a na variátore je nastavený maximálny prevodový pomer,alebo vtedy, keď otáčky zotrvačníka dosiahli maximálne prípustnú hodnotu.Princíp pohonu vo fáze gravitačného približovania dole svahom spočíva vtom, že gravitačná energia vozíka a nákladu spôsobuje odvíjanie ťažného lana z navíjacieho zariadenia. Rotačný pohyb z navíjacieho zariadenia sa prenáša cez Variátor do zotrvačníka. Variátor zabezpečuje potrebný počet otáčok a potrebný krútiaci moment na roztočenie zotrvačníka. V mechanickom zotrvačniku sa akumuluje gravitačná energia vozíka s nákladom a transformuje sa na kinetickú energiu. Mechanický zotrvačník je umiestnený vo vákuovanej skrini, aby sa zabránilo jeho prehrievaniu a stratám energie v dôsledku trenia o vzduch.V 0 fáze vyťahovania prázdneho vozíka späť hore svahom sa najskôr nastaví reverzný prevodový stupeň na reverzačnej prevodovke a odbrzdí sa navíjacie zariadenie s ťažným lanom. Následne sa privedie krútiaci moment od zotrvačníka cez reverzačnú prevodovku do variátora a následne do navíjacieho zariadenia s navinutým ťďmým lanom. Zaradenie reverzného prevodového stupňa v reverzačnej prevodovke spôsobí, že smer otáčania navíjacieho zariadenia v tomto režime bude opačný, ako tomu bolo vo fáze gravitačného príbližovania. Riadiaca jednotka nastavuje na variátore prevodový pomer tak, aby rýchlosť vyťahovania prázdneho vozíka späť do porastu mala požadovaný priebeh. Pri svojej činnosti používa údaje zo snímačov otáčok navíjacieho zariadenie, zotrvačníka a údaj o skutočnej rýchlosti pohybu vozíka po nosnom lane.Princíp pohonného mechanizmu vo fáze vyťahovania prázdneho vozíka spočíva v tom, že na navíjanie ťažného lana na navíjacie zariadenie je použitá energia naakumulovaná v zotrvačniku, ktorá sa do navíjacieho zariadenia prenáša cez Variátor, riadený z elektronického riadiaceho systému. Zmena smeru otáčania navíjacieho zariadenia je zabezpečená pomocou reverzačnej prevodovky.Prehľad obrázkov na výkresochNa obr. l je schematicky znázomená konštrukcia pohonného mechanizmu gyrolanovky podľa vynálezu.Na obr. l je znázomený pohonný mechanizmus gyrolanovky podľa vynálezu, ktorý pozostáva z navíjacieho zariadenia 1 vybaveného brzdovým systémom g. Navíjacie zariadenia i je prepojené prostrednictvom spojky g s variátorom g. Variátor g je spojený prostrednictvom reverznej prevodovky A a spojky 1 so zotrvačnikom g. Zotrvačník g je vybavený brzdovým systémom § a spojkou 2.Činnosť pohonného mechanizmu gyrolanovky je riadená z elektronického riadiaceho systému Q. Riadiaci systém Q spracováva signály zo snímača Q otáčok zotrvačníka g, snímača Q otáčok navíjacieho zariadenia g a snímača Q rýchlostí pohybu ťažného lana Q. Riadi zmenu prevodového pomeru variátora g, činnosť spojok Q, 1, 2, bŕzd 5, g a reverzačnej prevodovky i.Vo fáze gravitačného približovania dole svahom gravitačná energia nákladu spôsobuje odvíjanie lana Q z navíjacieho zariadenia g. Rotačný pohyb navíjacieho zariadenia g sa po zopnutí spojky Q prenáša do variátora g. Variátor g cez spojku 1 poháňa zotrvačník g. Prevodový pomer variátora g nastavuje elektronický riadiaci systém Q na základe údajov snímača Q otáčok zotrvačníka g a snímača otáčok Q navíjacieho zariadenia g tak, aby rýchlosť odvíjania ťažného lana Q snímaná snímačom Q mala žiadaný priebeh. V mechanickom zotrvačníku g sa takýmto spôsobom akumuluje gravitačná energia vozíka s nákladom.Po ukončení fázy gravítačného približovania nákladu dole svahom dochádza k rozpojeniu spojok 1 a 2,aby sa zamedzilo stratám energie zotrvačníka g. Tento režim práce zariadenia umožňuje dlhodobé skladovanie naakumulovanej energie.Vo fáze vyťahovania prázdneho vozíka späť hore svahom sa otáčky zo zotrvačníka g prenášajú cez zopnutú spojku 1 do reverzačnej prevodovky i. V reverzačnej prevodovke í sa mení zmysel otáčok. Zmena zmyslu otáčok je potrebná preto, aby sa navíjacie zariadenie g otáčalo v opačnom smere ako vo fáze gravitačného približovania a lano Q sa na navíjacie zariadenie lnavíjalo. Vstup z reverzačnej prevodovky g je pripojený na vstup variátora g. Prevodový pomer variátora nastavuje elektronický riadiaci systém Q na základe údajov snímača Q otáčok zotrvačníka g a snímača Q otáčok navíj acieho zariadenia i tak, aby rýchlosť odvíjania ťažného lana Q snímaná snímačom Q mala žiadaný priebeh. Výstup variátora g je cez spojku § napojený na navíjacie zariadenie l, ktoré cez lano Q vyťahuje prázdny vozík hore svahom.Energia uložená v zotrvačníku g sa môže použiť aj na vytiahnutie nákladu zboku pod nosné lano, po ktorom sa pohybuje lanový vozík. V tomto režime práce sa musí vozík najskôr zafixovať pomocou brzdy na nosnom lane. Ďalšia činnosť pohonného mechanizmu je potom obdobná s činnosťou vo fáze vyťahovania prázdneho vozíka.Energiu akumulovanú v zotrvačníku g je možné použiť aj na napájanie elektrickej siete, hydraulických a pneumatických obvodov gyrolanovky, napr. elektrického generátora na napájanie elektronického riadiaceho systému Q, štartéra spaľovacieho motora, hydraulického generátora a pod. Na tento účel slúži výstup A, na ktorý sa krútiaci moment privádza zo zotrvačníka g cez spojku 2.Brzda g slúži na zníženie otáčok zotrvačníka g resp. na zastavenie jeho otáčania. Do činnosti sa uvádza V prípadoch prekročenia max. prípustných otáčok zotrvačníka z riadiaceho systému Q, alebo z ovládacieho panelu Q v režime núdzového stopu, alebo po ukončení práce lanovky pred jej transportom na iné pracovné miesto.Výhoda mechatronického pohonného mechanizmu gyrolanovky podľa vynálezu spočíva V nízkej hmotnosti. Akumuluje gravitačnú energiu vozíka s nákladom V zotrvačníku g s vysokou účinnosťou. Takto naakumulovanú energiu s vysokou účinnosťou vracia späť do pracovného procesu. Významne šetrí spotrebu pohonných hmôt a životné prostredie.Mechatronický pohonný mechanizmus podľa vynálezu je určený predovšetkým na pohon gyrolanovky na približovanie drevnej hmoty po výrube stromov v ťažkých a neprístupných terénoch, v Strmých svahoch,resp. pri gravitačnej doprave rôznych nákladov V oblasti poľnohospodárstva a stavebníctva s prekonávaním výškového rozdielu.Spôsob pohonu zotrvačníka podľa vynálezu má široké uplatnenie predovšetkým v oblasti lesného hospodárstva, poľnohospodárstva a stavebníctva a všade tam, kde je potrebné približovať náklad dole svahom. Uvedené možnosti však neobmedzujú rozsah využitia predmetu vynálezu.l. Pohonný mechanizmus gyrolanovky pozostávajúci z navíjacieho zariadenia (l), zotrvačníka (2), variátora (3), reverzačnej prevodovky (4), brzdových systémov (5, 8), spojok (6, 7, 9), snímača (14) rýchlosti,snímačov (10, 15) otáčok, riadiaceho systému (12) a ovládacieho panelu (13), v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že navíjacie zariadenie (1) vybavené brzdovým systémom (5) a spojkou (6) je napojené cez variátor(3) a reverzačnú prevodovku (4) na akumulačný zotrvačník (2) vybavený spojkami (7,9) a brzdovým systémom (8).2. Pohonný mechanizmus podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že riadiaci systém (12) je určený na spracovanie údajov zo snímača (10) otáčok zotrvačníka (2), snímača (15) otáčok navíjacieho zariadenia (l), zo snímača (14) rýchlosti ťažného lana (l l) a na stanovenie prevodového pomeru variátora (3).

MPK / Značky

MPK: B66C 13/28, B61B 7/02, A01G 23/00, B66D 1/02, B66C 21/00

Značky: pohonný, gyrolanovky, mechanizmus

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-288024-pohonny-mechanizmus-gyrolanovky.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Pohonný mechanizmus gyrolanovky</a>

Podobne patenty