[发明专利]用于高效绞车的改进型滑轮

说明书

技术领域

本发明涉及一个运用在高效绞车上的改良版滑轮，该种绞车被用于通过牵引力来传递机械能，所述牵引力施加在与移动负载相连的绳索上。

背景技术

高效绞车有几项用途，抬升或者移动负载物，拖拉绳索来通过一根改装为卷绕方式的绳索传递能量。

近年来，用于传递能量的绞车在风能管理领域的使用，重要性日显。其中，与交流发动机和电力电子装置连接的绞车，用于从风中获取动能，并把产生的机械能转换成电能。

从与一个移动负载相连的绳索上重新获得机械能，依赖于一个运行的绞车的效能。对运行绞车来说，小比例的能量意味着移动的滑轮和绳索急剧升温。

从风中获取能量的过程需要使用高阻抗绳索。绳索的拉力由在横向风中飘荡的风筝的抬升产生。表面有绳索缠绕的滑轮或者绞盘，因绳索本身解开产生的力量发生旋转。绳索的机械张力与其从滑轮上解开舒张的速度，结合在一起产生出机械能。

表面有绳索缠绕的滑轮或者绞盘，因绳索本身解开产生的力量发生旋转。该过程中，绳索，与滑轮或者绞盘接触表面的摩擦力，使风的动能先被转换成机械能；然后通过与绞车相连的交流发电机，机械能被转换成电能。

在这个转换过程中，当滑轮接触面升温时，能量损失发生，绳索的内部温度升高，温度过高时会减弱机械性能。

传统的绞车由于其低效性，不适合传送大量的能量。高效能的绞车配备了高阻抗的绳索时，即便相对来说只是很小一部分能量的损失，都会造成严重的情况。例如，效能为97%、用于控制1.5兆瓦功率的一台绞车，会产生45千瓦的热量流，必须以适当的方式驱散，防止绳索升温过分剧烈。热量流主要来自绳索和滑轮之间的摩擦，连同产生了由旋转部件的轴承产生的损耗。

绳索内部的摩擦因不同线和穗（braids）的扭曲变形和相对位移而发生，这些线和穗构成绳索，被几何排列以相互刮擦。在另一方面，绳索与滑轮之间的摩擦力是绞车从绳索上获取能量的必要部分，而摩擦力是取决于绳索和滑轮之间的相对位移，该摩擦力需要减少到最小。

一种高效绞车的结构必须符合两点：绳索沿绞车移动受限于张力梯度，该张力梯度与依赖于组成绳索材料特性的畸变梯度相关联；所述绳索旋转多次缠绕在滑轮上，假定所述滑轮绕其纵轴旋转，必然转变为与所述主传输力的方向垂直，例如沿着所述滑轮的纵轴，以防止绳索的一部分（section）因重叠而产生不同弯曲。

WO2011121272公开了涉及第一点的应用，旨在于获得更均匀的畸变梯度，这样绳索压力小且遭受减弱效果。这个问题由两个共同穿透（co-penetrating）滑轮解决，其中一个滑轮，具有在绳索和绞盘之间的不连续接触表面。

FR1105165公开了涉及第二点的绞车结构，所述绞车包括有圆柱凹槽的滑车，所述凹槽的直径随着绳索上的不同形变状态而逐渐增加或减少，这样直径越大的凹槽与绳索的一部分接触，就会承受高度张紧状态，反之亦然。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有问题，通过提供一种用于高效绞车的改进型滑轮，有利于能量生产率提高，摩擦现象产生的能量损耗减少，并有利于绳索磨损减少。

本发明的上述及其他目的和优势，由下述描述，通过与所述绳索的一部分接触并在权利要求1中请求保护的改进型滑轮取得。所述绳索包含在连接工作负载的一端和连接阻抗负载的另一端之间。所述滑轮包括多个相对于其至少一个主惯性轴（inertialaxis）弹性作用的周边支承件（peripheralsupport）。本发明优选实施例和非常规变化是从属权利要求的保护主题。

所公开的权利要求是本发明说明书整体部分。

在不偏离本发明所公开的权利要求的范围下，可对所描述的进行多种变化和修改（例如与形状、大小、布置、具有等同功能的部分）。

参照附图，本发明通过一些作为非限制示例的优选实施例，将被更好地描述。

附图说明

图1示出了依据本发明连接于绳索的滑轮的示意图；

图2、3示出了图1中属于连接于滑轮的每个周边支承件的部分示意图；

图4示出了图1中滑轮的前视图；

图5示出了图4中沿平面上的V-V线的截面视图；

图6示出了属于图4的放大部分VI；

图7示出了属于图5的放大部分VII；

图8示出了沿图5中平面X-Z的a、b、c的不同连接结构，该连接在属于连接于图1中滑轮的每个周边支承件部分之间；

图9示出了图8的a、b、c结构示意图；

图10示出了图1中此类几个滑轮的联合系统；