Кабель-канат

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з Н 01 В 7/18 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 23.12,80 /(54) КАБЕЛЬ-КАНАТ этому необходимы дополнительные за" траты на его электроизоляцию. На наклонных шахтныхподъемах, где неизбежен контакт каната с почвой, вообще неврзможно использовать указанный проволочный канат. В условиях обводненного ствола применение каната также невозможно.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является каротажный кабель-канат, который содержит двойную или многослойную броню из проволок круглого или фасонного сечения, повивы которых наложены во взаимно противоположных направлениях, а в центральной части - токопроводящую жилу, состоящую иэ медных провблок, покрытых сверху пб всей длине изолирующим слоем, например резиной.Недостатком известного каната является то, что токопроводящая его часть выполняет роль сердечника, воспринимающего радиальные сжимающие усилия.В случае интенсивных изгибных и крутильных деформаций возможно истирание и разрушение изолирующего слоя, появление утечек электрической ,энергии, обрыв сердечника и наруше,ние целостности каната вследствие Изобретение относится к изготовлению кабель-канатов и может быть ис"Пользовано в угольной и горноруднойпромышленности, в лиФтовых подъемниках, в практике глубоководного промрыболовства и в других отраслях народного хозяйства, где требуется передача электрической энергии и электрических сигналов по каналам, размещенным в канатах большого диаметра, 1 Оработающих в тяжелых режимах нагружения.Известен проволочный канат, передающий электрическую энергию, которыйсодержит сердечник и наружные проволоки, каждая из которых во внешнемслое представляет собою биметаллическую проволоку, имеющую центральнуючасть с круглым поперечным сечением,выполненную из стали, и наружную 2 Очасть - из материала с высокой элек- "тропроводностью, например меди,Недостатком этого каната являетсято, что электрический ток здесь передается по наружной поверхности каната, что при больших значениях напря"жения и тока представляет опасностьдля обслуживающего персонала. Крометого, при таком устройстве каната неизбежны утечки электроэнергии, а по Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. М.М. Федоровазападаний отдельных проволок (навиваемых с большим шагом) в тело сердечника, а также вследствие выхода Фигурных проволок из замковых соеди нений, что приводит к выходу каната из строя.Цель изобретения - повышение качества каната путем улучшения защиты его электропроводящей части.Указанная цель достигается тем, что на сердечник свободно навиты одна или несколько ленточных пружин, в зазорах между витками которых размещена наложенная с натягом на сердечник круглая проволока, при этом на наружной поверхности ленточной пружины выполнены углубления. 5 Шаг навивки ленточной пружины равенгде Ь - ширина ленты;О - диаметр проволоки;Е - зазор между проволокой и лентой;диаметр сердечника;т - число заходов ленточнойпружины,Угол наклона углублений на ленточной пружине к продольной оси ленты равеной Р= асо -- - со,где с 6 - угол навивки проволок в пряди гД - угол свивки в канате.углубления выполнены по рациусу, равному радиусу проволок наружного слоя пряди, глубиною не превышающей половины толщины ленты,а шаг - диаметра этих проволок. Ленточные пружины и проволока, размещенная между витками пружины, выполнены стальными, при 40 этом диаметр этой проволоки не больше толщины ленты.На фиг. 1 показан канат, общий вид; на фиг. 2 - то же, сечение; на фиг. 3- узел 1 на фиг. 1 15Предлагаемый кабель-канат выполнен следующим образом.Вокруг сердечника 1, выполненного, например, в виде нескольких изолированных одна от другой токопроводящих жил 2 с электроизоляционным материалом 3, заполняющим остальное его сечение, свободно навита цилиндрическая ленточная пружина 4, в зазорах межу витками которой размещены круглая.проволока 5, с натягом обвитая вокруг сердечника 1. Далее поверх армированного таким образом сердечни-, ка размещаются повитые вокруг него пряди б прядного каната, либо слои, содержащие круглые и фасонные прово локи спирального каната. На наружно) поверхности ленточной пружины выпол нены углубления.Такое исполнение кабель-каната позволяет передавать по армированноу;.у и надежно защищенному от внешних но;д;йствий сердечнику (ло его токо проводящим элементам) электрическую энергию и в тоже время работать канатом как гибким тяговым органом.Таким образом, канат, механически связывающий один объект (подъемная машина) с другим (подъемный сосуд), позволяет осуществить электрическую связь между ними. С помощью этой реально обеспечиваемой обратной связи эффективно контролируется и предотвращается напуск и обрыв каната, а также осуществляется дистанционноевключение и выключение .необходимых механизмов и аппаратуры.Работает кабель-канат следующим образом.Внутренняя полость каната не несет силовых нагрузок и предназначена, как в обычном кабеле, для передачи электрической энергии или сигналов, Армировка сердечника работаеттакже без восприятия продольных растягивающих усилий. Ее основное назначение - защищать сердечник от радиальной сжимающей нагрузки и удерживать его от смещений относительно силовых элементов каната - проволок или прядей, Элементы армировки, навитые поверх сердечника, цилиндрическая ленточная пружина и пружина из круглой проволоки работают в канате по-разному. Ленточная пружина воспринимает радиальные нагрузки от вышележащих прядей (или слоев проволок) и тем самым разгружает сердечник от восприятия этих нагрузок. Кроме того, шаг пружины меньше диаметра сердечника, а поэтому пружина обладает повышенной устойчивостью, сохраняя в целостности сердечник в условиях интенсивных изгибных и крутильных деформаций каната. Причем проволоки прядей ложатся в углубления на ленте так, что между ленточной пружиной и вышележащими проволоками обеспечивается контакт по площадкам касания, уменьшающий контактные напряжения. Прокаткой или накаткой в процессе изготовления ленты ее наружная поверхность делается рифтообразной в виде системы углублений с расчетным углом наклона углублений, так что наружным проволокам пряди обеспечиваются оптимальные условия контактирования с лентой.Кроме того, таким исполнением наружной поверхности ленты предот-. вращается ее смещение относительно прядей каната.Пружина из круглой проволоки, размещенная в зазорах между витками ленточной пружины, работает в другомрежиме. Она с натягом навивается на сердечник и вйполняет роль фиксатора или пространственной спиралеобразной шпонки, удерживающей. сердеч 790024ник относительно основного элемента армировки ленточной пружины эа счет того, что частично внедряется в.,материал сердечника и, будучи в зазоре между витками ленточной пружины, препятствует его осевому смещению. Отсутствие смещений сердечника приводит к уменьшению его износа от сил трения с пружинами. Диаметр проволоки не больше толщины ленты, поэтому она не вступает во в,заимодействие с прядями каната.10Таким образом, предлагаемая дифференциальная армировка разгружает сердечник (и токопроводящие жилы) от действия радиальных и разрывных усилий и надежно фиксирует его внутри 15 каната. Диаметр проволоки меньше зазора между витками ленточной пружины, поэтому предлагаемое устройство не увеличивает жесткость каната.Ширина ленты не больше радиуса сер дечника, поэтому ленточная пружина навивается вокруг сердечника с шагом, меньшим его диаметра, что обеспечивает ее повышенную устойчивость от опрокидывания.В каждом конкретном случае допускаемые параметры пружин армировки определяются расчетным путем.Использование пружин с числом заходов, большим единицы, увеличивает производительность устройств изготавливающих армировку.Простота предлагаемого устройства предназначенного для тяжелонагруженных канатов, и технологичность, обусловленная. возможность одновремен- З 5 ного повива пружин обоих типов, позволяют использовать его на действующих предприятиях для создания качественных проволочных канатов со встроенными электропроводящими элементами. 40Формула изобретения1. Кабель-канат, содержащий сердечник из электроизоляционного материала с равномерно размещенными по его сечению электропроводящими элементами и наружные слои из стальных проволок или их прядей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделия путем улучшения защиты его электропроводящей части, на сердечнике свободно навиты одна или несколько ленточных пружин, в зазорах между витками которых размещена наложенная с натягом на сердечник круглая проволока, при этом на наружной поверхности ленточной пружины выполнены углубления.2. Кабель-канат по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что шаг навивки ленточной пружины равен=(ь б, 1Угде Ь в .ширина ленты;бо- диаметр проволоки;зазор между проволокой илентой;бс - диаметр сердечника;м - число заходов ленточнойпружины.3. Кабель-канат по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоугол наклона углубления на ленточнойпружине к продольной оси ленты равенР= агс 1 -- - сбс е Ъс Ь где о - угол навивки проволок впряди;угол навивки в кабель-ка"нате,4. Кабель-канат по пп. 1 - 3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоуглубления на ленточной пружине выполнены по радиусу, равному радиусупроволок наружного слоя пряди, глубиною не превышающей половины толщиныленты, а шаг - диаметра этих проволок.5, Кабель-канат по пп. 1 - 4,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоленточная пружина и круглая проволока выполнены стальными,6, Кабель-канат по пп. 1 - 5,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтодиаметр круглой проволоки не большетолщины ленты..Лазарен оррек Подписное илиал ЧПп: Патент, г.ужгород, ул,Проектная,Заказ 9044/51 ВНИИПИ Го по дел 113035, МосТираж 844дарственного коизобретений иа, Ж, Раушск митета СССР открытий ая наб., д.4/5