用于电缆拉伸机的安全设备,对应的方法和使用所述设备的拉伸机

摘要

制动器类型的拉伸机（11）的安全设备包括负制动器（22），该负制动器（22）可以被选择性地启动和停止工作以便制约和分别允许支撑电缆的至少一个绞盘（12）旋转；泵送装置（24），该泵送装置连接到负制动器（22）并且被配置成在拉伸机（11）的正常使用期间使后者停止工作，从而放置处于压力下的工作流体；所述工作流体的压力能量积蓄器件；以及最大压力阀（18），该最大压力阀（18）被配置成调节液压马达（13）的工作压力用于控制应用到绞盘（12）的捻距。该安全设备还包括机动化驱动装置（19），该机动化驱动装置（19）连接到最大压力阀（18）并且被设置成甚至在至少泵送装置（24）的故障情况下选择性地调节后者对液压马达（13）的动作，以便维持液压马达（13）的所述工作压力并且维持被压力能量积蓄器件（32）的干预而停止工作的负制动器（22）。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电缆拉伸机的安全设备。

特别地，安全设备由液压回路组成，优选地但不排他性地被应用到适合于在拉伸步骤中对导线施加受控张力的制动器类型的拉伸机。根据本发明，安全设备设有在设备部件故障的情况下或在紧急条件下介入的安全装置。

本发明还涉及用于电缆拉伸机的安全控制的相应的方法、和使用所述安全设备的拉伸机。

背景技术

拉伸机是已知的，例如用于拉伸高电压电线路、铁路线路或其它线路，通常是架空线路；该拉伸机借助于多个绞盘机提供所谓的电缆“制动”拉伸，待被拉伸或分别待被回收的电缆从该多个绞盘机中退绕，或它们分别被卷绕到该多个绞盘机上。

特别地，所述拉伸设备提供给机器被配置成通过将后者卷绕到相对应的收集绞盘上回收电缆或钢丝绳的一个绞车功能、提供给机器一个牵引功能。在待被拉伸的线路的另一侧上，这种拉伸设备包括具有制动器功能的机器，该机器被配置成通过将电缆卷绕到相对应的退绕绞盘上来控制一个电缆或多个电缆的退绕张力，其中电缆例如通过绞盘机的作用在张力下放置。特别地，该制动机在拉伸步骤中对电缆施加受控张力以便保证它们能够保持悬置至设在中间支撑件上的适当的引导装置处，并且保证它们根据具有受控拐点的悬置的悬链线的配置进行布置。这样，电缆不会在地上滑动并且保持远离在电缆下方的可能的障碍物，诸如例如公路或铁路道口、与其它电力线路的交叉点等等。

使用架空器件（诸如例如，直升机）从制动机牵引所谓的引导电缆至绞车机，或（有时）不使用绞车机直接从该制动机牵引最终导线至目的地区也是已知的。

拉伸设备（还被称为制动拉伸设备）还可以应用于拉伸用于铁路牵引的悬链电线。在这种情况下，该制动机安装在行驶货车上，不论该制动机是自走式还是牵引式，并且由于货车的运动，通过制动器的作用使用受控张力来释放电缆。

配备有具有自动驱动的机械安全装置的传统制动机（也被称为负制动器）也是已知的，其目的是在为了当机器停止时（也就是说，当安全设备不供电时）和在紧急情况下（例如，由于制动设备发生故障）保持导线处于张力下。

负制动器通常与控制其启动的一个或多个分配器阀门相关联。

现有技术中也存在解决方案，其中制动机设有电气指令的（也就是说，具有比例电气指令）的最大压力阀，其允许选择性地并且精确地调节设备中的工作压力，并且因此调节正在拉伸的电缆中的最终张力。

然而，当电气驱动发生故障时，最大压力阀不再能够控制设备中的工作压力，并且可能出现危险情况。

特别地，如果电气驱动向最大压力阀发信号失败，那么该最大压力阀完全打开，从而排放整个受控回路，并且因为负制动器停止工作，所以电缆出现张力损失，随之而出现相关风险。

此外，如果向负制动器提供动力的分配器阀门是非稳态类型（还被称为单稳态），即，当启动指令不再自主返回到其初始运作条件时，这将关闭负制动器并且将其返回到阻塞状态的类型。负制动器的阻塞意味着对张力下的电缆和/或正在牵引电缆的器件的反冲。

用于制动拉伸的已知绞车机通常配备有限制和控制过载的装置，该装置如果正确地使用，则防止沿着电缆被拉伸的路径出现过载情形。

 当用不同于绞车机的器件进行拉伸时，并且为了进行牵引和/或平移操作，如同铁路货车或直升机的情况一样，制动机的突然停止（例如由于非常原因）导致对移动器件的反冲。

当制动机突然停止时，自动驱动安全装置或负制动器介入以维持对电缆的张力。然而，保留张力的动作与移动器件的停止不协调。

因此，在电缆上存在过载，并且可能损坏或破损电缆，其中对于操作者，特别是在架空或铁路器件上的那些操作者，以及还对于连接到电缆或处于电缆下的一切事物来说，具有明显的安全风险和问题：这在实践中挫败了负制动器的安全功能。如果直升机用于拉伸，那么防止这些问题特别重要的，其中反冲可以引起飞机的不稳定性和失控，后果很明显。

 在一些更加改进的解决方案中，将器件（诸如例如，液压蓄能器）连接至负制动器以积蓄工作流体的压力能量也是已知的。

 通常，在这种情况下，液压回路提供流量分配器阀门或调节负制动器流量的阀门，该阀门确定工作流体从压力能量积蓄器件和从泵送装置向负制动器的流量。

分配器阀门可以是具有保持式动作的类型、或双稳态，或具有非保持式动作的类型、或单稳态。

因为在回路中的工作流体的压力急剧降低，所以如果设备发生故障，并且如果分配器阀门是保持性动作类型，那么电缆中出现张力损失；反之，如果分配器阀门是非保持性动作类型，那么在随之发生的反冲效果的情况下，负制动器会突然停止。

特别地，当拉伸机的电气或液压部件有故障时，并且如果分配器阀门是非保持性动作类型，那么由压力能量积蓄器件所产生的工作流体的压力能够防止绞盘旋转被突然堵塞，从而随之清除负反冲，但是在任何情况下打开最大压力阀会导致电缆的张力损失。

因此，本发明的一个目的是获得用于拉伸机的安全设备，该安全设备当制动机发生故障时，防止在拉伸电缆期间出现危险情况。

本发明的另一目的是获得用于一种拉伸机的安全设备，该安全设备允许完成拉伸操作，而不会产生超负荷情形、或设备的不稳定性，从而大体上维持在故障出现之前设定的运作值。

另一目的是完善一种电缆拉伸机的控制方法，该控制方法即使当设备部件已经失效时，还允许安全地执行拉伸操作。

申请人已经设计、测试并体现了本发明，以克服现有技术的缺点并且获得这些和其它目的和优点。

发明内容

在独立权利要求中对本发明进行阐述和表征，而从属权利要求描述了本发明的其它特点或主要发明思想的变型。

依据上述目的，用于制动器类型的拉伸机的安全设备包括负制动器，该负制动器可以被选择性地启动和停止工作以便制约并分别允许至少一个绞盘，优选地，支撑电缆的一对绞盘旋转。该设备还包括连接到负制动器并且被配置成在拉伸机的正常使用期间使后者停止工作从而放置处于压力下的工作流体的泵送装置。特别地，处于压力下的工作流体的动作使负制动器停止工作并且允许保持绞盘或该对绞盘旋转。

 该设备还包括积蓄工作流体的压力能量的器件（诸如例如，液压蓄能器），该液压蓄能器可以被选择性地连接到负制动器。这样，即使拉伸机的电气或液压部件失效，由蓄能器产生的工作流体的压力也防止突然阻塞绞盘或该对绞盘旋转，从而防止可能损坏负制动器和正在被拉伸的电缆、以及牵引器件的反冲。而且，为了正在拉伸的电缆张力损失，该设备包括最大压力阀，该最大压力阀被配置成调节控制绞盘或该对绞盘运动的液压马达的工作压力，该液压马达实际上作为液压泵工作，通过绞盘或该对绞盘牵引，又由被连接到牵引器件的电缆牵引。

根据本发明的一个特征，该设备包括连接到最大压力阀并且设置成甚至在机器的可能故障情况下调节后者对液压马达上的动作的机动化驱动装置。这样，最大压力阀允许甚至在电气或液压故障情况下完成电缆的拉伸操作，从而防止正在被拉伸的一个电缆或多个电缆的张力损失，和由于负制动器的突然介入而导致的反冲问题。

 在实施例的一种形式中，该设备包括第一分配器阀门，该第一分配器阀门被配置成调节在泵送装置和负制动器之间的工作流体的流量；和第二分配器阀门，该第二分配器阀门被配置成调节压力能量积蓄器件和负制动器之间的工作流体的流量。特别地，在正常工作条件下，第一分配器阀门允许泵送装置朝向负制动器和朝向能量积蓄器件的直接连接，从而在压力下向两者传送工作流体。

如果出现故障，则处于压力下的工作流体由压力能量积蓄器件的存在保证。

在实施例的一种形式中，第一分配器阀门和第二分配器阀门为指令式和双稳态类型。特别地，在正常工作条件下，阀门的切换由指令器件确定，例如由控制器控制。如果出现故障，那么甚至在分配器阀门的指令动作停止的情况下，假设它们是双稳态类型，如同它们已经在工作位置一样，后者留在相同工作位置。

 实施例的其它形式提供由于由压力能量积蓄工具产生的工作流体的压力情况，所以在泵送装置和第一分配器阀门之间夹置第一单向阀，该第一单向阀被配置成防止工作流体向泵送装置回流。

 本发明的实施例的一些形式提供该设备还包括控制机动化驱动装置对最大压力阀的至少干预模式并且可能控制分配器阀门的切换的控制器。

本发明还涉及一种用于制动器类型的拉伸机的安全设备的控制方法，该控制方法至少提供第一步骤：停止该机器，其中至少一个绞盘，优选地一对绞盘通过负制动器的作用保持阻塞其旋转；第二步骤：在连接到负制动器的泵送装置放置处于压力下的工作流体以便使负制动器停止工作并且允许该绞盘或该对绞盘旋转期间，工作。而且，在第二步骤期间，最大压力阀调节液压马达的工作压力以控制应用到该绞盘或该对绞盘的捻矩。

根据本发明的一个特征，在第二工作步骤期间，并且当至少泵送装置处于故障情况下时，它被设置成使负制动器在工作流体的压力作用下停止工作。而且，在所述故障情况下，连接到最大压力阀的机动化驱动装置控制确定该绞盘或该对绞盘的受控旋转的液压马达的工作压力。本发明还涉及一种采用以上描述的安全设备的拉伸机。

附图说明

参照附图并且通过以下给出为非限制性示例的一种形式的实施例的描述，本发明的这些和其它特点将变得显而易见，其中：

图1 是在第一操作条件下用于电缆拉伸机的安全设备的示意图;

图2 是在第二操作条件下图1中的设备的示意图;

图3 是在第三操作条件图1中的设备的示意图。

为了便于理解，已经尽可能地使用相同的附图标记来表示附图中相同的元件。

具体实施方式

本发明涉及一种用于电缆的拉伸机11的安全设备10（图1），该电缆缠绕在相应的绞盘上，在这种情况下，缠绕在一对绞盘上。

拉伸机11 是具有制动功能并且被配置成控制张力的类型，使用该张力，电缆从该对绞盘上退绕。

拉伸机11 包括至少一台液压马达13 ，该液压马达13被配置成通过该对绞盘12 在旋转中牵引，从而作为液压泵操作以在正常拉伸操作期间保持电缆处于拉力下。

液压马达13连接到液压回路，该液压回路包括抽吸支管14，通过该抽吸支管，工作流体从箱17中吸入；和输送支管16 或管，其连接到最大压力阀18 。最大压力阀18 被配置成在输送支管16 随之是在液压马达13 中，甚至是当液压马达13 的运作条件变化时维持大体上恒定压力。

一旦工作流体13通过最大压力阀18 ，它就排入箱17 中。

机动化驱动装置19 连接到最大压力阀18 并且被配置成改变最大压力阀18 的工作配置以便调节液压马达13 的工作压力。

机动化驱动装置19 由控制器21 调控以控制后者对最大压力阀18 的干预模式。特别地，一旦最大压力阀18 的工作压力值被设定，控制器21 就作用于机动化驱动装置19，从而以使它调节最大压力阀18 。

通过作用于控制器21 ，工作压力在拉伸步骤期间可以由操作者直接设定，或后者指令机动化驱动装置19 ，以使它产生获得由操作者设定的牵引值所需要的压力。

在实施例的其它形式中，如图1所示，例如，通过将压力检测器39 插入输送支管16，液压马达13 的工作压力可以是由控制器21 自学习的值。

在图1中的实施例的形式中 ，机动化驱动装置19 包括电动马达20 ，该电动马达20的受控旋转确定调节最大压力阀18 。

电动马达20 可以有利地但不一定是步进电机，以允许精确并且准确的调节。

在实施例的其它形式中，机动化驱动装置19 可以是液压或气动致动器、如马达或致动器的电驱动器。

拉伸机11 还包括制动器22 ，还被称为负制动器，能够被液压驱动，其允许阻塞该对绞盘12 旋转。

制动器22 连接到液压指令回路23 ，该制动器22包括至少一个泵送装置或泵24 ，以在压力下向制动器22放置诸如油之类的工作流体 。

制动器22 能够由液压指令回路23选择性地启动并停止工作，以允许阻塞情况和分别允许该对绞盘12的自由旋转。特别地，当工作流体在压力下放置在液压指令回路23中时，该制动器22 停止工作，允许该对绞盘12 的所指令的旋转，并且牵引液压马达13 。当工作流体的压力动作停止时，启动制动器22 ，从而制约该对绞盘12 旋转。

箱25 连接到泵24 ，该泵24从该箱25 中携带工作流体以将其传送到制动器22 。

泵24 通过连接管连接到制动器22 。工作流体从泵24 到制动器22 的传递通过第一分配器阀门26 控制。

在图1中的实施例的形式中，第一分配器阀门26 是指令式3/2 双稳态类型。通过双稳态分配器阀门，我们的意思是，当已经确定切换阀门的指令动作停止时，阀门停留在该阀门所在的位置。

第一分配器阀门26 包括第一指令部分26a 和第二指令部分26b ，每个均能够被选择性地致动，以确定切换第一分配器阀门26 。

在图1中的实施例的形式中，第一指令部分26a 和第二指令部分26b 是电气驱动类型。实施例的其它形式可以提供气动、油动、机电、电气动或手动驱动。

 启动第一指令部分26a 确定将第一分配器阀门26切换到由泵24泵送的工作流体通过第一分配器阀门26并且供给制动器22的第一工作位置27 。

 启动第二指令部分26b 确定将第一分配器阀门26 切换到由泵24泵送的工作流体被第一分配器阀门26截流并且后者的输送被设定为排放的第二工作位置28；这确定随后启动阻塞该对绞盘12旋转的制动器22。

第一分配器阀门26 借助于输送管29 连接到泵24。

第一截流阀30 或单向阀夹置在输送管29 中并且防止工作流体从第一分配器阀门26 回流到泵24 。

管31 相互地将第一分配器阀门26 与制动器22 连接。

压力能量积蓄器件，在这种情况下，液压蓄能器32 ，借助于第一管33 又与制动器22 连接。在图1中的实施例的形式中 ，第一管33 连接到管31 。

蓄能器32 可以是具有移动活塞、膜、弹簧、砝码、囊的气体类型或其它类型。

在蓄能器32 和制动器22之间 ，第二分配器阀门34 连接到第一管33 。

与第一分配器阀门26 相同，第二分配器阀门34 还包括第一指令部分34a 和第二指令部分34b ，每个均能够被选择性地致动，以确定切换第二分配器阀门34 。

参照第一分配器阀门26 的第一指令部分26a 和第二指令部分26b ，实施例的一些形式提供第一指令部分34a 和第二指令部分34b 是如上所述的类型。

启动第一指令部分34a 将第二分配器阀门34切换到蓄能器32向制动器22传递工作流体的第一工作位置35 。启动第二指令部分34b 将第二分配器阀门34 切换到蓄能器32的工作流体被截流并且压力能量被保存在蓄能器内部的第二工作位置36。

液压马达13 借助于第二管37 连接到蓄能器32 。

特别地，在图1中的实施例的形式中 ，第二管37 连接到液压马达13 的输送支管16 。

第二截流阀38 或单向阀连接到第二管37 ，并且防止工作流体从蓄能器32 回流到液压马达13 。

控制器21 还被配置成指令第一分配器阀门26 和第二分配器阀门34 并且特别是指令相应的第一指令部分26a ，34a 和第二指令部分26b 和34b 。

安全设备运作如下。

参照图1 、图2 和图3 ，设备部件之间的连接由细线和粗线示出，以分别表示不在回路压力下的部件和在回路压力下的部件。

参照图1 ，示出了设备10 的开启情况，其中，泵24 在压力下在输送管29 中放置工作流体。

当开启设备10 （图1）时，第一分配器阀门26 和第二分配器阀门34 处于它们相应的第二工作位置28 和36 。

特别地，输送管29中的处于压力下的工作流体被第一分配器阀门26截流，而如果蓄能器32 中有任何残余压力，则可能处于压力下的蓄能器32的工作流体被第二分配器阀门34所截流，从而防止制动器22 停止工作。

因此，通过制约或阻止该对绞盘12旋转，启动制动器22 。

随后，开启工作步骤（图2），其中，切换第一分配器阀门26 和第二分配器阀门34 。

特别地，控制器21启动第一分配器阀门26和第二分配器阀门34的第一指令部分26a和34a，以使它们移动到它们相应的第一工作位置27和35。

在这种条件下，泵24在压力下放置液压指令回路23，从而确定使制动器22停止工作。因此，拉伸机11能够被启动以确定拉伸电缆。

将第二分配器阀门34切换到第一工作位置35中使蓄能器32与泵24和制动器22流体连通。如果蓄能器32具有零残余压力或低于泵24所产生的压力，则泵24还提供以填充蓄能器32用于积蓄压力能量。

该对绞盘12牵引液压马达13。该液压马达13又产生朝向蓄能器32和制动器22两者，以及还朝向最大压力阀18的工作流体流。

最大压力阀18产生并且调节液压马达13的工作压力，因此确定控制该对绞盘12的捻距，并且随后控制应用到缠绕在该对绞盘上的电缆的张力。

假设第一分配器阀门26和第二分配器阀门34是双稳态类型，如果例如推进系统或液压设备发生导致缺少处于压力下的流体的故障、或电气设备存在诸如向机器供给电源的故障之类的故障（图3），则保持它们相应的第一工作位置27，35。第一截留阀30和第二截留阀38防止处于压力下的工作流体分别回流到泵24和从蓄能器32回流到液压马达13。

由电动马达20调节的最大压力阀18保持其调节位置以同时控制张紧电缆。有利的是，由最大压力阀18保持的调节的条件是在故障情况出现之前由电动马达29设定的一个。

蓄能器32保持使处于压力下的管31并且随之是制动器22停止工作。

制动器22不制约液压马达13的旋转，其在最大压力阀18的帮助下，继续调节该对绞盘12的旋转，并且还向制动器22发送处于压力下的工作流体并且保持蓄能器充电。这样，即使在电气和/或液压故障的情况下，由于制动器22的迅速介入，所以避免了反冲的风险，并且避免了该对绞盘12的电缆的张力损失的风险，如在现有技术中描述的方案中发生的一样。

显而易见的是，可以针对如上所述的安全设备10和方法做出部件的修改和/或添加，而不脱离本发明的领域和范围。

显而易见的是，尽管参照一些特定示例已经对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员应必然能够实现安全设备10的很多其它等同形式和用于控制拉伸机的方法，具有如在权利要求中所陈述的特点并且因此均落入由此限定的保护领域内。