Dispositivo tensor de resorte de gas
Descripción general
 Un dispositivo tensor que es pequeño en tamaño y capaz de ejercer la tensión necesaria y no causa cambios característicos debido a la permeación del gas. ] Dentro del cilindro 11, se proporcionan una cámara de líquido 85 y una cámara de aire 86 en la que está sellado un gas a alta presión. La cámara de líquido 85 y la cámara de aire 86 están completamente separadas entre sí por el elemento de separación con forma de fuelle 75. Una varilla 12 se inserta en el agujero pasante 14 del cilindro 11 de forma móvil en la dirección axial. Un mecanismo de sellado 67 está provisto en la porción periférica interna del orificio pasante 14 para sellar el líquido 87 en la cámara de líquido 85 para que no se filtre hacia el exterior. Un primer mecanismo de conexión 21 está previsto en el cilindro 11. Se proporciona un segundo mecanismo de conexión 40 en la varilla 12. Uno de los mecanismos de conexión 21, 40 está conectado al extremo del cable de cabeza, y el otro está conectado a un miembro de soporte de cable de catenaria, tal como un poste de utilidad.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un dispositivo tensor del tipo de resorte de gas para proporcionar una tensión predeterminada a un cable aéreo de ferrocarril o similar.
Antecedentes de la técnica
Un dispositivo tensor del tipo de polea que usa un peso y una polea se conoce como un dispositivo de ajuste automático de tensión superior para proporcionar una tensión predeterminada a una catenaria del techo del ferrocarril. Además, se conoce un dispositivo tensor de tipo resorte en el que se aplica tensión al cable superior mediante la fuerza elástica del muelle helicoidal de compresión. dispositivos tensores de tipo polea se utilizan en la línea de tren principal, cuando la línea aérea es estirable por un cambio de temperatura o similar, dependiendo de la cantidad de expansión o contracción, en peso a través de una polea de subidas y bajadas, a absorber la expansión y contracción de la línea aérea Mientras mantiene la tensión estándar.
Por otro lado, el dispositivo de tensado del tipo de muelle utilizado como un túnel o cable puede repulsiva fuerza generada en el resorte helicoidal de compresión de la gota, actuando en una dirección para tirar del cable de arriba a través de un mecanismo de enlace, a fin de tensar la cable aéreo Ahí Además, en lugar del resorte helicoidal, se ha propuesto un dispositivo tensor que usa un muelle de gas. En el dispositivo tensor de tipo de resorte de gas convencional, una fuerza de repulsión de un gas a alta presión sellado en un acumulador tal como un acumulador genera una tensión del cable de catenaria similar a la de un muelle helicoidal.
Tarea de solución
El dispositivo tensor del tipo de polea descrito anteriormente no se puede usar para partes limitadas espacialmente, como dentro de un túnel porque el espacio requerido para instalar el peso y la polea es grande. Por otra parte, el peso es grande. Por otro lado, aparato tensor con el muelle helicoidal de compresión, cuando la línea aérea es estirable por un cambio de temperatura, la tensión de la línea aérea cuando la deflexión de los cambios muelle helicoidal varía. Además, para obtener una gran tensión y un gran recorrido por el muelle helicoidal, se requiere un muelle helicoidal considerablemente grande y el peso también es grande.
Resorte de gas dispositivo tensor, como se ve en el documento JP-Sho 56-53931, pero alcanzado una reducción de tamaño y peso atrapando el gas de alta presión al mecanismo de cilindro, el gas de alta presión sellado dentro de uno Si la pieza se filtra hacia el exterior debido a la mezcla en el aceite, la característica cambia. Además, cuando se instala un acumulador separado del mecanismo del cilindro, la estructura se vuelve complicada y el aparato se vuelve grande.
Por consiguiente, un objeto de la presente invención pueden exhibir el peso ligero y la tensión requerida pequeño, es proporcionar una posibilidad de dispositivo tensor tipo resorte de gas que causa cambio característico debido a la permeación de gas.
Solución
Un dispositivo tensor de la presente invención desarrollado para lograr el objeto anterior comprende un cilindro hueco que tiene un orificio pasante en un lado del extremo, una varilla insertada en el cilindro a través del orificio pasante y que se puede mover libremente en la dirección axial del cilindro. , fuelle que se divide en una cámara de gas situada en el lado opuesto del mecanismo de sellado proporcionada en la periferia interior del agujero pasante, el interior de los cuales se alojan en el interior del cilindro y el cilindro y la cámara de líquido situado en el lado del agujero a través Un primer mecanismo de conexión proporcionado en el cilindro, un segundo mecanismo de conexión provisto en la varilla, un primer mecanismo de conexión provisto en la varilla, un segundo mecanismo de conexión provisto en la varilla, .
Uno de los primeros mecanismos de conexión provistos en el cilindro y el segundo mecanismo de conexión provisto en la varilla está conectado al extremo del cable superior y el otro está conectado al miembro de soporte del cable superior tal como un poste de utilidad. El gas comprimido sellado en la cámara de aire dentro del cilindro forma una acción de resorte e impulsa la varilla en una dirección para empujarla fuera del cilindro. Mediante esta fuerza, se aplica una tensión predeterminada al cable aéreo a través de los mecanismos de conexión primero y segundo.
El gas comprimido sellado en la cámara de aire tiene una relación que (P V) / T = constante cuando la presión es P, el volumen es V y la temperatura es T. Que para cambiar la presión P a volumen V en respuesta a cambios en la temperatura T, el cambio de volumen de la cámara de aire debido a un cambio de temperatura, es posible actuar en una dirección de cancelar la cantidad de expansión y contracción de la línea aérea. Debido a tales características, es posible mantener una tensión sustancialmente constante independientemente del cambio de temperatura ajustando adecuadamente la expansión y contracción del cable aéreo y el cambio de volumen de la cámara de aire debido al cambio de temperatura. .
El gas en la cámara de aire está confinado en el cilindro en un estado completamente separado del líquido en la cámara de líquido por el miembro de división de fuelle que se expande y contrae en la dirección axial de acuerdo con el cambio de volumen de la cámara de aire. Está sellado por un mecanismo de sellado provisto en el orificio pasante a través del cual pasa la varilla, de modo que el gas en la cámara de aire no se derrita en el líquido ni se escape hacia el exterior del cilindro a través del orificio pasante.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS A continuación, se describirá una primera realización de la presente invención con referencia a las Figuras 1 a 3. El dispositivo tensor 10 de esta realización comprende un cilindro hueco 11 y una varilla 12. El cilindro 11 tiene un agujero pasante 14 a lo largo de la dirección axial en el lado de un extremo 13. El otro lado del extremo 15 del cilindro 11 está cerrado por la brida 16 del cilindro. La pestaña del cilindro 16 está provista de un orificio de suministro de gas 17 y un tapón de sellado de gas 18 que cierra el orificio de suministro de gas 17.
Un primer mecanismo de conexión 21 está previsto en el cilindro 11. En primer mecanismo 21 de conexión incluye un par de muñones porción 22 proporcionado en ambos lados del cilindro 11 se ajusta, un par de tensión barras 23 que se extiende en la dirección axial del cilindro 11, el elemento de unión 24 en el otro extremo de la barra de tensión 23 Y un primer soporte 25 y similares que están conectados entre sí a través del primer soporte 25. Al extremo de conexión 26 del primer soporte 25, por ejemplo, un extremo de cable aéreo está conectado de forma giratoria.
La porción de articulación de muñón 22 incluye un eje de muñón 30 fijado a la porción de pared lateral del cilindro 11 y un componente de conexión 31 provisto para que pueda girar alrededor del eje del eje de muñón 30. Un lado de extremo de la barra de tensión 23 está conectado a la parte de conexión 31. El miembro de unión 24 previsto en el otro lado del extremo de la barra de tensión 23 está unido de manera giratoria a un eje de soporte 33 provisto al primer soporte 25.
La varilla 12 se inserta en el agujero pasante 14 del cilindro 11. La barra 12 es móvil en la dirección axial del cilindro 11. Un segundo mecanismo de conexión 40 está conectado al extremo exterior 35 de la varilla 12 que sobresale del exterior del cilindro 11.
3, el segundo mecanismo de conexión 40 incluye un brazo de sujeción de varilla 41 fijado a la varilla 12, un par de barras de guía 43 conectadas a ambas porciones extremas del brazo de sujeción de varilla 41 a través de una porción de unión 42, , Un segundo soporte 45 unido al otro lado del extremo de la barra de guía 43 a través de una parte de unión 44, y similares. El extremo de conexión 46 provisto en el segundo soporte 45 está conectado de forma giratoria al lado de la base que soporta el cable aéreo tal como un poste de servicio público.
Una parte de articulación 42 está compuesta de un árbol de soporte 50 provisto en el brazo de sujeción de varilla 41, un miembro de unión 51 fijado de forma giratoria al eje de soporte 50 y similares. La otra parte de articulación 44 está compuesta de un árbol de soporte 52 provisto en el segundo soporte 45, un miembro de unión 53 ajustado de manera giratoria al eje de soporte 52, y similares. La barra de guía 43 pasa a través de un cojinete 55 provisto en la pestaña del cilindro 16 y es móvil en la dirección axial del cilindro 11.
En el extremo interior 56 de la barra 12 situada dentro del cilindro 11, se proporciona una pestaña de barra 57. La brida 57 de varilla está fijada a la varilla 12 por el anillo 58 de retención y funciona como un tope de tope para la varilla 12. La superficie periférica exterior de la barra 12 en el lado del extremo exterior 35 está protegida por una cubierta de polvo telescópica 61.
Los cojinetes 65, 66 y un mecanismo de sellado 67 están provistos en la porción periférica interna del agujero pasante 14 del cilindro 11. El mecanismo de sellado 67 está compuesto por un miembro de sellado de alta presión 68 posicionado cerca del interior del cilindro 11 y un miembro de sellado contra el polvo 69 ubicado fuera del cilindro 11. Entre el primer cojinete 65 y el segundo cojinete 66, se proporciona un recorrido de flujo de toma de presión 70. El paso de flujo de toma de presión 70 conduce al manómetro 71.
Un miembro de partición en forma de fuelle 75 está provisto dentro del cilindro 11. El elemento de separación 75 es, por ejemplo un cuerpo de fuelle 76 en la que el espesor de la placa fue moldeada placa metálica delgada tal como de 0,3 mm de acero inoxidable austenítico de aproximadamente 0,1 mm por trabajo plástico, un fuelle metálico casquillo 77, y el fuelle de resina como de guía 78 Conviértete La tapa del fuelle 77 está soldada herméticamente al lado del extremo libre del cuerpo principal del fuelle 76. El extremo sólido 80 del cuerpo del fuelle 76 está unido herméticamente a la base de montaje del fuelle 81 del cilindro 11. En el elemento de partición 75, el lado de la tapa de fuelle 77 se expande y se contrae en la dirección axial del cilindro 11. Debe observarse que el cuerpo principal del fuelle 76 y la tapa de fuelle 77 pueden formarse fuelles hechos de un polímero tal como una resina sintética.
Una cámara de líquido 85 y una cámara de aire 86 están provistas dentro del cilindro 11. La cámara de líquido 85 está provista en el lado de la superficie interna del miembro de partición 75, es decir, en el lado del orificio pasante 14 a través del cual pasa la varilla 12. Por lo tanto, el extremo interno 56 de la varilla 12 sobresale en la cámara de líquido 85. Un líquido 87 tal como un fluido hidráulico está contenido en la cámara de líquido 85, y el líquido 87 está sellado por el mecanismo de sellado 67 para no fugarse. Para asegurar el funcionamiento a baja temperatura, se usa fluido hidráulico que tiene un punto de fluidez de 45ºC o menos como el líquido 87.
La cámara de aire 86 está rodeada por la superficie interna del cilindro 11 y la superficie exterior del elemento de partición 75, y un gas comprimido inerte 88, tal como nitrógeno, está sellado en la cámara de aire 86. El gas 88 se suministra a la cámara de aire 86 a través del puerto de suministro de gas 17, y se cierra mediante el tapón de sellado de gas 18 después de suministrar el gas. La cámara de aire 86 está completamente separada de la cámara de líquido 85 por el miembro de partición 75.
dispositivo de tensado del resorte de gas 10 de la construcción anterior, la presión del gas a alta presión 88 sellada en la cámara de aire 86 se aplica a la cámara de líquido 85 a través del elemento de separación 75, empujado en la dirección del fuelle cuerpo principal 76 está contratado. Esta fuerza para actuar en la dirección de extrusión de la varilla 12 del cilindro 11, el extremo de conexión 26 del primer mecanismo de conexión 21 y el extremo de conexión 46 del segundo mecanismo de conexión 40 es empujado hacia la otra.
La tensión del cable aéreo que actúa sobre el primer soporte 25 actúa sobre el cilindro 11 a través de la barra de tensión 23 y el eje de muñón 30 y actúa en una dirección para introducir la barra 12 en el cilindro 11. Por lo tanto, la posición relativa de la varilla 12 se determina en la posición donde la tensión por el cable aéreo y la presión del gas de la cámara de aire 86 están en equilibrio. La tensión del cable aéreo está representada por el producto de la presión P del gas de llenado y el área de recepción de presión del vástago 12.
Cuando el cable aéreo se expande y se contrae debido al cambio de temperatura, el cambio de temperatura también actúa sobre la cámara de aire 86, por lo que la presión P en la cámara de aire 86 cambia de acuerdo con el cambio de temperatura. Por ejemplo, cuando el alambre de arriba se extiende por un aumento en la temperatura, el gas 88 en la cámara de gas 86 se expande también, para el desplazamiento de las líneas aéreas dirección de extracción adicionales, por lo que la cantidad de alargamiento de la línea aérea se cancela.
El volumen de gas cerrado, que hace que la tensión sea constante independientemente de la temperatura,
V = AL α T A: área de recepción de presión de la varilla 12
L: longitud del cable aéreo
α: coeficiente de expansión lineal del cable aéreo
T: temperatura absoluta
.
Además, el volumen de gas en el caso de incluir la expansión del aceite dentro de la cámara de líquido 85,
V = (ALα Voil β) T Voil: cantidad de aceite
β: coeficiente de expansión de volumen del petróleo
.
Mediante el establecimiento de los diversos valores, tales como la capacidad de la cantidad de deformación alambre de arriba y la presión de gas cargada o la cámara de gas 86 como la cantidad de extensión de la varilla 12 son los mismos debido a la expansión de la cámara de aire 86 que se expande y contrae debido a cambios de temperatura como se describe anteriormente , Es posible mantener automáticamente la tensión de tensión general constante independientemente de la temperatura.
A continuación, se describirá una segunda realización de la presente invención mostrada en las Figuras 4 y 5. En el aparato de tensado 100 de esta realización, el cilindro 102 está alojado dentro del cilindro exterior 101 que también sirve como una cubierta. Se proporciona un agujero pasante 104 en un lado del extremo 103 del cilindro 102. En el lado del otro extremo 106 del cilindro 102, se proporcionan un puerto de suministro de gas 107 y un tapón de sellado de gas 108 que cierra el puerto de suministro de gas 107. Se proporciona un cojinete 109 en la periferia exterior del cilindro 102.
El cilindro 102 está provisto de un primer mecanismo de conexión 110. El primer mecanismo de conexión 110 incluye un miembro de extensión cilíndrica 112 fijado por la parte de fijación 111 tal como un perno en el extremo del cilindro 102, una placa de extremo 113 fijado a un extremo del miembro de extensión 112, las placas extremas 113 Y una primera parte de conexión 114 proporcionada en el otro lado. Por ejemplo, el extremo de cable aéreo está conectado a la primera parte de conexión 114. El miembro de extensión 112 se extiende en la dirección axial del cilindro 102, y se proporciona un orificio alargado 115 a lo largo de la dirección axial del cilindro 102 en la parte de la superficie lateral del miembro de extensión 112.
Una varilla 120 se inserta en el orificio pasante 104 del cilindro 102. La barra 120 es móvil en la dirección axial del cilindro 102. Un segundo mecanismo de conexión 130 está provisto en la varilla 120. El segundo mecanismo de conexión 130 incluye un miembro de retención de varilla 131 fijado a la varilla 120, un eje radial 132 fijado al miembro de retención de varilla 131, un tubo exterior 101 al que se fijan ambos extremos del árbol 132, un tubo exterior Y una segunda porción de conexión 133 prevista en el otro lado del extremo del cuerpo principal 101. La segunda parte de conexión 133 está conectada al lado de la base de soporte del cable superior tal como un poste de servicios públicos. Se impide que el árbol 132 se caiga por un tope 134 tal como un pasador partido.
Un rodillo 135 está provisto giratoriamente en el árbol 132. El rodillo 135 está ubicado dentro del orificio alargado 115 del miembro de extensión 112 de manera que puede girar libremente cuando la superficie interna del orificio alargado 115 entra en contacto. La superficie circunferencial interior del cilindro exterior 101 está soportada por un cojinete 109 para poder moverse suavemente en la dirección axial del cilindro 102.
Una brida de varilla 140 está fijada al extremo interno 136 de la varilla 120 situada dentro del cilindro 102 mediante un anillo de retención 141. La brida de varilla 140 funciona como un tope de tope para la varilla 120.
Los cojinetes 145 y 146 y un mecanismo de sellado 150 están provistos en la porción periférica interior del orificio pasante 104 del cilindro 102. El mecanismo de sellado 150 está compuesto por un miembro de sellado de alta presión 151 posicionado cerca del interior del cilindro 102 y un miembro de sellado contra el polvo 152 situado fuera del cilindro 102.
Se proporciona un miembro de partición en forma de fuelle 160 dentro del cilindro 102. Este miembro de partición 160 está hecho de un cuerpo principal de fuelle metálico 161, un tapón de fuelle 162, una guía de fuelle 163 y similar similar a la primera realización. La tapa del fuelle 162 está soldada herméticamente al lado del extremo libre del cuerpo principal del fuelle 161. El extremo sólido 165 del cuerpo del fuelle 161 está unido herméticamente a la base de montaje del fuelle 166 del cilindro 102. El cuerpo principal de fuelle 161 y el tapón de fuelle 162 pueden estar hechos de un polímero tal como una resina sintética.
Una cámara de líquido 170 y una cámara de aire 171 están provistas dentro del cilindro 102. La cámara de líquido 170 está provista en el lado de la superficie interior del miembro de partición 160, es decir, en el lado del orificio pasante 104 a través del cual pasa la varilla 120. El líquido 172 está contenido en la cámara de líquido 170. El líquido 172 está sellado por el mecanismo de sellado 150 y no se filtra hacia el exterior. Con el fin de asegurar la operación a baja temperatura, se usa fluido hidráulico que tiene un punto de fluidez de 45ºC o menos como el líquido 172.
La cámara de aire 171 está rodeada por la superficie interna del cilindro 102 y la superficie exterior del elemento de partición 160, y un gas comprimido inerte 173, tal como nitrógeno, está sellado en la cámara de aire 171. El gas 173 se suministra a la cámara de aire 171 a través del orificio de suministro de gas 107, y se cierra mediante el tapón de sellado de gas 108 después de suministrar el gas. La cámara de aire 171 está completamente separada de la cámara de líquido 170 por el miembro de partición 160.
En el aparato tensor 100 que tiene la configuración anterior, la varilla 120 es empujada en una dirección en la que la varilla 120 es expulsada del cilindro 102 por la presión del gas 173 sellado en la cámara de aire 171. Por lo tanto, el cilindro exterior 101 al ser empujada en la dirección de la flecha F en la Fig. 4, las porciones de acoplamiento 114 133 se insta a una hacia la otra con respecto al cilindro 102. Como resultado, se aplica tensión al cable aéreo.
Si los cambios de temperatura causados, como en la primera realización, dado que el gas 173 en la cámara de gas 171 se expande o contrae con que la línea aérea se expande y contrae, el cambio de volumen del componente y la sobrecarga de gas línea elástica están equilibrados Actúa en la dirección. También en este caso, es aconsejable establecer varios valores, como la presión de llenado de gas y el volumen, de modo que se ejerza una tensión de catenaria constante.
Efecto de la invención
Según la presente invención, es posible llevar el cambio de tensión del hilo de contacto debido al cambio constante de la temperatura, que se puede configurar para ligero y compacto en comparación con el dispositivo de tensado del tipo polea o muelle helicoidal. Además, se obtiene uno con una gran tensión de acuerdo con la presión del gas de llenado, y además, aunque es un tipo de resorte de gas, no hay permeación de gas y se puede mantener una tensión predeterminada.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección de un dispositivo tensor que muestra una primera realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en planta del dispositivo tensor mostrado en la figura 1.
3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea III - III en la figura 2.
La figura 4 es una vista en sección transversal de un dispositivo tensor que muestra una segunda realización de la presente invención.
La figura 5 es una vista en planta que muestra una parte del dispositivo tensor mostrado en la figura 4 en sección transversal.
10: dispositivo tensor, 11: cilindro, 12: varilla, 14: agujero pasante, 21: primer mecanismo de conexión, 40: segundo mecanismo de conexión, 67: mecanismo de sellado, 75: miembro divisorio, 86 cámara de aire 87 fluido 88 gas comprimido 100 dispositivo de tensión 102 cilindro 104 a través del orificio 110 primer mecanismo de conexión 120 barra de varilla 130 segundo mecanismo de conexión 150 ... mecanismo de sellado, 160 ... miembro de partición, 170 cámara de líquido, 171 cámara de aire, 172 líquido, 173 ... gas comprimido.
Reclamo
Una varilla que se inserta en el cilindro desde el orificio pasante y se puede mover en la dirección axial del cilindro; un mecanismo de sellado provisto en una porción circunferencial interna del orificio pasante; , Un miembro de partición en forma de fuelle alojado en el cilindro y que divide el interior del cilindro en una cámara de aire situada en el lado opuesto a la cámara de líquido situada en el lado del orificio pasante, un líquido alojado en la cámara de líquido, Un dispositivo tensor de tipo resorte de gas que comprende un gas comprimido sellado en la cámara de aire, un primer mecanismo de conexión provisto en el cilindro, y un segundo mecanismo de conexión provisto en la barra .
Dibujo :
Application number :1994-016068
Inventors :日本発条株式会社
Original Assignee :新堀武儀、内田健