電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種試驗設(shè)備，特別是涉及一種電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱。該試驗箱包括保溫箱體、電纜束夾頭、電纜提升機構(gòu)、電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)、驅(qū)動裝置、制冷機組、電控系統(tǒng)和提升電纜的卷揚機，所述電纜束夾頭與電纜提升機構(gòu)連接，電纜提升機構(gòu)通過離合器與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；電纜懸垂8～9m，在驅(qū)動裝置驅(qū)動下電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動使電纜在保溫箱體內(nèi)扭轉(zhuǎn)。本發(fā)明電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱使試驗人員不必登高裝夾電纜、設(shè)置扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)、運行和值守，在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，通過電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體上端與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)自動嚙合，僅需在地面即可完成所有操作。
【專利說明】電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種試驗設(shè)備，特別是涉及一種電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，新興市場的風(fēng)電發(fā)展迅速。在國家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國的風(fēng)電特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風(fēng)電最為活躍的場所。2006年全球風(fēng)電資金中9%投向了中國，總額達16.2億歐元(約162.7億元人民幣)。2007年，中國風(fēng)電裝機容量已排名世界第五。中國巨大的風(fēng)電市場以及廉價的勞動力成本，吸引了大量國外風(fēng)電巨頭紛紛在中國設(shè)廠，或采取與國內(nèi)企業(yè)合資的方式，生產(chǎn)的產(chǎn)品都被貼上了中國制造的標(biāo)簽。中國制造的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)越來越大的市場份額，風(fēng)機產(chǎn)品正在經(jīng)歷一個由全球制造向中國制造的轉(zhuǎn)變。
[0003]風(fēng)力發(fā)電中使用的風(fēng)力發(fā)電機在運行過程中，風(fēng)力發(fā)電機機的機艙會隨風(fēng)向的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)對風(fēng)的目的。隨著風(fēng)機機艙的扭動，風(fēng)機塔架上部垂直敷設(shè)的電纜也將隨之扭轉(zhuǎn)。而且風(fēng)力發(fā)電機一般運行于室外，特別是環(huán)境比較惡劣的地方，長期受到高溫、低溫等環(huán)境變化的影響，因此對風(fēng)能有些特殊的性能要求，比如抗扭能力，耐高溫、耐低溫能力等。因此多數(shù)廠商在采購時都要求電纜要通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，要求對電纜進行相應(yīng)的試驗。
[0004]風(fēng)力電纜扭轉(zhuǎn)試驗設(shè)備包括扭轉(zhuǎn)試驗裝置和溫度控制試驗裝置兩部分，其中扭轉(zhuǎn)試驗裝置是用來安裝樣品，并且進行扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)角度和扭轉(zhuǎn)速度應(yīng)可調(diào)節(jié)，溫控裝置是在有溫度要求的試驗過程中對試樣提供一定的溫度環(huán)境的試驗裝置，其溫控范圍是-60°C?+60°C，電纜所處位置區(qū)間溫度不能超過±3°C，電纜懸掛高度不小于9m。
[0005]常溫下電纜扭轉(zhuǎn)試驗一般先將取好的樣品在環(huán)境溫度中放置半小時，然后再將電纜頂端固定在扭轉(zhuǎn)試驗裝置的轉(zhuǎn)輪上，扭轉(zhuǎn)裝置應(yīng)放置在距離下端固定支架高度為7m?9m的高度，樣品下端固定在支架上，受扭樣品長度為12m。轉(zhuǎn)輪先順時鐘扭轉(zhuǎn)1440°后再逆時針旋轉(zhuǎn)相同角度使電纜恢復(fù)到原始狀態(tài)，此后逆時針扭轉(zhuǎn)1440°后再順時扭轉(zhuǎn)相同角度使電纜恢復(fù)到初始狀態(tài)，此為一個周期，轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速范圍一般為360°?1080° /min，在沒有特殊要求下一般試驗進行3600次。
[0006]低溫下扭轉(zhuǎn)試驗的試驗安裝方式與常溫下的安裝方式相似，但要使整個被測樣品完全處于溫度可控箱體內(nèi)(常溫下的扭轉(zhuǎn)試驗試樣不必安裝在溫度控制箱內(nèi))，一般是在-40°C的條件下進行試驗，要求箱體內(nèi)的溫度應(yīng)該在試樣安裝好算起，半小時內(nèi)達到規(guī)定的試驗溫度，且達到試驗溫度后立即開始試驗，扭轉(zhuǎn)次數(shù)一般為500次，扭轉(zhuǎn)速度一般為360° /min。
[0007]現(xiàn)在的風(fēng)電電纜試驗箱，上部高約12米處建有頂部操作間，高度相當(dāng)于4樓，人員只能上去進行電纜的提升、裝夾等操作，進行扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)置、運行和值守，下面則進行制冷系統(tǒng)的設(shè)置、運行和值守等操作，使用極為不便。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于:克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，試驗人員不必登高裝夾電纜、設(shè)置扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)、運行和值守，僅需在地面即可完成所有操作。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:包括保溫箱體、電纜束夾頭、電纜提升機構(gòu)、電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)、驅(qū)動裝置、制冷機組、電控系統(tǒng)和提升電纜的卷揚機，所述電纜束夾頭與電纜提升機構(gòu)連接，電纜提升機構(gòu)通過離合器與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；電纜懸垂8?9m，在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，通過電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體上端與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)自動嚙合,在驅(qū)動裝置驅(qū)動下電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動使電纜在保溫箱體內(nèi)扭轉(zhuǎn)。
[0010]作為優(yōu)選，所述電纜束夾頭設(shè)置有環(huán)形箍，采用螺栓將電纜束夾頭夾緊。普通夾頭無法牢固地懸垂裝夾近200公斤重8-9米長的電纜束。
[0011]作為優(yōu)選，所述電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)包括空心扭轉(zhuǎn)軸、套在空心扭轉(zhuǎn)軸上的軸承和軸承座，所述空心扭轉(zhuǎn)軸下端穿過保溫箱體的頂部保溫板，通過離合器與電纜提升機構(gòu)連接。電纜提升鋼繩不能被纏繞在扭轉(zhuǎn)軸上面，采用空心扭轉(zhuǎn)軸予以解決。
[0012]作為優(yōu)選，所述電纜提升機構(gòu)包括鋼繩、外轉(zhuǎn)筒、止推軸承和提升裝置，鋼繩一端與提升裝置連接，另一端穿過空心扭轉(zhuǎn)軸與卷揚機連接。電纜隨夾頭作扭轉(zhuǎn)試驗，往復(fù)達數(shù)萬圈至數(shù)十萬圈，鋼繩不應(yīng)被扭轉(zhuǎn)，將電纜提升機構(gòu)設(shè)計為外筒轉(zhuǎn)動而提升裝置不轉(zhuǎn)動，以止推軸承承受電纜重量。
[0013]作為優(yōu)選，所述提升裝置包括鋼繩固定輪和短軸，鋼繩與短軸連接。提升電纜的鋼繩與短軸可靠連接。
[0014]作為優(yōu)選，所述外轉(zhuǎn)筒下端設(shè)置定心結(jié)構(gòu)，所述定心結(jié)構(gòu)包括滑動槽，采用螺栓穿過滑動槽和電纜束夾頭上設(shè)置的螺紋孔與電纜束夾頭連接。裝夾數(shù)量不同、規(guī)格不同的電纜束，其外徑是變化的，普通夾頭為一半固定，另一半平移將電纜夾緊，引起電纜束中心發(fā)生偏移，本發(fā)明設(shè)置的定心結(jié)構(gòu)則解決了此問題。
[0015]作為優(yōu)選，所述卷揚機的滾筒設(shè)置有鋼繩隨行機構(gòu)，使鋼繩在滾筒上均勻一致地纏繞。
[0016]作為優(yōu)選，所述保溫箱體為L形。
[0017]作為優(yōu)選，所述保溫箱體設(shè)置有豎隔板和橫隔板，所述豎隔板將保溫箱體豎向部分分為相通的兩部分，所述橫隔板將保溫箱體橫向部分分為相通的兩部分；制冷氣流能夠在保溫箱體內(nèi)上下循環(huán)。本發(fā)明設(shè)計的制冷氣流循環(huán)系統(tǒng)使整條電纜處于溫度均勻的保溫箱體內(nèi)，能夠使保溫箱體內(nèi)部區(qū)間溫度差不超過±3°C。
[0018]作為優(yōu)選，所述保溫箱體長度為12m?13m。
[0019]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱使試驗人員不必登高裝夾電纜、設(shè)置扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)、運行和值守，在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體上端與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)自動嚙合，僅需在地面即可完成所有操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0021]圖1是保溫箱體外部的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是電纜束夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是離合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是電纜提升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是卷揚機滾筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是保溫箱體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是提升裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是定心結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標(biāo)記:1_保溫箱體、2-環(huán)形箍、3-螺紋孔、4-軸承座、5-軸承、6-頂部保溫板、7-空心扭轉(zhuǎn)軸、8-上離合器、9-下離合器、10-止推軸承、11-提升裝置、12-外轉(zhuǎn)筒、13-卷揚機滾筒、14-鋼繩隨行機構(gòu)、15-橫隔板、16-豎隔板、17-短軸、18-鋼繩固定輪、19-滑動槽。
【具體實施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0023]一種電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，包括保溫箱體1、電纜束夾頭、電纜提升機構(gòu)、電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)、驅(qū)動裝置、制冷機組、電控系統(tǒng)和提升電纜的卷揚機，所述電纜束夾頭與電纜提升機構(gòu)連接，電纜提升機構(gòu)通過離合器與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；電纜懸垂8?9m，在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體上端與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)自動嚙合，在驅(qū)動裝置驅(qū)動下電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動使電纜在保溫箱體內(nèi)扭轉(zhuǎn)。
[0024]本發(fā)明電纜扭轉(zhuǎn)試驗箱使試驗人員不必登高裝夾電纜、設(shè)置扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)、運行和值守，在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體上端與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)自動嚙合，僅需在地面即可完成所有操作。
[0025]圖1為保溫箱體I的結(jié)構(gòu)示意圖，保溫箱體I為L形，保溫箱體I長度為12.37m。
[0026]圖2為電纜束夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖，電纜束夾頭由左右兩部分組成，左右兩部分配合形成固定電纜的圓柱形內(nèi)腔，電纜束夾頭設(shè)置有三道環(huán)形箍2防滑，放入電纜后采用四個螺栓將上下兩部分夾緊。
[0027]圖3是電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)包括空心扭轉(zhuǎn)軸7、套在空心扭轉(zhuǎn)軸7上的軸承5和軸承座4 ;空心扭轉(zhuǎn)軸7的下端穿過保溫箱體I的頂部保溫板6，通過離合器與電纜提升機構(gòu)連接。電纜提升鋼繩不能被纏繞在扭轉(zhuǎn)軸上面，采用空心扭轉(zhuǎn)軸予以解決。
[0028]如圖4所示，離合器由上離合器8和下離合器9組成，上離合器8與空心扭轉(zhuǎn)軸7的下端連接，下離合器9與電纜提升機構(gòu)連接，上離合器8與下離合器9齒形配合；電纜試驗以左4圈右4圈為一個周期，需試驗3000個周期。必須保證電纜往復(fù)數(shù)萬圈的過程中，均能恢復(fù)初始位置，為此，電纜提升后采用如圖4所示的離合器嚙合的方式。
[0029]圖5為電纜提升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電纜提升機構(gòu)包括鋼繩、外轉(zhuǎn)筒12、止推軸承10和提升裝置11，鋼繩一端與提升裝置11連接，另一端穿過空心扭轉(zhuǎn)軸7與卷揚機連接；如圖6所示，卷揚機滾筒13設(shè)置有鋼繩隨行機構(gòu)14，使鋼繩在卷揚機滾筒13上均勻一致地纏繞。電纜隨電纜束夾頭作扭轉(zhuǎn)試驗，往復(fù)達數(shù)萬圈至數(shù)十萬圈，鋼繩不應(yīng)被扭轉(zhuǎn)，將電纜提升機構(gòu)設(shè)計為外轉(zhuǎn)筒12轉(zhuǎn)動而提升裝置11不轉(zhuǎn)動，以止推軸承10承受電纜重量。
[0030]圖8是提升裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，提升裝置11包括鋼繩固定輪18和短軸17，鋼繩與短軸17連接。提升電纜的鋼繩與短軸17可靠連接。
[0031]外轉(zhuǎn)筒12下端設(shè)置有定心結(jié)構(gòu)，如圖9所示，所述定心結(jié)構(gòu)包括滑動槽19，采用螺栓穿過滑動槽19和電纜束夾頭上設(shè)置的螺紋孔3與電纜束夾頭連接。裝夾數(shù)量不同、規(guī)格不同的電纜束，其外徑是變化的，普通夾頭為一半固定，另一半平移將電纜夾緊，引起電纜束中心發(fā)生偏移，本發(fā)明設(shè)置的定心結(jié)構(gòu)則解決了此問題。
[0032]圖7為保溫箱體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖，所述保溫箱體I設(shè)置有豎隔板16和橫隔板15，所述豎隔板16將保溫箱體I豎向部分分為相通的兩部分，所述橫隔板15將保溫箱體橫向部分分為相通的兩部分；采用離心風(fēng)機和電機使制冷氣流沿保溫箱體I內(nèi)部結(jié)構(gòu)上下循環(huán)，圖7中的箭頭方向為氣流循環(huán)方向。本發(fā)明設(shè)計的制冷氣流循環(huán)系統(tǒng)使整條電纜處于溫度均勻的保溫箱體內(nèi)，能夠使保溫箱體I內(nèi)部區(qū)間溫度差不超過±3°C。若不采用本發(fā)明保溫箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保溫箱體I內(nèi)部結(jié)構(gòu)上下循環(huán)困難，制冷氣流沉淀在保溫箱體I下部，導(dǎo)致保溫箱體I內(nèi)部區(qū)間溫度差超過±3°C，不滿足試驗要求。
[0033]采用本發(fā)明電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱對電纜進行試驗:
試驗1:
在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，通過電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體I上端，設(shè)置扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)和試驗箱溫度，扭轉(zhuǎn)次數(shù)為3000次，扭轉(zhuǎn)速度為360° /min,試驗箱溫度設(shè)置-40°C，箱體內(nèi)的溫度應(yīng)該在試樣安裝好算起，半小時內(nèi)達到規(guī)定的試驗溫度，測得保溫箱體I上中下三個點的溫度分別-39°C、-39°C、_41°C，滿足試驗要求，達到試驗溫度后立即開始試驗，試驗中電纜未脫落，鋼繩無扭轉(zhuǎn)，電纜束中心未發(fā)生偏移，試驗后電纜完好，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0034]試驗2:
在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，通過電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體I上端，設(shè)置扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)和試驗箱溫度，扭轉(zhuǎn)次數(shù)為2000次，扭轉(zhuǎn)速度為720° /min,試驗箱溫度設(shè)置-60°C，箱體內(nèi)的溫度應(yīng)該在試樣安裝好算起，半小時內(nèi)達到規(guī)定的試驗溫度，測得保溫箱體I上中下三個點的溫度分別-58°C、_60°C、-61°C，滿足試驗要求，達到試驗溫度后立即開始試驗，試驗中電纜未脫落，鋼繩無扭轉(zhuǎn)，電纜束中心未發(fā)生偏移，試驗后電纜損壞，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:包括保溫箱體、電纜束夾頭、電纜提升機構(gòu)、電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)、驅(qū)動裝置、制冷機組、電控系統(tǒng)和提升電纜的卷揚機，所述電纜束夾頭與電纜提升機構(gòu)連接，電纜提升機構(gòu)通過離合器與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；電纜懸垂8?9m，在地面將電纜固定在電纜束夾頭上，電纜提升機構(gòu)把電纜提升至保溫箱體上端與電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)自動嚙合,在驅(qū)動裝置驅(qū)動下電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動使電纜在保溫箱體內(nèi)扭轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述電纜束夾頭設(shè)置有環(huán)形箍，采用螺栓將電纜束夾頭夾緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述電纜扭轉(zhuǎn)機構(gòu)包括空心扭轉(zhuǎn)軸、套在空心扭轉(zhuǎn)軸上的軸承和軸承座；所述空心扭轉(zhuǎn)軸下端穿過保溫箱體的頂部保溫板，通過離合器與電纜提升機構(gòu)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述電纜提升機構(gòu)包括鋼繩、外轉(zhuǎn)筒、止推軸承和提升裝置，鋼繩一端與提升裝置連接，另一端穿過空心扭轉(zhuǎn)軸與卷揚機連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述提升裝置包括鋼繩固定輪和短軸，鋼繩與短軸連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述外轉(zhuǎn)筒下端設(shè)置定心結(jié)構(gòu)，所述定心結(jié)構(gòu)包括滑動槽，采用螺栓穿過滑動槽和電纜束夾頭上設(shè)置的螺紋孔與電纜束夾頭連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述卷揚機的滾筒設(shè)置有鋼繩隨行機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述保溫箱體為L形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述保溫箱體設(shè)置有豎隔板和橫隔板，所述豎隔板將保溫箱體豎向部分分為相通的兩部分，所述橫隔板將保溫箱體橫向部分分為相通的兩部分；制冷氣流能夠在保溫箱體內(nèi)上下循環(huán)。
10.根據(jù)要求8所述的電纜低溫扭轉(zhuǎn)試驗箱，其特征在于:所述保溫箱體長度為12m?13m。
【文檔編號】G01N3/04GK103698232SQ201310732149
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】曾云亮 申請人:四川丹甫制冷壓縮機股份有限公司