[发明专利]一种张力补偿器

说明书

技术领域本发明涉及一种对金属线索热胀冷缩引起的长度变化，能够进行自动调节的张力补偿器。可广泛应用于电气化铁道(含高速铁路)和城市轨道交通的供电接触网技术领域。

背景技术电气化铁道供电接触网承担着给动力机车输送电流的重要功能，其金属线索由于受自然环境温度变化的影响，易产生热胀冷缩发生网线离弓，导致动力机车不能正常取流，引发供电事故。因此需要加装张力补偿器，用以保证接触网线索在任何环境温度变化下始终保持平直、弹性均匀，使得动力机车能够正常良好取流，列车安全运行。国内外巳有的张力补偿器主要有三种类型：一种是滑轮组(含棘轮)加装水泥或金属坠砣配重块组成的张力补偿。这种传统补偿模式特点是简单、直观，问题是体积大、笨重、占用空间多，在狭小净空使用受限，发生雷雨大风坠砣易摆动产生重复载荷造成断线。再有就是弹簧式张力补偿器，如中国专利ZL93247528.0，200820238215.7等巳公开的技术。这种补偿器比坠砣配重式技术上有提高，但质量大(大于200kg)、安装需用机械起吊，蓄能弹簧的弹性易老化减退，导致误差较大，出现补偿张力不恒定和部分失效。还有近年来问世的液压式张力补偿装置，如中国专利ZL94243331.9，ZL97201820.4等巳公开介绍。这种补偿装置体积小、重量轻、外观新颖，不足的是密封不良，易发生工作液渗漏，而且没有设计断线止动装置，功能不全，线索意外断线时容易造成接触网偏移过大，损坏其它设备造成次生事故。

发明内容本发明的目的在于：克服巳有张力补偿器存在的不足，提供一种新型张力补偿器。采用无源自适应工作原理，利用气体蓄能在大气环境温度变化时进行能量转换，由高分子传导介质推动作动杆运动，对接触网线索进行自动张力补偿。结构设计为蓄能瓶和作动筒串联布置，断线止动装置套装在作动杆运动部分；补偿器重量小于100kg，既可人工水平安装、又可垂直安装，不受净空限制，线索无重复载荷；采用高分子传导介质和复式组合密封技术，保证作动筒无渗漏，实现张力补偿恒定；线索意外断线时止动装置迅速反应制动，把接触网偏移量控制在120mm以内(标准值为150mm)。

本发明的目的是这样实现的：一种张力补偿器，主要包括作动杆连接头、断线止动弹簧筒、止动顶块、凹槽式止动框架导管、作动杆、框架套、作动筒、密封、高分子传导介质、导管、管罩、活塞、通大气嘴、压力监测器、截止阀、吊环、过渡件、蓄能瓶、气包、高纯气体、气向阀、尾连接耳片。具体结构设计是：蓄能瓶尾连接耳片与外部锚柱相连，蓄能瓶内下部装有气包，通过气向阀充填高纯气体，上部通过过渡件口填入高分子传导介质；作动筒下端通过过渡件与蓄能瓶相连，活塞式作动杆密封在作动筒内，作动杆连接头与外部需要进行张力补偿的线索相连，导管分别连通作动筒与蓄能瓶组成独立密闭的循环系统；断线止动装置一端装在作动筒螺帽上，另一端凹槽式止动框架导管套装在作动杆连接头上；压力监测器和吊环分别安装在过渡件的两侧。

本发明是根据气体热胀冷缩特性，利用蓄能瓶中高纯气体在大气环境中不断地进行热交换获取能量，实现对外部线索因环境温度变化所引起的长度变化进行补偿。所以，用理想气体方程理论为依据推导出气体压力P、体积V、环境温度T、三者之间的函数关系，使活塞式动作杆伸缩过程中，蓄能瓶内气体的压力、体积、和温度三个参数之间的关系要符合理想气体状态方程。

(式中P₁、V₁、T₁为第一状态气体压力、体积、环境温度；P₂、V₂、T₂为第二状态气体压力、体积、环境温度。)