Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева


 


Владельцы патента RU 2415988:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "КТН" (RU)

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а точнее к устройствам электрообогрева стрелочных переводов в зимний период. Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда содержит трубчатые электронагреватели и датчики температуры, установленные на рамных рельсах, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором и автоматическим регулятором. В состав регулятора входит коммутатор, включенный в цепь питания однофазного разделительного трансформатора, а на входе управления указанного коммутатора установлен релейный элемент с гистерезисной характеристикой, к его входу подключен выход элемента сравнения, первый вход которого соединен с датчиком температуры рамных рельсов. Дополнительно предусмотрены датчик температуры наружного воздуха и нелинейный функциональный преобразователь, соединенные последовательно и подключенные ко второму входу элемента сравнения. Достигается повышение эффективности снеготаяния при одновременном снижении расхода электроэнергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а точнее к обеспечению нормальной работы стрелочных переводов в условиях снежных заносов.

Известны устройства для электрообогрева стрелочных переводов при помощи трубчатых нагревателей овального сечения, которые закреплены на рамных рельсах и подключены к электросети посредством разделительного трансформатора и выключателя [1, 2].

Недостаток этих устройств состоит в том, что они не регулируются в функции температуры воздуха, что снижает их эффективность и ведет к значительному расходу электроэнергии.

Этот недостаток частично устранен в устройстве для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева, которое содержит трубчатые электронагреватели и датчики температуры, установленные на рамных рельсах, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором и автоматическим регулятором, причем в состав последнего входит коммутатор, включенный в цепь питания однофазного трансформатора, а на входе управления указанного коммутатора установлен релейный элемент с гистерезисной характеристикой, к его входу подключен выход элемента сравнения, первый вход которого соединен с датчиками температуры рамных рельсов [3, 4]. Это устройство может быть принято в качестве прототипа.

Недостаток прототипа состоит в том, что температура рамных рельсов поддерживается постоянной независимо от температуры наружного воздуха. В то же время для эффективного таяния снега нужно при сильных морозах держать более высокую температуру рамного рельса 40-50°С, а при слабых морозах вполне можно ее снизить до 20-25°С. Это обеспечит экономию электроэнергии без снижения эффективности таяния снега.

Техническим результатом изобретения является обеспечение повышения эффективности снеготаяния при одновременном снижении расхода электроэнергии.

Технический результат в данном изобретении достигается за счет того, что дополнительно предусмотрены датчик температуры наружного воздуха и нелинейный функциональный преобразователь, соединенные последовательно и подключенные ко второму входу элемента сравнения.

Изобретение поясняется на конкретном примере исполнения на чертеже. Здесь показаны рамные рельсы 1-2, входящие в состав стрелочного перевода. На них установлены плотно примыкающие к ним трубчатые электронагреватели (ТЭН) 3-6 и датчики температуры нагрева 7-10 этих рельсов. Схема монтажа и крепления элементов 3-10 на рамных рельсах является типовой и соответствует ТУ-ЦП-88.

Электронагреватели 3-6 посредством электропроводов 11 (двухжильные кабели, заложенные в земляное полотно) подключены ко вторичной обмотке разделительного трансформатора 12, первичная обмотка которого подключена к проводам стандартной трехфазной сети 13, а в данном примере конкретно к фазе C и нулевому проводу N. При этом подключение к фазе C выполнено посредством контактора К 14, который входит в состав рассматриваемого ниже регулятора и выполняет функции силового исполнительного элемента.

В состав регулятора кроме K 14 входят релейный элемент 15, элемент сравнения 16, кусочно-линейный функциональный преобразователь 17. Ко входу последнего подключен датчик температуры наружного воздуха ДТНВ 18. Элементы 14-18 соединены последовательно, а ко второму входу ЭС 16 подключены выходы датчиков 7-10 через типовой логический элемент 19.

Коммутатор 14 может быть выполнен как однополюсный контактор переменного тока или же как бесконтактный ключ, например на противопараллельно соединенных тиристорах.

Блоки 15-19 регулятора выполнены по типовым схемам на операционных усилителях постоянного тока и диодных сборках [5].

На чертеже не показаны типовые узлы, применяемые во всех электрических системах переменного тока мощностью 8-32 кВт, а именно защитные устройства, блоки контроля сопротивления изоляции и обнаружения обрыва электрической цепи каждого из электронагревателей, панель сигнализации и общий выключатель электрообогрева.

Устройство по данному изобретению работает следующим образом.

Зимой электронагреватели 3-6 получают электропитание по проводам 11 от трансформатора 12 и нагревают рамные рельсы 1-2, обеспечивая таяние снега в рабочих промежутках стрелочного перевода, т.е. от острия пера до корня остряка. При этом температура нагрева рамных рельсов 1-2 автоматически и непрерывно регулируется в функции температуры наружного воздуха θнв. Последняя непрерывно замеряется датчиком 18 и его выходной сигнал поступает на вход преобразователя 17, который по величине θнв задает температуру θз нагрева рамных рельсов 1-2. Примерный вид соответствующей кривой представлен на характеристике θзнв) преобразователя 17. Сущность этой характеристики заключается в том, чтобы при более низкой температуре воздуха обеспечить более интенсивный нагрев рамных рельсов 1-2, поскольку при этом усиливается потеря тепла в окружающую среду. Например, по характеристике элемента 17 на чертеже видно, что при θнв=-40°С необходим нагрев рамных рельсов 1-2 до θз=+55°С.

Это значение температуры в форме электрического сигнала поступает на вход элемента сравнения 16, который вычисляет рассогласование

Δθ=θзф.

По этому сигналу работает релейный переключатель 15. При Δθ>3°C он включает коммутатор 14 и соответственно нагреватели 3-6, а при Δθ<-3°C выключает их. Таким образом, заданная температура нагрева рамных рельсов поддерживается с погрешностью не более ±3°С.

Эффективность данного изобретения определяется приспосабливаемостью к изменениям температуры наружного воздуха и средней за сезон экономией электроэнергии 25-35%.

Источники информации

1. Инструкция о порядке подготовки к работе в зимний период и организации снегоборьбы на железных дорогах ОАО «РЖД». Приложение 8. Стационарные устройства для очистки стрелок от снега, с.147-148, НКИ «Академкнига», 2006 г.

2. Технические указания по обслуживанию устройств электрообогрева для очистки стрелочных переводов от снега. МПС СССР, 1990 г. (полностью приняты ОАО «РЖД»).

3. Руководство по ведению стрелочного хозяйства. Опубликовано в журнале «Путь и путевое хозяйство», 2006, с.23-28, разделы 15.4, 15.15 (официальный документ ОАО «РЖД»).

4. Усовершенствованная система электрообогрева стрелочных переводов СЭИТ-04. Технический проект и инструкция по эксплуатации. ОАО Росжелдорпроект, 2006 г.

5. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Том 1. М., изд. КУБК, 1997 г.

Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева, содержащее трубчатые электронагреватели и датчики температуры, установленные на рамных рельсах, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором и автоматическим регулятором, причем в состав последнего входит коммутатор, включенный в цепь питания однофазного трансформатора, а на входе управления указанного коммутатора установлен релейный элемент с гистерезисной характеристикой, к его входу подключен выход элемента сравнения, первый вход которого соединен с датчиками температуры рамных рельсов, отличающееся тем, что дополнительно предусмотрены датчик температуры наружного воздуха и нелинейный функциональный преобразователь, соединенные последовательно и подключенные ко второму входу элемента сравнения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к путевому хозяйству железнодорожного транспорта и может найти применение в промышленности и городском транспорте. .

Изобретение относится к путевому хозяйству железнодорожного транспорта и может быть использовано в промышленности и в городском транспорте. .

Изобретение относится к области путевого железнодорожного хозяйства, в частности к содержанию железнодорожных стрелочных переводов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к путевому хозяйству, и может быть применено для эксплуатации стрелочных переводов в зимний период

Изобретение относится к области путевого хозяйства промышленных, магистральных и трамвайных железных дорог, к конструкции элементов строения пути. Устройство для обогрева стрелочного перевода содержит ресивер тепловой трубки, зона конденсации которого размещена в грунте на глубине, превышающей глубину его замерзания в зимний период. Обогреватель тепловой трубки расположен в пространстве между шпалами на уровне основания балластного слоя и связан с зоной конденсации посредством системы вентилей. Часть вентилей выполнена и настроена с возможностью подачи при температуре окружающей среды (>0°C) рабочего газа тепловой трубки от ее обогревателя в зону конденсации, а другая часть вентилей - с возможностью подачи рабочего газа при температуре окружающей среды (≤0°C) - из зоны конденсации тепловой трубки к ее обогревателю. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства, повышение эффективности и надежности его работы. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплообменным устройствам локального обогрева стрелок или иных особо ответственных фрагментов железнодорожных путей с целью удаления льда и снега, препятствующих их функционированию. Устройство пассивной теплоизоляции находится вне зоны обогрева пути. Теплоэнергетический источник нагревает теплоноситель до заданной температуры и располагается на путевой территории. Устройство обеспечения теплопередачи включает в себя фиксирующие накладки с болтовыми соединениями. Контур дополнительно содержит гидробак и выполнен замкнутым на него. Устройство подачи теплоносителя под давлением в зону обогрева путей выполнено в виде электроприводного гидронасоса. Вход насоса соединен с гидробаком, а выход - со входом в участок трубопровода с вмонтированным в него термоэлектрическим нагревателем - ТЭНом. Электропотребляющее оборудование разъемно подключено через вспомогательное электрооборудование по меньшей мере к одной фазе контролируемой трехфазной сети переменного тока промышленной частоты. Имеются устройства управления, контроля и защиты аппаратуры от короткого замыкания, вредных факторов окружающей среды и несанкционированного доступа. Достигается повышение технико-эксплуатационной и экономической эффективности, конкретно преимуществ автономности и снижения энергозатрат. 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к теплоизоляции для железнодорожных рельсов. Теплоизоляция содержит по меньшей мере один внутренний (501) и один наружный изоляционный элемент (101), формируемые на железнодорожном рельсе (102) параллельно друг другу. Наружный изоляционный элемент (101) на боковом концевом участке (105) подошвы (104) рельса обхватывает ее с геометрическим замыканием и верхней частью (108) проходит в продольном направлении вдоль железнодорожного рельса (102) напротив шейки (103) рельса с интервалом (109) относительно нее, а нижней частью (106) - с нижней стороны рельса (102). Внутренний изоляционный элемент (501) установлен на участке интервала (109) между наружным изоляционным элементом (101) и шейкой (103) рельса и удерживается на железнодорожном рельсе (102) посредством наружного изоляционного элемента (101). Наружный изоляционный элемент (101) снабжён зажимом (803). Достигается эффективность теплоизоляции для железнодорожных стрелок, простота монтажа, высокая механическая прочность и стабильность. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для обогрева стрелочных переводов. Устройство электрообогрева стрелочных переводов содержит датчики температуры рельса, устройство определения атмосферных условий в составе датчика температуры окружающего воздуха и датчика осадков. На рамных рельсах контактно установлены термоэлектрические нагреватели. Электронагреватели разделены минимум на две соответствующие каналам группы. Выходы электронного устройства обработки данных соединены с соответствующими им каналами блока электропитания нагревателей. Ко входам подключены датчики температуры рельса, датчик окружающего воздуха и датчик осадков. Электронное устройство обработки данных выполнено в виде логического блока с переменной архитектурой программного обеспечения. Устройство содержит пульт дистанционного управления нижнего уровня дежурного персонала с автоматизированным рабочим местом на базе индустриального компьютера. Термоэлектрические нагреватели подсоединены к блоку их электропитания посредством клеммных колодок. Достигается повышение технико-эксплуатационной эффективности и технико-эксплуатационных возможностей устройства. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх