Устройство рельсового пути

Авторы патента:

Никифорова Татьяна Владимировна (RU)

E01B2/00 - Общая конструкция верхнего строения пути (сети железных дорог B61B 1/00; основания под покрытия дорог E01C 3/00; основания вообще E02D)

Владельцы патента RU 2535960:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) (RU)

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения пути, преимущественно железнодорожного, трамвайного или метрополитена. Устройство рельсового пути содержит две жестко соединенные стяжкой полушпалы, выполненные из композиционного материала. На полушпалах закреплены рельсы. Полушпалы снабжены герметично установленными под рельсами электрогенераторами с электроконтактами. Электрогенераторы, в свою очередь, связаны между собой токопроводами. Токопроводы размещены в центральных отверстиях, выполненных в стяжках вдоль их продольной оси. Образующаяся электрическая цепь соединена с системой электрического питания путей. Генераторы выполнены из текстурированной на наноуровне пьезокерамики, ось поляризации которых расположена вертикально и соосно рельсам. Устройство обеспечивает возможность экономии электроэнергии путем частичного возвращения ее в систему управления и электропитания подвижного состава в процессе прохождения по данному участку пути подвижного состава. 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения пути, преимущественно железнодорожного, трамвайного или метрополитена.

Известно устройство верхнего строения пути, содержащее две полушпалы, на которых закреплены рельсы (патент России 3 2085648, Е01В 2/00). Известное устройство имеет ограниченное применение, поскольку не позволяет экономить электроэнергию путем частичного возврата ее в систему управления и электропитания подвижного состава.

Известно устройство рельсового пути, содержащее 2 полушпалы из композиционного материала, на которых закреплены рельсы и жестко соединены стяжкой (патент России 2299942, Е01В 2/00). Известное устройство также не позволяет экономить электроэнергию путем частичного возврата ее в систему управления и электропитания подвижного состава.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности экономии электроэнергии путем частичного возвращения ее в систему управления и электропитания подвижного состава в процессе прохождения по данному участку пути подвижного состава.

Технический результат достигается тем, что в устройстве рельсового пути, содержащем две жестко соединенные стяжкой полушпалы, выполненные из композиционного материала, на которых закреплены рельсы, полушпалы снабжены герметично установленными под рельсами электрогенераторами с электроконтактами, связанными между собой токопроводами, размещенными в центральных отверстиях, выполненных в стяжках вдоль их продольной оси, и образующих электрическую цепь, соединенную с системой электрического питания путей, при этом генераторы выполнены из текстурированной на наноуровне пьезокерамики с одной осью поляризации, вертикально и соосно которой расположена ось поляризации электрогенераторов.

Таким образом, при прохождении подвижного состава по участку рельсового пути в электрогенераторах под действием веса вагонов создается внутреннее напряжение, что приводит к выработке электроэнергии, которая суммируется и передается в систему управления и питания подвижного состава.

На фиг.1 представлен общий вид устройства рельсового пути. Устройство рельсового пути содержит полушпалы 1 и 2 из композиционного материала, на которых закреплены рельсы 3 и 4. Полушпалы 1 и 2 жестко соединены между собой стяжкой 5 со сквозным центральным отверстием 6 вдоль ее продольной оси. Полушпалы 1 и 2 снабжены электрогенераторами 7 и 8, связанными между собой токопроводами 9, размещенными в центральных отверстиях 6. Электрогенераторы 7 и 8 установлены в полушпалах 1 и 2 герметично. Токопроводы 9 соединены в электрическую цепь 10 (показана условно). Электрогенераторы 7 и 8 выполнены из текстурированной на наноуровне пьезокерамики (в виде батареи пьезотаблеток) с одной осью поляризации и установлены в полушпалах 1 и 2 под рельсами 3 и 4, причем ось поляризации электрогенераторов расположена вертикально и соосно им, а электрическая цепь 10 соединена с системой электрического питания путей (не показана). Электрогенераторы нажимного типа работают на основе прямого пьезоэффекта.

Устройство работает следующим образом. При прохождении железнодорожного состава по участку рельсового пути сила тяжести через рельсы 3 и 4 действует на электрогенераторы 7 и 8, упруго деформируя их вдоль оси поляризации (возникает прямой пьезоэффект). В результате в них образуется электрическая энергия, которая по токопроводам 9 со всех полушпал на большом протяжении рельсового пути суммируется в электрической цепи 10 и передается в систему накопления, управления и электрического питания путей. Электрическая цепь 10 включает в себя параллельное соединение всех электрогенераторов 7 и 8 на участке рельсового пути, выпрямители, накопители энергии (аккумуляторы), и т.д. В результате часть электроэнергии, затрачиваемой на движение подвижного состава, возвращается в систему питания и управления движением. Полушпалы 1 и 2 выполнены из композиционного материала, который является хорошим диэлектриком, и герметичное расположение в них электрогенераторов 7 и 8 не позволяет «отеканию» электрического потенциала на рельсы 3 и 4 или в землю, что обеспечивает безопасность движения. Герметизация электрогенераторов 7 и 8 достигается в процессе заливки полушпал, когда композиционный материал обтекает и изолирует электрогенераторы со всех сторон. Электрогенераторы 7 и 8 выполнены из текстурированной на наноуровне пьезокерамики, что имеет очень высокий эффект и позволяет получать электроэнергию в промышленных масштабах. Ось поляризации пьезокерамики расположена вертикально и соосно рельсу, поскольку только в этом случае достигается высокий пьезоэффект. Электрогенераторы 7 и 8 выполнены в виде установленных друг на друга столбиком дисков, выполненных из пьезокерамики (пьезобатарея). Использование текстурированной на наноуровне пьезокерамики позволяет создавать бездефектные кристаллы с заданной ориентацией оси поляризации, обеспечивая при этом высокий пьезомодуль, стабильность пьезоразряда и уменьшить возможность старения, что повышает эффективность устройства в целом.

Устройство рельсового пути, содержащее две жестко соединенные стяжкой полушпалы, выполненные из композиционного материала, на которых закреплены рельсы, отличающееся тем, что полушпалы снабжены герметично установленными под рельсами электрогенераторами с электроконтактами, связанными между собой токопроводами, размещенными в центральных отверстиях, выполненных в стяжках вдоль их продольной оси, и образующих электрическую цепь, соединенную с системой электрического питания путей, при этом генераторы выполнены из текстурированной на наноуровне пьезокерамики, ось поляризации которых расположена вертикально и соосно рельсам.

Похожие патенты:

Грунтовой модуль // 2534840

Изобретение относится к основаниям грунтовых площадок, в частности к конструкциям грунтовых модулей. Грунтовый модуль состоит из скрепленных между собой в шахматном порядке ячеек, выполненных из полотна технических тканей.

Верхнее строение рельсового пути // 2521913

Изобретение относится к верхнему строению рельсового пути, применяемому в различных отраслях железнодорожного транспорта. Верхнее строение содержит рельсы, железобетонные продольные лежни, рельсовые скрепления, подлежневые площадки с боковыми упорами и основание.

Сборное рельсовое покрытие трамвайных и железнодорожных путей, способ крепления путевых рельсов (варианты) и путевая плита // 2513329

Изобретение относится к сборному рельсовому покрытию для трамвайных и железнодорожных путей. Сборное рельсовое покрытие содержит размещенные на несущей подложке и уложенные встык монолитные железобетонные путевые плиты с каналами в виде параллельных ложементов, в которых заподлицо с верхней поверхностью плит на эластичных подкладках установлены рельсы, соединенные друг с другом посредством сварки.

Способ изготовления системы верхнего строения пути // 2497996

Изобретение относится к строительству железных дорог, а именно к способам проектирования и изготовления верхнего строения трамвайных путей на земляном полотне, совмещенном с проезжей частью уличных автомобильных дорог.

Укрытие рельсового пути // 2480553

Изобретение относится к укрытию рельсового пути. .

Конструкция железнодорожного пути в кривых // 2478149

Изобретение относится к строительству железных дорог. .

Безбалластный путь с бетонным полотном // 2472893

Подвижная единица железнодорожного транспорта (варианты) и способ ее эксплуатации // 2453645

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к транспортным средствам для движения по железной дороге, и может быть применено при производстве и эксплуатации подвижных единиц железнодорожного транспорта.

Рельсовый путь и способ изготовления рельсового пути // 2449071

Изобретение относится к рельсовому пути. .

Направляющая рельсовая колея и способ ее эксплуатации // 2441958

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к верхнему строению пути, и может быть применено при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, аттракционов с элементами железной дороги.

Конструкция кривой верхнего строения железнодорожного пути // 2538496

Конструкция является основным железнодорожным оборудованием и относится к строительству конструкции железнодорожного пути в кривых. Расчет возвышений наружных рельсов ведут по средневзвешенным скоростям движения грузовых поездов при радиусе кривой R=800 м и средневзвешенной скорости движения грузовых поездов 62,5 км/ч. Делают корректировку скорости пассажирских поездов. При таком соотношении скоростей как грузовых, так и пассажирских поездов, получаются наиболее благоприятные условия для взаимодействия пути и подвижного состава. При таких параметрах устройства пути в кривых, грузовые поезда в основном следуют с непогашенными ускорениями в диапазоне ±0,1 м/с2, вместо рекомендованных ±0,3 м/с2. Достигается снижение трения между колесом подвижного состава и рельсом железнодорожного пути и снижение износа рельса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Рельсовая колея и способ её эксплуатации // 2544041

Изобретение относится к устройству железной дороги и может быть использовано при строительстве и ремонте железнодорожных путей. Рельсовая колея содержит состыкованные с зазором рельсы, установленные на шпалах. В районе зазора шпалы выполнены на сваях. Движение транспортных средств осуществляют по указанной выше рельсовой колее. Достигается увеличение безопасности движения по железной дороге, снижение энергозатрат на разрушение рельсов и подвижных единиц железнодорожного транспорта, уменьшение угона рельсов, ударных нагрузок на рельсы и шума, неблагоприятно воздействующего на человека и окружающую среду, увеличение сроков службы рельсовой колеи и подвижного состава. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ укладки сплошных подрельсовых оснований в двухтрубных туннелях // 2549423

Способ предназначен для укладки сплошного подрельсового основания в туннелях, в частности рельсовых путей на плиту из железобетона. Способ включает последовательность этапов, выполняемых по порядку с помощью временного рельсового пути, состоящих из проектирования строительной площадки, строительства рельсовых приобъектных складов, сборки временного пути с эвакуационной платформы, формирования основания фундамента, сборки рельсового пути на плитах, формирования переходных участков сплошного подрельсового основания - рельсовый путь на щебне, и укладки длинномерных балок и сварки. Установку временного пути с обеспечением запасных путей на одном или более пунктах, установленных на заданных расстояниях друг от друга, осуществляют из зоны технического обслуживания одновременно со строительством рельсовых приобъектных складов. Бурение, предназначенное для установки штырей в позициях, в которых фиксирующие болтовые крепления временного пути будут применены позже, выполняют в зонах технического обслуживания. Повышается эффективность способа. 12 з.п. ф-лы.

Транспортный путь // 2573188

Изобретение относится к транспортному пути и может быть использовано на выведенных из эксплуатации рельсовых железнодорожных путях. Транспортный путь включает в себя по меньшей мере два параллельных друг другу железнодорожных рельса, закрепленных на основании. На рельсах расположены плитовые элементы, имеющие в боковой нижней области выступающие вниз опорные стойки. На рельсах закреплены с возможностью перестановки по высоте фиксирующие элементы, на которые опираются опорные стойки. Достигается возможность воспринимать динамические нагрузки и использовать скоростные транспортные средства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ изготовления безбалластного пути // 2586101

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и может быть применено при строительстве безбалластного пути для рельсовых транспортных средств. Для изготовления безбалластного пути для рельсовых транспортных средств с аварийной дорожкой для дорожных транспортных средств на несущей конструкции (1) с помощью несущего и направляющего устройства устанавливают и ориентируют предварительно изготовленную путевую секцию с рельсами (8) и шпалами (5). Затем заливкой шпал (5) изготавливают плиту (10) пути. Выступающая из плиты (10) пути часть шпал (5) и рельсы (8) разделены опалубочными средствами. Аварийная дорожка (12) наносится заливкой на плиту (10) пути. Достигается простота выполнения, стабильность положения и возможность пути выдерживать нагрузку аварийной дорожки. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ проектирования продольного профиля железнодорожного пути // 2587770

Изобретение относится к проектированию и строительству железных дорог, а именно к сопряжению элементов продольного профиля железнодорожного пути. Для проектирования продольного профиля железнодорожного пути проектируют продольный профиль железнодорожной линии. Профиль разбивают на элементы и определяют вид сопряжения элементов в соответствии с нормами. Вертикальную кривую постоянного радиуса заменяют на две симметричные друг другу вертикальные кривые, радиус каждой из которых переменный в пределах кривой. В точке соединения симметричных кривых величина радиуса равна величине постоянного радиуса заменённой вертикальной кривой. Суммарная длина симметричных вертикальных кривых больше длины заменённой вертикальной кривой. Достигается возможность повышения плавности и безопасности движения поезда. 3 ил.

Жесткое верхнее строение пути // 2588189

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к верхнему строению пути. Жесткое верхнее строение (1) пути содержит рельсошпальную решетку, содержащую бетонные шпалы (2) и рельсы (3) и расположенную на несущем слое (5). Анкерные блоки (7, 10) предназначены для анкерного крепления бетонных шпал (2) на несущем слое (5). Бетонные шпалы (2) имеют расположенную между опорами для рельсов среднюю область (6) с уменьшенной шириной. По обеим сторонам бетонной шпалы (2) расположен закрепленный на несущем слое (5) анкерный блок (7, 10), который зафиксирован на ровной поверхности несущего слоя (5). Достигается упрощение монтажа жёсткого верхнего строения пути. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Система рельсового скрепления в переходных зонах // 2605813

Изобретение касается системы (1) рельсовых скреплений для крепления рельса (2) на несущей бетонной плите (3a) или бетонной шпале (3b), или на стальной конструкции. Система (1) содержит промежуточную плиту (4), плиту (5) для крепления рельса с расположенными на ней угловыми направляющими пластинами (6, 6b), предусмотрены по меньшей мере два первых упругих зажима (7a) для стягивания подошвы (2a) рельса с плитой (5) для крепления рельса, а также винты (9) и/или дюбели (10) и по меньшей мере два вторых упругих зажима для привинчивания системы (1) рельсовых скреплений к нижнему строению пути. Между рельсом (2) и плитой (5) для крепления рельса расположена упругая прокладка (8), промежуточная плита (4) выполнена из высокоупругого материала и/или содержит стальную плиту (4), предусмотрены по меньшей мере два вторых упругих зажима (7b) для стягивания плиты (5) для крепления рельса с нижним строением, предпочтительно через промежуточную плиту (4). Первые и вторые упругие зажимы (7a, 7b) выполнены высокоупругими и с высокой силой прижимного давления, и по меньшей мере одна верхняя плита (12) скольжения расположена между подошвой рельса (2a) и одним первым упругим зажимом (7a), и по меньшей мере одна нижняя плита (13) скольжения расположена между подошвой рельса (2a) и упругой прокладкой (8). В результате продольные и поперечные сдвиги надежно воспринимаются конструкцией, не оказывая воздействия на нижнее строение. 72 з.п. ф-лы, 9 ил.

Железнодорожный путь // 2607121

Изобретение относится к конструкции железнодорожного пути. Железнодорожный путь содержит продольное подрельсовое углубление между двумя продольными выступами на верхней грани основания. Каждый выступ снабжен продольным рядом направленных в подрельсовое углубление поперечных ребер. На боковой грани выполнен вертикальный ряд параллельных нижней грани подошвы рельса выступов. Каждый выступ снабжен продольным рядом поперечных отверстий. Через отверстие пропущен винтовой регулятор колеи. Высота отверстия выполнена большей диаметра регулятора. Регулятор снабжен соосными головкой с наружной стороны выступа и направленным в подрельсовое углубление винтом. Торцевые грани кольцевой прокладки снабжены неровностями. Достигается возможность повышения надежности, упрощения конструкции и монтажа/демонтажа. 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ эксплуатации кривого участка пути в плане и устройство рельсовой колеи в кривых // 2611234

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при текущем содержании кривых участков пути в плане и при строительстве и реконструкции железных дорог и метрополитена. Устройство криволинейного участка пути в плане содержит рельсовую колею. Криволинейный участок выполнен со сдвигом мест взаимодействия элементов системы колесо - рельс по поверхности катания рельсов в сторону от центра кривой посредством изменения подуклонки наружного рельса. Процесс взаимодействия между рельсовым путём и ходовыми частями подвижного состава осуществляют посредством рельсовой колеи, выполненной со сдвигом мест взаимодействия элементов системы колесо – рельс в сторону от центра кривой. Достигается возможность повышения надежности и увеличение срока службы рельсового пути и подвижного состава. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.