Устройство для повышения тягового усилия локомотива

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для повышения тягового усилия локомотива. Устройство для повышения тягового усилия локомотива включает систему подачи песка под колеса локомотива, систему дополнительных воздуховодов, расположенных попарно по обеим сторонам крайних колесных пар тележек, и дроссельные заслонки переключения направления подачи сжатого воздуха. Система дополнительных воздуховодов снабжена одной или несколькими камерами распределения сжатого воздуха, в которых всегда поддерживается высокое давление. Дополнительные воздуховоды оборудованы на концах диффузорами, разделяющими воздушный поток на несколько разнонаправленных струй. На локомотиве установлена всасывающая установка, соединенная с камерой сбора отработанного песка, в которой постоянно поддерживается пониженное давление, которая, в свою очередь, соединена при помощи трубопроводов с вытяжными трубками, попарно установленными по обеим сторонам колесных пар. Вытяжные трубки оборудованы патрубками, охватывающими верхнюю часть рельса с некоторым зазором. Достигается повышение тягового усилия локомотива. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и предназначено для применения на тяговом подвижном составе.

Известно, что после прекращения буксования колесных пар наличие песка на поверхности рельса является неблагоприятным фактором, ведущим к повышению сопротивления движению состава.

Известно также, что раздробленный песок более чем в два раза теряет свои сцепные свойства и при прохождении следующего ведущего колеса локомотива по уже использованному песку ожидаемый эффект не достигается. [1] (Ренгевич А.А. Коэффициент сцепления шахтных электровозов. / В сб. "Вопросы рудничного транспорта" под ред. Чл.-корр. АН УССР проф. Н.С. Полякова. М.: ГНТИЛД, 1961 г. Вып. 5, стр. 227-246).

Недостатком известного технического решения является то, что песок, оставшийся на рельсах, создает дополнительное сопротивление движению поезда, достигающее 12%, а песок, попавший на трущиеся детали пути и подвижного состава, способствует их более интенсивному абразивному износу. Весь же песок, подаваемый из песочниц локомотива, загрязняет балластную призму, ухудшает состояние железнодорожного пути и тем самым приводит к значительным материальным затратам, связанным с восстановлением экологических характеристик карьерного поля [2] (Лужнов Ю.М. Нанотрибология сцепления колес с рельсами. - М: Интекст, 2009, 176 с. (С. 41).

Удаление остающегося после прекращения пробуксовки песка с поверхности рельсов позволит повысить тяговое усилие локомотива, одновременно снизив сопротивление движения состава в целом. Кроме того, песок, попадая на балластную призму, снижает ее упругость и дренирующие свойства.

Поэтому, по мнению авторов, устройство для удаления остающегося после прекращения процесса пробуксовки и прохождения ведущих колесных пар локомотива песка должно обеспечивать не только очистку рабочей поверхности рельса, но не допускать его попадание на балластную призму и, следовательно, ее загрязнение, что будет способствовать улучшению условий экологии карьерного поля.

Известен "СПОСОБ И СИСТЕМА ОГРАНИЧЕНИЯ НАНЕСЕНИЯ ПЕСКА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ РЕЛЬСЫ" (US 2006/005197 (15.02.2006)), в котором: "применяют сжатый воздух к рельсам для очистки рельсов перед колесами локомотива относительно направления движения локомотива". Данная система позволяет минимизировать использование песка, но не гарантирует его полного удаления с рабочей поверхности рельсов и допускает загрязнение балластной призмы.

Известна также "Система для уменьшения сопротивления движению подвижного состава", которая содержит бункер с абразивным материалом, воздухораспределители, трубопроводы, форсунки, соединения, подающие воздух трубки с конусами на концах, генератор импульсов, датчик скорости и дополнительные воздухораспределители. Система работает следующим образом. При обнаружении начала буксования под ведущие колеса локомотива поступает абразивный материал из бункера в количестве, определяемом на основании показаний датчиков, а сразу после прохождения последнего ведущего колеса локомотива данный материал сдувается с поверхности рельса потоком воздуха, поступающего из общей системы распределения сжатого воздуха локомотива. (Патент UA 86144 http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=68&ND=3&adjacent=true&locale=ru_ru&FT=D&date=20131210&CC=UA&NR=86144U&KC=U).

Недостатком данной системы является запесочивание балластной призмы рельсового пути, а также сложность отделения раздавленного песка от рельса.

Известен также "Способ снижения сопротивления движению поездного состава и снижения износа системы «колесо - рельс» (RU 2446969, опубликовано 10.04.2015 бюл. №10), при котором дополнительно к форсунке песочницы к пневматической системе добавляется через дополнительный воздухоотвод система сдува песка с поверхности рельсов, состоящая из входного отверстия, пробки, контргайки, регулировочного болта, удерживающего болта, направляющего сопла и выходной горловины. Причем горловина выполнена зауженной для увеличения скорости выходящего наружу воздуха через выходную трубу. В этом способе раздавленный, а в ряде случаев замасленный песок лучше отделяется от рельса, но все равно загрязняет балластную призму. Кроме того, струя сжатого воздуха контактирует с незначительной частью рабочей поверхности рельса и есть вероятность, что не весь песок будет удален.

Данное изобретение рассматривается авторами в качестве прототипа, так как является наиболее близким к предлагаемому авторами по технической сущности и достигаемому результату.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении тягового усилия локомотива и уменьшении загрязнения балластной призмы использованным песком.

Технический результат достигается за счет того, что устройство, включающее систему подачи песка под колеса локомотива, систему дополнительных воздуховодов, подключенных к общей системе подачи сжатого воздуха локомотива, расположенных попарно по обеим сторонам крайних колесных пар тележек, и дроссельные заслонки переключения направления подачи сжатого воздуха от общей системы его подачи к дополнительным воздуховодам переднего или заднего хода, оснащают одной или несколькими камерами распределения сжатого воздуха включенными в систему дополнительных воздуховодов и в которых всегда поддерживается высокое давление, также дополнительные воздуховоды оснащают на концах диффузорами, разделяющими воздушный поток на несколько разнонаправленных струй, кроме того, на локомотиве устанавливают всасывающую установку, которую соединяют с камерой сбора отработанного песка, в которой постоянно поддерживают пониженное давление и которую в свою очередь соединяют при помощи трубопроводов с вытяжными трубками, попарно установленными по обеим сторонам крайних колесных пар тележек, при этом вытяжные трубки оснащают патрубками, охватывающими верхнюю часть рельса с некоторым зазором, большим со стороны, обращенной к колесу локомотива, и минимальным с других сторон, а также боковыми стенками, опущенными ниже рабочей поверхности рельса.

Кроме того, нижние концы трубок подачи сжатого воздуха закрепляют в верхней крышке патрубков вытяжных трубок, а диффузоры располагают над рабочей поверхностью рельса между боковыми стенками патрубка под углом, позволяющим воздушным струям воздействовать на всю площадь рабочей поверхности рельса между точкой контакта колеса с рельсом и задней стенкой патрубка.

Также в стенках камеры сбора отработанного песка устраивают две группы отверстий, соединенных с трубопроводами, идущими от вытяжных трубок, причем одна группа отверстий соединена с трубопроводами, подключенными к трубкам переднего хода, а другая - к трубкам заднего хода, при этом одна группа отверстий всегда перекрывается заслонкой в зависимости от направления движения локомотива, а дно камеры выполнено в виде конуса и соединено с контейнером хранения отработанного песка выпускной воронкой, кроме того, в месте соединения камеры сбора отработанного песка и всасывающей установки расположены фильтры механической очистки воздуха.

Конструкция предлагаемого устройства поясняется рисунками, где на фиг. 1 и фиг. 2 (разрез А-А) представлена часть устройства, непосредственно примыкающая к рельсам, на фиг. 3 и 4 - общая компоновка устройства, на фиг. 5 – схема камеры для сбора отработанного песка.

Устройство работает следующим образом. При движении локомотива в направлении 1 (фиг. 1) в момент начала пробуксовки под ведущие колеса 2 в место контакта колеса с рельсом 3 из подающих трубок 4 песочной системы локомотива подается песок 5. Отработанный песок, 6 потерявший свои свойства, подвергается воздействию сжатого воздуха из общей системы его подачи, установленной на локомотиве, для чего используют трубки подачи сжатого воздуха 7, оборудованные на концах диффузорами 8, которые закреплены на вытяжных трубках 9, установленных по обеим сторонам колесных тележек ведущих колесных пар локомотива. Для предотвращения попадания песка на балластную призму 10 вытяжные трубки 9 оборудуются патрубками 11, при этом задняя часть патрубка 12 и рельс 3 имеют между собой минимальный зазор, передняя часть патрубка 13 приподнята над поверхностью рельса на высоту, не препятствующую прохождению воздушных струй из диффузора 8, а боковые стенки патрубка 14 опущены ниже рабочей поверхности рельса 3, жесткость конструкции обеспечивается за счет того, что нижний конец трубки подачи сжатого воздуха закреплен в верхней крышке патрубка и диффузор, имеющий возможность изменять свое положение относительно рабочей поверхности рельса, оказывается внутри патрубка, воздушные струи при этом разнонаправленны и охватывают всю поверхность рельса между точкой контакта колеса с рельсом и задней стенкой патрубка. В результате, при воздействии разнонаправленных воздушных струй внутри патрубков всасывающих трубок, расположенных со стороны колесных пар тележек, противоположных направлению движения локомотива, образуется песковоздушная смесь 15, которая не распыляется в стороны, а под действием силы всасывания направляется в вытяжные трубки. Работа данной части устройства иллюстрируется фиг. 1. и фиг. 2.

Для обеспечения устройства сжатым воздухом используется общая система его подачи 16, установленная на локомотиве, для чего к ней подключается система дополнительных воздуховодов, состоящая из подающих воздуховодов 17, подключаемых к общей системе 16 в удобных для этого местах, камер распределения сжатого воздуха 18, каждая из которых имеет одно входное и два выходных отверстия, а также дроссельную заслонку, перекрывающую выходные отверстия в зависимости от направления движения локомотива (не показаны) и трубок подачи сжатого воздуха 7, попарно подключенных к соответствующим выпускным отверстиям распределительных камер и располагаемых совместно с вытяжными трубками 9, причем одна пара совмещена с трубками, установленными "по ходу" движения локомотива, а другая с трубками, установленными с противоположной стороны тележек ведущих колесных пар. Так как в камерах 18 постоянно поддерживается повышенное давление, то для функционирования системы при изменении направления движения локомотива 1 достаточно изменить положение дроссельной заслонки (не показана). Работа данной части устройства иллюстрируется фиг. 3.

Часть устройства, предназначенная для перемещения отработанного песка, показана на фиг. 4. Цифрой 9 обозначены вытяжные трубки, которые через систему трубопроводов для удаления отработанного песка 19 соединяются с камерой сбора отработанного песка 20, которая в свою очередь через выпускную воронку 21 (на фиг. 4 не показана) связана с контейнером хранения отработанного песка 22 (на фиг. 4 показан условно). Движение песковоздушной смеси 15 по системе трубопроводов 19 обеспечивается всасывающей установкой 23, которая соединена с камерой 20 жестким воздуховодом 24 и обеспечивает во время работы системы удаления песка постоянное поддержание в системе пониженного давления.

Часть устройства, обеспечивающая разделение песковоздушной смеси, сбор и складирование использованного песка, показана на фиг. 5. Данная часть устройства состоит из камеры сбора отработанного песка 20, имеющей цилиндрическую форму, всасывающей установки 23, соединенных воздуховодом 24, выпускной воронки 21, а также контейнера для складирования отработанного песка 22. Камера 20 имеет две группы отверстий, соединенных при помощи штуцеров 25 с трубопроводами 19, причем к одной группе отверстий подсоединены трубопроводы, идущие от вытяжных трубок 9, расположенных со стороны колесных тележек локомотива «по ходу», а к другой группе отверстий - от трубок, установленных с противоположной стороны. Внутри камеры 20 на оси 26 установлена заслонка в форме полого полуцилиндра 27, при повороте которой перекрываются либо одна, либо другая группа отверстий, по краям которой имеется уплотнительная прокладка (не показана). В верхней крышке камеры 20 в местах ее сопряжения с жестким воздуховодом 24 имеются отверстия, закрытые фильтрами механической очистки воздуха 28 для предотвращения попадания отработанного песка 6 внутрь всасывающей установки 23 и далее в атмосферу, а воздуховод 24 и отверстия в верхней крышке камеры совмещены при помощи кожуха 29. Дно камеры 20 имеет форму усеченного конуса и заканчивается выпускной воронкой 21, через которую отработанный песок 6 под действием сил гравитации пересыпается в контейнер 22. Так как в камере 20 при работе системы подачи песка всегда поддерживается пониженное давление, то для функционирования системы всасывания песка при изменении направления движения локомотива 1 достаточно изменить положение заслонки 27.

Таким образом, данное изобретение может позволить осуществлять заявляемый технический результат, а все признаки, его характеризующие, необходимы и достаточны для его осуществления.

1. Устройство для повышения тягового усилия локомотива, включающее систему подачи песка под колеса локомотива, систему дополнительных воздуховодов, подключенных к общей системе подачи сжатого воздуха локомотива, расположенных попарно по обеим сторонам крайних колесных пар тележек, и дроссельные заслонки переключения направления подачи сжатого воздуха от общей системы его подачи к дополнительным воздуховодам переднего или заднего хода, отличающееся тем, что система дополнительных воздуховодов снабжена одной или несколькими камерами распределения сжатого воздуха, в которых всегда поддерживается высокое давление, дополнительные воздуховоды оборудованы на концах диффузорами, разделяющими воздушный поток на несколько разнонаправленных струй, на локомотиве установлена всасывающая установка, соединенная с камерой сбора отработанного песка, в которой постоянно поддерживается пониженное давление, которая, в свою очередь, соединена при помощи трубопроводов с вытяжными трубками, попарно установленными по обеим сторонам колесных пар, при этом вытяжные трубки оборудованы патрубками, охватывающими верхнюю часть рельса с некоторым зазором, большим со стороны колеса локомотива и минимальным с других сторон, а их боковые стенки опущены ниже рабочей поверхности рельса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец дополнительных трубок подачи сжатого воздуха закрепляют в верхних крышках патрубков вытяжных трубок, а диффузоры располагают над рабочей поверхностью рельсов между боковыми стенками патрубков под углом, позволяющим воздушным струям воздействовать на всю площадь рабочей поверхности рельса между точкой контакта колеса с рельсом и задней стенкой соответствующего патрубка.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в стенках камеры сбора отработанного песка устраивают две группы отверстий, соединенных с трубопроводами, идущими от вытяжных трубок, причем одна группа отверстий соединена с трубопроводами, подключенными к трубкам переднего хода, а другая - к трубкам заднего хода, при этом одну группу отверстий всегда перекрывают заслонкой в зависимости от направления движения локомотива, дно камеры выполнено в виде конуса и соединено с контейнером хранения отработанного песка выпускной воронкой, кроме того, в месте соединения камеры сбора отработаного песка и всасывающей установки располагают фильтры механической очистки воздуха.



 

Похожие патенты:

Тележка состоит из рамы с челюстями, в которых подвижно размещены буксы колесных пар колесно-моторных блоков, связанные с балансирами рессорного подвешивания. На боковинах рамы жестко закреплены гидроцилиндры, штоки которых связаны с башмаками, взаимодействующими с одной стороны с балансирами, с другой с П-образной формы наклонными поверхностями направляющих, жестко установленных на раме.

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава. Устройство содержит систему управления электроподвижным составом (ЭПС), датчики частоты колесной пары (КП), подсоединенные к блоку частоты вращения КП, тяговые электродвигатели (ТЭД), по два на каждую из двух тележек, блок управления устройством подачи песка, регулятор напряжения обмоток тягового электродвигателя, выполненный с четырьмя уровнями регулирования напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) установлен на каждой тележке для двух ее тяговых электродвигателей, каждый из которых снабжен двумя контакторами.

Устройство содержит компрессор, к выходу которого подключен теплоизолированный ресивер, снабженный электронагревательным элементом, подключенным через блок автоматического регулирования температуры к источнику электропитания.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к средствам для предотвращения буксования ведущих колес. Противобуксовочное устройство для автотранспортного средства содержит связанный с несущей системой корпус с горловинами подачи и отвода песка, сообщающийся через электропневматический кран с источником сжатого воздуха, исполнительный орган которого выполнен в виде расширяющегося книзу прямоточного канала подачи песка.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к средствам для что предотвращения буксования ведущих колес. Устройство для повышения сцепных свойств автотранспортного средства, содержит компрессор, к выходу которого подключен теплоизолированный ресивер, снабженный электронагревательным элементом, подключенным через блок автоматического регулирования температуры к источнику электропитания, к выходу ресивера через электропневматический вентиль подключена выпускная теплоизолированная магистраль горячего воздуха, на выходах которой установлены форсунки, расположенные спереди у каждого ведущего колеса.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к средствам обнаружения начала процесса буксования колесных пар локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и непосредственно касается электрических передач тепловозов. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам повышения стабильности сцепления колес транспортного средства с рельсами. .

Локомотив // 2376177
Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к локомотивам, предназначенным для транспортировки тяжелых путевых машин, не имеющих источников питания регулирования.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на совершенствование противобоксовочного устройства локомотивов. .

Изобретение относится к рельсовому железнодорожному транспорту, в частности к способам повышения тяговых усилий локомотива. Способ повышения тягового усилия локомотива включает подачу песка под ведущие колеса локомотива непосредственно в место контакта ведущего колеса с рельсом в момент начала пробуксовки и удаление песка с поверхности рельсов после прекращения пробуксовки при помощи сжатого воздуха, подаваемого через систему дополнительных трубопроводов. Песок, остающийся на поверхности рельса, разрыхляют разнонаправленными воздушными струями сразу после прохождения последней колесной пары первой по ходу тележки локомотива, под которую он подавался. Удаляют песок с поверхности рельсов путем всасывания через вытяжные трубки, транспортируют по системе трубопроводов и собирают в контейнер для отработанного песка. Достигается повышение тягового усилия локомотива. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для повышения тягового усилия локомотива. Устройство для повышения тягового усилия локомотива включает систему подачи песка под колеса локомотива, систему дополнительных воздуховодов, расположенных попарно по обеим сторонам крайних колесных пар тележек, и дроссельные заслонки переключения направления подачи сжатого воздуха. Система дополнительных воздуховодов снабжена одной или несколькими камерами распределения сжатого воздуха, в которых всегда поддерживается высокое давление. Дополнительные воздуховоды оборудованы на концах диффузорами, разделяющими воздушный поток на несколько разнонаправленных струй. На локомотиве установлена всасывающая установка, соединенная с камерой сбора отработанного песка, в которой постоянно поддерживается пониженное давление, которая, в свою очередь, соединена при помощи трубопроводов с вытяжными трубками, попарно установленными по обеим сторонам колесных пар. Вытяжные трубки оборудованы патрубками, охватывающими верхнюю часть рельса с некоторым зазором. Достигается повышение тягового усилия локомотива. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх