УСТРОЙСТВО ТОКОСЪЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 1994 года по МПК B60L5/00 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к токосъемным устройствам электроподвижного состава.

Известно устройство токосъема, содержащее оснащенный приводом подъема и опускания токоприемник, установленный на крыше электроподвижного состава в углублении, проем которого снабжен крышкой, оснащенной управляемым приводом с возможностью фиксации крышки в открытом положении за пределами проема, в закрытом - с перекрытием проема, при этом последнее положение соответствует опущенному состоянию токоприемника.

Известное устройство имеет следующие недостатки. При поднятом положении токоприемника углубление, в котором он установлен, крышкой не перекрывается. Это вызывает увеличение аэродинамического сопротивления при высоких скоростях движения за счет сложных турбулентных потоков воздуха в полости углубления. Подшипники главных валов, элементы механизма подъема и опускания, изоляторы подвергаются воздействию влаги, пыли, снега, гололеда. Наличие углубления значительно увеличивает отрицательный характер действия этих факторов из-за сложности удаления снега, пыли и других посторонних частиц. Наличие открытого углубления отрицательно влияет на окружающую экологическую обстановку, так как турбулентные завихрения воздуха могут генерировать значительный акустический шум при высоких скоростях движения. Влага и снег, осевшие на изоляторах, могут снизить их электрическую прочность и привести к пробою.

Известное устройство не имеет блокировки механизма подъема и опускания в зависимости от положения крышки, что может привести к повреждению конструкции токоприемника и крышки в момент подъема токоприемника при перекрытом углублении. Все это снижает надежность работы известного устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства токосъема.

Указанная цель достигается тем, что устройство токосъема содержит оснащенный приводом подъема и опускания токоприемник, установленный на крыше электроподвижного состава в углублении, проем которого снабжен створкой-крышкой, оснащенной управляемым приводом с возможностью фиксации крышки в открытом положении за пределами проема, в закрытом - с перекрытием проема. Последнее положение соответствует опущенному состоянию токоприемника. Крышка установлена в направляющих, параллельных оси пути, и выполнена из электроизоляционного материала и двухсекционной с возможностью фиксации каждой секции в открытом положении крышки по разные стороны от проема. Обращенные друг к другу края секций снабжены вырезами с зазором охватывающими элементы рамы токоприемника, находящиеся в плоскости крышки при поднятом состоянии токоприемника. Вырезы снабжены гибкими уплотнениями, охватывающими без зазора элементы рамы и герметизирующими полость проема при опущенном состоянии токоприемника и закрытой крышке. Обращенные друг к другу края гибких уплотнений снабжены магнитами соединителями соединителями-присосками. Крышка дополнена датчиками ее положения, связанными с приводом подъема и опускания токоприемника. Магнитные присоски выполнены в виде постоянных магнитов, равномерно распределенных по длине обращенных друг к другу краев уплотнений так, что магниты, установленные на краях, обращены друг к другу разноименными полюсами. Датчики положения крышки выполнены в виде двух конечных выключателей, установленных у соответствующих секций крышки и вклченных в цепь управления приводом подъема и опускания токоприемника. В цепь включен индикатор положения крышки, размещенный на пульте машиниста. Горизонтальное сечение элементов рамы в плоскости крышки выполнено веретенообразным с расположением продольных осей указанных сечений параллельно оси пути. Крышка снабжена упругими посадочными упорами, входящими в контакт с полозом токоприемника при его аварийном опускании при закрытом положении крышки.

На фиг.1 представлена схема устройства при поднятом токоприемнике и закрытой крышки; на фиг. 2 - то же, при опущенном токоприемнике и открытой крышке, схема управления приводами крышки и механизма подъема и опускания токоприемника; на фиг.3 приведены схема створки-крышки при ее закрытом положении и поднятом токоприемнике; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.

Устройство токосъема содержит оснащенный приводом подъема и опускания 1 токопримник 2, установленный на крыше электроподвижного состава в углублении 3, проем которого снабжен крышкой 4, оснащенной управляемым приводом 5 с возможностью фиксации крышки 4 в открытом положении за пределами проема, в закрытом - с перекрытием проема. Последнее положение соответствует опущенному состоянию токоприемника 2.

Крышка 4 установлена в направляющих 6, параллельных оси пути, и выполнена из электроизоляционного материала и двухсекционной с возможностью фиксации каждой секции в открытом положении крышки 4 по разные стороны от проема. Обращенные друг к другу края секций снабжены вырезами 7 с зазором, охватывающими элементы рамы токоприемника 2, находящиеся в полости крышки 4 при поднятом состоянии токоприемника 2. Вырезы 7 снабжены гибкими уплотнениями 8, охватывающими без зазора упомянутые элементы рамы и герметизирующими полость проема при опущенном состоянии токоприемника 2 и закрытой крышке 4. Обращенные друг к другу края гибких уплотнений 8 снабжены магнитными присосками 9. Крышка дополнена датчиками 10 ее положения, связанными с приводом подъема и опусания 1 токоприемника 2. Магнитные присоски 9 выполнены в виде постоянных магнитов 11, равномерно распределенных по длине обращенных друг к другу краев уплотнений 8 так, что магниты, установленные на краях, обращены друг к другу разноименными полюсами.

Датчики 10 положения крышки 4 выполнены в виде двух конечных выключателей, установленных у соответствующих секций крышки 4, и включенных в цепь управления приводом подъема и опускания 1 токоприемника 2. В цепь включен индикатор 12 положения крышки 4, размещенный на пульте 13 машиниста. Горизонтальное сечение элементов рамы 2 в плоскости крышки 4 выполнено веретенооразным с расположением продольных осей указанных сечений параллельно оси пути. Крышка 4 снабжена упругими посадочными упорами 14, входящими в контакт с полозом токоприемника 2 при его аварийном опускании при закрытом положении крышки 4.

Устройство работает следующим образом.

Нерабочий (резервный) токоприемник находится в углублении 3 в опущенном положении, крышка 4 закрыта, створки ее сдвинуты до касания своими торцами. Гибкие уплотнения 8, оснащенные магнитными присосками 9, обеспечивают герметизацию полости углубления 3, защищая токоприемник 2 от воздействий пыли, влаги, снега,
При включении токоприемника машинист подает управляющий сигнал на приводы 5 секций крышки 4, которые раздвигаются вдоль направляющих 6 (например, на роликовых опорах) и в своих крайних положениях включают конечные выключатели 10. Последние замыкают цепь управления приводом подъема и опускания 1, на пульте машиниста появляется сигнал индикатора 12, являющийся разрешающим для поднятия токоприемника, и машинист включает привод подъема и опускания 1, токоприемник поднимается. После этого машинист вновь включает привод 5, но уже в режим закрывания створок крышки 4.

Секции сходятся, и гибкие уплотнения 8 надвигаются на элементы рамы токоприемника, которые за счет наличия веретенообразных сечений легко раздвигают стык краев уплотнений 8, которые вновь замыкаются после элементов рамы 2, прижимаясь друг к другу с помощью магнитных присосок 9. Материал уплотнений 8 выбран из такого расчета, чтобы, с одной стороны, его жесткость была достаточной для удержания постоянных магнитов с ориентацией их разноименных полюсов напротив друг друга и, с другой стороны, не вызывала усилий, возникающих в зоне контакта уплотнения и рамы, оказывающих недопустимо большое влияние на характеристики токоприемника. Одним из таких материалов может служить, например, гофрированная резина. В качестве постоянных магнитов возможно использование SmCo₅, имеющего высокие энергетические показатели.

Привод 5 может быть выполнен в виде двух пневматичеспких цилиндров двустороннего действия, полости которых через управляемый электропневматический клапан соединен с источником сжатого воздуха.

На секциях крышки 4 установлены упругие посадочные упоры 14, которые служат для защиты от удара при падении токоприемника при закрытой крышке. Это может произойти, например, при повреждении пневмосистемы питания привода подъема и опускания, при разрушении элементов конструкции токоприемника (пружина, кривошип, и др.) при срабатывании системы экстренного автоматического аварийного опускания. Токоприемник при этом садится на упоры 14 крышки 4. В дальнейшем машинист может убрать его в углубление, раздвинув и затем снова закрыв их. За счет собственного веса токоприемник опустится в углубление.

Электроизоляционные свойства материала крышки, например полимера, позволяют обеспечить надежную изоляцию токоприемника от заземленных частей электроподвижного состава.

Технико-экономическая эффективность заявляемого устройства заключается в следующем. Возможность фиксации крышки в закрытом положении при поднятом токоприемнике позволяет значительно снизить вероятность попадания в углубление снега, пыли, влаги, продуктов износа в скользящем контакте, агрессивных компонентов выбросов промышленных предприятий. Это снижает вероятность повреждения элементов и узлов токоприемника, особенно, работающих при значительных механических нагрузках (главный вал, кривошипы, привод, изоляторы). Снижается вероятность нарушения электрической прочности изоляторов из-за оседания на их поверхности влаги, гололеда, углеродистых соединений. Значительно повышается эффективность работы устройств обеспечения необходимого микроклимата в углублении, особенно, устройств подогрева, которые могут обслуживать не только резервный, но и рабочий токоприемник, не давая возможности образоваться гололеду на частях, находящихся ниже уровня крышки.

Устройство позволяет значительно понизить аэродинамическое сопротивление и акустический шум при высоких скоростях движения.

Все это обеспечивает повышение надежности работы устройства, снижает расходы, связанные с отказами токоприемника и контактной сети, с задержками поездов на линии.

Использование: в электрооборудовании транспортных средств с электротягой. Сущность изобретения:уо токосъема содержит токоприемник, установленный на крыше электроподвижного состава в углублении, и оснащенно створкой-крышкой с приводом. Крышка снабжена гибкими уплотнениями, охватывающими раму токоприемника при его поднятом состоянии и закрытой крышке. Гибкие уплотнения снабжены магнитными соединителями-присосками. Крышка дополнена датчиками ее положения, соединенными с приводом подъема и опускания токоприемника. При поднятом токоприемнике крышка обеспечивает защиту полости проема от атмосферных воздействий, что повышает надежность работы устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ТОКОСЪЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА, содержащее токоприемник, закрепленный в углублении крыши транспортного средства и снабженный механизмом подъема и опускания, закрывающую подвижную створку с управляемым приводом, отличающееся тем, что створка изготовлена из электроизоляционного материала в виде двух секций и установлена на направляющих, обращенные одна к другой части секций выполнены с вырезами, закрытыми спаренными гибкими уплотнениями, на прилегающих концах последних расположены магнитные соединители, при этом в цепь управления механизмом подъема и опускания введены датчики положения секций створки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитные соединители равномерно распределены на соприкасающихся концах гибких уплотнений и обращены друг к другу разноименными полюсами. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый датчик положения секции створки выполнен в виде конечного выключателя. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выдвижные элементы механизма подъема и опускания выполнены с веретенообразным горизонтальным сечением. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая из секций створки снабжена упругими посадочными упорами, расположенными с возможностью контактирования с полозом токоприемника при его аварийном опускании и закрытом положении створок.