ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ ЗАТВОР ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТОННЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к конструкциям вентиляционных затворов, устанавливаемых в железнодорожных тоннелях большой протяженности с целью снижения естественной тяги и регулирования температурного режима в тоннеле.

Известен вентиляционный затвор для железнодорожных тоннелей, выполненный в виде двух жестких металлических задвижек, установленных с возможностью выдвижения в тоннель со стороны противоположных стенок тоннеля.

Однако такие затворы не обеспечивают безопасности подвижного состава в случае его аварийного наезда на затвор. Кроме того, восстановление таких затворов после аварии требует значительных материальных затрат и времени.

Цель изобретения - повышение безопасности подвижного состава при аварийном соударении его с затвором, уменьшение сроков и стоимости восстановления затвора после аварии.

Цель достигается за счет того, что части задвижек, попадающие внутрь контура габарита приближения строения, выполнены в виде пластин из хрупкоразрушающего материала, например пенополиуретана, в которых с обеих сторон по линиям прилегания к частям задвижек, расположенным с внешней стороны от линии габарита приближения строения, выполнены ослабляющие пазы. Пластина выполнена из отдельных соединенных между собой панелей, при этом соединение панелей по стыкам, перпендикулярным поверхностям пластин, выполнено ослабленным по отношению к прочности самих панелей. Помимо этого пластины снабжены балками жесткости, расположенными горизонтально на высоте возможного удара по затвору корпуса локомотива, и имеющими выступы для контакта с локомотивов при аварийном наезде. Пластины выполнены прямоугольными и собраны в вертикально расположенные ряды, в которых смежные панели в соседних рядах смещены относительно друг друга по высоте.

На фиг.1 и 2 изображен вентиляционный затвор; на фиг.3-5 - разрезы А-А, Б-Б, В-В на фиг.2; на фиг.6 и 7 - узлы I и II на фиг.2 и 4.

Затвор состоит из двух задвижек 1 (фиг.1), установленных с возможностью выдвижения в тоннель со стороны его противоположных стенок. Задвижки перемещаются в направляющих 2 с помощью привода 3. Каждая задвижка (фиг.1, 2) состоит из двух частей, сопряженных по контуру габарита приближения строения (линия 4). Части 5 задвижек, расположенные за пределами линии 4, находятся за пределами опасного для подвижного состава участка сечения тоннеля и могут быть жесткими и выполненными из металла. Внутренние части задвижек, попадающие внутрь контура габарита приближения строения (линии 4), т.е. в опасную для локомотива зону, выполнены в виде пластин (диафрагм) 6 (фиг.2) из хрупкоразрушающегося материала, например пенополиуретана, стекла, керамики и т.д. Целесообразным является использование пенополиуретана, так как низкая теплопроводность данного материала создает дополнительные возможности по теплоизоляции тоннеля от окружающей среды. В пластинах 6 с обеих сторон вдоль линии, совпадающей с контуром габарита приближения строения, выполнены пазы 7 (фиг.2, 3), например прямоугольной формы, которые ослабляют прочность пластин в точках их сопряжения с внешними частями 5 задвижек. Пластины 6 выполнены из отдельных панелей 8 (фиг.2, 4) соединенных между собой, например, с помощью клея. На стыках 9, расположенных перпендикулярно поверхностям 10 пластин, в панелях выполнены занижения 11 (фиг.5), благодаря которым местная прочность пластин на указанных стыках оказывается пониженной. Панели 8 собраны в вертикальные ряды, при этом смежные панели в соседних рядах расположены (фиг.6) с перекрытием по высоте, равным половине высоты панели. Пластины снабжены балками 12 жесткости, расположенными горизонтально по всей ширине пластин на высоте контакта локомотива с затвором при аварийном соударении. Балки жесткости с обеих сторон снабжены выступами 13 (фиг.7) для контакта с локомотивом при аварийном наезде.

В процессе эксплуатации с помощью затвора перекрывают поперечное сечение тоннеля в интервалах между следованием поездов, что позволяет эффективно управлять его вентиляционным и тепловым режимами. Для пропуска через тоннель каждого очередного поезда задвижки выводят из тоннеля в специальные ниши, выполненные в стенках тоннеля.

В случае аварийного наезда поезда на затвор от удара локомотива по выступам 13 на балках 12 происходят разрушения пластин 6, выполненных из хрупкоразрушающегося материала. Благодаря особенностям хрупкого разрушения этот процесс будет иметь характер "разлета" на более или менее крупные куски, т.е. будет происходить быстро и практически одновременно по всей площади пластин.

При определенных обстоятельствах (при незначительной силе удара, недостаточной "хрупкости" материала) периферийные части пластин, расположенные вблизи линии пазов 7, могут остаться неразрушенными от первого удара. Однако, в дальнейшем, при движении состава произойдет "излом" этих частей относительно более прочных и жестких частей задвижек по линии пазов 7. Для локомотива такое доразрушение пластин будет безопасным из-за ослабленного влияния пазов 7 и консольного расположения оставшихся (неразрушенных) частей пластин.

Таким образом, при аварийном наезде поезда на затвор произойдет опережающее разрушение части затвора в опасном для поезда сечении (в пределах габарита приближения строения), при этом элементы разрушенной части затвора будут иметь относительно небольшие размеры и массу, что обеспечит практически безопасный проезд поезда через сечение тоннеля, в котором установлен затвор. Минимально возможные объемы разрушения обеспечат при этом восстановление затвора с наименьшими затратами времени и средств.

Выполнение пластин 6 из отдельных панелей и их соединение с ослаблениями по торцовым стыкам позволяет усилить эффект хрупкого разрушения и управлять размерами отдельных элементов (кусков), образующихся в результате разрушения пластин 6. Наличие в нижних частях пластин балок жесткости увеличивает площадь участков пластин, которые воспринимают ударную нагрузку от локомотива, что снижает время разрушения затвора. Горизонтальное расположение балок жесткости формирует фронт разрушающей нагрузки, которая вертикально расположенными рядами панелей передается к наиболее удаленным от зоны удара частям пластины, где она ослаблена пазами 7. Это также способствует одновременному разрушению пластин на всей их площади. Смещение горизонтальных стыков в смежных вертикальных рядах панелей уменьшает вероятность "излома" пластин на определенной высоте и, таким образом, способствует передаче разрушающей нагрузки вверх к зонам, ослабленным пазами 7. Наличие выступов 13 на балках 12 жесткости обеспечивает разрушение пластин 6 с некоторым опережением относительно момента соприкосновения корпуса локомотива с затвором, что также увеличивает безопасность подвижного состава при аварийном наезде.

Использование: управление аэродинамическим и тепловым режимами в железнодорожном тоннеле. Сущность изобретения: вентиляционный затвор состоит из двух задвижек, устанавливаемых с возможностью выдвижения в тоннель со стороны его противоположных стенок. Части задвижек, попадающие в зону, расположенную внутри контура габарита приближения строения, выполнены в виде пластины из хрупкоразрушающегося материала. В пластине с обеих сторон по линиям прилегания к частям задвижек, расположенным с внешней стороны от контура габарита приближения строения, выполнены ослабляющие пазы. В качестве материала пластин использован пенополиуретан. Пластина выполнена из отдельных, соединенных между собой панелей. На стыках, расположенных перпендикулярно поверхностям пластин, соединение панелей выполнено менее прочным по отношению к прочности самих панелей. Панели выполнены прямоугольными и собраны в вертикальные ряды, в которых смежные панели в соседних рядах смещены относительно друг друга по высоте. Пластины снабжены горизонтальными балками жесткости, расположенными на высоте возможного удара локомотива по затвору, а балки жесткости снабжены выступами для контакта с локомотивом при аварийном наезде. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ ЗАТВОР ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТОННЕЛЯ, состоящий из двух задвижек, установленных с возможностью выдвижения в тоннель со стороны его противоположных стенок, отличающийся тем, что части задвижек, размещенные в зоне, расположенной внутри контура габарита приближения строения, выполнены в виде пластин из хрупкоразрушающегося материала, в которых с обеих сторон по линиям прилегания к частям задвижек, расположенным с внешней стороны от контура габарита приближения строения, выполнены ослабляющие пазы. 2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что пластины выполнены из пенополиуретана. 3. Затвор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что пластины выполнены из отдельных соединенных между собой панелей, при этом соединение панелей по стыкам, расположенным перпендикулярно поверхностям пластин, выполнено с прочностью, меньшей прочности панелей. 4. Затвор по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что пластины снабжены горизонтальными балками жесткости, расположенными на высоте возможного удара по затвору корпуса локомотива, а балки жесткости снабжены выступами для контакта с локомотивом при аварийном наезде. 5. Затвор по пп.1 - 4, отличающийся тем, что панели выполнены прямоугольными и установлены с образованием вертикально расположенных рядов, при этом смежные панели в соседних рядах смещены одна относительно другой по высоте.