ТЕНДЕР ГАЗОВЫЙ ЛОКОМОТИВА Российский патент 2002 года по МПК B61C17/02 

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к расположению газового оборудования на тендере для локомотивов (газотепловозов, газотурбовозов), использующих горючий газ в качестве моторного топлива.

Известна конструкция тендера на железнодорожном ходу, оборудованного криогенными цистернами с вакуумной изоляцией для хранения, транспортирования сжиженного газа, его регазификации и подачи в газодизели тепловоза (Повышение топливной экономичности тепловозов. Сборник научных трудов Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта под ред. А.С. Нестрахова, П.М. Егунова. М., "Транспорт", 1991, с. 21-22, 28-29).

Недостатком такого тендера является сложность, недостаточный срок службы криогенных цистерн с вакуумной изоляцией в условиях динамических воздействий, характерных для подвижного состава железных дорог, а также неэкономичность, связанная с энергозатратами на сжижение и регазификацию газа и его потерями на испарение.

Применение горючего газа в сжиженном состоянии увеличивает взрывоопасность и пожароопасность тендера.

Известна конструкция тендера, принятая за прототип, в которой применены баллоны сжатого (компримированного) газа, объединенные в блоки, которые закреплены на раме железнодорожной платформы, опирающейся на тележки. Баллоны расположены горизонтально, сгруппированы по 9 единиц (пять баллонов в нижнем и четыре - в верхнем ряду) и закрыты капотами. В средней части тендера размещены устройства газоподготовки и газорегулирования (редукторы газовые, подогреватели, фильтры и др.), соединенные газовой магистралью (коллектором) с баллонами. Тендер оборудован средствами взрыво-пожаропредупреждения и защиты, а также устройствами соединения с газовой системой локомотива (Статья "Газотепловозы. Опыт и перспективы развития". Сборник "Труды ВНИТИ", 79-й выпуск под ред. Л.К. Добрынина, г. Коломна, 1999 г. ГУП ВНИТИ МПС России, стр. 422, 423, 424).

Недостатком известного тендера является ограниченное размещение количества баллонов, обусловленное способом их укладки и закрепления в горизонтальном положении. Увеличение количества баллонов путем увеличения высоты укладки исключает доступ к нижним баллонам и возможность их демонтажа. Кроме того, неизбежна несимметричная нагруженность главной рамы экипажа либо отсутствие продольного прохода для обслуживающего персонала. Положение баллонов в тендере предопределяет необходимость поперечных проходов для доступа к горловинам и арматуре баллонов каждого из рядов. Конструкция затрудняет надежную фиксацию баллонов при увеличении высоты их укладки, повышает опасность их смещений от ударных воздействий.

Техническим результатом изобретения является:
- максимальное использование габарита экипажа для увеличения объемов транспортируемого газа;
- снижение затрат на обслуживание;
- уменьшение трудоемкости монтажа и демонтажа;
- гарантированное обеспечение прочности закрепления баллонов при максимальном заполнении ими поперечного сечения экипажа;
- обеспечение доступности арматуры баллонов;
- улучшение условий работы обслуживающего персонала.

Указанный технический результат достигается тем, что в тендере газовом локомотива, содержащем опирающуюся на тележки раму, на которой закреплены объединенные в блоки баллоны сжатого газа, соединенные газовыми коллекторами между собой и с устройствами газоподготовки и газорегулирования, средства взрыво-пожаропредупреждения и защиты, устройства соединения с газовой системой локомотива, газовые баллоны установлены в содержащих не менее трех установочных мест блоках, состоящих из оснований и верхних поясов, имеющих в поперечном сечении форму равносторонних треугольников, которые расположены вдоль рамы тендера так, что их вершины обращены в противоположные стороны, при этом основания закреплены на раме тендера, верхние пояса связаны с ней посредством установленных наклонно к продольной и поперечной осям тендера стоек и регулируемых растяжек, а также скреплены между собой попарно смежными сторонами вдоль продольной оси тендера, горловины газовых баллонов установлены вверх и соединены газопроводами между собой и с газовыми коллекторами с возможностью отключения и выемки каждого баллона и блока баллонов в целом, устройства газоподготовки, газорегулирования и соединения тендера с газовой системой локомотива размещены по обеим его концевым частям. Кроме того, хотя бы одна из осей тележек тендера выполнена приводной от тяговой передачи локомотива, а блоки газовых баллонов, устройства газоподготовки и газорегулирования, газовые коллекторы, средства взрыво-пожаропредупреждения и защиты размещены в экипажной части секции локомотива, аналогично с ним сцепляемой.

На фиг.1 изображен схематично общий вид тендера, блоки баллонов средней части которого условно не показаны; на фиг.2 - вид на тендер сверху (крыша, а также баллоны и связывающие их газопроводы средних блоков условно не показаны); на фиг.3 - разрез по А-А фиг.1 (тележки условно не показаны, блоки баллонов установлены в кузове секции локомотива).

Тендер (фиг.1 - 3) представляет собой железнодорожный экипаж, включающий опирающуюся на тележки 1 раму 2, на которой закреплены объединенные в блоки 3 газовые баллоны 4 со сжатым газом, устройства 5 газоподготовки и газорегулирования, средства 6 взрыво-пожаропредупреждения и защиты, газопроводы 7, газовые коллекторы 8, устройства 9 соединения тендера с газовой системой локомотива.

Газовые баллоны 4 установлены в содержащих не менее 3-х установочных мест блоках 3, состоящих из оснований 10 и верхних поясов 11, жестко соединенных между собой и имеющих в поперечном сечении форму равносторонних треугольников. Баллоны 4 установлены горловинами вверх, входят в отверстия верхних поясов 11 и фиксируются в них специальными прижимными устройствами 12.

Основания 10 блоков 3 расположены вдоль оси рамы 2 так, что вершины треугольников смежных блоков 3 обращены в противоположные стороны и к ней крепятся. Верхние пояса 11 посредством разъемных соединений (на чертежах не показаны), например болтовых, скреплены попарно, смежными сторонами между собой вдоль продольной оси тендера и дополнительно соединены с рамой 2 посредством установленных с обеих сторон блоков 3 наклонно к продольной и поперечной осям тендера регулируемых растяжек 13 и стоек 14 между блоками 3.

Размеры блоков 3 определяются шириной экипажа тендера и размерами устанавливаемых в них газовых баллонов 4. Количество блоков 3, устанавливаемых на тендере, определяется длиной его экипажа.

Баллоны 4 каждого блока 3 снабжены запорно-клапанными устройствами 15 подвода и отвода газа, соединенными посредством газопроводов 7 между собой и с газовыми коллекторами 8, с возможностью отключения и выемки каждого баллона 4 и блока 3 баллонов в целом, посредством вентилей 16 и трубопроводов 17.

В обоих концевых частях тендера размещены устройства 5 газоподготовки и газорегулирования, вход которых соединен с газовыми коллекторами 8, а выход - с устройствами 9 соединения тендера с газовой системой локомотива.

Блоки 3 установлены на раме 2 с обеспечением хотя бы одного бокового прохода 18 по тендеру. С торцов тендера выполнены переходные устройства 19 для перехода в локомотив.

Верхнее закрытие 20 (крыша) снабжено по всей длине открытыми люками 21, что исключает скопление газа в объеме тендера. Экипаж тендера снабжен тележками 1 двух- или трехосной конструкции, причем хотя бы одна из осей может быть выполнена приводной, и снабжена тяговым приводом 22, например, с тяговым электродвигателем, подсоединенным к тяговой передаче локомотива. Целесообразно устанавливать привод 22, унифицированный с приводом локомотива.

Целостность тягового сцепа локомотива (локомотивов) с тендером обеспечивает размещение оборудования тендера: блоков 3 газовых баллонов, устройств 5 газоподготовки и газорегулирования, газовых коллекторов 8, средств 6 взрыво-пожаропредупреждения и защиты в экипаж однотипного локомотива, с его ходовой частью.

Тендер работает следующим образом.

Тендер соединяется с газовой магистралью одной или двух тяговых секций локомотива (на чертеже не показано). При переходе на работу с использованием газового топлива газ из баллонов 4 поступает по газопроводу 7 в газовые коллекторы 8 и далее в устройства 5 газоподготовки и газорегулирования, откуда с заданной температурой и давлением с помощью устройств соединения 9 направляется в газовую систему локомотива.

При движении с локомотивом тендер испытывает различные динамические нагрузки.

Продольные нагрузки воспринимают основания 10 блоков 3, передающие усилия на раму 2, а также верхние пояса 11, которые передают усилия на раму 2 тендера через растяжки 13 и стойки 14. Конструкция растяжек 13 позволяет отрегулировать их длину для равномерного распределения усилий.

Стойки 14 передают на раму 2 локомотива как продольные, так и поперечные усилия благодаря тому, что расположены по смежным сторонам треугольных оснований 10 из верхних поясов 11 блоков 3 наклонно продольной плоскости симметрии рамы 2.

Вертикальные усилия воспринимаются основаниями 10 блоков 3 и передаются на раму 2 тендера симметрично его продольной и поперечной осей.

Конструкция всех указанных выше элементов тендера обеспечивает компактность, стабильность и долговечность установки баллонов сжатого газа на тендере в условиях эксплуатации.

Наиболее целесообразным решением представляется использование в качестве экипажа газобаллонного тендера доработанных экипажных частей секций локомотивов, оборудованных газовым двигателем, так как образуется единый тяговый сцеп, максимально унифицированный по кузову и тележкам, с переходными устройствами, с элементами соединения цепей управления.

Применение на тендере тягового привода одной или нескольких осей с питанием электродвигателя привода этой оси (осей) от тяговой электропередачи локомотива обеспечивает увеличение тягового усилия за счет использования части массы тендера как дополнительной сцепной массы.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к расположению газового оборудования на тендере для локомотивов, использующих горючий газ в качестве моторного топлива. Технический результат - максимальное использование габаритов экипажа для увеличения объемов транспортируемого газа при гарантированной прочности закрепления баллонов; снижение затрат на обслуживание; уменьшение трудоемкости монтажа и демонтажа, улучшение работы персонала. В тендере локомотива газовые баллоны установлены в блоках, которые состоят из оснований и верхних поясов, имеющих в поперечном сечении форму равносторонних треугольников. Блоки расположены вдоль рамы тендера, и вершины смежных блоков обращены в противоположные стороны. Основания закреплены на раме, а верхние пояса связаны с рамой посредством стоек и регулируемых растяжек. Причем верхние пояса между собой скреплены попарно смежными сторонами вдоль продольной оси тендера. Газовые баллоны расположены горловиной вверх и соединены между собой и с газовыми коллекторами газопроводами с возможностью выемки каждого баллона и блока в целом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Тендер газовый локомотива, содержащий опирающуюся на тележки раму, на которой закреплены объединенные в блоки баллоны сжатого газа, соединенные газовыми коллекторами между собой и с устройствами газоподготовки и газорегулирования, средства взрывопожаропредупреждения и защиты, устройства соединения с газовой системой локомотива, отличающийся тем, что газовые баллоны установлены в содержащих не менее трех установочных мест блоках, состоящих из оснований и верхних поясов, имеющих в поперечном сечении форму равносторонних треугольников, которые расположены вдоль рамы тендера так, что вершины треугольников смежных блоков обращены в противоположные стороны, при этом основания закреплены на раме тендера, верхние пояса связаны с ней посредством установленных наклонно к продольной и поперечной осям тендера стоек и регулируемых растяжек, а также скреплены между собой попарно смежными сторонами вдоль продольной оси тендера, горловины газовых баллонов установлены вверх и соединены газопроводами между собой и с газовыми коллекторами с возможностью отключения и выемки каждого баллона и блока баллонов в целом, а устройства газоподготовки, газорегулирования и соединения тендера с газовой системой локомотива размещены по обеим его концевым частям. 2. Тендер по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одна из осей тележек тендера выполнена приводной от тяговой передачи локомотива. 3. Тендер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что блоки газовых баллонов, устройства газоподготовки и газорегулирования, газовые коллекторы, средства взрывопожаропредупреждения и защиты размещены в экипажной части секции локомотива аналогичной с ним сцепляемой.