СПОСОБ СОРТИРОВКИ ВАГОНОВ Российский патент 2003 года по МПК B61B1/00 B61J3/00 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано на сортировочных горках при формировании грузовых составов.

На железных дорогах России насчитывается большое количество сортировочных станций, на которых для формирования грузовых составов используются горки. Маневровым тепловозом надвигают вагон на горку, переваливают его через вершину, после чего вагон спускается под действием собственного веса, при этом скорость спуска вагона регулируют вагонными замедлителями [1].

Этому способу присущи следующие недостатки. Сортировка вагонов сопровождается постоянным перерасходом энергии, обусловленным подъемом вагона на вершину горки и последующим гашением на спуске энергетической высоты, при котором излишки энергии переходят в тепло. При этом на выполнение торможения затрачивается еще дополнительная энергия. Операция торможения приводит не только к механическому износу колесных пар, но и к разрушению последних водородом, возникающим при трении. Известно, что появление "фрикционного" водорода происходит исключительно только при трении, которое сопровождается интенсивным разогревом. Следует заметить, что с повышением влажности возрастает и наводороженность вокруг работающих механизмов, в результате чего сокращается ресурс их работы. Если учесть, что более половины сортировочных станций расположены в зонах с умеренным и суровым климатом, то необходимость борьбы с водородной агрессией становится очевидной. Кроме того, перерасход энергии сопровождается повышенным расходом дизельного топлива, что, в конечном счете, отрицательно сказывается на экологической обстановке окружающей среды.

Прототипом является способ сортировки вагонов, включающий установку рельсового пути с вагоном в наклонное положение, предоставляющее возможность свободного скатывания вагона на сортировочный путь [2].

Недостатком этого способа является его низкая производительность.

Целью изобретения является уменьшение энергетических и материальных затрат, связанных с работами по сортировке вагонов, повышение темпа роспуска составов и снижение вредных выбросов в атмосферу при проведении маневровых работ.

Эта цель достигается тем, что в способе сортировки вагонов, включающем установку рельсового пути с вагоном в наклонное положение, предоставляющее возможность свободного скатывания вагона на сортировочный путь, при установке рельсового пути определяют массу вагона и сопротивление его движению, с учетом которых вагону сообщают потенциальную энергию, равную работе, совершаемой вагоном при перемещении по маршруту, при этом рельсовый путь располагают на высоте, на которой вагон обладает потенциальной энергией, не превышающей по значению работы, совершаемой им при движении на самом коротком пути маршрута. Перед установкой производят временное накопление вагонов. Момент установки выбирают с учетом массы и сопротивления.

Предлагаемый способ включает в себя операции:
- установку рельсового пути с вагоном в наклонное положение, предоставляющее возможность свободного скатывания вагона на сортировочный путь;
- определение в процессе установки массы вагона и сопротивления его движению;
- сообщение вагону потенциальной энергии, равной работе, совершаемой вагоном при перемещении по маршруту;
- выбор момента установки рельсового пути с учетом массы и сопротивления.

При этом рельсовый путь располагают на высоте, на которой вагон обладает потенциальной энергией, не превышающей по значению работы, совершаемой им при движении на самом коротком пути маршрута, а перед установкой производят временное накопление вагонов.

Указанные операции позволяют достичь по сравнению с прототипом следующих преимуществ.

Расположение рельсового пути на высоте, на которой вагон обладает потенциальной энергией, не превышающей по значению работы, совершаемой им при движении на самом коротком пути маршрута, позволяет затрачивать необходимый минимум энергии, к которому затем при необходимости (после определения сопротивления движению вагона и его массы) добавляют потенциальную энергию путем установки рельсового пути в наклонное положение. Исключение перерасхода энергии способствует экономии топлива при сортировке и снижению вредных выбросов в атмосферу при проведении маневровых работ.

Временное накапливание вагонов на спуске позволяет быстро освобождать маневровый тепловоз сразу после перемещения в накопитель всей предназначенной для роспуска группы вагонов. Из накопителя с помощью специального устройства можно производить поштучный спуск вагонов на участок наклона рельсового пути с последующим сообщением им энергетической высоты. Если горку снабдить несколькими накопителями, то спуск вагонов можно производить с учетом маршрута, выбирая из каждого накопителя такой вагон, маршрут которого совпадает с маршрутом вагона, спускаемого в данный момент времени с горки. Это позволит сократить интервалы времени между движущимися в сортировочный парк вагонами и, следовательно, повысить темп роспуска состава.

В процессе установки рельсового пути в наклонное положение можно определять массу вагона и изменять величину наклона, а следовательно, и величину сообщаемой ему потенциальной энергии с учетом определенной массы. Определение массы дает возможность получить более точное значение сопротивления движению вагону, которое является функцией массы вагона, температуры окружающего воздуха, скорости ветра, его направления и т.п. В результате этого уменьшается вероятность столкновения вагонов в сортировочном парке со скоростью, превышающей допустимую, или их преждевременной остановки, т.е. образование "окон" между вагонами.

Выбирание момента установки рельсового пути в наклонное положение с учетом массы и сопротивления дозволяет регулировать временные промежутки между вагонами в процессе их движения по маршруту. Так, например, если выясняется, что предыдущий спускаемый вагон является плохим бегуном, а последующий - хорошим, то следует задержать момент установки рельсового пути в наклонное положение, т.е. момент сообщения потенциальной энергии хорошему бегуну. Это позволит предыдущему вагону, имеющему большую скорость за счет полученной ранее потенциальной энергии, оторваться в процессе движения от последующего вагона. И наоборот, если последующий вагон по сравнению с предыдущим обладает худшими ходовыми качествами, то сообщение ему потенциальной энергии можно начинать немедленно. Оптимальный выбор временных промежутков также способствует повышению темпа роспуска состава.

На чертеже изображена схема сортировочной горки: фиг.1 - расположение вагонов в накопителе; фиг.2 - определение сопротивления движению вагона и его массы; фиг.3 - установка участка рельсового пути в наклонное положение; фиг.4 - подача на участок рельсового пути последующего вагона.

Сортировочная горка с вершиной А содержит участок 1, который может выполнять функцию накопителя, наклоняемый участок рельсового пути - ферму 2, пассивный участок 3. Ферма 2 снабжена подъемным механизмом 4, с помощью которого вагон 5 поднимают на необходимую высоту. Участок 1 может быть снабжен устройством 6, предназначенным для поштучного спуска вагонов.

Способ реализуют следующим образом.

Машинист горочного локомотива подает по надвижному пути (не показан) группу предварительно расцепленных вагонов 5, переваливая их через вершину А сортировочной горки. Поскольку участок 1 имеет небольшой уклон, то вагоны под действием силы веса скатываются и останавливаются устройством 6 поштучного спуска вагонов (фиг.1). После этого локомотив может быть использован по другому назначению, например, отправлен за другой партией вагонов. Отметим, что спуск вагонов можно производить и обычным образом - без накопителя и устройства 6 путем постепенного осаживания вагонов горочным локомотивом.

После этого (по команде диспетчера или автоматически) включают устройство 6, которое пропускает ближний (первый по счету) вагон на ферму 2 горки. После въезда вагона 5 на ферму определяют сопротивление его движению, а также массу вагона, например, по затратам электрической энергии двигателем подъемного устройства при подъеме фермы вместе с вагоном на некоторую высоту (фиг.2).

Далее сообщают вагону потенциальную энергию, равную работе, которую предстоит совершить вагону в процессе движения по маршруту, после чего он набирает скорость и продолжает движение по маршруту до места остановки (фиг. 3).

Возвращают ферму 2 в нижнее исходное положение и вновь подают команду на включение устройства 6, которое пропускает на ферму 2 второй по счету вагон (фиг.4).

Внедрение изобретения уменьшит затраты на сортировку грузовых вагонов, что, в конечном счете, позволит снизить тарифы на грузовые перевозки по железным дорогам.

Источники информации
1. Горочные замедлители/ Автоматика, телемеханика и связь. 3, 1996.

2. А.с. 29495, кл. В 61 J 3/00, 1933 - прототип.

Способ включает установку рельсового пути с вагоном в наклонное положение, предоставляющее возможность свободного скатывания вагона на сортировочный путь. Предусмотрено определение массы вагона и сопротивления его движению, с учетом которых вагону сообщают потенциальную энергию, равную работе, совершаемой вагоном при перемещении по маршруту. Перед установкой рельсового пути производят временное накопление вагонов. Момент установки выбирают с учетом массы и сопротивления. Изобретение позволяет уменьшить энергетические и материальные затраты, связанные с работами по сортировке вагонов, а также повысить темп роспуска составов и снизить выбросы в атмосферу при проведении маневровых работ. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ сортировки вагонов, включающий установку рельсового пути с вагоном в наклонное положение, предоставляющее возможность свободного скатывания вагона на сортировочный путь, отличающийся тем, что при установке рельсового пути определяют массу вагона и сопротивление его движению, с учетом которых вагону сообщают потенциальную энергию, равную работе, совершаемой вагоном при перемещении по маршруту. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед установкой производят временное накопление вагонов. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что момент установки выбирают с учетом массы и сопротивления.