ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РЕЛЬСОВЫЙ ТОРМОЗ Российский патент 2003 года по МПК B61H7/08 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более точно к тормозным устройствам подвижного состава.

Известны электромагнитные рельсовые тормоза (ЭМРТ), содержащие магнитопроводы, каждый из которых образован двумя сердечниками, установленными с зазором в ярме, при этом сердечники снабжены полюсными наконечниками, и катушку обмотки, охватывающую ярма магнитопроводов и расположенную в каркасе (см. , например, а.с. СССР, MПK B 61 H 7/08, 334108, 1969 г. и 518404, 1975 г.).

Недостаточная эффективность работы - недостаток данных ЭМРТ.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является электромагнитный рельсовый тормоз, содержащий магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками, установленными с зазорами в ярме, при этом сердечники снабжены полюсными наконечниками, прикрепленными к ним, и катушку обмотки, охватывающую ярма магнитопроводов и расположенную в каркасе (см. а.с. СССР, MПK В 61 Н 7/08, 740578, 1980 г.). Данный электромагнитный рельсовый тормоз выбран нами в качестве прототипа.

Полюсное деление ЭМРТ в поперечном направлении мало, и при больших воздушных зазорах между полюсными наконечниками и рельсами магнитный поток не пересекает рельсы, что приводит к увеличению времени ЭМРТ к работе, снижению эффективности его эксплуатации и невозможности использования его в качестве вихретокового тормоза. Это - недостатки прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков и разработка электромагнитного рельсового тормоза, развивающего большие усилия притяжения между индуктором ЭМРТ и рельсом, имеющего меньшее время подготовки к работе и способного работать в качестве вихретокового тормоза.

Решение технической задачи достигается тем, что в электромагнитном рельсовом тормозе, содержащем магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками, установленными с зазорами в ярмах, при этом сердечники снабжены полюсными наконечниками, прикрепленными к ним, например, при помощи болтов, и катушку обмотки, охватывающую ярма магнитопроводов и расположенную в каркасе, согласно изобретению в Г-образных сердечниках выполнены отверстия, имеющие в поперечном сечении прямоугольную форму, сквозь которые пропущены стержни из магнитопроводящей резины, при этом витки катушки обмотки состоят из проводников, которые при прямом ходе намотки расположены вначале над ярмами первой части магнитопроводов, а затем - под ярмами второй части магнитопроводов, а при обратном ходе намотки проводники катушки вначале расположены над ярмами второй части магнитопроводов, а затем - под ярмами первой части магнитопроводов.

Выполнение отверстий в Г-образных сердечниках, размещение в них стержней из магнитопроводящей резины и порядок намотки катушки обмотки ЭМРТ, при котором при прямом ходе намотки проводники обмотки расположены вначале над ярмами первой части магнитопроводов, а затем - под ярмами второй части магнитопроводов, а при обратном ходе намотки проводники катушки обмотки вначале расположены над ярмами второй части магнитопроводов, а затем - под ярмами первой части магнитопроводов, являются конструктивными признаками, составляющими новизну данного технического решения.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает поперечное сечение электромагнитного рельсового тормоза;
фиг.2 схематично показывает вид спереди магнитопроводов ЭМРТ, ярма которых охватываются проводниками катушки обмотки. На фиг.2 штриховыми линиями изображен путь замыкания магнитного потока электромагнитного рельсового тормоза в продольном направлении;
фиг. 3 схематично представляет вид магнитопроводов ЭМРТ в аксонометрии. Здесь виден порядок намотки витков катушки обмотки (на примере расположения одного витка). На фиг.3 штриховыми линиями обозначены пути замыкания магнитного потока ЭМРТ в поперечном направлении. На этом чертеже не показаны зазоры в ярмах магнитопроводов, отверстия в сердечниках и пропущенные через них стержни из магнитопроводящей резины.

Электромагнитный рельсовый тормоз (фиг. 1) содержит магнитопровод 1, образованный двумя Г-образными сердечниками 2, установленными с зазором в ярме. Сердечники 2 снабжены полюсными наконечниками 3, прикрепленными к ним, например при помощи болтов (на фиг.1 не показаны). Катушка обмотки 4 охватывает ярма магнитопроводов и расположена в каркасе 5. В сердечниках 2 выполнены отверстия 6, имеющие в поперечном сечении прямоугольную форму, в которых размещены cтержни 7, изготовленные из магнитопроводящей резины и объединяющие сердечники ЭМРТ в единую магнитную систему. Заметим, что форма отверстий в сердечниках магнитопроводов и, соответственно, форма поперечного сечения стержней из магнитопроводящей резины могут быть и иными, например круглыми или трапецеидальными.

На фиг. 2 схематически представлен вид спереди электромагнитного рельсового тормоза, вокруг ярм магнитопроводов 1 намотана катушка обмотки 4, состоящая из одного витка (в этом случае чертеж не затемняется и отчетливо виден порядок намотки). Стержни 7 из магнитопроводящей резины проходят через все магнитопроводы 1. По стержням 7 магнитный поток ЭМРТ замыкается в продольном направлении (силовая линия этого потока обозначена штриховой линией 8). Северные и южные полюса магнитопроводов обозначены соответственно символами "N" и "S", а направление тока в проводниках катушки 4 показано стрелками. На фиг.2 видно, что при первом ходе намотки проводник обмотки вначале расположен над ярмами первой части магнитопроводов, а затем - под ярмами второй части магнитопроводов. При обратном ходе намотки проводник катушки 4 проходит вначале над ярмами второй части магнитопроводов 1, а затем - под ярмами первой части магнитопроводов. В этом случае в продольном направлении первая и вторая часть магнитопроводов имеют противоположную полярность (фиг. 2), что определяется по правилу "буравчика".

На фиг.3 ЭМРТ изображен схематически в аксонометрии. Штриховыми линиями 9 показаны пути, по которым замыкается магнитный поток в поперечном направлении в каждом магнитопроводе. Остальные обозначения те же, что и фиг.1 и 2.

Рассмотрим принцип действия предложенного электромагнитного рельсового тормоза.

При опускании ЭМРТ на рельс при помощи, например, пневмоцилиндров и подключении катушки его обмотки к источнику постоянного напряжения по обмотке потечет ток, создающий магнитодвижущую силу, под действием которой возникает магнитный поток, составляющие которого будут замыкаться в продольном (фиг.2) и в поперечном (фиг.3) движению транспортного средства (поезда) направлениях. Пути замыкания магнитного потока обозначены штриховыми линиями 8 и 9 (фиг. 2 и фиг. 3). При прохождении магнитного потока через рельс последний намагничивается и притягивается к полюсным наконечникам ЭМРТ. Поскольку магнитный поток замыкается в продольном и поперечном направлениях, усилие притяжения ЭМРТ к рельсу увеличивается, а длина тормозного пути поезда сокращается, т. е. электромагнитный рельсовый тормоз работает эффективнее. Кроме того, из-за значительной величины полюсного деления электромагнитного рельсового тормоза в продольном направлении (фиг.2) силовые линии продольного магнитного потока начинают пересекать рельс (через большой воздушный зазор) сразу же после подачи тока в катушку обмотки. При этом создаются усилия притяжения между ЭМРТ и рельсом, что уменьшает время подготовки тормоза к работе, он быстрее прижимается к рельсу и начинает тормозить поезд. Если не использовать пневмоцилиндры для прижатия включенного электромагнитного тормоза к рельсу, то ЭМРТ превращается в вихретоковый тормоз, т.к. продольный магнитный поток будет пересекать рельс и при больших воздушных зазорах, т. е. у него появляется еще одна дополнительная функция. Магнитопроводящая резина содержит включения из ферромагнитных опилок или окислов железа. При использовании в конструкции ЭМРТ стержней из магнитопроводящей резины для создания путей для замыкания магнитного потока в продольном направлении снижаются потери энергии, и эффективность работы тормоза возрастает за счет увеличения силы притяжения между ЭМРТ и рельсом. Это дополнительно приводит к уменьшению длины тормозного пути.

За счет создания пути для прохождения магнитного потока дополнительно и в продольном направлении, что обусловлено способом намотки катушки обмотки ЭМРТ и использованием магнитопроводящих резиновых стержней, достигнуто снижение времени подготовки тормоза к работе, увеличение усилий притяжения между тормозом и рельсом (повышена эффективность ЭМРТ) и возможность его использования в качестве вихретокового тормоза. Все это позволяет избежать недостатков, присущих прототипу.

Изобретение относится к железнодорожному и промышленному транспорту. Электромагнитный рельсовый тормоз содержит магнитопровод, в сердечниках которого выполнены отверстия, имеющие в поперечном сечении прямоугольную форму, сквозь которые пропущены стержни из магнитопроводящей резины. На ярмах магнитопроводов размещена катушка обмотки, расположенная в каркасе. Катушка обмотки состоит из проводников, которые при прямом ходе намотки расположены вначале над ярмами первой части магнитопроводов, а затем - под ярмами второй части магнитопроводов. При обратном ходе намотки проводники катушки обмотки вначале расположены над ярмами второй части магнитопроводов, а затем - под ярмами первой части магнитопроводов. Технический результат - повышение эффективности электромагнитного рельсового тормоза, снижение времени подготовки тормоза к работе и возможность использования в качестве вихретокового тормоза. 3 ил.

Электромагнитный рельсовый тормоз, содержащий магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками, установленными с зазором в ярме, при этом сердечники снабжены полюсными наконечниками, прикрепленными к ним, например, при помощи болтов, и катушку обмотки, охватывающую ярма магнитопроводов и расположенную в каркасе, отличающийся тем, что в Г-образных сердечниках выполнены отверстия, имеющие в поперечном сечении прямоугольную форму, сквозь которые пропущены стержни из магнитопроводящей резины, при этом витки катушки обмотки состоят из проводников, которые при прямом ходе намотки располагаются вначале над ярмами первой части магнитопроводов, а затем под ярмами второй части магнитопроводов, а при обратном ходе намотки проводники катушки обмотки вначале располагают над ярмами второй части магнитопроводов, а затем - под ярмами первой части магнитопроводов.