СТАЦИОНАРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОГРЕВА СИСТЕМ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ Российский патент 2005 года по МПК F02N17/06 

Изобретение относится к устройствам обслуживания транспортных средств, оборудованных энергетическими установками с системами охлаждения и обогрева водой, а именно к устройствам для прогрева систем тепловозов железнодорожного транспорта.

Для поддержания допустимой температуры воды, топлива и масла в системах дизеля при длительных отстоях тепловозов и особенно в холодное время года применяют стационарные установки, использующие тепловую энергию котельных установок предприятий.

Такие установки /1/, в общем, состоят из емкости (бойлера) с системой нагрева воды, центробежного насоса и трубопроводов для подвода и отвода горячей воды.

Основным недостатком известных стационарных устройств является то, что не предусматривается поддержание необходимого уровня воды в системе охлаждения дизеля и не обеспечивается полная циркуляция горячей воды через блок дизеля и особенно через системы, удаленные от основного контура охлаждения дизеля, например, через калорифер обогрева кабины тепловоза.

Снижение полноты циркуляции воды через блок дизеля объясняется тем, что в известных установках /1/ циркуляция горячей воды происходит по контуру “Бойлер - Секции холодильника - Расширительный бак - Бойлер”. Также, за счет размещения бойлера ниже уровня заправочного патрубка, наблюдается сброс воды в бойлер, что требует постоянного контроля уровня воды в системе охлаждения и дозаправку после прогрева.

Такие недостатки резко снижают эффективность прогрева и приводят к дополнительным затратам на дозаправку системы водой. Также возможно размораживание удаленных участков системы охлаждения дизеля.

К недостаткам можно отнести и то, что в процессе прогрева энергообеспечение электрических цепей тепловоза предусматривается только от аккумуляторной батареи (АБ).

Задачей настоящего изобретения является достижение полной циркуляции горячей воды через все участки системы охлаждения дизеля, исключение дозаправки системы и использования электроэнергии от АБ.

Поставленная задача решается за счет того, что стационарная установка для прогрева систем тепловозных дизелей, содержащая бойлер с системой нагрева воды от энергии котельной установки, центробежный насос, соединенный с бойлером и напорной магистралью, а также гибкие рукава для подвода и отвода воды из системы охлаждения дизеля в бойлер, причем сливная магистраль соединена с бойлером через перепускной вентиль и дополнительно через дугообразный отвод, вершина которого размещена на уровне воды в расширительном баке системы охлаждения дизеля, и перед основным водяным насосом дизеля во всасывающем трубопроводе установлен промежуточный патрубок с дисковой заслонкой, переводящей систему в положения “Открыто” и “Закрыто”, а также дополнительно установлены подводящий и отводящий патрубки, оборудованные перепускными вентилями и соединительными головками. Энергообеспечение штатной системы прогрева дизельного топлива и подзарядка аккумуляторной батареи осуществляются путем подключения низковольтной электрической цепи тепловоза к внешнему источнику электроэнергии постоянного тока.

Схема стационарной установки на примере прогрева систем дизеля тепловоза показана на чертеже. Установка состоит из бойлера 1 с системой нагрева воды от энергии котельной установки; пароводяного теплообменника 2; паропровода 3; змеевика 4; центробежного насоса 5; электродвигателя переменного тока 6; напорной 7 и сливной 8 магистралей; гибких рукавов 9, 10 с соединительными головками 11, 12; перепускных вентилей 13-16; дугообразного отвода 17; калиброванных элементов 18; внешнего источника электроэнергии постоянного тока 19.

Для полной циркуляции горячей воды через всю водяную систему тепловоза предусматривается установка промежуточного патрубка 20 с дисковой заслонкой 21 и рукояткой с фиксированными положениями “Открыто”, “Закрыто” во всасывающем трубопроводе перед основным насосом 22. Также на тепловозе предусматривается установка подводящего 23 и отводящего 24 патрубков, оборудованных соединительными головками 11, 12 и перепускными вентилями 13, 14.

Размещение бойлера 1, пароводяного теплообменника 2 и насоса 5 с электродвигателем 6 рекомендуется в теплоизолированном помещении, а напорной и сливной магистралей 7, 8 - в закрытой теплоизолированной траншее или на опорах в виде теплотрассы с уклоном 1:200. Вершина дугообразного отвода 17 размещается на уровне воды в расширительном баке системы охлаждения дизеля. С целью возможности прогрева двух и более тепловозов и автоматизации процесса прогрева предусматривается несколько позиций для подвода и отвода горячей воды, а также установка в паропроводе 3 терморегулятора 25 и в патрубке сброса воды 26 регулятора давления воды 27 в напорной магистрали 7.

Стационарная установка функционирует следующим образом.

После самопрогрева систем производится остановка дизеля, подключение цепи управления тепловоза к внешнему источнику электроэнергии 19, перевод рукоятки дисковой заслонки 21 в положение “Закрыто”, подсоединение гибких рукавов 9, 10 к подводящему 23 и отводящему 24 патрубкам, открытие вентилей 13, 14, 28, 29 и подключение электродвигателя 6 к источнику переменного тока. С этого момента обеспечивается циркуляция горячей воды по контуру “Бойлер - Пароводяной теплообменник - Дизель - Водяные секции - Бойлер”, а также циркуляция воды через калорифер кабины тепловоза и топливоподогреватель 30.

При температуре наружного воздуха ниже минус 10 °С будет наблюдаться парафинирование дизельного топлива в баке тепловоза. Такое отрицательное явление исключается путем циркуляции топлива по штатной схеме - “Топливный бак - Топливоподкачивающий насос - Топливоподогреватель - Топливный бак”. При этом отбор электроэнергии для привода топливоподкачивающего насоса 31 обеспечивается, как уже отмечалось, от внешнего источника 19, а при необходимости подзарядки аккумуляторной батареи тепловоза достаточно включить штатный рубильник АБ.

Подогрев моторного масла, слитого в картер, будет осуществляться за счет теплопередачи через металлические элементы блока и картера.

Действия в моменты прекращения прогрева систем тепловоза выполняются в следующем порядке: отключают циркуляцию топлива, подзарядку АБ и энергообеспечение от внешнего источника; перекрывают ранее открытые вентили, кроме вентиля 29; переводят рукоятку дисковой заслонки в положение “Открыто”; производят, при необходимости, дозаправку системы охлаждения водой и в последнюю очередь отсоединяют гибкие рукава 9, 10.

При отсутствии тепловозов на позициях их прогрева, кроме перечисленных операций, производят отключение центробежного насоса 5 и слив воды в бойлер 1 из напорной 7 и сливной 8 магистралей. Для этого открывают вентиль 15 в дугообразном отводе и вентиль 16, установленный в конце теплотрассы, между напорной и сливной магистралями. Далее, за счет уклона магистралей вода самотеком будет сливаться в бойлер.

Таким образом, эффективность стационарной установки достигается за счет обеспечения полной циркуляции горячей воды через блок дизеля и другие параллельные участки водяной системы за счет исключения снижения уровня воды в системе охлаждения дизеля и возможности подключения энергопотребителей тепловоза к внешнему источнику электроэнергии.

Эффективность также достигается за счет обеспечения самослива воды из напорной и сливной магистралей, использования гидроавтоматов для поддержания необходимой температуры и давления воды в напорной магистрали и использования сравнительно недорогой тепловой энергии котельных установок предприятий.

Источники информации

1. А.З.Хомич. Топливная эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1987. - 280 с.

Изобретение относится к устройствам обслуживания транспортных средств, оборудованных энергетическими установками с системами охлаждения и обогрева водой, а именно к устройствам для прогрева систем тепловозов железнодорожного транспорта. Стационарная установка для прогрева систем тепловозных дизелей содержит бойлер с системой нагрева воды от энергии котельной установки, центробежный насос, соединенный с бойлером и напорной магистралью, а также гибкие рукава для подвода и отвода воды из системы охлаждения дизеля в бойлер, сливная магистраль соединена с бойлером через перепускной вентиль и дополнительно через дугообразный отвод, вершина которого размещена на уровне воды в расширительном баке системы охлаждения дизеля, и перед основным водяным насосом дизеля во всасывающем трубопроводе установлен промежуточный патрубок с дисковой заслонкой, переводящей систему в положения “Открыто” и “Закрыто”, а также дополнительно установлены подводящий и отводящий патрубки, оборудованные перепускными вентилями и соединительными головками. Энергообеспечение штатной системы прогрева дизельного топлива и подзарядка аккумуляторной батареи осуществляются путем подключения низковольтной электрической цепи тепловоза к внешнему источнику электроэнергии постоянного тока. Изобретение обеспечивает циркуляцию горячей воды через все участки системы охлаждения дизеля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стационарная установка для прогрева систем тепловозных дизелей, содержащая бойлер с системой нагрева воды от энергии котельной установки, центробежный насос, соединенный с бойлером и напорной магистралью, а также гибкие рукава для подвода и отвода воды из системы охлаждения дизеля в бойлер, отличающаяся тем, что сливная магистраль соединена с бойлером через перепускной вентиль и дополнительно через дугообразный отвод, вершина которого размещена на уровне воды в расширительном баке системы охлаждения дизеля, и перед основным водяным насосом дизеля во всасывающем трубопроводе установлен промежуточный патрубок с дисковой заслонкой, переводящей систему в положения “Открыто” и “Закрыто”, а также дополнительно установлены подводящий и отводящий патрубки, оборудованные перепускными вентилями и соединительными головками.2. Установка, по п.1, отличающаяся тем, что энергообеспечение штатной системы прогрева дизельного топлива и подзарядка аккумуляторной батареи осуществляются путем подключения низковольтной электрической цепи тепловоза к внешнему источнику электроэнергии постоянного тока.