СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА И/ИЛИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НА ХОДОВЫХ ЧАСТЯХ ПОЕЗДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2010 года по МПК B61K13/00 B60S3/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способам и устройствам для удаления льда с ходовых частей скоростного поезда специальным горячим антиобледенительным раствором и создания защитной пленки от их обледенения.

Обледенение создает головную боль для машинистов поездов во всех холодных странах. В течение зимы кучи льда и снега собираются на шасси и колесах. Это может повредить сцепление между вагонами, а также безопасность аварийных компонентов, таких как тормоза и опоры. Удаление льда горячим воздухом является одним из обычных способов, используемых на железной дороге, но транспортировка поезда в депо и выгон его, после удаления льда горячим воздухом, может занять 10 часов и огромного потребления энергии, т.к. воздух является наихудшим средством передачи энергии и тепла. С ростом требований для высокоскоростного железнодорожного транспорта обеспечение эффективного антиобледенения становится даже более критичным, т.к. лед наращивается быстрее, при этом скорость поезда падает, потенциально разрушая другие свойства, вызывая повреждения - не говоря уже об увеличении риска, вызывающего механическое разрушение самого поезда. Уменьшение времени нахождения поезда в пути создало возможность решать эту задачу путем предотвращения нарастания льда во время движения поезда, за счет нанесения на ходовую часть поезда антиобледенительного состава. Способы удаления льда могут включать в себя и использование механического скребка. Механические скребки часто используются для удаления прилипшего к поверхности объекта льда. Однако механические скребки часто бывают ручными и неудобны в использовании. Кроме того, механические скребки не всегда эффективно удаляют лед и могут повреждать поверхность, к которой прилип лед.

Проблема удаления льда значительно ранее возникла в авиационной промышленности при эксплуатации авиационной техники (самолетов, вертолетов, авиационных газотурбинных двигателей и т.п.), а также при эксплуатации газовых перекачивающих агрегатов (ГПА), поэтому в этих областях техники накоплен определенный уровень знаний, позволяющий решить конкретные проблемы борьбы с обледенением. Несвоевременное удаление льда с поверхности объекта может, в принципе, иметь катастрофические последствия. Например, перегруз за счет льда на самолете в полете может снизить подъемную силу самолета и нарушить правильную работу некоторых узлов самолетов, вертолетов и другой авиационной техники. Другой пример включает нарастание льда на ветровом стекле автомобиля, если лед не удалить, видимость для водителя может ухудшиться настолько, что он не сможет вести машину.

Известно изобретение (патент РФ №2226481), который относится к авиации, в частности к противообледенительным системам летательных аппаратов, и может быть использовано для удаления и предотвращения образования льда, например, на лопастях несущего и рулевого винтов. Электротепловая противообледенительная система содержит теплоэлектрические нагреватели, соединенные последовательно с тиристорными ключами. Теплоэлектрические нагреватели смонтированы в виде пар, соединенных проводниками в концевой части лопасти, при этом каждая последующая пара нагревателей охватывает предыдущую пару. Нагреватели имеют переменное сопротивление по всей длине лопасти. Для контроля исправности системы установлены трансформаторы тока, обмотки которых соединены с операционными усилителями. Подача питания к нагревателям осуществляется блоком управления по циклограмме с выдержкой времени между циклами, зависимой от температуры наружного воздуха. Технический результат заключается в снижении веса и повышении надежности противообледенительной системы.

Известен способ и устройство для удаления льда с поверхности, которое относится к технике нагревания льда и снега, а также изменения адгезионной прочности льда при его контакте с объектами. В одном из вариантов система, осуществляющая изменение адгезионной прочности прилипшего к поверхности объекта льда, включает в себя электрод, электрически изолированный от объекта, и источник постоянного тока, например батарею, подключенный к объекту и электроду. Предпочтительно имеется электроизоляционный материал, расположенный между объектом и электродом. В еще одном варианте на объект нанесен сегнетоэлектрический, диэлектрический с потерями, ферромагнитный или полупроводниковый материал. Электромагнитная энергия вызывает генерирование тепла покрытием, приводящее к таянию льда и снега (Патент РФ №2234781).

Известен способ противообледенения и микроволновая антиобледенительная система самолета [Патент США №5615849, кл. B64D 15/00, опубл. 01.04.1997], в которой конструктивные элементы ЛА в подверженных опасности обледенения зонах поверхности нагревают до температур таяния льда. Микроволновая энергия, получаемая от микроволнового генератора, поглощается специальной тепловой поглощающей трубкой, находящейся в предкрылке аэродинамической поверхности. Затем полученную микроволновую энергию преобразуют в тепловую посредством той же поглощающей трубки. Для наиболее эффективного преобразования микроволновой энергии в тепловую на внутреннюю поверхность трубки наносят специальное покрытие, обладающее высокими абсорбционными свойствами, и устанавливают зеркало-изолятор. Затем тепловыми трансферными рулями тепловую энергию передают к конструктивным элементам ЛА, например к обшивке переднего фронта крыла, или к другой аэродинамической поверхности, ротору ЛА и т.д. Температуру этих элементов поддерживают на постоянном уровне так, чтобы она была существенно выше температуры замерзания. Таким образом, осуществляют нагрев конструктивных элементов ЛА, позволяя предотвратить их обледенение.

Известны технические решения, которые относятся к антиобледенительным системам, применяемым в газоперекачивающих агрегатах. Устройства предназначены для автономного определения наличия условий обледенения входных устройств газоперекачивающих агрегатов. В горизонтальном воздушном канале, установленном на входе всасывающего вентилятора или на входном воздушном канале комплексного воздухоочистительного устройства (КВОУ), помещают датчик сигнализатора обледенения косвенного действия, состоящего из датчика полной водности и датчика температуры наружного воздуха (патент РФ №2200860) или датчика температуры наружного воздуха и датчика теплового потока, установленного перпендикулярно набегающему воздушному потоку (патент РФ №44636). При появлении сигналов о том, что обледенение превышает некоторое пороговое значение и температура наружного воздуха ниже, например, +5°С, выдается сигнал "Обледенение" и автоматически включается противообледенительная система входного устройства газоперекачивающего агрегата, которая за счет дополнительного нагрева входного канала удаляет образовавшееся лед.

Таким образом, современные системы для удаления льда включают в себя электрические нагреватели, которые подают энергию на резистивные элементы для генерации тепла, чтобы непосредственно и пропорционально растапливать весь лед с поверхности, контактирующей с электрическими нагревателями. Общим недостатком вышеуказанных устройств является сложность применения их на железнодорожном транспорте, т.к. антиобледенительную систему невозможно смонтировать на ходовых тележках поезда или на подвесных системах его, имеющих сложную конфигурацию. Это обуславливает применение внешней системы обледенения, размещаемой не на самом поезде, а в зоне обработки состава.

Другие известные системы включают в себя химические растворы для реализации химических реакций для термического растворения льда. Химическую защиту от обледенения регулярно применяют во время зимнего сезона для безопасности движения на дорожных магистралях. Однако химические растворы могут термически растворять лед, но не действуют в течение длительного времени и создают нежелательные условия для окружающей среды. Эти системы могут быть неэффективны, поскольку стремятся растопить весь лед, поэтому разработка композиций, обладающих экологически чистыми свойствами и эффективным действием для предотвращения обледенения, проводилась во всем мире.

Известны композиции на основе гликоля или глицерина, предназначенные для устранения или предотвращения обледенения самолетов. В эти жидкости добавлены загустители в виде некоторых полимеров, содержащих макромономеры, несущие гидрофобные фрагменты, которые загущают вышеуказанные жидкости, при этом процесс загустевания протекает по ассоциативному механизму. Эти жидкости обладают улучшенной термостабильностью и потому находят более широкое применение в качестве антиобледенителей (которые хранят и используют при повышенных температурах). Поскольку самолетные жидкости нашли применение как в виде продуктов для устранения, так и для предупреждения обледенения, то иногда их упоминают под общим названием "самолетные жидкости универсального назначения" (УСЖ) (патент РФ №2183216).

Гликоли давно используют в водных растворах различной концентрации в качестве антиобледенителей, которые наносят распылением на поверхность самолета для удаления с нее отложений из снега, льда, крупы и инея. Такие гликолевые жидкости для устранения обледенения самолетов, как правило, применяют в нагретом состоянии для того, чтобы более эффективно разрушить сцепление поверхности со льдом или расплавить снег. Типичный жидкий антиобледенитель для самолетов состоит из смесей щелочного гликоля (обычно этиленгликоля, пропиленгликоля и/или диэтиленгликоля) и воды (в качестве растворителя), взятых приблизительно в равном весовом соотношении и имеющих рН 7,3-9,0. Эти жидкости содержат ионные ингибиторы коррозии, антипирены и поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые способствуют смачиванию поверхности самолета во время операции распыления. После такой обработки УСЖ остается на поверхности самолета в виде пленки, чтобы в дальнейшем служить уже в качестве антиобледенителя, который обеспечивает продолжительную антифризную защиту и задерживает последующее образование или нарастание отложений снега, льда, снежной крупы или инея на поверхности самолета. Одни и те же самолетные жидкости в различных концентрациях можно с успехом применять как для удаления, так и для предупреждения обледенения (патент США №5461100).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ удаления льда и антиобледенительная система, которые используются на железнодорожном транспорте в Норвегии и Швеции. Информация опубликована в журнале «Железные дороги», январь 2009 г., с.24-25 (оригинал и перевод прилагается).

Скандинавская система удаления льда использует нагретый пропиленгликоль, который распыляется при низком давлении на лед, образовавшийся на раме поезда. Антиобледенительный раствор состоит из 45-55 вес.% пропиленгликоля и 55-45 вес.% воды. Используемая жидкость автоматически собирается в три поддона, затем подается на очистку через патронные фильтры, имеющиеся внутри системы, для рециркуляции. Отработанные продукты расплавленного льда, такие как тяжелые металлы и нефть, собираются в патронных фильтрах и отправляются дальше на разрушение и дальнейшее использование. Эффективность процесса такова, что фактически весь раствор пропиленгликоля может быть рециркулирован полностью. Система состоит из двух 20-футовых емкостей, коллекторов с приблизительно 100 распыляющих форсунками. Система оборудована встроенными нагревателями, которые потребляют максимум 100 кВт на полной мощности обледенителя. Это достаточно на вагон и занимает ровно день для их установки. Система нуждается в недорогой инфраструктуре и желательно иметь вблизи водоснабжение. Вся система может быть размещена на коротком расстоянии прямо на пути и не нуждается в закрытом помещении (депо). Так как температура антиобледенительного раствора поддерживается в пределах 70-80°С, то происходит испарение раствора и концентрация его изменяется, поэтому периодически контролируют ее и добавляют воду.

Система работает следующим образом. Когда поезд приближается к месту размещения системы антиобледенителя, машинист входит в кабину поезда для того, чтобы оператор имел возможность вести учет всех вагонов, проходящих через систему обледенения. При подходе первого вагона поезда быстро включается первый ультразвуковой датчик системы обледенения. Когда вагон полностью займет участок пути, сработает второй датчик, система подачи обледенительного раствора включается на полную мощность, распыляя 1200 литров гликоля в минуту. После первого вагона далее последовательно проходят следующие вагоны. Когда последний вагон поезда пройдет датчик в конце антиобледенителя, система сама автоматически отключает подачу раствора, и так в течение каждого часа, т.к. на обработку одного поезда достаточно 30 минут. Можно также управлять процессом вручную. После очистки поезда ото льда осуществляют его профилактику. Для этого поезд с определенной скоростью без остановки проходит через антиобледенитель и обдается струями антиобледенительного раствора, чтобы на его поверхности образовался слой антифриза. Это позволяет в течение нескольких часов предотвратить образование льда на ходовых частях и на поверхностях вагонов.

Скандинавский антиобледенитель имеет встроенные GSM - модули, которые контролируют систему и выдают сообщение, когда управление необходимо. Это позволяет свести время обслуживания к минимуму. Системе обычно требуется всего 20 минут обслуживания в неделю, но патронные фильтры должны быть заменены при каждом случае такой необходимости. Несмотря на то что антиобледенение ходовых частей поезда является основным применением обледенителя, он может также быть использован для поддержки чистоты поверхностей вагонов от снега, а также различных видов транспортных средств, на которых может происходить быстрое наращивание льда, если остаться к нему безразличным. Для этого длинные полосы брызг могут быть позиционированы на 2,5 м выше уровня земли, но чтобы это сделать, система должна быть сконструирована для аналогичных операций, независимо от оператора. Возможно также поддержание полезного обледенения раньше, чем оно намечено, при этом управление может быть совершено быстрее, сокращая время выхода поезда из зоны обслуживания системы.

Эта противообледенительная система имеет ряд преимуществ по сравнению с ранее применяемыми на железной дороге способами и устройствами, а именно:

- экологически чистая, быстрая и эффективная и полностью автоматизированная система;

- отсутствие постоянного воздействия на рельсы и железнодорожное полотно;

- удобство в эксплуатации и безопасность обслуживания.

Однако указанная система антиобледенения и/или нанесения защитного антиобледенительного слоя имеет ряд недостатков, а именно:

- подача дорогого антиобледенительного раствора происходит непрерывно в течение всего времени нахождения поезда в зоне размещения системы антиобледенителя, причем расход антиобледенительного раствора не зависит от вида обработки, т.е. удаление льда или нанесение защитного слоя для профилактики;

- форсунки для подачи антиобледенительного раствора расположены по всей длине поддонов, т.е. полностью обрабатываются боковые и нижние поверхности вагонов поезда;

- режим работы форсунок не меняется в зависимости от процесса удаления льда или профилактики.

В результате технико-экономические показатели системы снижаются, т.к. происходит огромный перерасход дорогого антиобледенительного раствора и энергии.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства для его реализации, обеспечивающего оптимальные технико-экономические показатели процесса удаления льда, в основном с ходовых частей скоростного поезда, и предотвращения его образования в течение нескольких часов нахождения поезда в пути посредством нанесения на ходовые тележки вагонов поезда защитного антиобледенительного слоя.

Технический результат достигается за счет того, что в известный способ, включающий приготовление антиобледенительного раствора заданной концентрации, подогрев его до заданной температуры и подачу на форсунки для удаления образовавшегося льда с вагонов поезда, с последующим нанесением антиобледенительного слоя на их поверхности, при нахождении поезда в зоне размещения системы антиобледенителя, контроль и поддержание температуры и концентрации антиобледенительного раствора, сбор отработанного раствора в поддонах, расположенных на шпальной решетке железнодорожного полотна и снаружи его, последующую фильтрацию загрязненного антиобледенительного раствора, с возвратом очищенного раствора в процесс, а твердой фазы на переработку, внесены изменения, а именно:

- подача антиобледенительного раствора в режиме удаления льда и нанесения защитного слоя осуществляется через разные форсунки, которые размещены на раздельных коллекторах в зоне ходовых тележек вагона;

- подача антиобледенительного раствора в режиме удаления льда осуществляется периодически, только после удаления предыдущего вагона из зоны антиобледенителя и установки следующего вагона, пока не пройдет последний вагон поезда;

- сопла форсунок для подачи антиобледенительного раствора на каждом из коллекторов расположены под разными углами, создавая факелы брызг с разными телесными углами и дисперсностью.

Периодическая подача антиобледенительного раствора на наиболее ответственные узлы вагона, которыми являются ходовые тележки, позволила уменьшить затраты дорогого антиобледенительного раствора, а разделение коллекторов - изменить режим работы форсунок и их количество в зависимости от вида обработки поверхности.

Необходимость разделения форсунок на рабочие (режим удаления льда) и профилактические (нанесение защитного слоя) позволяет изменить параметры процесса, т.к. при профилактике не требуется большой мощности струи для создания защитного слоя, а необходимо обеспечить лишь достаточную адгезию антиобледенительного раствора на поверхностях ходовых частей поезда.

Угол наклона форсунок выбран на основании анализа результатов экспериментов и соответствует наиболее эффективному протеканию процесса удаления льда и нанесения защитного слоя на ходовые части тележек.

Соответственно, в известную систему антиобледенителя, включающую емкость для приготовления исходного раствора, снабженную электронагревателем и датчиками контроля за температурой, концентрацией и уровнями раствора, соединенную через насосы и запорную арматуру с коллектором, на котором установлены форсунки для подачи антиобледенительного раствора, датчики контроля нахождения поезда в зоне антиобледенителя, размещенные вдоль железнодорожного пути в зоне антиобледенителя, соединенные с системой управления подачей антиобледенительного раствора, поддоны для сбора отработанного загрязненного раствора, расположенные на решетке железнодорожного полотна и снаружи его, фильтры для очистки загрязненного раствора, один из выходов которых соединен с емкостью для приготовления исходного раствора, внесены изменения, а именно:

- установлены дополнительные датчики контроля положения ходовых тележек вагонов поезда в зоне антиобледенителя, соединенные с системой управления подачей антиобледенительного раствора;

- введен дополнительный коллектор с размещенными на нем форсунками, соединенный посредством напорного насоса и запорной арматуры с дополнительным выходом емкости приготовления антиобледенительного раствора;

- форсунки на основном коллекторе размещены в зоне нахождения вагонных тележек поезда, с возможностью направления струй на внутреннюю и внешнюю поверхности ходовых тележек вагонов поезда, а на дополнительном коллекторе - только в зоне одной из ходовых тележек вагона;

- введена резервная емкость для хранения антиобледенительного раствора, соединенная с одним из входов емкости приготовления антиобледенительного раствора.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и чертежами.

На фиг.1. показано размещение модуля антиобледенителя и поддонов относительно железнодорожного полотна.

На фиг.2 приведена технологическая схема, поясняющая работу антиобледенителя.

На фиг.3 приведено схематическое положение вагона скоростного поезда и размещение коллекторов для подачи рабочего и профилактического антиобледенительного растворов.

На фиг.4 показано конструктивное расположение рабочих и профилактических форсунок по высоте и угол наклона их сопел.

На фиг.1 изображен контейнер 1, причем это может быть один 40-футовый контейнер, в левой части (1а) которого размещается емкостное оборудование с соответствующими нагревателями и датчиками КИПа, а в правой (1б) - насосы, запорная арматура и система управления подачей антиобледенительного раствора. Возможно выполнение в виде двух 20-футовых контейнеров с аналогичным размещением оборудования. На фиг.1 также показан железнодорожный путь 2, снаружи которого установлены боковые поддоны 3 для сбора загрязненного раствора и центральный поддон 4, установленный на решетке железнодорожного полотна. Длина поддонов должна несколько превышать длину железнодорожного вагона поезда.

Технологическая схема антиобледенителя (фиг.2) включает емкость 5 для приготовления исходного антиобледенительного раствора, электронагреватель 6, резервную емкость 7 для корректировки концентрации исходного раствора, фильтры 8 грубой очистки, насосы 9, причем 9.1 - напорный насос, а 9.2 - для циркуляции исходного раствора и 9.3 - вспомогательный насос откачки загрязненного раствора, трубопроводы с установленными на них вентилями, причем приняты следующие обозначения: КА означает автоматический электромагнитный клапан, КШ - шаровой клапан, а без обозначения - ручной вентиль. На фиг.2 показаны также патронные фильтры 11 тонкой очистки, выходы которых соединены с входом емкости 5.

На фиг.3 условно показано положение вагона и его ходовых тележек, а также условное место размещения (по высоте) датчиков, контролирующих движение поезда в зоне антиобледенителя (а, с, е) и датчиков (b, d) контроля положения ходовых тележек очередного вагона поезда, а также основной коллектор 14 и вспомогательный 15, на которых, в зоне ходовых тележек вагона, расположены форсунки 12 и 13.

Фиг.4 не требует пояснений, т.к. на ней показано уже ранее упомянутое оборудование.

Система антиобледенителя предусматривает работу в двух режимах, которые осуществляются последовательно: удаления льда с ходовых тележек поезда и нанесения защитного слоя. Однако необходимость осуществления режима удаления льда не всегда является обязательной, поэтому в системе предусмотрена возможность определения выбранного режима работы системы, т.к. режим удаления льда характеризуется временной остановкой состава в зоне антиобледенителя, а в режиме нанесения защитного слоя состав движется непрерывно с заданной скоростью передвижения. Сигнал о порядке движения состава поступает в систему управления работой антиобледенителя от датчиков положения состава в зоне антиобледенителя.

Работа системы антиобледенителя происходит следующим образом. В емкости 5 приготавливают антиобледенительный раствор, для чего смешивают 50% вес. пропиленгликоля с водой и нагревают раствор с помощью нагревателя 6 до температуры 80-85°С, при постоянной циркуляции раствора, которая осуществляется циркуляционным насосом 9.2. Объем приготавливаемого раствора в переделах 20 м³ (количества, достаточного для осуществления процесса удаления льда и нанесения защитного слоя), причем предельные и рабочий уровни раствора контролируются соответствующими датчиками. При превышении уровня излишек раствора удаляется в резервную емкость 7, имеющую рабочий объем - 5 м³, где ее хранят до использования при корректировке концентрации антиобледенительного раствора в процессе работы системы. В период хранения антиобледенительного раствора поддерживают заданную температуру раствора путем периодического включения обогрева. Периодически измеряют концентрацию раствора в емкости 5 и, при необходимости, осуществляют ее корректировку путем добавки раствора из резервной емкости 7 или непосредственно в емкость 5 подают расчетное количество пропиленгликоля. Подача антиобледенительного раствора для удаления льда с ходовых частей поезда осуществляется в автоматическом режиме по сигналам основных и дополнительных датчиков, которые условно показаны на фиг.3. Датчики положения поезда (а, с, е), работающие на просвет и расположенные на стойках, установленных вдоль железнодорожного полотна на высоте корпуса вагона, выдают сигнал в систему управления, что поезд вошел в зону антиобледенителя и находится в ней. Датчики (б, d), расположенные на стойках, смонтированных на наружном(ых) поддоне(ах) на высоте горизонтальной оси ходовой тележки вагона, выдают сигналы о нахождении вагона в зоне антиобледенителя, при этом первый из них о достижении передней ходовой тележки вагона, а второй о нахождении обеих его тележек в его зоне. Датчик (с) сигнализирует, что поезд продвигается в зоне антиобледенителя. При прохождении ходовой тележкой вагона датчика (d), аналогичного датчику (б), выдается предварительный сигнал на включение подачи антиобледенительного раствора, но сигнал этот выдается с задержкой времени. Задержка времени предусмотрена для того, чтобы определить, какая операция должна производиться : удаление льда или нанесение защитного слоя. Выбор осуществляется по сигналам датчиков контроля положения ходовых тележек (б, d) и датчика (а). Если датчики «б» и «d» сработали, а датчик «а» отключен, т.е. первый вагон прошел его, то это означает, что поезд продолжает движение с заданной скоростью и выбран режим профилактики (нанесение защитного слоя). В этом случае система управления работой антиобледенителя осуществляет подачу антиобледенительного раствора в коллектор 15 и на форсунки 13, причем напорный насос работает на пониженной мощности. После прохождения вагона через датчик (е), установленный в конце зоны антиобледенителя, подача антиобледенительного раствора прекращается, пока следующий вагон не войдет в зону антиобледенителя и не сработает датчик (d), т.е. передняя ходовая тележка следующего вагона достигла его. Процесс подачи антиобледенительного раствора осуществляется аналогично вышеописанному. Поезд проходит зону антиобледенителя со скоростью 1 (один) км/ч. После прохождения им датчика «е» в систему управления поступает сигнал, что состав вышел из зоны антиобледенителя.

Если же имеются сигналы срабатывания всех трех датчиков (а, б и d), это означает, что поезд остановился и выбран режим удаления льда. В этом случае система управления работой антиобледенителя осуществляет подачу антиобледенительного раствора в коллектор 14 и на форсунки 12, расположенные в зоне нахождения обеих ходовых тележек вагона. Подача антиобледенительного раствора осуществляется посредством напорного насоса 9.1, работающего на полной мощности, и запорной аппаратуры. Далее раствор распределяется по отдельным траверсам, на которых в зоне нахождения ходовых тележек вагона установлены форсунки 12, таким образом, что они находятся над каждым поддоном 3 или 4. Время подачи раствора составляет порядка 2 мин, после чего подача раствора прекращается, а вагон удаляется из зоны антиобледенителя, а для удаления льда ставится следующий вагон и т.д. При перемещении очередного вагона срабатывают датчики (b, d) положения ходовых тележек вагона и датчики (а, с) контроля движения вагона в зоне антиобледенителя. После срабатывания всех этих датчиков, система подачи включается и процесс удаления льда происходит аналогично описанному выше. После того, когда с последнего вагона удалят лед, состав из зоны антиобледенителя выходит, о чем сигнализирует датчик «е» положения поезда в зоне антиобледенителя, и система автоматики будет находиться в режиме ожидания подхода следующего поезда.

Независимо от реализуемой операции, отработанный (загрязненный) раствор собирается в боковых 3 и центральном поддонах 4, в которых установлены сигнализаторы предельного уровня. Поддоны соединены как сообщающиеся сосуды, поэтому уровень в них одинаковый. Посредством вспомогательного насоса 9.3 осуществляется откачка загрязненного раствора, который через фильтры грубой очистки 8 поступает в патронные фильтры 11 тонкой очистки. Очищенный раствор через магнитные клапаны 10 и циркуляционный насос 9.2 поступает в емкость 5, т.е. возвращается в процесс. Твердые механические, а также остатки нефтепродуктов, удаляемые с патронов фильтров, поступают на дальнейшую переработку. По мере загрязнения патронных фильтров их необходимо заменять.

Весь процесс удаления льда с поезда и нанесение защитного слоя осуществляется в течение 30 минут. Защитный слой сохраняет свои свойства в пределах 10 часов.

В качестве антиобледенительного раствора могут применяться и другие композиции, включающие гликоли и обладающие противообледенительными свойствами, например, описанные выше в патентах США, приведенных в разделе «Уровень техники».

Предлагаемая система удаления льда и нанесения защитного слоя на ходовые части скоростного поезда имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами и системами, а именно:

- оптимальный расход дорогого антиобледенительного раствора за счет периодического удаления льда с ходовых частей вагонов поезда, размещения форсунок на раздельных коллекторах и выбора угла наклона сопел форсунок, а также оптимизации расхода энергии;

- увеличения срока эксплуатации, т.к. используются различное оборудование и режимы при удалении льда и профилактики, что создает возможность резервирования оборудования.

В настоящее время закончен рабочий проект системы антиобледенителя, а внедрение его предполагается осуществить в 2010 г. на скоростных составах «Сапсан» на Октябрьской железной дороге.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способам и устройствам для удаления льда с ходовых частей поезда и/или создания защитной пленки от их обледенения. Устройство для удаления льда и нанесения защитного слоя на ходовые поверхности поезда включает емкость для приготовления исходного раствора с электронагревателями и датчиками контроля температуры, концентрации и уровня раствора, соединенную через насосы и запорную арматуру с коллектором (14) с форсунками (12) для подачи антиобледенительного раствора. Вдоль железнодорожного пути размещены датчики контроля нахождения поезда в рабочей зоне, соединенные с системой управления подачей антиобледенительного раствора. На шпальной решетке железнодорожного полотна и вне его расположены поддоны для сбора загрязненного раствора. Способ включает приготовление антиобледенительного раствора и подачу его в режиме удаления льда и нанесение защитного слоя через разные форсунки, которые размещены на раздельных коллекторах в зоне ходовых тележек вагона. Антиобледенительный раствор в режиме удаления льда подают периодически после установки следующего вагона. Нанесение защитного слоя осуществляют при прохождении поезда через антиобледенитель с заданной скоростью. Изобретение повышает надежность и снижает затраты. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ удаления льда и/или предотвращение его образования на ходовых частях поезда, включающий приготовление антиобледенительного раствора заданной концентрации, подогрев его до заданной температуры и подачу на форсунки для удаления образовавшегося льда с ходовых частей поезда с последующим нанесением антиобледенительного слоя на их поверхностях при нахождении поезда в зоне размещения системы антиобледенителя, контроль и поддержание температуры и концентрации антиобледенительного раствора, сбор отработанного раствора в поддонах, размещенных на шпальной решетке железнодорожного полотна и снаружи его, последующую фильтрацию загрязненного раствора с возвратом очищенного раствора в процесс, а твердой фазы на переработку, отличающийся тем, что подачу антиобледенительного раствора при удалении льда и нанесении защитного слоя осуществляют через разные форсунки, размещенные в зоне ходовых тележек вагона на раздельных коллекторах и работающих под разным давлением, причем подачу антиобледенительного раствора для удаления льда производят после последовательной установки каждого вагона в зоне антиоблединителя, а нанесение защитного слоя - при прохождении поезда через антиобледенитель с заданной скоростью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сопла форсунок на каждом из коллекторов расположены под разными углами и создают факелы брызг с разными телесными углами и дисперсностью.

3. Устройство для удаления льда и нанесения защитного слоя на ходовые поверхности поезда для реализации способа по п.1, включающее емкость для приготовления исходного раствора, снабженную электронагревателем и датчиками контроля за его температурой, концентрацией и уровнями раствора, соединенную через насосы и запорную арматуру с коллектором с установленными на его траверсах форсунками для подачи антиоблединительного раствора, датчики контроля нахождения поезда в рабочей зоне, размещенные вдоль железнодорожного пути и соединенные с системой управления подачей антиобледенительного раствора, поддоны для сбора загрязненного раствора, расположенные на шпальной решетке железнодорожного полотна и вне его, фильтры для очистки загрязненного раствора, один из выходов которых соединен с емкостью для приготовления исходного раствора, отличающееся тем, что в него для подачи антиобледенительного раствора для нанесения защитного слоя введен дополнительный коллектор, снабженный дополнительными форсунками, размещенными в зоне нахождения ходовой тележки вагона, причем вдоль железнодорожного полотна установлены дополнительные датчики, контролирующие движение поезда в зоне антиобледенителя.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что основной и дополнительный коллекторы соединены с одним напорным насосом, снабженным регулятором мощности.