КОММУТАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ ПИТАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2015 года по МПК B61G5/06 H02G11/00 

Изобретение относится к коммутационному оборудованию для подключения линий питания через промежуток между железнодорожными вагонами, содержащее, по меньшей мере, один гибкий силовой кабель и как минимум один гибкий трубопровод для жидкости.

Общей практикой является использование множества сцепленных вместе железнодорожных вагонов или локомотивов. Вагоны могут быть соединены между собой электрически и пневматически для подачи питания между ними и для того, чтобы машинист одновременно мог привести в действие органы управления всех вагонов с одной панели управления.

Электрические соединения между вагонами, а также между токосъемниками соседних вагонов, соответственно, традиционно обеспечиваются разъемными или постоянными соединительными кабелями, установленными на соседних концах сцепленных вагонов.

Для подключения вагонов или токосъемников к цепи поезда, например, к пневматической цепи, соединительные рукава могут быть расположены между соседними вагонами и между соседними пантографами, соответственно. Как и соединительные кабели, соединительные рукава должны быть гибкими, чтобы компенсировать относительные перемещения соседних вагонов. Трубопроводы для жидкости могут служить для управления пневматическими или электропневматическими тормозами вагонов и для включения или подачи питания на пантографы, которые обычно расположены на крыше железнодорожных вагонов.

Коммутационное оборудование типа, описанного выше, не является полностью удовлетворительным в связи с тем, что, в частности, при сцеплении вагонов поезда необходимо вручную подключать большое количество силовых кабелей и трубопроводов для жидкости для соединения электрических цепей и жидкостных контуров. Следовательно, эксплуатация и монтаж известного коммутационного оборудования является громоздким и дорогим.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание улучшенного, удобного в обращении, коммутационного оборудования для электрического и пневматического подключения железнодорожных вагонов или токосъемников поезда.

Данная проблема решается настоящим изобретением в том, что, по крайней мере, один силовой кабель и по крайней мере один трубопровод для жидкости заранее собираются в виде единой целостной конструкции.

Преимущество решения в соответствии с изобретением состоит в сокращении числа частей, которые необходимо монтировать. Решение приводит к созданию целостного коммутационного оборудования с уменьшенным весом. Кроме того, сочетание, по крайней мере, одного силового кабеля и, по крайней мере, одного трубопровода в одном коммутационном оборудовании облегчает обращение и эксплуатацию коммутационного оборудования и позволяет экономить пространство для оборудования на вагоне.

Решение в соответствии с изобретением может любым образом объединяться со следующими более выгодными вариантами воплощения, соответственно, и совершенствоваться в дальнейшем.

Коммутационное оборудование в соответствии с настоящим изобретением может служить для соединения силовых кабелей и трубопроводов, передающих жидкость для пантографов, которые расположены рядом друг с другом, но на разных вагонах. Таким образом, трубопроводы для жидкости могут быть устроены так, чтобы подавать сжатый воздух на взаимосвязанные пантографы, например, для приведения в действие приводов пантографов. Для независимого снабжения нескольких устройств жидкостью под давлением, коммутационное оборудование может включать как минимум два трубопровода для жидкости.

В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, силовой кабель может представлять собой часть несущей конструкции, которая несет трубопровод для жидкости, во избежание повреждений трубопровода для жидкости, вызванных излишней деформацией или изгибом. Следовательно, обеспечивается повышенная надежность.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом, силовой кабель может представлять собой защитное покрытие, охватывающее, по крайней мере, один трубопровод, по крайней мере, в какой-либо его части. Силовой кабель может защищать трубопровод от внешних воздействий или от перегрузок и от воздействия окружающей среды, например, от ультрафиолетового излучения.

В целях улучшения самонесущей функции силового кабеля, кабель может быть образован, как кабель питания, включающий армированную полимерную подложку, связанную с металлическим проводником. Армирование волокна может осуществляться стекловолокном. В идеале, армированная полимерная подложка и металлический проводник вместе заключаются в термоусадочную трубку.

Для регулировки перемещений между частями подключения коммутационного оборудования, которые могут возникнуть в результате движения сцепленных вагонов, коммутационное оборудования может быть адаптировано к динамической гибкости в трех измерениях и/или вращаться для приспособления к переходному расстоянию, когда расстояние между вагонами или пантографами изменяется. Коммутационное оборудование предпочтительно выполняется самонесущим, даже если силовой кабель содержит очень крупные электропроводящие оплетки. Например, оплетки могут весить до 18 кг и передавать до 2500 ампер.

В дальнейшем предпочтительном варианте в соответствии с настоящим изобретением, коммутационное оборудование может содержать, по крайней мере, один элемент крепления, который скрепляет, по крайней мере, один силовой кабель и, по крайней мере, один трубопровод для жидкости один с другим. Элемент крепления может быть, по крайней мере, частично гибким, чтобы позволять компонентам коммутационного оборудования выравниваться относительно друг друга, а также когда коммутационное оборудование деформируется. Элемент крепления может быть сформирован, по крайней мере, из одной термоусадочной трубки, или, по крайней мере, двух термоусадочных трубок, которые зацепляются друг с другом.

Чтобы закрепить трубопровод неотделимо к линии электропередач, элемент крепления может охватывать силовой кабель и трубопровод для жидкости, по крайней мере, частично. Например, термоусадочная трубка может накладываться, по крайней мере, на участке силового кабеля и трубопровода, на котором силовой кабель и трубопровод для жидкости проложены параллельно. Для компенсации изменения диаметров, по крайней мере, одного силового кабеля и, по крайней мере, одного трубопровода, элемент крепления может состоять из двух термоусадочных трубок, где первая термоусадочная трубка охватывает силовой кабель и трубопровод, вторая термоусадочная трубка располагается между силовым кабелем и трубопроводом и охватывает первую термоусадочную трубку. Таким образом, вторая термоусадочная трубка может затянуть части первой термоусадочной трубки, которые простираются от силового кабеля до трубопровода, когда термоусадочные трубки усаживаются.

Чтобы снизить нагрузку относительных перемещений между силовым кабелем и трубопроводом, элемент крепления может простираться над частью коммутационного оборудования. Коммутационное оборудование может снабжаться множеством элементов крепления, которые располагаются на расстоянии друг от друга.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, элемент крепления может быть снабжен, по меньшей мере, одним принимающим приспособлением для приема трубопровода для жидкости. Принимающее приспособление может служить для усиления или повышения жесткости, чтобы избежать передавливания трубопровода для жидкости элементом крепления. Срок службы силового кабеля может быть, например, около 30 лет, трубопровода - около 7 лет. Таким образом, трубопроводы для жидкости должны заменяться несколько раз, в то время как силовой кабель может оставаться в смонтированном состоянии. Для облегчения замены трубопровода, независимо от силового кабеля, принимающее приспособление может конфигурироваться для облегчения отсоединения трубопровода. Например, принимающее приспособление может быть в форме кольца, и трубопровод будет приспособлен для вставки в принимающее приспособление.

Чтобы позволить компенсирование перемещение трубопровода для жидкости по отношению к силовому кабелю, трубопровод для жидкости может приниматься свободно принимающим приспособлением. Таким образом, когда коммутационное оборудование изгибается или поворачивается вследствие эластичного воздействия, принимающее приспособление может способствовать корректировкам коммутационного оборудования или силового кабеля и трубопровода для жидкости, проложенных параллельно.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, трубопровод для жидкости может восприниматься принимающим приспособлением путем скольжения вдоль его продольного направления. Для обеспечения такого скольжения, принимающее приспособление может формироваться преимущественно как рукав. Для уменьшения трения между принимающим приспособлением и трубопроводом, принимающее приспособление может быть выполнено из материала с низким коэффициентом трения, в частности из латуни.

В целях повышения гибкости коммутационного оборудования, в частности, в средней части коммутационного оборудования, это оборудование может состоять из четного числа элементов крепления, и элементы крепления будут расположены симметрично по отношению к средней части коммутационного оборудования.

В дальнейшем предпочтительном варианте в соответствии с настоящим изобретением, коммутационное оборудование может содержать, по меньшей мере, четыре элемента крепления, при этом расстояние между двумя элементами крепления, расположенными рядом с центром, больше, чем расстояние между двумя элементами крепления, расположенными рядом один с другим на одной стороне средней части.

Для снижения износа оболочки трубопровода для жидкости, в частности на участках трубопровода, которые расположены в зацеплении с элементом крепления или с принимающим приспособлением, оболочка трубопровода может обеспечиваться, по меньшей мере, одним приспособлением усиления. Приспособление усиления может быть закреплено, по крайней мере, одним элементом крепления. Приспособление усиление может формироваться из термоусадочной трубки, которая может усаживаться и/или приклеиваться на трубопровод для жидкости. Для облегчения скольжения, по крайней мере, одного трубопровода в пределах приемного приспособления, усиливающее приспособление может быть предоставлено с внешней поверхностью, имеющей низкий коэффициент трения. Кроме того, или, наоборот, усиливающее приспособление может быть смазано.

Чтобы позволить движение между соединенными концами коммутационного оборудования, оно может быть, по крайней мере, в установленном состоянии согнутым по дуге. Для улучшения защитной функции силового кабеля, который может служить в качестве защитной оболочки для, по крайней мере, одного трубопровода от излучений и других воздействий окружающей среды, трубопровод для жидкости может прокладываться на внутренней стороне или нижней стороне дуги. Кроме того, силовой кабель может иметь изогнутую форму с прямоугольным сечением. Силовой кабель может изгибаться в направлении широкой стороны прямоугольного сечения и формы защитной оболочки для защиты трубопровода для жидкости.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, оболочка, по крайней мере, одного трубопровода может обеспечиваться полупроводниковым слоем, чтобы избежать микроэлектрических разрядов между ЛЭП и трубопроводом, которые могут привести к тепловым повреждениям. Оболочка может покрываться, окрашиваться, или пропитываться углеродом. Альтернативно или дополнительно, оболочка может обеспечиваться полупроводниковым слоем из пропитанного углеродом полимера, типа полупроводникового тефлона (ПТФЭ).

Для улучшения самонесущей функции силового кабеля он может содержать самоподдерживаемую, армированную полимерную подложку, соединенную на металлический проводник. Для реализации градиента гибкости или жесткости в силовом кабеле, стекловолоконная подложка может быть конической. Например, стекловолоконная подложка может быть конусной от средней части в направлении концов силового кабеля.

Изобретение будет описано в этом описании далее более подробно и наглядно с использованием предпочтительных вариантов и со ссылкой на фигуры. Описываемые варианты являются только возможными конфигурациями, в которых, однако, индивидуальные особенности, как описано выше, могут предоставляться независимо друг от друга или могут быть опущены. На фигурах:

Фиг.1 является схематическим видом сбоку коммутационного оборудования, сконфигурированного в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 представляет частичный вид в соответствии с направлением проекции II на фиг.1;

Фиг.3 является схематичным изображением в перспективе силового кабеля коммутационного оборудования без трубопровода для жидкости.

Во-первых, коммутационное оборудование в соответствии с изобретением будет описано со ссылкой на фиг.1.

Коммутационное оборудование 1 включает в свой состав силовой кабель 2 и два трубопровода для жидкости 3. Трубопроводы для жидкости 3 прикреплены к силовому кабелю 2 и, по крайней мере, частично, простираются параллельно с силовым кабелем. Силовой кабель 1 служит в качестве соединительного кабеля для переменного или постоянного тока и оптимизирован для использования на железной дороге. Чтобы уменьшить риск дуговых разрядов, силовой кабель обеспечивается изоляцией 4.

Изоляция 4 имеет концевые участки 4а и средний участок 4б, каждый участок 4а, 4б формируется из термоусадочной трубки.

В пределах концевых участков 4а размещаются уплотняющие сальники (не показаны), обеспечивая защищенность от атмосферных воздействий кабель питания 1. Из-за разрыва между средним участком 46 и уплотнителями, расположенными на концах изоляции 4а, образуются сужения изоляции, на которых располагаются элементы крепления 5. Элементы крепления 5 служат для крепления трубопровода для жидкости 3 на концевых участках 1а коммутационного оборудования 1. Поскольку эти элементы крепления 5 расположены в пределах сужения изоляции, они защищены от скольжения принудительной блокировкой.

Дополнительные элементы крепления 5 расположены рядом со срединным участком 1b коммутационного оборудования. Для достижения максимальной гибкости в срединном участке 1b расстояние между элементами крепления 5, прилегающими к среднему участку 1b, больше, чем расстояние между двумя элементами крепления 5, расположенными на одной стороне среднего участка 1b.

Каждый элемент крепления 5 состоит из двух термоусадочных трубок 5а, 5b, и принимающего приспособления 5с, которое представлено пунктирной линией и составляет оболочку или рукав 5d. Термоусадочные трубки 5а охватывают силовой кабель 2 и трубопроводы для жидкости 3, проложенные параллельно с линией электропередачи 2. Термоусадочные трубки 5b расположены между силовым кабелем 2 и трубопроводом для жидкости 3 и в каждом случае окружают термоусадочные трубки 5а. Термоусадочные трубки 5б окружает петля, которая образуется термоусадочными трубками 5а, и, по крайней мере, в усаженном состоянии затягивает термоусадочные трубки 5а. Тем самым усаженные трубки 5б улучшают фиксацию трубопроводов для жидкости 3 к силовому кабелю 1, несмотря на различные периметры трубопроводов для жидкости 3 и силового кабеля 1.

Приемные приспособления 5с предпочтительно изготовлены из латуни и служат направляющей трубопроводов для жидкости 3. Поскольку трубопроводы для жидкости 3 компонуются подвижными в приемных приспособлениях 5с, трубопроводы для жидкости 3 можно заменить без демонтажа элементов крепления 5 или силового кабеля 1. Таким образом, обеспечивается техническое обслуживание коммутационного оборудования, и трубопроводы для жидкости могут заменяться без какого-либо специального инструмента. Например, срок службы силового кабеля 2 может быть 30 лет, а срок службы трубопровода для жидкости может быть 7 лет. Кроме того, рукава 5с могут служить в качестве усилений, чтобы избежать сдавливания трубопроводов для жидкости элементами крепления.

Для уменьшения трения между трубопроводами для жидкости 3 и рукавов 5с и укрепления оболочек 3а трубопроводов для жидкости 3, трубопроводы 3 обеспечиваются элементами усиления 6. Элементы усиления 6 формируются из термоусадочной трубки. Каждый элемент усиления 6 окружает оба трубопровода для жидкости 3 и тем самым присоединяет оба трубопровода 3 один к другому.

Коммутационное оборудование 1 является, по крайней мере, в смонтированном состоянии, согнутым внутрь дуги U, трубопровод для жидкости 3 располагается на внутренней стороне дуги U. Дуга может состоять из силового кабеля 1, или формируется эластичным образом, когда коммутационное оборудование 1 установлено между двумя пантографами. Коммутационное оборудование представляет U-образную форму, где трубопроводы для жидкости 3 расположены на внутренней стороне также U-образного силового кабеля 2. Таким образом, силовой кабель 2 может представлять собой защитную крышку 7b, которая служит для защиты трубопроводов для жидкости 3 от воздействия окружающей среды и механических повреждений.

Далее, по крайней мере, при смонтированном состоянии коммутационного оборудования 1, силовой кабель 2 образует упруго отклоняемую несущую конструкцию 7а, которая несет трубопроводы для жидкости 3. Силовой кабель 2 может включать самонесущую, армированную полимерную подложку, связанную с металлическим проводником. Для реализации градиента гибкости или жесткости в силовом кабеле стекловолоконная подложка может быть конусной от средней части в направлении концов силового кабеля.

Фиг.2 представляет вид сбоку коммутационного оборудования 1 при разрезе II на фиг.1.

Элемент крепления 5 имеет две усадочные трубки 5а и 5b для крепления трубопроводов для жидкости 3 к силовому кабелю 2. Термоусадочные трубки 5а охватывают трубопроводы для жидкости 3, а также силовой кабель 1. Чтобы затянуть усадочную трубку 5а, в частности, в положении трубопроводов для жидкости 3 и рукава 5с, соответственно, вторая усадочная трубка 5b охватывает усадочную трубку 5а. Вторая усадочная трубка 5b, по крайней мере, частично, располагается между трубопроводами для жидкости 3 и силовым кабелем 1 и укладывается позади трубопровода для жидкости 3. Далее, как показано пунктирными линиями, термоусадочная трубка 5е простирается и укладывается за рукавом 5с.

Фиг.3 является схематичным перспективным отображением силового кабеля без трубопроводов для жидкости, и используются те же самые ссылочные номера.

Для подключения высоковольтных линий крыши на поездах силовой кабель 1 конфигурируется согнутым вдоль или от 3-х направлений X, Y, Z. Для крепления жгута 8 силового кабеля 2 к токосъемникам, которые расположены рядом друг с другом, пластины 9 расположены на внутренних сторонах жгута 8. Сквозные отверстия 10, 11 в пластинах 9 и на концах жгута 8 служат для завинчивания коммутационного оборудования 1 к токосъемникам, которые должны быть взаимосвязаны. Сквозные отверстия 10, 11 на концах коммутационного оборудования могут служить для привинчивания коммутационного оборудования 1 к соединительным панелям на токосъемниках. Коммутационное оборудование конфигурируется для стационарной установки на смежных токосъемниках.

На концевых участках 1а коммутационного оборудования 1 силовой кабель 2 снабжен углублениями в сечении 12, в которых в смонтированном состоянии, как показано на фиг.1, расположены элементы крепления 5. Получая усадочные трубки 5а, сужения 12 служат для создания формы, которая позволяет избежать закрытия перемещения элементов крепления 5 и усиливает соединение между трубопроводами для жидкости 3 и силовым кабелем 2.

Сужения 12 обрамлены утолщенными участками 13, 14. Утолщенные участки 13 образуются в концевых частях 4а и подстилающим герметиком (не показан), утолщенными участками 14 на концевых участках 4а и подстилающими участками среднего участка 4b.

Для монтажа трубопроводов для жидкости 3, трубопроводы 3 могут оснащаться соединительными деталями (не показаны). Трубопроводы для жидкости 3 могут конфигурироваться для транспортировки сжатого воздуха и подключаться к пневматическому приводу токосъемника. Преимущественно, силовой кабель 2 и трубопроводы для жидкости 3 подключены к общей соединительной панели на токосъемнике. Таким образом, относительные движения трубопроводов для жидкости 3 по отношению к силовому кабелю 1 сведены к минимуму. Подключающая пластина может быть изготовлена из изогнутых металлических листов и может быть снабжена соединительными деталями, которые доступны в продаже.

Изобретение относится к сцепкам для соединения трубопроводов или электрических кабелей между железнодорожными вагонами. Коммутационное оборудование содержит, по меньшей мере, один гибкий силовой кабель (2) и, по крайней мере, один гибкий трубопровод для жидкости (3). По меньшей мере, один силовой кабель (2) и, по меньшей мере, один трубопровод для жидкости (3) собираются предварительно для образования единой целостной конструкции. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и в упрощении обслуживания коммутационного оборудования. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Коммутационное оборудование (1) для подключения линий питания через промежуток между железнодорожными вагонами содержит, по меньшей мере, один гибкий силовой кабель (2) и, по меньшей мере, один гибкий трубопровод для жидкости (3), отличающееся тем, что, по меньшей мере, один силовой кабель (2) и, по меньшей мере, один гибкий трубопровод для жидкости (3) собираются предварительно для образования единой целостной конструкции.

2. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что силовой кабель (2) составляет часть несущей конструкции (7а), которая несет, по крайней мере, один трубопровод для жидкости (3).

3. Коммутационное оборудование (1) по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что силовой кабель (2) образует защитную крышку (7b), которая охватывает, как минимум, один трубопровод для жидкости (3), по крайней мере, частично.

4. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что коммутационное оборудование (1) содержит, по крайней мере, один элемент крепления (5), который скрепляет, по крайней мере, один силовой кабель (2) и, по крайней мере, один трубопровод для жидкости (3) один с другим.

5. Коммутационное оборудование (1) по п.4, отличающееся тем, что элемент крепления (5) охватывает силовой кабель (2) и трубопровод для жидкости (3), по крайней мере, частично.

6. Коммутационное оборудование (1) по п.4, отличающееся тем, что элемент крепления (5) обеспечивается с, по крайней мере, одним принимающим элементом (5с) для приема трубопровода для жидкости (3).

7. Коммутационное оборудование (1) по п.6, отличающееся тем, что трубопровод для жидкости (3) является принимающим свободно с помощью принимающего приспособления (5с).

8. Коммутационное оборудование (1) по п.6, отличающееся тем, что трубопровод для жидкости (3) является приемным с помощью принимающего приспособления (5с) с возможностью скольжения вдоль его продольного направления.

9. Коммутационное оборудование (1) по п.6, отличающееся тем, что принимающее приспособление (5с) является составляющим рукав (5d).

10. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что коммутационное оборудование (1) включает в свой состав четное число элементов крепления (5), элементы крепления (5) располагаются симметрично по отношению к средней части (1b) коммутационного оборудования (1).

11. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что коммутационное оборудование (1) включает в свой состав, по меньшей мере, четыре элемента крепления (5), где расстояние между двумя элементами крепления (5), расположенными рядом со средней частью (1b), больше, чем расстояние между двумя элементами крепления (5), расположенными рядом один с другим на одной стороне средней части (1b).

12. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что оболочка (3а) трубопровода для жидкости (3) обеспечивается, по крайней мере, одним элементом усиления (6), который крепится, по крайней мере, одним элементом крепления (5).

13. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что коммутационное оборудование (1) является, по крайней мере, в подключенном состоянии, согнутым в дугу (U), трубопровод для жидкости (3) размещается на внутренней стороне дуги (U).

14. Коммутационное оборудование (1) по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, один трубопровод для жидкости (3) покрывается углеродом.