ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ВАГОН, ЗАЩИЩЕННЫЙ ОТ ВЕТРА И ПЕСКА Российский патент 2018 года по МПК B61D17/04 B61C17/00 B61D27/00 

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет по китайской патентной заявке № 201410747554.8, озаглавленной "WIND-PROOF AND SAND-PROOF HIGH-SPEED RAIL VEHICLE", поданной в Китайское Государственное ведомство по интеллектуальной собственности 9 декабря 2014 года, и китайской патентной заявке № 201420769613.7, озаглавленной "WIND-PROOF AND SAND-PROOF HIGH-SPEED RAIL VEHICLE", поданной в Китайское Государственное ведомство по интеллектуальной собственности 9 декабря 2014 года, полные описания которых включены в настоящий документ по ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящая заявка относится к железнодорожному вагону и, в частности, к высокоскоростному железнодорожному вагону, защищенному от ветра и песка, подходящему для эксплуатации в суровых холодных, ветреных и песчаных регионах, и принадлежит к технической области производства железнодорожных вагонов.

Уровень техники

[0003] Традиционные высокоскоростные железнодорожные вагоны, такие как моторвагонная секция поезда, не приспособлены к эксплуатации в песчаных регионах и пустынных регионах, например, на высокоскоростной железной дороге Ланчьжоу-Синьцзян в Китае, высокоскоростной железной дороге Саудовской Аравии, высокоскоростной железной дороге DesertXpress в Америке и т.д. Высокоскоростная железная дорога Ланчьжоу-Синьцзян имеет суровые условия эксплуатации, при этом более 100 дней имеют температуру выше 30 градусов по Цельсию и более 40 дней имеют температуру выше 40 градусов по Цельсию круглый год, а наивысшая зарегистрированная температура составляет 49,6 градусов по Цельсию. Наибольшая высота над уровнем моря железной дороги достигает 3610 метров. Годовое время солнечной погоды выше 3000 часов, а суммарная величина излучения достигает 139,5 калорий, ультрафиолетовое излучение является неблагоприятным, и топографические особенности вдоль железной дороги представляют собой по существу песчано-галечниковую пустыню, которая является песчаной и пыльной.

[0004] Традиционная моторвагонная секция поезда не может удовлетворять вышеописанным требованиям к эксплуатации, главные подразумеваемые проблемы заключаются в следующем. Внешнее покрытие кузова традиционного вагона и внешнее покрытие тележки, основная пластина отделения для оборудования, оконные стекла вагона и т.п. имеют слабую противоударную характеристику. Силовые агрегаты для вагона имеют плохую характеристику вентиляции и охлаждения, и тяговый трансформатор, тяговый преобразователь, тяговый мотор, вспомогательный источник питания, воздушный компрессор и т.п. не могут в достаточной степени охлаждаться, поскольку сетчатые фильтры блокируются переносимым ветром песком, что вызывает срабатывание сигнализации о высокой температуре. Отделение для оборудования имеет неизолированную структуру, и большое количество песка и пыли поглощается посредством отрицательного давления, создаваемого вследствие высокоскоростного движения вагона при эксплуатации, что не только вызывает увеличение расхода тяговой энергии, но также может вызывать увеличение нагрузки на оси, таким образом, существует потенциальная угроза безопасности вследствие перевеса. Блок воздушного кондиционирования зачастую отказывает при эксплуатации, и конденсационный сетчатый фильтр блока воздушного кондиционирования блокируется переносимым ветром песком, тем самым вызывая срабатывание сигнализации о высокой температуре, а сетчатый фильтр для свежего воздуха имеет эффект низкой фильтрации песка, что приводит в результате к тому, что качество свежего воздуха в пассажирском салоне ухудшается. Традиционная моторвагонная секция поезда может отправлять предупреждающие сигналы часто во время движения, когда эксплуатируется в песчаных и пустынных регионах, вызывая отказы, такие как аварийное отключение и необходимость аварийно-спасательных работ, что серьезно влияет на порядок эксплуатации и безопасность движения.

[0005] Принимая во внимание особое условие применения пассажирской выделенной железной дороги Ланьчжоу-Синьцзян, для традиционной моторвагонной секции поезда предлагается семь технических задач, которые требуют, чтобы моторвагонная секция поезда была приспособлена к эксплуатации в суровых холодных условиях, в условиях с переносимым ветром песком, при высокой температуре, на большой высоте над уровнем моря, при сильном ветре, под интенсивным ультрафиолетовым излучением и в условиях транспортировки на длинное расстояние.

Раскрытие изобретения

[0006] Главной целью настоящей заявки является устранение вышеописанных технических проблем, и, соответственно, согласно настоящему описанию предоставляется высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, приспособленный для эксплуатации в суровых холодных, ветреных и песчаных регионах.

[0007] Чтобы достигать вышеописанных целей, технические решения настоящей заявки заключаются в следующем.

[0008] Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, содержит кузов вагона, тележку, отделение для оборудования, пантограф и установленный на крыше блок кондиционирования воздуха, при этом кузов вагона содержит крышу вагона, боковую стенку, торцевую стенку и подрамник, тележка содержит раму, систему тягового привода, тормозную систему, систему подвески, колесную пару и буксу, при этом:

отделение для оборудования содержит фальшборта, расположенные с двух сторон соответственно, пластину основания, соединенную с каркасом, каркас, неподвижно установленный на подрамник кузова вагона, пластина основания соединена с каркасом, нижняя часть фальшборта соединена с каркасом, верхняя часть фальшборта соединена с кузовом вагона, соединения между фальшбортами, пластиной основания, каркасом и кузовом вагона являются уплотненными соединениями;

структура покрытия боковой стенки содержит слой грунтовки стенки, слой шпатлевки стенки, слой промежуточного покрытия стенки, слой верхнего покрытия стенки и лаковый слой стенки; слой покрытия крыши вагона содержит слой грунтовки крыши, слой промежуточного покрытия крыши, слой верхнего покрытия крыши и лаковый слой крыши; структура покрытия подрамника вагона содержит слой грунтовки подрамника и слой верхнего покрытия подрамника; а структура покрытия каждого из тележки и отделения для оборудования содержит слой грунтовки тележки, слой верхнего покрытия тележки и лаковый слой тележки, и

множество групп распыляющих устройств установлены на тележку, и распыляющие устройства соединены с источником подачи воздуха через трубопроводы подачи воздуха, множество групп распыляющих устройств выполнены с возможностью распыления сжатого воздуха на тормозную систему и/или рельс впереди колеса.

[0009] Дополнительно, нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагревания сжатого воздуха, требуемого при распылении, соединено последовательно в трубопроводы подачи воздуха.

[0010] Дополнительно, пластина основания отделения для оборудования, причем эта пластина основания размещается по всему периметру тележки, имеет передний край и задний край, каждый наклонен к тележке от низа к верху.

[0011] Дополнительно, профили нижней части фальшборта соединены с каркасом посредством шарнира, расположенного по всей длине нижней части, и множество предохранительных подвесных кронштейнов соединены между фальшбортом и кузовом вагона и выполнены с возможностью поддержания фальшборта.

[0012] Дополнительно, верхняя часть фальшборта и кузов вагона неподвижно соединены посредством двух подпружиненных кулачковых зажимов и одного предохранительного пружинного фиксатора.

[0013] Дополнительно, установленный на крыше блок кондиционирования воздуха содержит корпус, боковая покрывающая пластина устанавливается на внешней стороне корпуса, корпус снабжается отверстием для подачи воздуха, отверстием для рециркуляции воздуха и отверстием камеры свежего воздуха, боковая покрывающая пластина снабжается впускным отверстием для свежего воздуха, и фильтрующие устройства соответственно установлены во впускном отверстии для свежего воздуха, отверстии камеры для свежего воздуха и отверстии рециркуляции воздуха.

[0014] Дополнительно, фальшборт снабжается первым отверстием для впуска воздуха и первым отверстием для выпуска воздуха, и устройство централизованной подачи воздуха устанавливается в отделении для оборудования, воздухозаборник устройства централизованной подачи воздуха находится в сообщении с первым отверстием для впуска воздуха в фальшборте через канал воздухозаборника, а отверстие для выпуска воздуха устройства централизованной подачи воздуха находится в сообщении с отделением для оборудования и выполнено с возможностью нагнетания воздуха на оборудование в отделении для оборудования.

[0015] Дополнительно, грунтовка стенки, шпатлевка стенки, промежуточное покрытие стенки, верхнее покрытие стенки и лак стенки для боковой стенки соответственно являются эпоксидной грунтовкой, ненасыщенной полиэфирной шпатлевкой, полиуретановым промежуточным покрытием, полиуретановым верхним покрытием и полиуретановым лаком; грунтовка крыши, промежуточное покрытие крыши и верхнее покрытие крыши и лак крыши для крыши вагона, соответственно, являются эпоксидной грунтовкой, полиуретановым промежуточным покрытием, полиуретановым верхним покрытием и полиуретановым лаком; грунтовка подрамника, верхнее покрытие подрамника для подрамника вагона соответственно являются эпоксидной грунтовкой и полиуретановым верхним покрытием; а грунтовка, верхнее покрытие и лак каждого из тележки и отделения для оборудования соответственно являются эпоксидной грунтовкой, прорезиненным эпоксидным верхним покрытием и фторуглеродным лаком.

[0016] Дополнительно, передний край и задний край пластины основания отделения для оборудования в направлении движения вагона, каждый, снабжены одним отражателем потока, который выступает к тележке.

[0017] Дополнительно, фрагменты фальшборта на переднем крае и заднем крае тележки, каждый, снабжены одной направляющей поток пластиной, которая выступает из фальшборта.

[0018] Вкратце, анализируя серию проблем, существующих в традиционной моторвагонной секции поезда во время эксплуатации в песчаных и пустынных регионах, и систематически анализируя причины этих проблем, предлагаются оптимизированные и улучшенные решения посредством высокоскоростного железнодорожного вагона, защищенного от ветра и песка, согласно настоящему описанию, в котором используются установленный на крыше блок кондиционирования воздуха, новые структуры покрытия кузова вагона и тележки, уплотненная структурная конструкция отделения для оборудования, предусматриваются распылительные устройства, сконфигурированные, чтобы распылять сжатый воздух на тормозную систему и рельс, и общая характеристика препятствования попадания песка для различных систем моторвагонной секции поезда оптимизируется и улучшается. Таким образом, железнодорожный вагон может удовлетворять требованиям эксплуатации в окружающих условиях сурового холода и высокой температуры (изменяющейся в диапазоне от минус 40 градусов по Цельсию до 40 градусов по Цельсию), переносимого ветром песка, большой высоты над уровнем моря (3610 м), сильного ветра (максимальная скорость ветра 33 м/с), интенсивного ультрафиолетового излучения (годовое время солнечной погоды более 3000 часов, суммарная величина излучения достигает 139,5 калорий) и длинного расстояния (более 2000 км).

Краткое описание чертежей

[0019] Для более ясной иллюстрации вариантов осуществления настоящей заявки или технических решений в традиционной технологии, чертежи, на которые делается ссылка в описании вариантов осуществления или традиционной технологии, будут кратко описаны далее. Очевидно, что чертежи в последующем описании являются лишь некоторыми примерами настоящей заявки, и для специалиста в области техники другие чертежи могут быть получены на основе этих чертежей без каких-либо творческих усилий.

[0020] Фиг. 1 - это схематичный вид, показывающий структуру железнодорожного вагона согласно настоящему описанию;

[0021] Фиг. 2 - это схематичный вид, показывающий структуру отделения для оборудования согласно настоящему описанию;

[0022] Фиг. 3 - это схематичный вид, показывающий структуру установки фальшборта отделения для оборудования согласно настоящему описанию;

[0023] Фиг. 4 - это первый схематичный вид, показывающий структуру системы подачи воздуха согласно настоящему описанию;

[0024] Фиг. 5 - это второй схематичный вид, показывающий структуру системы подачи воздуха согласно настоящему описанию;

[0025] Фиг. 6 - это схематичный вид, показывающий структуру блока кондиционирования воздуха согласно настоящему описанию;

[0026] Фиг. 7 - это схематичный вид, показывающий структуру установки отражателя воздушного потока согласно настоящему описанию; и

[0027] Фиг. 8 - это схематичный вид в разрезе, показывающий структуру отражателя воздушного потока согласно настоящему описанию.

[0028] Список ссылочных позиций на фиг. 1-8:

1 кузов вагона,

2 тележка,

3 отделение для оборудования,

4 установленный на крыше блок кондиционирования воздуха

5 торцевая стенка,

6 боковая стенка,

7 крыша вагона,

8 подрамник,

9 фальшборт,

10 пластина основания,

11 каркас,

12 управляющий переключатель,

13 шарнир,

14 предохранительный подвесной кронштейн,

15 первое отверстие для впуска воздуха,

16 первое отверстие для выпуска воздуха

17 устройство централизованной подачи воздуха,

18 канал воздухозаборника,

19 источник подачи воздуха,

20 трубопровод подачи воздуха,

21, 22 распылительное устройство,

23 суппорт тормоза,

24 тормозной диск,

25 колесо,

26 рама,

27 распылительная трубка,

28 пластина для выхода воздуха,

29 корпус буксы,

30 отражательный лист,

31 нагревательное устройство,

32 корпус,

33 испарительная камера,

34 конденсационная камера,

35 камера свежего воздуха,

36 камера для выпуска отработанного воздуха,

37 отверстие для выпуска конденсационного воздуха,

39 боковая покрывающая пластина,

39 выпускное отверстие для выпуска отработанного воздуха,

40 впускное отверстие для свежего воздуха,

41 впускное отверстие для конденсационного воздуха,

42 отражатель потока,

43 крепление,

44 болт и

45 направляющая поток пластина.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

[0029] Чтобы делать цель, технические решения и преимущества настоящей заявки яснее, технические решения согласно вариантам осуществления настоящей заявки будут описаны ясно и полностью ниже в сочетании с чертежами в вариантах осуществления настоящей заявки. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются скорее частью вариантов осуществления настоящей заявки, чем всеми вариантами осуществления. Любые другие варианты осуществления, полученные специалистами в области техники на основе вариантов осуществления в настоящей заявке без какой-либо творческой работы, попадают в рамки защиты настоящей заявки.

[0030] Настоящая заявка дополнительно описывается подробно далее в данном документе в сочетании с чертежами и вариантами осуществления.

[0031] Как показано на фиг. 1, высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, согласно настоящему описанию содержит кузов 1 вагона, тележку 2, отделение 3 для оборудования и установленный на крыше блок 4 кондиционирования воздуха. Кузов 1 вагона содержит торцевую стенку 5, боковую стенку 6, крышу 7 вагона и подрамник 8. Тележка 2 содержит раму, систему тягового привода, тормозную систему, систему подвески, колесную пару и буксу и т.д. Система тягового привода содержит такие компоненты, как тяговый электромотор и коробка передач. Тормозная система содержит такие компоненты, как суппорт тормоза и тормозной диск. Установленный на крыше блок 4 кондиционирования воздуха доставляет обработанный воздух через магистраль доставки воздуха в пассажирский салон, чтобы регулировать температуру и влажность пассажирского салона, и в то же время выпускает отработанный воздух из вагона. Такое оборудование, как трансформатор и преобразователь, устанавливается внутри отделения для оборудования.

[0032] Как показано на фиг. 2, отделение 3 для оборудования состоит из фальшбортов 9, расположенных с обеих сторон кузова вагона, пластины 10 основания и каркаса 11. Каркас 11 прикрепляется к поперечной балке подрамника 8 кузова вагона болтовым креплением. Пластина 10 основания выгибается вверх в части, окружающей тележку 2, чтобы оставлять пространство для тележки 2. В этом варианте осуществления отделение 3 для оборудования является изолированной структурой в целом, и резиновые уплотнительные ленты предусматриваются соответственно в местах соединения между фальшбортами 9, пластиной 10 основания, каркасом 11 и кузовом 1 вагона, чтобы добиваться уплотненного соединения, так что попадание льда и снега и переносимого ветром песка в окружающей среде в отделение 3 для оборудования предотвращается, таким образом, гарантируя, что оборудование может работать нормально в течение длительного времени в суровых окружающих условиях.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и, в частности, к высокоскоростному железнодорожному вагону. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, содержит кузов (1) вагона, тележку (2), отделение (3) для оборудования, пантограф и находящийся наверху блок (4) кондиционирования воздуха. Соединения между фальшбортом, нижней панелью, каркасом отделения (3) для оборудования и кузовом (1) вагона - герметичные. Внешние поверхности кузова (1) вагона, тележки (2), отделения (3) для оборудования и пантографа покрываются ветрозащитным и пескозащитным покрытием. Множество групп струйных устройств установлены на тележке (2). Струйные устройства соединены с источником подачи воздуха через трубопровод подачи воздуха и используются для нагнетания сжатого воздуха на тормозную систему и/или рельсы впереди колес. Изобретение улучшает пескозащитную и ветрозащитную характеристики каждой системы моторвагонной секции поезда. 9 з п. ф-лы, 8 ил.

1. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, содержащий:

кузов вагона,

тележку,

отделение для оборудования,

пантограф и

установленный на крыше блок кондиционирования воздуха, при этом

кузов вагона содержит крышу вагона, боковую стенку, торцевую стенку и подрамник, тележка содержит раму, систему тягового привода, тормозную систему, систему подвески, колесную пару и буксу, при этом:

отделение для оборудования содержит фальшборта, расположенные с двух сторон соответственно, пластину основания и каркас, неподвижно установленный на подрамник кузова вагона, причем пластина основания соединена с каркасом, нижняя часть каждого фальшборта соединена с каркасом, верхняя часть фальшборта соединена с кузовом вагона, при этом соединения между фальшбортами, пластиной основания, каркасом и кузовом вагона являются уплотненными соединениями;

структура покрытия боковой стенки содержит слой грунтовки стенки, слой шпатлевки стенки, промежуточный слой покрытия стенки, верхний слой покрытия стенки и лаковый слой стенки;

покрывающий слой крыши вагона содержит слой грунтовки крыши, промежуточный слой покрытия крыши, верхний слой покрытия крыши и лаковый слой крыши;

структура покрытия подрамника содержит слой грунтовки подрамника и верхний слой покрытия подрамника;

структура покрытия тележки содержит слой грунтовки тележки, верхний слой покрытия тележки и лаковый слой тележки, и структура покрытия отделения для оборудования содержит слой грунтовки тележки, верхний слой покрытия тележки и лаковый слой тележки; а

множество групп распыляющих устройств установлены на тележку, и распыляющие устройства соединены с источником подачи воздуха через трубопроводы подачи воздуха, причем множество групп распыляющих устройств выполнены с возможностью распыления сжатого воздуха на тормозную систему и/или рельс впереди колеса.

2. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагревания сжатого воздуха, требуемого при распылении, соединено последовательно в трубопроводы подачи воздуха.

3. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором пластина основания отделения для оборудования, расположенная по всему периметру тележки, имеет передний край и задний край, каждый из которых наклонен к тележке от низа к верху.

4. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором профили нижней части фальшборта соединены с каркасом посредством шарнира, расположенного по всей длине нижней части, а множество предохранительных подвесных кронштейнов соединены между фальшбортом и кузовом вагона и выполнены с возможностью поддержания фальшборта.

5. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 4, в котором верхняя часть фальшборта и кузов вагона неподвижно соединены посредством двух подпружиненных кулачковых зажимов и одного предохранительного пружинного фиксатора.

6. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором установленный на крыше блок кондиционирования воздуха содержит корпус, причем боковая покрывающая пластина установлена на внешней стороне корпуса, при этом корпус выполнен с отверстием для подачи воздуха, отверстием для рециркуляции воздуха и отверстием камеры для свежего воздуха, а боковая покрывающая пластина выполнена с впускным отверстием для свежего воздуха, и фильтрующие устройства установлены во впускном отверстии для свежего воздуха, отверстии камеры для свежего воздуха и отверстии для рециркуляции воздуха соответственно.

7. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором фальшборт снабжен первым впускным отверстием для воздуха и первым выпускным отверстием для воздуха, причем устройство централизованной подачи воздуха установлено в отделении для оборудования, воздухозаборник устройства централизованной подачи воздуха находится в сообщении с первым впускным отверстием для воздуха в фальшборте через канал воздухозаборника, а отверстие для выпуска воздуха устройства централизованной подачи воздуха находится в сообщении с отделением для оборудования и выполнено с возможностью нагнетания воздуха на оборудование в отделении для оборудования.

8. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором:

грунтовка стенки, шпатлевка стенки, промежуточное покрытие стенки, верхнее покрытие стенки и лак стенки для боковой стенки являются эпоксидной грунтовкой, ненасыщенной полиэфирной шпатлевкой, полиуретановым промежуточным покрытием, полиуретановым верхним покрытием и полиуретановым лаком, соответственно;

грунтовка крыши, промежуточное покрытие крыши, верхнее покрытие крыши и лак крыши для крыши вагона являются эпоксидной грунтовкой, полиуретановым промежуточным покрытием, полиуретановым верхним покрытием и полиуретановым лаком соответственно;

грунтовка подрамника, верхнее покрытие подрамника для подрамника являются эпоксидной грунтовкой и полиуретановым верхним покрытием соответственно; и

грунтовка, верхнее покрытие и лак тележки являются эпоксидной грунтовкой, прорезиненным эпоксидным верхним покрытием и фторуглеродным лаком соответственно, а грунтовка, верхнее покрытие и лак отделения для оборудования являются эпоксидной грунтовкой, прорезиненным эпоксидным верхним покрытием и фторуглеродным лаком соответственно.

9. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором передний край и задний край пластины основания отделения для оборудования в направлении движения вагона каждый снабжены одним отражателем потока, который выступает к тележке.

10. Высокоскоростной железнодорожный вагон, защищенный от ветра и песка, по п. 1, в котором каждая часть фальшборта на переднем крае и заднем крае тележки снабжена одной направляющей поток пластиной, которая выступает от фальшборта.