СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2018 года по МПК H05K7/20 B60H1/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ, И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к системе охлаждения, выполненной с возможностью размещения на борту рельсового транспортного средства и содержащей в основном контуре циркуляции охлаждающей жидкости:

насос, выполненный с возможностью вызывать циркуляцию охлаждающей жидкости в упомянутом контуре для охлаждения оборудования упомянутого транспортного средства;

теплоотвод, выполненный с возможностью позволять охлаждающей жидкости поглощать тепло, рассеиваемое в упомянутом оборудовании, установленном на ней; и

теплообменник, выполненный с возможностью излучения тепла, поглощенного из упомянутого оборудования упомянутой охлаждающей жидкостью,

причем система охлаждения дополнительно содержит:

обходной контур, выполненный с возможностью пропускания небольшой части охлаждающей жидкости мимо части упомянутого основного контура; и

расширительный сосуд, образующий часть упомянутого обходного контура и выполненный с возможностью частичного заполнения своего внутреннего объема упомянутой охлаждающей жидкостью.

Системы охлаждения для таких транспортных средств должны быть по меньшей мере по существу замкнутыми и не могут быть соединенными с какой-либо системой подачи воды или подачи охлаждающей жидкости, поскольку транспортное средство движется.

Оборудование, подлежащее охлаждению, может быть любым, а в частности представляет собой преобразователи, используемые на таких транспортных средствах для управления передачей электроэнергии.

Определение «рельсовое» здесь следует интерпретировать как обозначающее путь, по которому следует упомянутое транспортное средство, и не обязательно являющееся производным от слова «рельс», а могущее также определять «линию подачи электроэнергии» для колесного транспортного средства, такого как автобус.

Теплообменник в такой системе охлаждения обычно охлаждается потоком воздуха от вентилятора, но изобретение этим не ограничивается.

Основным назначением расширительного сосуда является обеспечение изменения объема охлаждающей жидкости и объемов различных частей основного контура, главным образом - благодаря изменению температуры, не приводящему к избыточному изменению давления.

В такой системе охлаждения весьма нежелательно присутствие воздуха в охлаждающей жидкости, циркулирующей по основному контуру. Одна причина заключается в том, что впуск воздуха в насос обуславливает уменьшение потока, наличие вибраций, шума и причинение повреждений подшипникам и уплотнениям. Воздух также уменьшает холодопроизводительность теплоотвода и пропускную способность теплообменника. Кислород воздуха также будет усиливать коррозию в пределах системы.

После первоначального заполнения или частичного пополнения, например - после замены части системы, немного воздуха будет оставаться в частях системы. Он будет склонен подниматься в самую высокую точку, которой сможет достичь в системе, но этому определению отвечает целый ряд мест, и оснастить все их клапанами для стравливания невозможно. Когда насос запускают, воздух будет мешать циркуляции охлаждающей жидкости, особенно в основном контуре, где скорость течения является высокой. Чтобы минимизировать присутствие воздуха в системе охлаждения, особенно - в теплоотводе и в теплообменнике, где он понижает эксплуатационные показатели, а также минимизировать контакт между порциями воздуха, остающегося после заполнения или пополнения, требуется способ или устройство для деаэрации системы охлаждения. Назначение обходного контура состоит в том, чтобы позволить части охлаждающей воды, включающей в себя какие-либо пузырьки воздуха, покинуть основной контур, где скорость течения является высокой, и достичь расширительного сосуда, где скорость течения является низкой и можно выделить воздух из жидкости самотеком и собрать. Собранный воздух затем выпускается из расширительного сосуда при заполнении охлаждающей жидкостью.

Вместе с тем, опыт выявил проблемы, связанные с деаэрацией таких систем охлаждения, особенно - после их заполнения охлаждающей жидкостью. Турбулентности в сужениях, изгибах, а особенно - в насосе, будут разрывать большие пузырьки воздуха на меньшие, в конечном счете образующие некую разновидность пены с охлаждающей жидкостью. Это делает деаэрацию более трудной и отнимающей время. Тогда недостаточная деаэрация может привести к неясному уровню жидкости в расширительном сосуде, поле чего обычными становятся ложные указания низкого уровня жидкости. С этими проблемами пытались справиться, заполняя часть расширительного сосуда, не содержащую охлаждающую жидкость, металлическим сильфоном для гарантии выполнения расширительным сосудом функции заполнения с одновременным предотвращением наличия воздуха в системе. Однако опыт показал, что проблемы, связанные с деаэрацией системы во время заполнения, по-прежнему существуют и воздух будет оставаться в жидкости после такого заполнения и вызывать будущие проблемы, связанные с указанием низкого уровня жидкости. Эти проблемы также повторяются время от времени, потому что приходится менять охлаждающую жидкость через строго соблюдаемые интервалы времени, чтобы предотвратить истощение ее ингибиторов коррозии. Поэтому в каждой мастерской технического обслуживания и ремонта требуется отдельное и дорогостоящее обслуживающее подразделение с целью заполнения и деаэрации, а также соответствующее обучение персонала этого подразделения.

Другие недостатки системы охлаждения, имеющей такой металлический сильфон в расширительном сосуде, заключаются в том, что стоимость расширительного сосуда будет высокой, а резервный объем для жидкости в расширительном сосуде будет ограничен присутствием металлического сильфона.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача данного изобретения состоит в создании системы охлаждения того типа, которая охарактеризована во вводной части, усовершенствованной по меньшей мере в некотором аспекте по отношению к таким системам охлаждения, которые уже известны.

Эта задача в соответствии с изобретением решается путем создания такой системы охлаждения с признаками, перечисленными в отличительной части пункта 1 приложенной формулы изобретения.

Таким образом, данное изобретение основано на понимании того, что присутствие некоторого количества воздуха в системе допустимо постольку, поскольку он не остается в основном контуре системы охлаждения, циркулируя с охлаждающей жидкостью и ухудшая эксплуатационные показатели системы охлаждения и сокращая срок службы ее компонентов. Это достигается путем расположения воздушной подушки в расширительном сосуде для сбора и удержания воздуха выделенным из потока охлаждающей жидкости в основном контуре, а также как можно лучше выделенным из потока в обходном контуре, и путем расположения совокупности таких конструктивных элементов, как впускная труба и пористое тело, в расширительном сосуде для формирования зоны с низкой скоростью течения в упомянутом обходном контуре, тем самым обеспечивая выделение пузырьков воздуха, присутствие которых в охлаждающей жидкости возможно, за счет самотека и сохранения циркуляции охлаждающей жидкости, а также сбора упомянутых пузырьков воздушной подушкой в расширительном сосуде. Пористое тело также дает жидкости возможность покидать впускную трубу через упомянутые отверстия над поверхностью охлаждающей жидкости в расширительном сосуде для плавного достижения упомянутой поверхности с одновременным сливом через пористое тело во избежание расплескивания, которое могло бы приводить к созданию новых пузырьков. Отбирая возвратный поток, идущий в основной контур cо дна расширительного сосуда, минимизируют возвращающиеся пузырьки воздуха.

Эта конструкция расширительного сосуда дает возможность увеличить допустимые колебания объема охлаждающей жидкости, содержащейся в этом сосуде, по сравнению с расширительным сосудом тех же наружных размеров, имеющим упомянутый металлический сильфон, что исключит указания низкого уровня воды (охлаждающей жидкости) из-за не полностью или неправильно заполненной системы. Помимо этого, быстрая и автоматическая деаэрация охлаждающей жидкости, имеющая место в расширительном сосуде, означает, что упомянутое отдельное и дорогостоящее обслуживающее подразделение, необходимое для заполнения и деаэрации системы, а также опытный персонал для обслуживания системы, станут излишними.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, упомянутый подъемный участок впускной трубы проходит до области вершины упомянутого внутреннего объема расширительного сосуда.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, упомянутое пористое тело выполнено из элементов, обеспечивающих ему большую суммарную поверхность, превышающую поверхность внешнего ограничения пористого тела более чем на 200%, более чем на 400% или более чем на 1000%. Такая большая поверхность пористого тела способствует слиянию маленьких пузырьков воздуха, присутствие которых в жидкости возможно, в пузырьки большего размера, которые легче выделить в воздушную подушку в упомянутом внутреннем объеме расширительного сосуда за счет самотека.

В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения, упомянутое пористое тело содержит плоский фильтр, а этот плоский фильтр может быть образован проволочной сеткой.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, упомянутый расширительный сосуд имеет первый клапан, соединенный между верхним участком упомянутого внутреннего объема, подлежащего заполнению воздухом, и наружным пространством, и пружинное средство, выполненное с возможностью поддержания упомянутого первого клапана закрытым при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке ниже первого заданного значения и открывания клапана и выпуска воздуха из упомянутого расширительного сосуда при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке выше упомянутого первого заданного значения. Компоновка такого клапана автоматически ограничивает самое высокое давление в системе упомянутым первым заданным значением. Это первое заданное значение в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения представляет собой избыточное давление 0,1-0,6, 0,2-0,5 или 0,3-0,4 бар (10-60, 20-50 или 30-40 кПа) по отношению к наружному пространству. В частности, выгодно, если избыточное давление ограничено величиной, которая делает необязательным соответствие расширительного сосуда законодательным актам, касающимся сосудов высокого давления. Размеры расширительного сосуда предпочтительно выбирают так, чтобы этот клапан избыточного давления не должен был работать при колебаниях ожидаемой температуры системы охлаждения.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, упомянутый расширительный сосуд имеет второй клапан, соединенный между верхним участком упомянутого внутреннего объема, подлежащего заполнению воздухом, и наружным пространством, и пружинное средство, выполненное с возможностью поддержания упомянутого второго клапана закрытым при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке выше второго заданного значения и открывания клапана и впуска воздуха в упомянутый расширительный сосуд при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке ниже упомянутого второго заданного значения. Такой второй клапан автоматически ограничивает самое низкое давление в системе упомянутым вторым заданным значением, которое в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения является отрицательным давлением 0,05-0,4, 0,1-0,3 или 0,1-0,2 бар (5-40, 1-30 или 10-20 кПа) по отношению к наружному пространству, тем самым предотвращая коллапс соединительных шлангов на стороне всасывания насоса и кавитацию в насосе. Размеры расширительного сосуда предпочтительно выбирают так, чтобы этот клапан пониженного давления не должен был работать при колебаниях ожидаемой температуры системы охлаждения.

Упомянутые пружинные средства, выполненные с возможностью поддержания упомянутых клапанов закрытыми, предпочтительно являются пружинами сжатия, а упомянутые заданные значения можно изменять путем замены упомянутых пружин.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, упомянутые первый и второй клапаны соединены посредством одной и той же трубы с внутренним объемом, подлежащим заполнению воздухом, на верхнем участке расширительного сосуда.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, выходная сторона упомянутого насоса соединена с упомянутым теплообменником, а упомянутый обходной контур соединен с выходной стороной теплообменника и входной стороной насоса. Еще одна возможность заключается в том, чтобы соединить выходную сторону насоса с теплоотводом и обходным контуром, а обходной контур соединить с выходной стороной теплоотвода и входной стороной насоса. Выбираемое соединение насоса зависит от того, где находится самая высокая часть системы, поскольку эта часть является местом, характеризующимся тенденцией к присутствию большинства воздуха. «Выходная сторона теплоотвода» фактически является входной стороной теплообменника.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, упомянутая впускная труба имеет по меньшей мере одно отверстие, проделанное сквозь ее стенку около дна расширительного сосуда и находящееся внутри расширительного сосуда. Такое отверстие предотвратит всасывание воздуха во впускную трубу и подъем его в охлаждающей жидкости в основном контуре, когда насос остановлен.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, система охлаждения содержит устройство, выполненное с возможностью указания уровня поверхности жидкости внутри упомянутого расширительного сосуда и содержащее трубу, имеющую нижний конец, соединенный c внутренним объемом расширительного сосуда ниже самого низкого допустимого уровня охлаждающей жидкости, и другой конец, соединенный с верхней частью расширительного сосуда и имеющий индикаторный поплавок, который указывает упомянутый уровень поверхности. Тогда это устройство может содержать индуктивный датчик, расположенный близко к упомянутой подъемной трубе, а упомянутый индикаторный поплавок выполнен из материала, являющегося металлом, обнаруживаемого упомянутым индуктивным датчиком. Такое устройство, указывающее уровень поверхности, способствует контролю на предмет надлежащего уровня охлаждающей жидкости в расширительном сосуде во время заполнения, а также во время работы системы охлаждения.

Тогда упомянутый индуктивный датчик в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения расположен на уровне, являющемся самым низким допустимым уровнем упомянутой охлаждающей жидкости в расширительном сосуде, и выполнен с возможностью формирования оповещающего сигнала, когда этот уровень достигнут поверхностью охлаждающей жидкости внутри расширительного сосуда. Тогда индуктивный датчик сможет гарантировать, что работу оборудования, охлаждаемого упомянутой охлаждающей жидкостью, можно прекращать до того, как возникнет риск неправильного функционирования системы охлаждения из-за того, что воздух из расширительного сосуда возвращается в основной контур охлаждающей жидкости системы.

Изобретение также относится к рельсовому транспортному средству, а также к применению системы охлаждения в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Дополнительные преимущества, а также предпочтительные признаки изобретения станут ясными из нижеследующего описания вариантов осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже со ссылкой на приложенные чертежи приведено конкретное описание вариантов осуществления изобретения, излагаемых в качестве примеров.

НА ЧЕРТЕЖАХ:

на фиг. 1 представлен упрощенный схематический вид системы охлаждения в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 2 и 3 представлены перспективные изображения части системы охлаждения, показанной на фиг. 1;

на фиг. 4 представлен упрощенный схематический вид расширительного сосуда и связанного с ним оборудования системы охлаждения, показанной на фиг. 1;

на фиг. 5 представлен вид в перспективе упомянутого расширительного сосуда;

на фиг. 6 представлен вид, соответствующий фиг. 1, системы охлаждения в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 схематично показаны основные части системы охлаждения в соответствии с изобретением, выполненной с возможностью размещения на борту рельсового транспортного средства 1. Система охлаждения имеет основной контур 2, в котором должна циркулировать охлаждающая жидкость для охлаждения оборудования, расположенного на транспортном средстве, в этом случае - преобразователей для управления передачей электроэнергии из линии питания переменного тока или линии питания постоянного тока в один или несколько двигателей и другое оборудование транспортного средства, либо в противоположном направлении когда транспортное средство тормозит. С этой целью, основной контур имеет по меньшей мере один теплоотвод 3, в данном случае - два, для которых скомпонованы, например, силовые полупроводниковые модули и по которым будет циркулировать охлаждающая жидкость для поглощения тепла, рассеиваемого силовыми полупроводниковыми модулями. Силовые полупроводниковые модули могут быть частью силовых электронных преобразователей. Основной контур также имеет насос 6, выполненный с возможностью вызова циркуляции охлаждающей жидкости в контуре, а также теплообменник 7, выполненный с возможностью излучения тепла, поглощаемого охлаждающей жидкостью в теплоотводах 3. Излучение тепла в теплообменнике для понижения температуры охлаждающей жидкости увеличивают посредством вентилятора 8, создающего поток воздуха, проходящий через теплообменник.

Система охлаждения также содержит обходной контур 9, выполненный с возможностью осуществления протекания небольшой части, например 5%, охлаждающей жидкости мимо части упомянутого основного контура, и расширительный сосуд 10, образующий часть обходного контура 9 и выполненный с возможностью иметь внутренний объем 11, частично заполненный охлаждающей жидкостью. В данном случае, обходной контур соединен с выходной стороной 12 теплообменника 7 и входной стороной 13 насоса 6. Расширительный сосуд 10 выполнен с возможностью воздушной подушки 14 во внутреннем объеме этого сосуда над поверхностью 15 охлаждающей жидкости, находящейся в нем. Расширительный сосуд имеет впускную трубу 16, соединенную с самой высокой частью либо теплоотвода 3, либо теплообменника, которая в данном случае соответственно является самой высокой частью теплообменника, и проходящую внутрь расширительного сосуда 10.

Расширительный сосуд имеет также выпуск 17 из дна 18 расширительного сосуда, который соединен с некоторой точкой основного контура, в данном случае - с упомянутой входной стороной 13 насоса 6, выполненной с возможностью иметь меньшее давления, чем в упомянутой самой высокой части упомянутого теплоотвода или упомянутого теплообменника, в данном случае - теплообменника, с которой соединена впускная труба. Это сделано для получения разности давлений, движущей поток охлаждающей жидкости в упомянутом обходном контуре через расширительный сосуд.

Теперь обратимся также к фиг. 2-5, главным образом - к фиг. 4 и 5. Впускная труба 16 проходит через нижнюю часть расширительного сосуда и после этого имеет подъемный участок 19 с отверстиями 20 в стенке трубы для выпуска охлаждающей жидкости из трубы на упомянутом подъемном участке во внутренний объем 11 расширительного сосуда, как указано стрелками 21 в фиг. 4. По меньшей мере некоторые из отверстий 20 находятся в той части внутреннего объема, которая выполнена с возможностью наполнения воздухом упомянутой воздушной подушки 14. Расширительный сосуд 10 также содержит пористое тело 22, окружающее упомянутый подъемный участок 19 трубы, где находятся отверстия, и даже ниже его по меньшей мере вплоть до самого низкого допустимого уровня охлаждающей жидкости. Функция этого пористого тела 22 состоит в первую очередь в том, чтобы понижать и гомогенизировать скорость течения охлаждающей жидкости. Пониженная скорость течения интенсифицирует выделение пузырьков воздуха и предотвращает расплескивание, которое могло бы приводить к созданию новых пузырьков воздуха. Пористое тело 22 предпочтительно выполнено из элементов, придающих ему большую суммарную поверхность, превышающую поверхность внешнего ограничения пористого тела более чем на 200%, более чем на 400% или более чем на 1000%, за счет того, что оно содержит плоский фильтр, образованный проволочной сеткой. Фактически, функцией этого плоского фильтра является не функция фильтрации, а наличие материала - пористого тела, которое, как таковое, в принципе, пригодно для фильтрации. Когда охлаждающая жидкость, текущая через отверстия 20 в пористое тело 22, переносит маленькие пузырьки воздуха, им будет легче «встречаться» друг с другом и сливаться в такой проволочной сетке 22. Это также можно описать следующим образом. Маленькие пузырьки воздуха и растворенный газ в охлаждающей жидкости проходят сквозь проволочную сетку 22, которая облегчает зародышеобразование, кластеризацию и рост пузырьков. Увеличение размера пузырьков интенсифицирует выделение воздуха самотеком. Охлаждающая жидкость сливается через проволочную сетку 22 во избежание расплескивания, которое могло бы приводить к созданию новых пузырьков. Соответственно, система охлаждения автоматически деаэрируется в воздушную подушку 14 в расширительном сосуде.

Помимо этого, впускная труба 16 имеет по меньшей мере одно отверстие 23, проделанное сквозь ее стенку около дна расширительного сосуда и находящееся внутри расширительного сосуда для предотвращения всасывания воздуха из воздушной подушки 14 через отверстия 20 и, в конечном счете, подъема его из расширительного сосуда в теплообменник, когда насос остановлен и система охлаждается. В противном случае, это могло бы происходить, поскольку воздушная подушка в упомянутом сосуде не является в самой высокой точкой. Отверстие 23 предпочтительно отдалено от выпуска 17.

Уровень упомянутой поверхности 15 охлаждающей жидкости внутри расширительного сосуда будет в этой системе с постоянным количеством жидкости изменяться с изменением объема этой жидкости и за счет этого - с изменением ее температуры, а также с изменением суммарного объема частей системы охлаждения, который также изменяется с изменением температур этих частей. С этой целью, система содержит средство регулирования давления воздуха упомянутой воздушной подушки. Внутренний объем, подлежащий заполнению воздухом, т.е. упомянутая воздушная подушка 14 на верхнем участке расширительного сосуда, соединен посредством трубы 24 с первым клапаном 25, подвергающимся воздействию пружинного средства 26, выполненного с возможностью поддержания первого клапана закрытым при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке ниже первого заданного значения, представляющего собой избыточное давление 0,1-0,6, 0,2-0,5 или 0,3-0,4 бар (10-60, 20-50 или 30-40 кПа) по отношению к наружному пространству, такое как составляющее порядка 0,1-0,6 бар (10-60 кПа), и открывания клапана и выпуска воздуха из расширительного сосуда при давлении воздуха выше этого первого заданного значения. Компоновка такого клапана автоматически ограничивает самое высокое давление в системе упомянутым первым заданным значением. С воздушной подушкой 14 на верхнем участке расширительного сосуда также соединен второй клапан 27, выполненный с возможностью воздействия на него пружинного средства 28, выполненного с возможностью поддержания второго клапана закрытым при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке выше второго заданного значения, такого, как отрицательное давление 0,05-0,4 бар (5-40 кПа) по отношению к наружному пространству, и открывания клапана и впуска воздуха в расширительном сосуде в расширительный сосуд при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке ниже этого второго заданного значения. Оба пружинных средства предпочтительно являются пружинами сжатия. Присутствие этих клапанов составляет защиту от избыточного давления и низкого давления, соответственно.

Во время заполнения системы охлаждения охлаждающей жидкостью будет происходить деаэрация системы через первый клапан 25, посредством чего можно также сливать охлаждающую жидкость, когда ее уровень внутри расширительного сосуда достигает самого высокого уровня 40, во избежание переполнения.

Система также имеет устройство, выполненное с возможностью указания уровня поверхности жидкости внутри расширительного сосуда и содержащее по существу вертикальную трубу 29 снаружи расширительного сосуда, соединенную одним концом c дном расширительного сосуда, а другим концом - с вершиной расширительного сосуда, и имеющую индикаторный поплавок 30, который указывает уровень поверхности. Упомянутое устройство также имеет индуктивный датчик 31, расположенный близко к упомянутой вертикальной трубе 29, а индикаторный поплавок 30 выполнен из материала, являющегося металлом, обнаруживаемого индуктивным датчиком 31. Индуктивный датчик 31 расположен на уровне 32, являющимся самым низким допустимым уровнем охлаждающей жидкости в расширительном сосуде, и предназначен для формирования оповещающего сигнала, когда этот уровень достигнут поверхностью 15.

На фиг. 2 и 3 показано, как можно на одной и той же раме 34 компактно расположить части системы охлаждения, находящиеся в пределах очерченного пунктиром прямоугольника 33 на фиг. 1, которые могут быть расположены в упомянутом транспортном средстве или на его крыше и затем закрыты подходящим кожухом. Входы из модулей в насос обозначены позициями 35 и 36, выходы из теплообменника в теплоотвод 3 - позициями 37 и 38, а соединение для заполнения и слива - позицией 39.

На фиг. 6 весьма схематично изображен второй возможный вариант осуществления системы охлаждения в соответствии с изобретением, отличающийся от показанного на фиг. 1 тем, что выход насоса 6 в данном случае соединен с теплоотводом 3ʹ, а обходной контур 9ʹ соединен между входом в теплообменник 7ʹ и входом в насос. Расширительный сосуд 10ʹ и части, содержащиеся в нем или соединенные с ним, могут быть такими же, как в варианте осуществления, показанном на фиг. 1.

Изобретение, конечно, ни в коем случае не ограничено вышеописанными вариантами осуществления, а многие возможности его модификаций могут быть очевидны специалисту в данной области техники без выхода за рамки объема изобретения, определяемого приложенной формулой изобретения.

Изобретение относится к рельсовому транспорту. Рельсовое транспортное средство содержит систему охлаждения, размещенную на борту, имеющую основной контур (2) циркуляции охлаждающей жидкости с насосом (6), теплоотводом (3) и теплообменником (7’). Обходной контур (9) выполнен с возможностью пропускания небольшой части охлаждающей жидкости мимо части упомянутого основного контура (2). Часть обходного контура (9) образует расширительный сосуд (10), выполненный с возможностью иметь воздушную подушку (14) в своем внутреннем объеме над поверхностью упомянутой охлаждающей жидкости, находящейся в нем. Расширительный сосуд имеет пористое тело (22), окружающее подъемный участок впускной трубы (16) с отверстиями. Система охлаждения может использоваться для охлаждения преобразователей для управления подачей электроэнергии. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система охлаждения, выполненная с возможностью размещения на борту рельсового транспортного средства и содержащая в основном контуре (2) циркуляции охлаждающей жидкости:

насос (6), выполненный с возможностью вызывать циркуляцию охлаждающей жидкости в упомянутом контуре для охлаждения оборудования упомянутого транспортного средства,

теплоотвод (3, 3’), выполненный с возможностью позволять охлаждающей жидкости поглощать тепло, рассеиваемое в упомянутом оборудовании, установленном на транспортном средстве, и

теплообменник (7, 7’), выполненный с возможностью излучения тепла, поглощенного из упомянутого оборудования упомянутой охлаждающей жидкостью,

причем система охлаждения дополнительно содержит:

обходной контур (9), выполненный с возможностью пропускания небольшой части охлаждающей жидкости мимо части упомянутого основного контура (2), и

расширительный сосуд (10, 10’), образующий часть упомянутого обходного контура и выполненный с возможностью частичного заполнения своего внутреннего объема (11) упомянутой охлаждающей жидкостью,

отличающаяся тем, что расширительный сосуд (10, 10’) выполнен с возможностью иметь воздушную подушку (14) в его внутреннем объеме над поверхностью (15) упомянутой охлаждающей жидкости в нем,

тем, что расширительный сосуд имеет впускную трубу (16), соединенную с самой высокой частью либо упомянутого теплоотвода (3, 3’), либо упомянутого теплообменника (7, 7’) и проходящую внутрь упомянутого сосуда,

тем, что расширительный сосуд имеет выпуск (17) из дна (18) упомянутого сосуда и соединен с точкой упомянутого основного контура, выполненной с возможностью иметь меньшее давление, чем в упомянутой самой высокой части либо упомянутого теплоотвода, либо упомянутого теплообменника, с которой соединена впускная труба,

тем, что упомянутая впускная труба проходит через нижнюю часть упомянутого сосуда и после этого имеет подъемный участок (19) с отверстиями (20) в стенке трубы для выпуска охлаждающей жидкости из трубы на упомянутом подъемном участке в упомянутый внутренний объем, при этом по меньшей мере некоторые из упомянутых отверстий расположены в той части упомянутого внутреннего объема, которая выполнена с возможностью наполнения воздухом упомянутой воздушной подушки (14),

и тем, что расширительный сосуд содержит пористое тело (22), окружающее упомянутый подъемный участок (19) трубы, на котором расположены отверстия (20).

2. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый подъемный участок (19) впускной трубы (16) проходит до области вершины упомянутого внутреннего объема (11) расширительного сосуда (10, 10’).

3. Система охлаждения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутое пористое тело (22) выполнено из элементов, обеспечивающих ему большую суммарную поверхность, превышающую поверхность внешнего ограничения пористого тела более чем на 200%, более чем на 400 % или более чем на 1000%.

4. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутое пористое тело (22) содержит плоский фильтр.

5. Система охлаждения по п. 4, отличающаяся тем, что плоский фильтр образован проволочной сеткой.

6. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый расширительный сосуд (10, 10’) имеет первый клапан (25), соединенный между верхним участком упомянутого внутреннего объема, подлежащего заполнению воздухом, и наружным пространством, и пружинное средство (26), выполненное с возможностью поддержания упомянутого первого клапана закрытым при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке ниже первого заданного значения и открывания этого клапана и выпуска воздуха из упомянутого расширительного сосуда при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке (14) выше упомянутого первого заданного значения.

7. Система охлаждения по п. 6, отличающаяся тем, что упомянутое первое заданное значение представляет собой избыточное давление 0,1-0,6, 0,2-0,5 или 0,3-0,4 бар (10-60, 20-50 или 30-40 кПа) по отношению к наружному пространству.

8. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый расширительный сосуд (10, 10’) имеет второй клапан (27), соединенный между верхним участком упомянутого внутреннего объема, подлежащего заполнению воздухом, и наружным пространством, и пружинное средство (28), выполненное с возможностью поддержания упомянутого второго клапана закрытым при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке выше второго заданного значения и открывания клапана и впуска воздуха в упомянутый расширительный сосуд при давлении воздуха в упомянутой воздушной подушке (14) ниже упомянутого второго заданного значения.

9. Система охлаждения по п. 8, отличающаяся тем, что упомянутое второе заданное значение является отрицательным давлением 0,05-0,4, 0,1-0,3 или 0,1-0,2 бар (5-40, 1-30 или 10-20 кПа) по отношению к наружному пространству.

10. Система охлаждения по п. 6 или 8, отличающаяся тем, что упомянутое пружинное средство содержит пружину сжатия.

11. Система охлаждения по п. 6 или 8, отличающаяся тем, что упомянутые первый и второй клапаны соединены посредством одной и той же трубы (24) с внутренним объемом, подлежащим заполнению воздухом, на верхнем участке расширительного сосуда (10, 10’).

12. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что выходная сторона упомянутого насоса (6) соединена с упомянутым теплообменником (7), и тем, что упомянутый обходной контур (9) соединен с выходной стороной (12) теплообменника и входной стороной (13) насоса.

13. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что выходная сторона упомянутого насоса (6) соединена с упомянутым теплоотводом (3’), и тем, что упомянутый обходной контур (9’) соединен с выходной стороной упомянутого теплоотвода и входной стороной насоса.

14. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутая впускная труба (19) имеет по меньшей мере одно отверстие (23) сквозь ее стенку около дна расширительного сосуда (10, 10’) и внутри расширительного сосуда.

15. Система охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит устройство, выполненное с возможностью указания уровня поверхности жидкости внутри упомянутого расширительного сосуда (10, 10’) и содержащее трубу (29), имеющую нижний конец, соединенный c внутренним объемом расширительного сосуда ниже самого низкого допустимого уровня охлаждающей жидкости, и другой конец, соединенный с верхней частью расширительного сосуда и имеющий индикаторный поплавок (30), который указывает упомянутый уровень поверхности.

16. Система охлаждения по п. 15, отличающаяся тем, что упомянутое устройство содержит индуктивный датчик (31), расположенный близко к упомянутой подъемной трубе (29), а упомянутый индикаторный поплавок (30) выполнен из металлического материала, подлежащего обнаружению упомянутым индуктивным датчиком.

17. Система охлаждения по п. 16, отличающаяся тем, что упомянутый индуктивный датчик (31) расположен на уровне, являющемся самым низким допустимым уровнем (32) упомянутой охлаждающей жидкости в расширительном сосуде (10, 10’), и выполнен с возможностью формирования оповещающего сигнала, когда этот уровень достигнут поверхностью охлаждающей жидкости внутри расширительного сосуда.

18. Рельсовое транспортное средство, отличающееся тем, что оно оснащено системой охлаждения по любому из пп. 1-17.

19. Применение системы охлаждения по любому из пп. 1-17 для охлаждения преобразователей для управления передачей электроэнергии в рельсовом транспортном средстве.