ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПОЕЗД И НАПОЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОЕЗДА Российский патент 2019 года по МПК B61D17/10 B61D27/00 F24D13/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области железнодорожного транспорта и, в частности, к напольному элементу железнодорожного поезда. Кроме того, настоящее изобретение дополнительно относится к железнодорожному поезду, включающему в себя напольный элемент железнодорожного поезда.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многосекционный поезд представляет собой один из типов железнодорожных поездов, который состоит из по меньшей мере двух локомотивов или самоходных вагонов и множества несамоходных вагонов. Многосекционный поезд выполнен на основе поезда с двойной тягой, но отличается от традиционного поезда с двойной тягой. Двойная тяга за счет увеличения количества локомотивов, а не изменения тяговых свойств вагона, в общем используется в грузовых поездах главным образом для решения проблемы недостаточной тяги. Однако многосекционный поезд используется преимущественно в качестве пассажирских поездов главным образом для решения проблемы недостаточного ускорения и ограниченной максимальной скорости, Приводные устройства могут быть расположены в нескольких пассажирских вагонах соответственно, так что эти вагоны являются самоходными, тогда как головной локомотив пассажирского поезда может представлять собой прицепной вагон, имеющий только пульт управления без движущей силы.

В многосекционном поезде каждый вагон оборудован приводным устройством, и головной локомотив и вагоны почти не отличаются, или головной локомотив отсутствует. Поезд полностью управляется железнодорожной системой и главным образом используется в некоторых городских железнодорожных транзитных поездах, например, поездах на магнитной подушке, поездах APM (автоматизированной транспортировки людей) и сверхскоростных испытательных поездах и т.д. Многосекционный поезд в общем состоит из двух локомотивов, множества самоходных вагонов и несамоходных вагонов. В некоторых многосекционных поездах приводное устройство в головном локомотиве удалено, и оставлено только оборудование для управления поездом.

Для повышения показателя качества поездки в холодных условиях в железнодорожном поезде, например, в высокоскоростном многосекционном поезде, обеспечена система отопления. В общем традиционный железнодорожный поезд обеспечен системой воздушного отопления для обогрева. Однако система воздушного отопления потребляет большое количество энергии, и стоимость системы и затраты на обслуживание также являются высокими. Дополнительно, при работе система воздушного отопления производит сильный шум, что оказывает влияние на показатель качества поездки.

В связи с этим специалистам в области техники необходимо решить техническую задачу, заключающуюся в обеспечении железнодорожного поезда с низкими затратами на отопление и высоким уровнем качества поездки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении напольного элемента железнодорожного поезда. Напольный элемент осуществляет подачу тепла для вагонов за счет нагрева электронагревательного слоя. Напольный элемент имеет простую конструкцию, низкие затраты на оборудование и обслуживание и низкое энергопотребление. Он может исключать шум, создаваемый системой воздушного отопления, и повышать показатель качества поездки. Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении железнодорожного поезда, имеющего напольный элемент.

Для решения вышеуказанных технических задач в соответствии с настоящим изобретением обеспечен напольный элемент железнодорожного поезда. Напольный элемент включает в себя: лист основного материала, электронагревательный слой, расположенный на верхней поверхности листа основного материала, верхний износостойкий слой, покрывающий верхнюю поверхность электронагревательного слоя, расположенный над электронагревательным слоем, звукоизоляционный слой, расположенный в середине листа основного материала, и нижний износостойкий слой, расположенный на нижней поверхности листа основного материала.

Предпочтительно, электронагревательный слой включает в себя углеволоконную пленку и изоляционные листы, расположенные на верхней поверхности и нижней поверхности углеволоконной пленки соответственно. С двух концов углеволоконной пленки обеспечена проводящая шина для подключения выводной клеммы.

Предпочтительно, с одного конца или с двух концов напольного элемента по длине напольного элемента обеспечена шпунтовая соединительная конструкция, выполненная с возможностью соединения напольного элемента со смежным напольным элементом. С одной стороны или с двух сторон напольного элемента по ширине напольного элемента обеспечено крепежное отверстие, выполненное с возможностью соединения напольного элемента с креплением для напольного элемента кузова поезда.

Предпочтительно, шпунтовая соединительная конструкция с одного конца напольного элемента железнодорожного поезда представляет собой охватываемый соединитель, а шпунтовая соединительная конструкция с другого конца напольного элемента железнодорожного поезда представляет собой охватывающий соединитель. Верхняя сторона и нижняя сторона охватываемого соединителя обеспечены ограничивающими положение ступеньками, расположенными со смещением, а верхняя сторона и нижняя сторона охватывающего соединителя обеспечены торцевой внешней стенкой, соединяющейся с ограничивающими положение ступеньками, и охватываемый соединитель соединен с охватывающим соединителем посредством посадки с зазором.

Предпочтительно, лист основного материала представляет собой, в частности, лист основного материала из бальзового дерева, верхний износостойкий слой и нижний износостойкий слой представляют собой, в частности, износостойкие слои из фенольной смолы, и проводящая шина представляет собой, в частности, медную фольгу.

Предпочтительно, изоляционный лист представляет собой, в частности, композитный изоляционный лист из эпоксидной смолы и стекловолокна или композитный изоляционный лист из фенольной смолы и стекловолокна.

Предпочтительно, проводящая шина включает в себя первую шину и вторую шину. Первая шина включает в себя первый проводящий участок, который полностью контактирует и соединяет конец углеволоконной пленки и первый выводной соединительный участок. Вторая шина включает в себя второй проводящий участок, который полностью контактирует и соединяет другой конец углеволоконной пленки и второй выводной соединительный участок.

Предпочтительно, первый выводной соединительный участок расположен в середине внешней стороны первого проводящего участка. Головной конец второго выводного соединительного участка расположен на конце второго проводящего участка и продолжается в направлении первого выводного соединительного участка. Между вторым выводным соединительным участком и углеволоконной пленкой и между вторым выводным соединительным участком и первой шиной обеспечен изоляционный промежуток.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечен железнодорожный поезд, и железнодорожный поезд включает в себя кузов поезда и напольный элемент железнодорожного поезда, расположенный в кузове поезда, причем напольный элемент железнодорожного поезда представляет собой, в частности, напольный элемент железнодорожного поезда в соответствии с любым из вышеприведенных описаний.

Предпочтительно, железнодорожный поезд представляет собой, в частности, высокоскоростной многосекционный поезд.

В настоящем изобретении за счет обеспечения электронагревательного слоя в напольном элементе железнодорожного поезда для обогрева, напольный элемент имеет функцию обогрева для обогрева всего вагона за счет теплопроводности и теплового излучения. Напольный элемент может заменять устройства воздушного отопления для подачи тепла. Он имеет простую конструкцию, низкие затраты на оборудование и обслуживание и низкое энергопотребление, что значительно снижает затраты на энергию, капитальные затраты и затраты на обслуживание по сравнению с оборудованием воздушного отопления. Кроме того, при работе электронагревательного слоя практически отсутствует шум, что существенно снижает общий уровень шума, а тепловая эффективность вагона и показатель качества поездки повышаются. За счет звукоизоляционного слоя, расположенного внутри напольного элемента, пассажиры эффективно изолированы от внешних звуков, и шум от нижней части поезда не проникает в поезд, что улучшает эффект звукоизоляции вагона.

В соответствии с настоящим изобретением дополнительно обеспечен железнодорожный поезд, включающий в себя напольный элемент. Поскольку напольный элемент имеет вышеуказанные технические эффекты, железнодорожный поезд, включающий в себя напольный элемент, также имеет такие же технические эффекты, которые подробно не описаны в настоящем документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - вид спереди, показывающий конкретный вариант выполнения напольного элемента железнодорожного поезда, обеспеченного в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 2 - вид сверху в частичном разрезе, показывающий электронагревательный слой в конкретном варианте выполнения напольного элемента железнодорожного поезда, обеспеченного в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 3 - схема расположения конкретного варианта выполнения напольного элемента железнодорожного поезда, обеспеченного в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 4 - вид в разрезе, взятом в направлении A-A с Фиг. 3; и

Фиг. 5 - вид в разрезе, взятом в направлении B-B с Фиг. 3.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - лист основного материала,

2 - электронагревательный слой,

3 - верхний износостойкий слой,

4 - звукоизоляционный слой,

5 - нижний износостойкий слой,

6 - охватываемый соединитель,

7 - охватывающий соединитель,

8 - крепление для напольного элемента,

21 - углеволоконная пленка,

22 - изоляционный лист,

23 - первый проводящий участок,

24 - первый выводной соединительный участок,

25 - второй проводящий участок,

26 - второй выводной соединительный участок.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении напольного элемента железнодорожного поезда. Напольный элемент осуществляет подачу тепла для вагонов за счет нагрева электронагревательного слоя. Напольный элемент имеет простую конструкцию, низкие затраты на оборудование и обслуживание и низкое энергопотребление. Он может исключать шум, создаваемый системой воздушного отопления, и повышать показатель качества поездки. Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении железнодорожного поезда, имеющего напольный элемент.

Для лучшего понимания технических решений в соответствии с настоящим изобретением специалистами в области техники, настоящее изобретение будет дополнительно подробно описано ниже в сочетании с сопровождающими чертежами и конкретными вариантами выполнения.

Обратимся к Фиг. 1, которая представляет собой вид спереди, показывающий конкретный вариант выполнения напольного элемента железнодорожного поезда, обеспеченного в соответствии с настоящим изобретением. Обратимся к Фиг. 2, которая представляет собой вид сверху в частичном разрезе, показывающий электронагревательный слой в конкретном варианте выполнения напольного элемента железнодорожного поезда, обеспеченного в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечен напольный элемент железнодорожного поезда. Напольный элемент включает в себя лист 1 основного материала, электронагревательный слой 2, расположенный на верхней поверхности листа 1 основного материала, и верхний износостойкий слой 3, покрывающий верхнюю поверхность электронагревательного слоя 2, расположенный над электронагревательным слоем 2. Верхний износостойкий слой 3 может полностью покрывать лист 1 основного материала и электронагревательный слой 2 для хорошей защиты. Верхний износостойкий слой 3 также может частично покрывать лист 1 основного материала и электронагревательный слой 2 в зависимости от требований окружающей среды. При этом для улучшения эффекта звукоизоляции и износостойкости в средине листа 1 основного материала обеспечен звукоизоляционный слой 4, а на нижней поверхности листа 1 основного материала расположен нижний износостойкий слой 5.

Подача тепла в вагон осуществляется путем нагрева электронагревательного слоя 2, который имеет простую конструкцию, низкие затраты на оборудование и обслуживание и низкое энергопотребление, что предотвращает шум, издаваемый системой воздушного отопления, и повышает показатель качества поездки.

В частности, электронагревательный слой 2 может включать в себя углеволоконную пленку 21, изоляционные листы 22, расположенные на верхней поверхности и нижней поверхности углеволоконной пленки 21 соответственно, и с двух концов углеволоконной пленки 21 расположена проводящая шина для подключения выводной клеммы. Два изоляционных листа 22 полностью окружают углеволоконную пленку 21 и проводящую шину. Проводящая шина подключена к выводной клемме через вывод, и выводная клемма подключена к источнику питания в поезде для подачи питания оборудованию. То есть напольный элемент в порядке сверху вниз включает в себя верхний износостойкий слой 3, изоляционный лист 22 на верхней поверхности углеволоконной пленки, углеволоконную пленку 21, изоляционный лист 22 на нижней поверхности углеволоконной пленки, лист 1 основного материала, звукоизоляционный слой 4, лист 1 основного материала и нижний износостойкий слой 5.

На углеволоконную пленку 21 с двух концов подается напряжение. Под напряжением происходит броуновское движение молекул углерода, и за счет соударения и трения молекул углерода выделяется тепловая энергия с эффективностью преобразования до 99%. По сравнению с традиционным нагревательным оборудованием углеволоконная пленка имеет более высокую эффективность преобразования тепла, тем самым снижая потребление энергии. Углеволоконная пленка 21 может представлять собой пленку, выполненную непосредственно из углеродного волокна, или пленку, полученную путем добавления углеродного волокна в бумажную массу.

При применении углеволоконной пленки 21 для обогрева получают следующие преимущества. Углеволоконная пленка 21 может быть непосредственно прикреплена к несущей плите или стенке без специального пространства для установки. Углеволоконная пленка 21 имеет небольшой размер, высокую эффективность преобразования тепла и долгий срок службы. Она является безопасной и экологически безвредной, при этом обладая хорошей теплопроводностью, равномерным нагревом и стойкостью к атмосферным воздействиям, что приводит более высокому уровню качества поездки. Разумеется, в качестве нагревательного компонента также может быть использован провод высокого сопротивления.

В напольном элементе, обеспеченном в соответствии с конкретными вариантами выполнения настоящего изобретения, компоненты могут быть выполнены из различных материалов. Лист 1 основного материала представляет собой, в частности, лист основного материала из бальзового дерева. Верхний износостойкий слой 3 и нижний износостойкий слой 5 представляют собой, в частности, износостойкие слои из фенольной смолы. Проводящая шина представляет собой, в частности, медную фольгу. Изоляционный лист 22 представляет собой, в частности, композитный изоляционный лист из эпоксидной смолы и стекловолокна или композитный изоляционный лист из фенольной смолы и стекловолокна. Вышеуказанные материалы имеет преимущества, заключающиеся в том, что они являются невпитывающими, менее чувствительны к влаге, не деформируются, имеют низкие затраты на установку, малый вес, высокую эффективность теплоизоляции и т.п. В зависимости от ситуации также могут быть использованы другие материалы, все их которых находятся в пределах объема охраны изобретения.

На основе напольного элемента, обеспеченного в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, проводящая шина включает в себя первую шину и вторую шину. Первая шина включает в себя первый проводящий участок 23, который полностью контактирует и соединяет конец углеволоконной пленки 21 и первый выводной соединительный участок 24. Вторая шина включает в себя второй проводящий участок 25, который полностью контактирует и соединяет другой конец углеволоконной пленки 21 и второй выводной соединительный участок 26. Первый проводящий участок 23 и второй проводящий участок 25 обеспечивают хороший проводящий контакт для подачи напряжения на оба края двух концов углеволоконной пленки 21 для повышения коэффициента использования углеволоконной пленки 21. При этом первый выводной соединительный участок 24 и второй выводной соединительный участок 26 подключены к выводной клемме через вывод для осуществления подачи питания.

В частности, первый выводной соединительный участок 24 расположен в середине внешней стороны первого проводящего участка 23, то есть первый проводящий участок 23 находится на расстоянии от боковой стороны углеволоконной пленки 21. Головной конец второго выводного соединительного участка 26 расположен на конце второго проводящего участка 25 и продолжается в направлении первого выводного соединительного участка 24. Между вторым выводным соединительным участком 26 и углеволоконной пленкой 21 и между вторым выводным соединительным участком 26 и первой шиной обеспечен изоляционный промежуток. То есть второй выводной соединительный участок 26 проходит вокруг углеволоконной пленки 21, причем его хвостовой конец расположен вблизи первого выводного соединительного участка 24. При этом изоляционный промежуток гарантирует, что компоненты не будут взаимодействовать друг с другом. Таким образом, первый выводной соединительный участок 24 и второй выводной соединительный участок 26 расположены с одного конца углеволоконной пленки 21, что облегчает подвод и подачу питания.

Обратимся к Фиг. 3-5, Фиг. 3 представляет собой схему расположения конкретного варианта выполнения напольного элемента железнодорожного поезда, обеспеченного в соответствии с настоящим изобретением; Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, взятом в направлении A-A на Фиг. 3; и Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе, взятом в направлении B-B на Фиг. 3.

С одного конца или с двух концов напольного элемента железнодорожного поезда по длине напольного элемента обеспечена шпунтовая соединительная конструкция, используемая для соединения напольного элемента со смежным напольным элементом. С одной стороны или с двух сторон напольного элемента по ширине напольного элемента обеспечено крепежное отверстие, используемое для соединения напольного элемента с креплением 8 для напольного элемента железнодорожного поезда. Два смежных напольных элемента по длине напольных элементов могут быть соединены друг с другом с помощью шпунтовой соединительной конструкции, и для облегчения установки напольного элемента в напольном элементе железнодорожного поезда также могут быть предварительно обеспечены металлический элемент и высверленное отверстие. Шпунтовая соединительная конструкция с одного конца напольного элемента железнодорожного поезда представляет собой охватываемый соединитель 6, а с другого конца представляет собой охватывающий соединитель 7. Верхняя сторона и нижняя сторона охватываемого соединителя 6 обеспечены ограничивающими положение ступеньками, расположенными со смещением. Верхняя сторона и нижняя сторона охватывающего соединителя 7 обеспечены торцевой внешней стенкой, соединяющейся с ограничивающими положение ступеньками. Охватываемый соединитель 6 соединен с охватывающим соединителем 7 посредством посадки с зазором.

Для управления подачей питания в соответствии с температурой окружающей среды и для регулировки эффекта обогрева напольного элемента может быть дополнительно обеспечена соответствующая система управления, что дополнительно повышает показатель качества поездки.

В дополнение, в соответствии с конкретным вариантом выполнения настоящего изобретения дополнительно обеспечен железнодорожный поезд, включающий в себя вышеуказанный напольный элемент, и конструкции других частей железнодорожного поезда, которые не описаны в настоящем документе, могут ссылаться на традиционную технологию.

В частности, железнодорожный поезд может представлять собой высокоскоростной многосекционный поезд.

Выше подробно описаны железнодорожный поезд и высокоскоростной многосекционный поезд в соответствии с настоящим изобретением. Принцип и варианты выполнения настоящего изобретения проиллюстрированы в настоящем документе с использованием конкретных примеров. Вышеприведенное описание примеров предназначено только для помощи в понимании способа и замысла настоящего изобретения. Следует отметить, что специалистами в области техники могут быть выполнены некоторые модификации и улучшения настоящего изобретения без отклонения от принципа настоящего изобретения, и эти модификации и улучшения также считаются попадающими в объем охраны настоящего изобретения, определенный формулой изобретения.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Напольный элемент железнодорожного вагона включает в себя лист (1) основного материала, электронагревательный слой (2), расположенный на верхней поверхности листа основного материала, верхний износостойкий слой (3), покрывающий верхнюю поверхность электронагревательного слоя, расположенный над электронагревательным слоем, звукоизоляционный слой (4), расположенный в середине листа основного материала, и нижний износостойкий слой (5), расположенный на нижней поверхности листа основного материала. Напольный элемент осуществляет подачу тепла для вагонов за счет нагрева электронагревательного слоя. Железнодорожный вагон содержит вышеуказанный напольный элемент, а железнодорожный поезд включает в себя вышеуказанный железнодорожный вагон. Изобретение имеет простую конструкцию, низкие затраты на оборудование и обслуживание, низкое энергопотребление и исключает шум, создаваемый системой отопления. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Напольный элемент железнодорожного вагона, содержащий:

лист (1) основного материала;

электронагревательный слой (2), расположенный на верхней поверхности листа (1) основного материала;

верхний износостойкий слой (3), покрывающий верхнюю поверхность электронагревательного слоя (2) и расположенный над электронагревательным слоем (2);

звукоизоляционный слой (4), расположенный в средине листа (1) основного материала; и

нижний износостойкий слой (5), расположенный на нижней поверхности листа (1) основного материала;

при этом электронагревательный слой (2) содержит: углеволоконную пленку (21); изоляционные листы (22), расположенные на верхней поверхности и нижней поверхности углеволоконной пленки (21), соответственно; и проводящую шину, расположенную с двух концов углеволоконной пленки (21) для подключения выводной клеммы;

причем с одного конца или с двух концов по длине напольного элемента железнодорожного вагона обеспечена шпунтовая соединительная конструкция, выполненная с возможностью соединения напольного элемента железнодорожного вагона со смежным напольным элементом;

при этом с одной стороны или с двух сторон по ширине напольного элемента железнодорожного вагона обеспечено крепежное отверстие, выполненное с возможностью соединения напольного элемента железнодорожного вагона с креплением (8) для напольного элемента кузова железнодорожного вагона;

причем шпунтовая соединительная конструкция с одного конца напольного элемента железнодорожного вагона представляет собой охватываемый соединитель (6);

при этом шпунтовая соединительная конструкция с другого конца напольного элемента железнодорожного вагона представляет собой охватывающий соединитель (7);

причем верхняя сторона и нижняя сторона охватываемого соединителя (6) обеспечены ограничивающими положение ступеньками, расположенными со смещением;

при этом верхняя сторона и нижняя сторона охватывающего соединителя (7) обеспечены торцевой внешней стенкой, соединяющейся с ограничивающими положение ступеньками;

причем охватываемый соединитель (6) соединен с охватывающим соединителем (7) посредством посадки с зазором.

2. Напольный элемент железнодорожного вагона по п. 1, в котором лист (1) основного материала представляет собой, в частности, лист основного материала из бальзового дерева, верхний износостойкий слой (3) и нижний износостойкий слой (5) представляют собой, в частности, износостойкие слои из фенольной смолы, и проводящая шина представляет собой, в частности, медную фольгу.

3. Напольный элемент железнодорожного вагона по п. 2, в котором изоляционный лист (22) представляет собой, в частности, композитный изоляционный лист из эпоксидной смолы и стекловолокна или композитный изоляционный лист из фенольной смолы и стекловолокна.

4. Напольный элемент железнодорожного вагона по любому из пп. 1-3, в котором:

проводящая шина содержит первую шину и вторую шину; и

первая шина содержит первый проводящий участок (23), который полностью контактирует и соединяет конец углеволоконной пленки (21) и первый выводной соединительный участок (24), и вторая шина содержит второй проводящий участок (25), который полностью контактирует и соединяет другой конец углеволоконной пленки (21) и второй выводной соединительный участок (26).

5. Напольный элемент железнодорожного вагона по п. 4, в котором первый выводной соединительный участок (24) расположен в средине внешней стороны первого проводящего участка (23), головной конец второго выводного соединительного участка (26) расположен на конце второго проводящего участка (25) и продолжается в направлении первого выводного соединительного участка (24), и между вторым выводным соединительным участком (26) и углеволоконной пленкой (21) и между вторым выводным соединительным участком (26) и первой шиной обеспечен изоляционный промежуток.

6. Железнодорожный вагон, содержащий кузов железнодорожного вагона и напольный элемент железнодорожного вагона, расположенный в кузове железнодорожного вагона, причем напольный элемент железнодорожного вагона представляет собой напольный элемент железнодорожного вагона по любому из пп. 1-5.

7. Железнодорожный поезд, содержащий по меньшей мере один железнодорожный вагон по п. 6.

8. Железнодорожный поезд по п. 7, представляющий собой высокоскоростной многосекционный поезд.