Токоприемник электроподвижного состава Российский патент 2024 года по МПК B60L5/20 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к токоприемникам электроподвижного состава.

Наиболее близким к заявленному является токоприемник электроподвижного состава, содержащий контактный элемент, установленный на полозе, каркас которого выполнен в виде короба, внутренняя полость которого соединена посредством форсунок, расположенных на верхней горизонтальной плоскости каркаса и направленных на боковые поверхности контактного элемента, с атмосферой, через патрубок - с выходом мотор-вентилятора, посредством упомянутого патрубка и управляемого вентиля - с воздухозаборником встречного воздушного потока, при этом цепи управления мотор-вентилятора и управляемого вентиля связаны с регулятором. (Пат. №1553415 на изобретение (СССР), МПК B60L 5/24. Токоприемник электроподвижного состава / Поздняков О.И., Поздняков В.И. (СССР). - Заявлено 29.02.1988; Опубл. 30.03.1990. Бюл. №12). При этом режим работы системы охлаждения определяется по блоку изменения тягового тока и датчику скорости.

Недостатком известного токоприемника является низкая эффективность охлаждения каркаса и контактного элемента полоза токоприемника из-за того, что регулирование системы охлаждения осуществляется не по действительному нагреву элементов токоприемника, а в зависимости от тягового тока и скорости движения подвижного состава. Измерительные сигналы, полученные с выходов датчиков тока и скорости, не позволяют в полной мере оценить температуру полоза токоприемника, при этом создается высокая вероятность возникновения ошибки регулирования системы охлаждения за счет климатических факторов, что может повлиять на механическую прочность отдельных элементов токоприемника и выход его из строя, что также отразится на работоспособности электроподвижного состава. Например, если направление воздушных потоков и их скорость совпадет с параметрами движения электроподвижного состава, то после того, как его скорость достигнет пороговых значений перехода с активного охлаждения мотор-вентилятора на естественное приточное охлаждение, теплота с поверхности полоза токоприемника будет отводиться в недостаточном количестве, в результате чего произойдет его перегрев.

Предлагаемое устройство позволяет устранить указанный выше недостаток.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения каркаса и контактного элемента полоза токоприемника электроподвижного состава.

Указанная цель достигается тем, что известный токоприемник электроподвижного состава, содержащий контактный элемент, установленный на полозе, каркас которого выполнен в виде короба, внутренняя полость которого соединена посредством форсунок, расположенных на верхней горизонтальной плоскости каркаса и направленных на боковые поверхности контактного элемента, с атмосферой, через патрубок - с выходом мотор-вентилятора, посредством упомянутого патрубка и управляемого вентиля - с воздухозаборником встречного воздушного потока, при этом цепи управления мотор-вентилятора и управляемого вентиля связаны с регулятором, дополнен емкостью с находящимся под давлением газообразным хладагентом, которая соединена посредством управляемого клапана и патрубка с внутренней полостью каркаса, и датчиком температуры, установленным в основании контактного элемента, при этом выходы упомянутых управляемого клапана и датчика температуры соединены с регулятором, а на выходе мотор- вентилятора установлен воздушный обратный клапан.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого токоприемника электроподвижного состава; на фиг. 2 - схема полоза токоприемника.

Токоприемник электроподвижного состава содержит контактный элемент 1, установленный на полозе 2, каркас 3 которого выполнен в виде короба, внутренняя полость 4 которого соединена посредством форсунок 10, расположенных на верхней горизонтальной плоскости каркаса 3 и направленных на боковые поверхности контактного элемента 1, с атмосферой, через патрубок 5 - с выходом мотор-вентилятора 6, посредством патрубка 5 и управляемого вентиля 8 - с воздухозаборником 9 встречного воздушного потока, с помощью патрубка 5 и управляемого клапана 12 - с емкостью 11 с находящимся под давлением газообразным хладагентом, при этом цепи управления мотор-вентилятора 6, управляемого вентиля 8 и управляемого клапана 12 связаны с регулятором 7, вход которого соединен с датчиком температуры 13, установленным в основании контактного элемента 1, а на выходе мотор-вентилятора 6 установлен воздушный обратный клапан 14.

Предлагаемый токоприемник электроподвижного состава работает следующим образом.

В условиях нормальной температуры нагрева полоза 2 токоприемника, получаемой с помощью датчика температуры 13, воздух из окружающей среды попадает в воздухозаборник 9, расположенный на крыше электроподвижного состава, и через открытый управляемый вентиль 8 проходит по патрубку 5 в каркас 3, внутреннюю полость 4 которого выполнена в виде короба, откуда посредством форсунок 10 попадает на боковые поверхности контактного элемента 1, тем самым охлаждая его. Кроме того, в схеме предлагаемого токоприемника электроподвижного состава предусмотрен воздушный обратный клапан 14, который не позволяет выходить воздуху через мотор-вентилятор 6, и не оказывает влияние на его работу.

При достижении температуры контактного элемента 1 полоза 2 токоприемника выше пороговой, которая установлена для включения мотор вентилятора 6, с помощью датчика температуры 13 регулятор 7 изменяет систему охлаждения таким образом, что закрывается управляемый вентиль 8 и включается мотор-вентилятор 6.

В условиях дальнейшего повышения температуры и достижения ее критического значения регулятор 7 изменяет систему охлаждения таким образом, что в дополнение к работе мотор-вентилятора 6 кратковременно открывается управляемый клапан 12 и газообразный хладагент, находящийся под давлением в емкости 11, попадает во внутреннюю полость 4 каркаса 3 через патрубок 5, где посредством форсунок 10 попадает на стенки контактного элемента 1, тем самым охлаждая его с большей эффективностью. В качестве газообразного хладагента может быть использована углекислота (Лоскутова А.Г. Холодильные системы на углекислом газе. Решетневские чтения, 2016. Том 1. С. 233-234.), к преимуществам которой можно отнести ее экологическую безопасность, так как она является натуральным газом и не является потенциальным разрушителем озонового слоя, а также имеет нулевой потенциал глобального потепления, высокую эффективность, поскольку углекислота обладает хорошими теплофизическими свойствами и может обеспечивать эффективное охлаждение в различных условиях, и широкое распространение (углекислота является доступным и дешевым ресурсом, который можно получить из различных источников).

Использование предлагаемого токоприемника электроподвижного состава позволит повысить эффективность охлаждения контактного элемента и полоза токоприемника за счет гибкой системы охлаждения и ее регулирования с помощью прямой зависимости производительности мотор-вентилятора от температуры контактных элементов и применения газообразного хладагента для экстренного охлаждения полоза, что увеличивает срок службы контактных элементов и надежность работы токоприемника в целом.

Изобретение относится к токоприемникам электроподвижного состава. Токоприемник электроподвижного состава содержит контактный элемент, установленный на полозе, каркас которого выполнен в виде короба, мотор-вентилятор, управляемый вентиль, регулятор, емкость с находящимся под давлением газообразным хладагентом, управляемый клапан, датчик температуры, установленный в основании контактного элемента, и обратный клапан, установленный на выходе мотор-вентилятора. Внутренняя полость каркаса соединена посредством форсунок, расположенных на верхней горизонтальной плоскости каркаса и направленных на боковые поверхности контактного элемента, с атмосферой, через патрубок – с выходом мотор-вентилятора, посредством патрубка и управляемого вентиля – с воздухозаборником встречного воздушного потока, посредством патрубка и управляемого клапана – с емкостью с газообразным хладагентом. При этом цепи управления мотор-вентилятора, управляемый вентиль, управляемый клапан и датчик температуры соединены с регулятором. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения каркаса и контактного элемента полоза токоприемника электроподвижного состава. 2 ил.

Токоприемник электроподвижного состава, содержащий контактный элемент, установленный на полозе, каркас которого выполнен в виде короба, внутренняя полость которого соединена посредством форсунок, расположенных на верхней горизонтальной плоскости каркаса и направленных на боковые поверхности контактного элемента, с атмосферой, через патрубок – с выходом мотор-вентилятора, посредством упомянутого патрубка и управляемого вентиля – с воздухозаборником встречного воздушного потока, при этом цепи управления мотор-вентилятора и управляемого вентиля связаны с регулятором, отличающийся тем, что он дополнен емкостью с находящимся под давлением газообразным хладагентом, которая соединена посредством управляемого клапана и патрубка с внутренней полостью каркаса и датчиком температуры, установленным в основании контактного элемента, при этом выходы упомянутых управляемого клапана и датчика температуры соединены с регулятором, а на выходе мотор-вентилятора установлен воздушный обратный клапан.