Тормозная тележка для аварийной остановки подвижного состава монорельсовой дороги Российский патент 2025 года по МПК B61H9/00 E21F13/00 B61B13/04 

Изобретение относится к безопасности при эксплуатации подвижного состава монорельсовой железной дороги.

Монорельсовые дороги, используемые в угольных шахтах, представляют собой специализированные системы транспортировки, созданные для перемещения угольных грузов и рабочих по подземным горным галереям. Монорельсовые дороги в угольных шахтах обычно имеют стальные монорельсы, которые укладываются вдоль стен или потолков горных проходов. Вагоны или кареты движутся по этим рельсам, обеспечивая транспортировку грузов. Для передвижения вагонов по монорельсам в угольных шахтах часто используются электромеханические системы, такие как локомотивы или ленточные конвейеры. Эти системы могут быть автоматизированными для оптимизации производственных процессов и обеспечения безопасности работников. Монорельсовые дороги в угольных шахтах способствуют увеличению производительности и эффективности добычи угля, позволяя быстро перемещать большие объемы грузов из рабочих зон к местам погрузки или выгрузки. Подобные системы транспортировки обычно имеют встроенные меры безопасности, такие как автоматические тормоза, системы контроля скорости и мониторинга состояния оборудования, чтобы предотвратить возможные аварии или инциденты. Монорельсовые дороги в угольных шахтах играют ключевую роль в поддержании непрерывности добычи и обеспечении эффективной работы горных предприятий, обеспечивая быструю и надежную транспортировку угольной продукции.

Учитывая особенности работы в условиях угольных шахт, монорельсовые дороги часто разрабатываются с учетом высоких нагрузок, пыли, влаги и других агрессивных факторов окружающей среды. В целом, монорельсовые дороги в угольных шахтах являются важной частью инфраструктуры для добычи и транспортировки угольной продукции, обеспечивая безопасность, эффективность и производительность горных предприятий.

Известны ранние разработки подобных тормозных устройств, а именно - SU 1155783 A, Тормозное устройство монорельсовой дороги. Изобретение относится к монорельсовым дорогам, конкретнее к шахтным подвесным монорельсовым дорогам для транспортирования материалов и людей. Известно тормозное устройство канатной дороги, содержащее ограничитель скорости и привод тормозного механизма - SU 968481 A1, Тормозное устройство монорельсовой дороги. Изобретение относится к шахтному транспорту, в частности к тормозам тележек монорельсовых дорог. RU 2637142 C2, Тормозное устройство для ходовой части монорельсовой подвесной дороги, Группа изобретений относится к области тормозных устройств ходовой части монорельсовой подвесной дороги. Тормозное устройство включает в себя тормозные колодки, поворотные рычаги, средство для соединения, гнездо для соединительного средства в раме тормозного устройства.

ТТАО - отличается от известных устройств следующими параметрами и усовершенствованными возможностями:

1) «Датчик скорости» - корпус инерциальных масс, закрепленный с ходовым роликом, конструктивно выполнен таким образом, чтобы можно было изменять скорость (количество оборотов ходового ролика), при которой сработает аварийная тормозная тележка.

2) Конструктивные отличия - а) конструкция тележки позволяет ей перемещаться по любому монорельсу двутаврового профиля используемых в шахтах; б) основная пружина располагается в защитном корпусе, который предохраняет пружину от воздействия различных вредных факторов (от воды, от падения горной породы и пр.), так же защитный корпус предохраняет работников от случайного взаимодействия с пружиной, которое может привести к травме; в) универсальная конструкция для присоединения к монорельсовому составу (соединительная тяга с пальцем).

3) Материал, используемый в тормозных колодках - медь, точнее медный гранулят, который припаян к металлической основе колодки, т.е. тормозная колодка шершавая. Медь обладает высокой теплопроводностью, что обеспечивает хороший отвод тепла в процессе трения, и исключает искрообразование. Шершавость (шероховатость) колодки повышает, возникающую в процессе торможения, силу трения.

Технический результат изобретения заключается в создании отличной от существующих видов аварийных тормозных систем монорельсовой дороги и отличающейся от прототипа по следующим параметрам:

Тормозная тележка для аварийной остановки подвижного состава монорельсовой дороги - (далее ТТАО) предназначена для эксплуатации на подвесной монорельсовой дороге типа М200, ДП155, I140E, I155E при транспортировке подвесным тягачом по горизонтальным и наклонным выработкам шахт опасных по газу и угольной пыли. ТТАО предохраняет подвижный состав и его части от превышения максимально допустимой скорости путем зажима тормозных колодок профиля монорельсовой дороги.

ТТАО состоит из ходовой (ролики, каркас телеги), фиксирующей (тормозные рычаги - маслобаки с колодками) и разрежаемой частей (основная пружина, корпус пружины с клиньями). Ходовая и фиксирующая часть соединены между собой с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. На ходовой части установлены передвижные ролики, взаимодействующие с нижней полкой двутаврового монорельса. Один ролик ходовой части, жестко закреплен с валом, смонтированный в подшипниках, с консольной части вал закреплен с корпусом инерциальных масс.

При перемещении устройства, передвижной ролик передает свое вращение валу, которые в свою очередь передает его корпусу инерциальных масс. Инерциальные массы под действием центробежных сил, возникшему при вращении корпуса, воздействуют на штифт, заставляя его вылезти из корпуса. Штифт воздействует на систему рычагов, которые удерживают обратный клапан в запертом положении. Обратный клапан, располагается в фиксирующей части устройства, и необходим для сброса гидравлического жидкости. Гидравлическая жидкость с помощью поршня удерживает основную пружину в сжатом состоянии, при открытии обратного клапана и сбросе гидравлической жидкости, происходит разряжение пружины, корпус, в котором находится пружина, перемещается и воздействует с помощью клиньев на нижний конец фиксирующей части (тормозного рычага - маслобака). При этом взаимодействии происходит поворот тормозных рычагов вокруг горизонтальной оси и прижим верхнего конца, на котором располагаются тормозные колодки, к вертикальной полке двутаврового монорельса.

Указанным изобретением решается задача усовершенствовать аварийное тормозное устройство для монорельсовой дороги, чтобы при этом аварийная остановка подвижного состава была как можно более безопасной и резкой, а также продление срока службы всех элементов монорельсовой дороги включая локомотивы и вагоны.

Основные технические данные ТТАО

Привод Механико-гидравлический Транспортная скорость м/с 0-2 Скорость для выдачи сигнала к торможению м/с 3,2±4% Обороты ограничителя скорости при выдаче сигнала к торможению мин^-1 510±4% Максимальный наклон пути 30° Максимальное время реагирования с 0,3 Минимальная статическая тормозная сила кН 52 Минимальная рабочая статическая тормозная сила кН 44 Максимальный тормозной путь м 11 Максимальная масса состава при торможении тележкой на максимальном углу наклона пути кг 3700 Максимальная масса состава при транспортировании людей кг 2000 Рабочее давление в гидравлической системе МПа 13±1 Максимальное количество нажимов на гидрогенератор при создании рабочего давления 30 Вязкость рабочей жидкости мм²/с 46 Объем рабочей жидкости л 0,8 Масса тележки кг 200

ТТАО состоит из следующих основных элементов (фигура 1):

Рама (корпус) (1), датчик скорости (2), маслобак (тормозной рычаг) (3), цилиндр тормозной, пружины (4), клин (5), ролик тормозного рычага (6), тормозная колодка (7), масленый насос (8), рычаг накачки масла (9), сбросной клапан (10), разъединяющий клапан (11), рычажно-сигнальная система (12), передвижной ролик (13).

Описание функций основных систем ТТАО (фигура 2):

Рама (корпус) - основная сварная часть, необходимая для крепления всех функциональных частей.

Тормозная система - работает на принципе гидравлического сжатия главной пружины и служит для передачи сжимной силы на секцию пути. Ее составляет: главная пружина, расположенная внутри цилиндра (поз. 4), клинья (поз. 5), два маслобака (тормозной рычаг) (поз. 3), имеющие на одном конце ролик тормозного рычага (поз. 6) и на другом конце тормозные колодки (поз. 7).

Гидрогенератор - служит для создания давления жидкости в гидравлическом контуре, с целью сжатия главной пружины и расторможения тележки.

Сбросной клапан - служит для сброса давления жидкости из напорной системы в маслобак (поз. 3) при получении сигнала к торможению от датчика скорости.

Разъединяющий клапан - служит для ручного сброса давления жидкости из напорной системы в маслобак и остановки тормозной тележки.

Рычажно-сигнальная система - необходима для передачи сигнала о превышении максимально допустимой скорости между датчиком скорости (поз. 2) и сбросным клапаном (поз. 10).

Датчик скорости - служит для выдачи сигнала к торможению, при повышении максимально допустимой скорости состава, с помощью центробежных масс.

Передвижной ролик - в количестве 3 шт. служит для подвешивания и передвижения тормозной тележки по монорельсу.

Режимы работы ТТАО

1) Режим ожидания - в этом режиме ТТАО находится в заторможенном состоянии, на монорельсовой дороге, но не в рабочей ее части. Чтобы ввести тележку в данное состояние необходимо: удлинительным рычагом вывести рычажно-сигнальную систему (поз. 12) вывести из рабочего положения, чтобы сработал сбросной клапан (поз. 10) и выпустил напорную жидкость в бак (поз. 3). В данном режиме будет нулевое давление в гидравлической системе, главная пружина растянута, тормозные колодки с помощью тормозных рычагов зажимают монорельс, что предотвращает любое движение тележки.

2) Режим готовности - в этом режиме ТТАО находится в снаряженном (взведенном) состоянии т.е. когда тормозные рычаги разведены, в гидравлической системе давление 13 МПа, главная пружина сжата. Чтобы ввести тележку в режим готовности необходимо: установить рычажно-сигнальную систему в рабочее положение т.е. зажать сбросной клапан; с помощью рычага накачки масла (поз. 9) накачать масло в гидравлическую систему, тем самым создастся необходимое давление для того, чтобы поршень сжал пружину в тормозном цилиндре и развел тормозные колодки.

3) Режим срабатывания - возникает, когда ТТАО находится в режиме готовности и одновременно поступил сигнал к торможению.

3.1) Сигнал от датчика скорости. Датчик скорости (поз. 2) достиг оборотов, соответствующих максимально разрешенной скорости тормозной тележки, и под действием центробежных сил вылез палец из корпуса датчика. Этот палец ударом об рычажно-сигнальную систему (поз. 12) открывает сбросной клапан (поз. 10) тем самым выводит тележку из режима готовности.

3.2) Вручную. У состава для перевозки людей можно выполнить ручное аварийное торможение с помощью тросика привязанного к поворотному упору разъединяющего клапана (поз. 11), после чего происходит освобождение его рычажка и открытие обратного клапана, с последующим выпуском напорной жидкости из гидравлической системы в бак.

Падение давления в системе ведет к освобождению главной пружины, перемещению тормозного цилиндра с клиньями (поз. 5), которые с помощью подшипников качения (поз. 6) распирают тормозные рычаги, создавая тем самым прижимную силу тормозных колодок на монорельс.

Фигура 1, Фигура 2

1 - рама (корпус);

2 - датчик скорости;

3 - маслобак (тормозной рычаг);

4 - цилиндр тормозной, пружины;

5 - клин;

6 - ролик тормозного рычага;

7 - тормозная колодка;

8 - масленый насос;

9 - рычаг накачки масла;

10 - сбросной клапан;

11 - разъединяющий клапан;

12 - рычажно-сигнальная система;

13 - передвижной ролик.

Изобретение относится к безопасности при эксплуатации подвижного состава монорельсовой железной дороги, а именно к тормозной тележке для аварийной остановки подвижного состава монорельсовой дороги. Тормозная тележка содержит ходовую часть, включающую раму, передвижные ролики и вал с инерционными массами, соединенный с корпусом, тормозную часть, включающую тормозные рычаги с маслобаками и тормозные колодки, прижимаемые к рельсу, гидравлическую систему с основной пружиной, цилиндром, клиньями и сбросным клапаном, датчик скорости, соединенный с рычажно-сигнальной системой. Датчик скорости при достижении критических оборотов передает сигнал на рычажно-сигнальную систему, которая открывает сбросной клапан, выпускающий жидкость из гидравлической системы, в результате чего основная пружина разжимается и воздействует через клинья на тормозные рычаги, прижимая тормозные колодки к вертикальной полке монорельса для аварийной остановки подвижного состава. Технический результат изобретения заключается в усовершенствовании аварийного тормозного устройства для монорельсовой дороги, чтобы при этом аварийная остановка подвижного состава была как можно более безопасной и резкой, а также продлении срока службы всех элементов монорельсовой дороги, включая локомотивы и вагоны. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Тормозная тележка для аварийной остановки подвижного состава монорельсовой дороги, содержащая ходовую часть, включающую раму, передвижные ролики и вал с инерционными массами, соединенный с корпусом, тормозную часть, включающую тормозные рычаги с маслобаками и тормозные колодки, прижимаемые к рельсу, гидравлическую систему с основной пружиной, цилиндром, клиньями и сбросным клапаном, датчик скорости, соединенный с рычажно-сигнальной системой, отличающаяся тем, что датчик скорости при достижении критических оборотов передает сигнал на рычажно-сигнальную систему, которая открывает сбросной клапан, выпускающий жидкость из гидравлической системы, в результате чего основная пружина разжимается и воздействует через клинья на тормозные рычаги, прижимая тормозные колодки к вертикальной полке монорельса для аварийной остановки подвижного состава.

2. Тормозная тележка по п. 1, отличающаяся тем, что тормозные колодки выполнены с медным гранулятом, припаянным к металлической основе, для повышения силы трения, улучшения теплопроводности и исключения искрообразования.

3. Тормозная тележка по п. 1, отличающаяся тем, что рама содержит защитный корпус для основной пружины, предотвращающий воздействие внешних факторов, таких как вода и пыль, на элементы тормозной системы, а также защищающий персонал от случайного контакта с пружиной.

4. Тормозная тележка по п. 1, отличающаяся тем, что система управления включает ручной механизм для аварийного торможения, выполненный в виде тросика, соединенного с разъединяющим клапаном, который позволяет выпустить жидкость из гидравлической системы и активировать тормозную систему вручную.