Токоприемник электроподвижного состава Российский патент 2025 года по МПК B60L5/26 B60L5/32 

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

Известен токоприемник электроподвижного состава, содержащий установленную на основании и оснащенную механизмом подъема и опускания нижнюю подвижную раму, на которой установлена верхняя подвижная рама, оснащенная механизмом нажатия на контактный провод полоза, закрепленного на ней посредством кареток, при этом механизм подъема и опускания нижней подвижной рамы и механизм нажатия верхней подвижной рамы соединены с источником сжатого воздуха и пневматически связаны между собой (А.с. №262932 (СССР), МПК B60L 5/24. Пантограф электроподвижного состава / Беляев И.А. (СССР). // 09.03.1970. Бюл. №10).

К недостаткам известного токоприемника можно отнести то, что имеет место постоянная связь между нижней и верхней подвижными рамами, выполненная таким образом, что высота подъема нижней рамы всегда зависит от высоты верхней рамы. Эта связь реализована в виде пневматической золотниковой системы, которая имеют высокую инертность (запоздалое регулирование на одиночные и случайные динамические воздействия на верхнюю раму), зависимость точности настроек от температуры окружающей среды, высокую вероятность замерзания конденсата в прецизионных золотниковых элементах, реагирование на дополнительное кратковременное аэродинамическое воздействие при сильных порывах ветра, или изменение его направления при высоких скоростях движения. Это приводит к ситуациям, когда нижняя рама не успевает отрабатывать изменения высотного положения верхней рамы и ведет к потере стабильности нажатия в контакте, снижению качества токосъема: отрывам полоза от контактной подвески; повышенному износу как контактного провода, так и контактных вставок, искрению, дугообразованию, что может привести к пережогам и отжигам контактного провода и другим повреждениям.

Кроме того, токоприемник имеет значительное аэродинамическое сопротивление, которое вызывает появление дополнительных вертикальных и горизонтальных составляющих, негативно влияющих на стабильность нажатия, и генерирующих высокий уровень акустического шума.

Целью изобретения является повышение качества токосъема токоприемника электроподвижного состава.

Указанная цель достигается тем, что механизм подъема и опускания нижней подвижной рамы и механизм нажатия верхней рамы выполнены в виде, соответственно, нижнего и верхнего упругих пневмоэлементов, полости которых соединены с источником сжатого воздуха через регуляторы давления, соответственно, нижнего и верхнего упругих пневмоэлементов, при этом оба регулятора связаны с блоком управления, вход которого соединен с выходом датчика скорости движения электроподвижного состава, пультом машиниста и выходом датчика контактного нажатия, размещенного на полозе, а на основании установлен оснащенный пневматическим приводом упор-ограничитель высоты подъема нижней подвижной рамы, при этом полость пневматического привода соединена с источником сжатого воздуха, через управляемый клапан, вход которого соединен с блоком управления, а упругий пневмоэлемент верхней подвижной рамы установлен в аэродинамически обтекаемом корпусе, закрепленном на нижней подвижной раме.

На чертеже представлена схема предлагаемого токоприемника электроподвижного состава.

Токоприемник электроподвижного состава, содержащий установленную на основании 1 и оснащенную механизмом подъема и опускания 2 нижнюю подвижную раму 3, на которой установлена верхняя подвижная рама 4, оснащенная механизмом нажатия 5 на контактный провод 6 полоза 7, закрепленного на ней посредством кареток 8, при этом механизм подъема и опускания 2 нижней подвижной рамы 3 и механизм нажатия 5 верхней подвижной рамы 4 соединены с источником сжатого воздуха 9 и пневматически связаны между собой. Механизм подъема и опускания 2 нижней подвижной рамы 3 и механизм нажатия 5 верхней рамы 4 выполнены в виде, соответственно, нижнего 2 и верхнего 5 упругих пневмоэлементов, полости которых соединены с источником сжатого воздуха 9 через регуляторы давления 10, 11, соответственно, нижнего 2 и верхнего 5 упругих пневмоэлементов, при этом оба регулятора 10, 11 связаны с блоком управления 12, вход которого соединен с выходом датчика скорости движения 13 электроподвижного состава, пультом машиниста 14 и выходом датчика контактного нажатия 15, размещенного на полозе 7, а на основании 1 установлен оснащенный пневматическим приводом 16 упор-ограничитель 17 высоты подъема нижней подвижной рамы 3, при этом полость пневматического привода 16 соединена с источником сжатого воздуха 9, через управляемый клапан 18, вход которого соединен с блоком управления 12, а упругий пневмоэлемент 5 верхней подвижной рамы 4 установлен в аэродинамически обтекаемом корпусе 19, закрепленном на нижней подвижной раме 3.

Для повышения функциональности и экономичности электроподвижного состава, способного работать на высокоскоростных магистралях, целесообразно применять токоприемники, способные работать как на высокоскоростных магистралях, так и на обычных электрифицированных железных дорогах.

На электрифицированных железных дорогах, в соответствии с ГОСТ 33944-2016 «Подвеска железной дороги контактная», высота подвеса контактного провода от уровня головки рельса находится в диапазоне от 5500 мм до 6800 мм. Токоприемник электроподвижного состава при обычных скоростях движения имеет рабочий диапазон 1300 мм. На высокоскоростных железных дорогах, в соответствии с ГОСТ Р 58322-2018 «Контактная сеть для высокоскоростных железнодорожных линий» высота подвеса контактного провода от уровня головки рельса находится в диапазоне от 5550 мм до 5900 мм. Токоприемник электроподвижного состава при высоких скоростях движения имеет рабочий диапазон 350 мм. Это говорит о том, что на высоких скоростях движения токоприемник имеет гораздо меньший рабочий диапазон, поэтому на высоких скоростях можно зафиксировать нижнюю подвижную раму 3, чтобы верхняя подвижная рама 4 работала в заданных диапазонах. При этом она может быть выполнена в виде конструкции, обладающей приведенной массой, которая может быть значительно ниже приведенной массы известного токоприемника. Токоприемник работает следующим образом.

При эксплуатации токоприемника на обычных электрифицированных железных дорогах одновременно работают нижняя 3 и верхняя 4 подвижные рамы, обеспечивая рабочий диапазон 1300 мм.

Связь между работой нижней 3 и верхней 4 рамы в этом режиме выполнена посредством контроля давления воздуха в нижнем 2 и верхнем 5 пневмоэлементах. На верхних шарнирах нижней подвижной рамы 3 крепится верхняя подвижная рама 4, оснащенная механизмом нажатия верхней подвижной рамы 5, выполненном в виде пневматического элемента. Полоз 7 закреплен на верхней подвижной раме 4 посредством кареток 8. Механизм нажатия верхней подвижной рамы 5 установлен в аэродинамически обтекаемом корпусе 19, закрепленном на нижней подвижной раме 3.

При поднятии токоприемника сжатый воздух из источника сжатого воздуха 9 подается в механизм подъема и опускания нижней подвижной рамы 2 через регулятор давления 10 и в механизм нажатия верхней подвижной рамы 5 через регулятор давления 11 так, чтобы сохранить синхронную работу нижней 3 и верхней 4 рамы. Входы регуляторов давления 10 и 11 соединены с блоком управления 12.

При переходе на высокоскоростную магистраль через пульт машиниста 14 или превышении определенной скорости движения электроподвижного состава, которая регистрируется датчиком скорости 13, блоком управления 12 включается пневматический привод 16 через управляемый клапан 18. Пневматический привод 16 выдвигает упор-ограничитель 17 высоты подъема нижней подвижной рамы 3. Также блок управления 12 увеличивает давление в пневматическом элементе 2 нижней рамы 3, нижняя подвижная рама 3 упирается в упор-ограничитель 17 и фиксируется в таком положении так, чтобы в среднем положении рабочего диапазона высокоскоростного движения верхняя рама 4 находилась под углом около 45 градусов. Это обеспечивает работу верхней подвижной рамы 4 в пределах заранее заданного диапазона и заблокировать перемещения нижней подвижной рамы 3, что позволяет снизить приведенную массу токоприемника. Установленный на полозе 7 токоприемника датчик нажатия 15 связан с регулятором давления 11 и необходим для поддержания установленного нажатия на контактный провод 6, за счет изменения давления в полости механизма нажатия 5 верхней подвижной рамы 5 с помощью регулятора давления 11, управляемым блоком управления 12.

Разработанный токоприемник электроподвижного состава позволяет повысить качество токосъема токоприемника за счет обеспечения независимой работы верхней подвижной рамы путем фиксации нижней подвижной рамы на определенной высоте, что также позволит снизить приведенную массу токоприемника.

Таким образом, с помощью предлагаемого токоприемника электроподвижной состав сможет эффективно работать как на высокоскоростных магистралях, так и на обычных электрифицированных железных дорогах.

Изобретение относится к токоприемникам электроподвижного состава. Токоприемник электроподвижного состава содержит нижнюю подвижную раму, на которой установлена верхняя подвижная рама и полоз, закрепленный на верхней подвижной раме посредством кареток. При этом механизм подъема и опускания нижней подвижной рамы и механизм нажатия верхней подвижной рамы, выполненные в виде упругих пневмоэлементов, соединены с источником сжатого воздуха через регуляторы давления и пневматически связаны между собой. При этом оба регулятора связаны с блоком управления, вход которого соединен с выходом датчика скорости движения электроподвижного состава, пультом машиниста и выходом датчика контактного нажатия, размещенного на полозе. На основании установлен оснащенный пневматическим приводом упор-ограничитель высоты подъема нижней подвижной рамы, при этом полость пневматического привода соединена с источником сжатого воздуха через управляемый клапан, вход которого соединен с блоком управления. Упругий пневмоэлемент верхней подвижной рамы установлен в аэродинамически обтекаемом корпусе. Технический результат заключается в повышении качества токосъема токоприемника электроподвижного состава. 1 ил.

Токоприемник электроподвижного состава, содержащий установленную на основании и оснащенную механизмом подъема и опускания нижнюю подвижную раму, на которой установлена верхняя подвижная рама, оснащенная механизмом нажатия на контактный провод полоза, закрепленного на ней посредством кареток, при этом механизм подъема и опускания нижней подвижной рамы и механизм нажатия верхней подвижной рамы соединены с источником сжатого воздуха и пневматически связаны между собой, отличающийся тем, что механизм подъема и опускания нижней подвижной рамы и механизм нажатия верхней рамы выполнены в виде соответственно нижнего и верхнего упругих пневмоэлементов, полости которых соединены с источником сжатого воздуха через регуляторы давления соответственно нижнего и верхнего упругих пневмоэлементов, при этом оба регулятора связаны с блоком управления, вход которого соединен с выходом датчика скорости движения электроподвижного состава, пультом машиниста и выходом датчика контактного нажатия, размещенного на полозе, а на основании установлен оснащенный пневматическим приводом упор-ограничитель высоты подъема нижней подвижной рамы, при этом полость пневматического привода соединена с источником сжатого воздуха через управляемый клапан, вход которого соединен с блоком управления, а упругий пневмоэлемент верхней подвижной рамы установлен в аэродинамически обтекаемом корпусе, закрепленном на нижней подвижной раме.