УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРООБОГРЕВА СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для повышения надежности и обеспечения бесперебойности работы стрелок и переездов в сложных зимних условиях, и может быть применена для очистки стрелочного перевода и переездов от снега и льда в зимний период.
Известно устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева «СИЭТ-04», содержащее датчики температуры и осадков, блок электропитания с однофазным трансформатором, коммутатор, плоскоовальные электронагреватели [патент на полезную модель №97386 от 22.04.2010, МПК Е01В 7/24, Е01В 19/00].
К недостаткам данного устройства относятся низкое значение теплового и электрического КПД, поскольку обогрев стрелок осуществляется путем передачи тепла от электронагревателей через их изоляцию и воздушный зазор, образующийся между рельсом и электронагревателем, что приводит к большим потерям тепловой энергии. Кроме того, из-за низкой удельной энергоемкости устройства, невозможно осуществлять нагрев с высоким температурным градиентом. Также весомым недостатком устройства является невозможность плавного регулирования процесса теплопередачи, поскольку система работает по принципу «включено-выключено».
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для электрообогрева рамных рельсов стрелочного перевода, выбранное в качестве прототипа, содержащее источник электропитания переменного тока, датчики температуры, систему управления, регулирующую интенсивность обогрева, и электронагреватели, в качестве которых использованы подлежащие обогреву участки рамных рельсов [патент на полезную модель №104941 от 08.10.2010, МПК Е01В 7/00].
Недостатками прототипа являются гальваническая связь рамных рельсов с источником электропитания, что повышает опасность поражения электрическим током обслуживающего стрелочные переводы персонала, влияние на работу устройства атмосферных явлений в виде сильного проливного дождя и вероятности залива водой участков рамных рельсов, к которым подключены вторичные обмотки трансформатора источника электропитания, а также невозможность плавного регулирования процесса теплопередачи, поскольку система в данном случае управляется также по принципу «включено-выключено».
Техническими задачами устройства являются повышение эффективности теплопередачи, снижение затрат на электроэнергию, повышение надежности и обеспечение бесперебойности его работы, и, соответственно, работы стрелок и переездов в сложных зимних условиях
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве обогрева стрелочного перевода, содержащем источник электропитания, датчики температуры и осадков, систему управления, регулирующую интенсивность обогрева, электронагреватели, источник электропитания генерирует переменный ток повышенно-средней частоты, система управления работает по принципу частотного регулирования мощностью устройства, а в качестве электронагревателей используются индуктора, выполненные в виде проводников с многопроволочной токопроводящей жилой высокой проводимости в термостойкой изоляции, и расположенные на поверхности шейки и/или подошвы рельса стрелочного перевода, или на поверхности ферромагнитных шпал.
На фиг.1 представлено устройство электрообогрева стрелочного перевода, содержащее источник электропитания переменным током повышенно-средней частоты 1, датчики температуры рельса 2, датчик температуры наружного воздуха 3, датчик осадков 4, систему управления 5, регулирующую интенсивность обогрева, электронагреватели - индукторы 6, рамные рельсы 7.
На фиг.2 представлено то же устройство электрообогрева стрелочного перевода, электронагреватели - индукторы 6 которого расположены на ферромагнитных шпалах 8.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. От источника питания переменным током повышенно-средней частоты 1 подается электропитание на индукторы 6, по которым будет протекать ток и создавать магнитное поле, воздействующее на рамный рельс 7, либо на ферромагнитные шпалы 8. Возникающие в металлическом теле рамного рельса 7 (либо в ферромагнитных шпалах 8) вихревые токи обеспечивают нагрев рельса (шпалы), и происходит процесс плавления льда и снеготаяния. В зависимости от показаний датчиков температуры рельса (шпалы) 2, наружного воздуха 3, осадков 4, система управления 5 регулирует интенсивность нагрева путем изменения частоты, генерируемого источником питания тока.
Улучшение эффективности теплопередачи достигается тем, что источником тепла является непосредственно рамный рельс (шпала), тем самым из процесса теплопередачи исключены зоны с низким коэффициентом теплопередачи, сведены к минимуму потери тепловой энергии, снижаются затраты на электроэнергию. Отсутствие гальванической связи электронагревателя с рельсом (шпалой) повышает надежность и обеспечивает бесперебойность работы устройства.