УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

1. Описание
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и предназначена для преобразования динамических возмущений элементов подвижного состава в электрическую энергию, с последующим ее накоплением в аккумуляторной батарее и обеспечением работы средств диагностирования.
1.2. Уровень техники
Известна полезная модель «Бортовая система диагностики буксовых узлов железнодорожных грузовых вагонов» (патент РФ 121215, опубликован 20.10.2012 г., авторы Епифанов С.В., Епифанова Л.М.), содержащая блок обработки, записи и хранения информации, датчики частоты вращения, бесконтактную электрическую машину. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является контроль параметров технического состояния буксового узла в реальном времени и предотвращение возникновения его аварийного состояния. Источник питания данной системы представляет из себя: либо электрическую машину, ротор которой закреплен на валу колесной пары, а статор установлен в крышку буксового узла, либо электрическую машину, закрепленную на отрезке вала колесной пары, находящемся между колесами, либо электрическую машину, закрепленную на тележке, ось которой соединена с валом колесной пары, либо источник питания представляет из себя несколько электрических машин.
Однако, данная система осуществляет контроль технического состояния только лишь буксового узла, что затрудняет использование получаемой электрической энергии для диагностирования технического состояния остальных узлов грузового вагона в виду размещения его на колесной паре. Помимо этого, для контроля всех букс грузового вагона потребуется несколько подобных систем, что с учетом объема эксплуатируемого в России парка грузовых вагонов потребует больших денежных затрат.
Известна полезная модель «Зарядное устройство блока хвостового грузового вагона», выбранная в качестве прототипа (патент РФ 140805, опубликован 20.05.2014 г., авторы: Кучеренко В.К., Сергеев Б.Б., Сергеев П.Б., Шлома Д.Н., Черников Е.А.), содержащая солнечную батарею. Задачей, на решение которой направлена полезная модель является контроль и управление автоматическими тормозами при вождении грузовых составов повышенной массы и длины с синхронным или асинхронным торможением с головы и хвоста поезда. Использование предлагаемого зарядного устройства блока хвостового вагона позволяет превратить солнечную энергию в электрическую для зарядки аккумуляторной батареи блока хвостового вагона.
Однако, данный способ имеет низкую эффективность в климатических районах страны с преобладанием темного времени суток, а также накопление снега и пыли на светопоглощающей поверхности влечет за собой снижение выходной электрической мощности.
1.3. Раскрытие полезной модели
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является преобразование динамических возмущений элементов подвижного состава в электрическую энергию, с последующим накоплением и обеспечением работы средств диагностирования грузового вагона.
Поставленная цель достигается тем, что предлагается устройство для преобразования механической энергии в электрическую за счет механического воздействия массы на пьезоэлектрические пластины, которое вызвано динамическими возмущениями, обусловленными колебаниями кузова грузового вагона при его движении.
1.4. Краткое описание чертежей
Сущность предлагаемого технического решения поясняется описанием со ссылками на чертежи, где
фиг. 1 - принципиальная схема предлагаемого устройства электропитания для диагностирования технического состояния грузового вагона.
Устройство электропитания для диагностирования технического состояния грузового вагона состоит из корпуса 1, набора пьезопластин с упругими элементами 2, пружина с массой 3, устройством накопления и выпрямления энергии 4.
Устройство электропитания для диагностирования технического состояния грузового вагона работает следующим образом (фиг. 1).
При движении грузового вагона по неровностям рельсовой колеи происходят колебания кузова вагона и, как следствие колебания самого устройства, размещенного в нижней части кузова. В результате этого силы инерции вызывают колебания подпружиненной массы 3 механически воздействующей на набор пьезопластин 2, что способствует образованию электрического заряда на их гранях, с последующим накоплением и выпрямлением в блоке 4. Полученная электрическая энергия может быть использована для диагностирования технического состояния наиболее важных узлов грузового вагона (например, угол набегания колеса на рельс, работа поглощающего аппарата и др.), нарушение работоспособности которых может вызывать сход вагонов с рельсов.