УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЖИДКИХ АНТИОБЛЕДЕНИТЕЛЬНЫХ РЕАГЕНТОВ НА КОНТАКТНЫЕ ПРОВОДА

Полезная модель относится к области электрифицированного транспорта, а именно к устройствам для проведения профилактических работ на контактной сети, выполняемых с целью борьбы с обледенением контактных проводов.
Проблема обледенения контактных проводов в зимний и межсезонный периоды их эксплуатации стоит достаточно остро, так как приводит к простоям подвижного состава и сокращению ресурса как контактных проводов, так и токоприемных устройств. По этой причине многие организации занимаются проектированием, производством и реализацией устройств и систем для борьбы с обледенением.
Общеизвестным способом борьбы с обледенением проводов контактных сетей является их нагревание путем пропускания по ним электрического тока от тяговых подстанций. Однако, выполнение указанной операции сопряжено с прекращением движения подвижного состава на электрической тяге по данному участку, что в условиях современной загруженности транспортных магистралей неприемлемо. Кроме того, данный способ борьбы является кратковременным, и его, особенно в условиях повышенной влажности воздуха, необходимо повторять с определенной периодичностью.
Известен способ очистки от обледенения проводов контактной сети (патент на изобретение RU 2564769) железной дороги посредством электромагнитного излучения, в котором для нагрева контактного провода используют группу микроволновых нагревателей, включающих магнетроны с частотой 2450 МГц и резонаторы открытого типа, которые размещают перед пантографом на крыше электровоза, при этом каждый из нагревателей состоит из двух сферических металлических отражателей, и осуществляют нагрев участка контактного провода, расположенного между отражателями, до температуры +(30…40)°С. Существенным недостатком этого способа является его высокая энергоемкость и кратковременность эффекта. Кроме того, он не применим на высокоскоростных магистралях, так как время нахождения контактного провода в зоне действия микроволновых нагревателей недостаточно для нагрева.
Другим путем борьбы с обледенением контактных проводов является нанесение на них жидких противообледенительных реагентов. С этой целью ряд производителей выпускают специальные устройства.
Так, известно устройство для нанесения противообдеденительных жидкостей на контактный провод производства компании STEMMANN-TECHNIK (http://wild.nashtransport.ru/wiki/Системы_токосъема STEMMANN-TECHNIK_(буклет)), состоящая из двух компонентов - основной системы, которая устанавливается внутри вагона, и дополнительного токоприемника, чей полоз заменен смазывающим устройством с войлочным валиком. К недостаткам этой системы следует отнести низкие рабочие скорости нанесения и, что не менее важно, невозможность нанесения реагента на верхнюю часть контактного провода, что не позволяет полностью избежать обледенения и не препятствует контакту токоприемника с ледяной коркой со всеми вытекающими последствиями в виде искрообразования, пережогов и т.п.
Этих недостатков лишены производимые компанией REBS (http://transtech.by/antiobledenitelnye-sistemy-dlja-kontaktnoy-seti-trolleubusov-tramwaev-i-elektropoezdov.html; http://www.rebs.de/en/solutions/railway-technology/contact-wire-de-icing-cwds/) антиобледенительные системы, включающие насосные станции, емкости для противообледенительной жидкости с автоматическим или ручным контролем уровня антиобледенительного вещества, компрессорные станции, распределительные блоки, блоки высокоточных сенсоров, отслеживающих положение контактного провода, блоки управления и адаптируемую к условиям эксплуатации распыляющую рейку с эффективными широкоструйными форсунками. К недостаткам этих систем следует отнести техническую сложность, что существенно снижает надежность систем, а также низкую эффективность сенсоров в неблагоприятных условиях эксплуатации (снег, ледяной дождь, туман).
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является устройство для нанесения защитного покрытия на контактный провод (патент на полезную модель RU 175298), состоящую из пантографа, магистрали подвода жидкости, клапана включения форсунок и как минимум 4 форсунок, оси одной части которых расположены в плоскости ниже провода, а оси другой части - выше провода и составляют некоторый угол с вектором движения пантографа, что призвано обеспечить равномерное нанесение и распределение реагента и повышать надежность защиты контактного провода. К недостаткам данной системы следует отнести чрезмерно высокий расход реагента, что объясняется следующим: обращаясь к описанию полезной модели, мы видим, что «расположение контактного провода между плоскостей форсунок под некоторым углом к вектору движения пантографа приводит к образованию устойчивого цилиндрического продольного вихря с осью, совпадающей с осью контактного провода», что возможно лишь при использовании дисперсной фазы струи противообледенительной жидкости, что, с одной стороны позволяет доставить реагент ко всем точкам поверхности сечения контактного провода, но при этом позволяет осаждать на проводник более 10…15% подаваемого через форсунки реагента. Кроме того, данное устройство не может работать в реверсивном режиме, что существенно снижает эффективность его использования.
Целью предлагаемой полезной модели является снижение расхода реагента и повышение эффективности использования конструктивными решениями.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для покрытия реагентом верхней части контактного провода используется как минимум 2 форсунки, оси которых расположены выше оси контактного провода, образующие дисперсные струи реагента, а для покрытия реагентом нижней части контактного провода используется как минимум 1 форсунка, образующая с целью минимизации расхода реагента в зоне пересечения с контактным проводом ламинарную либо турбулентную струю реагента, ось которой пересекает ось контактного провода (т.е. реагент наносится непосредственно на контактный провод). Учитывая, что при таком способе подвода до 80% реагента, подаваемого на нижнюю часть контактного провода, оседает на нем, расход реагента через соответствующие форсунки можно сократить в 4-5 раз по сравнению с форсунками, предназначенными для покрытия верхней части контактного провода, что приведет к сокращению расхода реагента в целом в 1,7 раза. Кроме того, пантограф заявляемого устройства устанавливается на поворотной изолированной платформе, что позволяет размещать устройство на крыше транспортного средства и использовать в реверсивном режиме. Таким образом, поставленная цель полезной модели достигнута.