МОЩНЫЙ ВОЗДУХООХЛАЖДАЕМЫЙ РЕЗИСТОР

Полезная модель относится к электрическим резисторам большой мощности с воздушным охлаждением, в частности к тормозным резисторам, используемым в системах электродинамического торможения электропоездов и охлаждаемых набегающим потоком воздуха путем конвективного теплоотвода.
Известен мощный воздухоохлаждаемый резистор (см. патент к авторскому свидетельству SU 1327195 A1, зарегистрированный 30.07.1987, заявка №3844754 от 17.01.1985).
Известный мощный воздухоохлаждаемый резистор используется в системе электродинамического торможения тепловозов с принудительным охлаждением потоком воздуха. Данный резистор содержит корпус, выполненный в виде двух коаксиально расположенных колец, между которыми на изоляторах расположены в несколько рядов резистивные элементы, внутри которых расположен электродвигатель с закрепленным на его валу вентилятором. Витки резистивных элементов выполнены зигзагообразными и образуют каналы для прохождения охлаждающего потока воздуха. С целью уменьшения габаритов и повышения надежности в работе, смежные участки зигзагообразных изогнутых резистивных элементов имеют односторонний изгиб. При этом каждый перегиб жестко закреплен на изоляторах.
Недостатками известного мощного воздухоохлаждаемого резистора является наличие принудительного воздушного охлаждения, что усложняет конструкцию, а также сложность монтажа резистивных элементов и охлаждающего вентилятора с электродвигателем в стесненных условиях корпуса, состоящего из двух коаксиально расположенных колец. Также недостатком данного резистора является расход электроэнергии электродвигателем вентилятора и сложность установки с наружной стороны на крыше или под полом транспортного средства, ограничивающая компоновочные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является блок самовентилируемых резисторов для электрического общественного транспорта (см. патент к изобретению RU 2570923 C1, зарегистрированный 20.12.2015, заявка №2014127680/11 от 08.07.2014).
Известный блок самовентилируемых резисторов содержит рядно расположенные в опорно-крепежной арматуре и вертикально ориентированные воздухопрозрачные спиралевидные резистивные элементы, закрепленные с торцевых сторон на токопроводящих держателях. Резистивные элементы размещаются в корпусе. Корпус состоит из кожуха, внешнего и внутреннего каркасов и рамы с опорами. Внешний и внутренний каркасы и рама выполнены сварными, при этом внешний каркас приварен к раме. К внешнему каркасу и к раме заклепочными соединениями крепятся ограждающие детали кожуха, формируя входное и выходное отверстия для охлаждения резисторов. Входное и выходное отверстия оснащены защитными сетками. Внутренний каркас установлен внутри внешнего каркаса при помощи скоб П-образной формы на керамических изоляторах. Каждый из каркасов выполнен из толстостенного прочного металла, а ограждающие детали - из листового металла. Для увеличения механической прочности каркасы усилены треугольными вставками и ребрами жесткости. Блок самовентилируемых резисторов имеет узел электрических подключений к транспортному средству. Блок подключается к цепи тягового электродвигателя транспортного средства. Во время электродинамического торможения, когда тяговый электродвигатель переходит в режим генерации, контакты электродвигателя отключаются от контактной сети и замыкаются на узел электрических подключения. Охлаждение резистивных элементов осуществляется набегающим потоком воздуха, направленным вдоль движения транспортного средства. Крепление к транспортному средству производится опорами в раме.
Недостатком известного блока самовентилируемых резисторов является сложность и нетехнологичность конструкции из-за наличия вложенных в корпус таких элементов, как внешний и внутренний каркасы и крепление внутреннего каркаса в кожухе, сложность сборки в замкнутом пространстве. Также недостатком конструкции является отсутствие дополнительных вентиляционных отверстий в ограждающих деталях, что приводит к слабому охлаждению при остановках транспортного средства, а наличие сварных конструкций вызывает повышенные тепловые напряжения и деформации в них, могущие вызвать разрушение конструкции, то есть это снижает надежность конструкции.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является улучшение компонуемости на транспортном средстве, повышение эффективности охлаждения резистивных элементов, упрощение конструкции и повышение технологичности конструкции, снижение металлоемкости, снижение тепловых деформаций и напряжений, повышение надежности и обеспечение простоты обслуживания.
Указанный технический результат достигается тем, что в мощном воздухоохлаждаемом резисторе, содержащем корпус, выполненный в виде кожуха на установочной раме с рядным расположением воздухопроницаемых резистивных элементов, опоры, входные и выходные вентиляционные отверстия, резистивные элементы имеют двухрядное расположение с горизонтальной ориентацией резистивных элементов, кожух выполнен бескаркасным составным, включающим ограждающие конструкции, формирующие призматическое пространство для размещения резистивных элементов, сами ограждающие конструкции соединены между собой и закреплены на раме болтовыми соединениями, и состоят в основном из плоских листовых деталей, кроме крыши, выполненной с пирамидальными выдавками выпуклостью вверх с вершинами над самыми нагреваемыми точками резистивных элементов, и боковых стенок, выполненных в их верхних частях с отогнутыми бортами, направленными в сторону продольной оси кожуха, при этом в нижних частях торцевых и боковых стенок и в отогнутых бортах выполнены массивы вентиляционных отверстий, в крышевых деталях выполнены сплошные массивы вентиляционных отверстий, днищевых деталях - сплошные массивы отштампованных вентиляционных жалюзи, опоры выполнены в виде четырех демпферов, установленных по концам установочной рамы. При этом в состав ограждающих конструкций введена перегородка, разделяющая призматическое пространство, сформированное ограждающими конструкциями, на две секции, каждый ряд резистивных элементов состоит из двух резистивных элементов, крышевые детали выполнены идентичными в количестве, равном количеству секций призматического пространства, сформированного ограждающими конструкциями, кожух дополнительно закреплен к раме подкосами, а вентиляционные отверстия выполнены прямоугольной формы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 - изображен изометрический вид мощного воздухоохлаждаемого резистора;
На фиг. 2 - изображен изометрический вид мощного воздухоохлаждаемого резистора в состоянии обслуживания одной из его секций;
На фиг. 3 - изображен вид снизу на мощный воздухоохлаждаемый резистор.
В связи с тем, что графическое изображение фигур заявленной полезной модели плохо читается при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы для фигур 1-3 горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.
Резистивный узел тормозного резистора транспортного средства содержит корпус 1, выполненный в виде кожуха 2 на установочной раме 3 с двухрядным расположением с рядами 4.1 и 4.2 воздухопроницаемых резистивных элементов 5 с горизонтальной ориентацией. Кожух 2 выполнен бескаркасным составным, включающим ограждающие конструкции 6, формирующие призматическое пространство 7, разделенное на две секции 8.1 и 8.2. В секциях 8.1 и 8.2 размещено по два резистивных элемента 9. Ограждающие конструкции 6 состоят из двух боковых стенок 10.1 и 10.2, двух торцевых стенок 11.1 и 11.2, крыши 12, включающей две идентичные крышевые детали 13.1 и 13.2, соответствующие количеству секций 8.1 и 8.2, и днищевые детали 14. Ограждающие конструкции соединены между собой болтовыми соединениями 15 в единое целое и закреплены к раме 16 также болтовыми соединениями 17. Рама состоит из балок 18.1, 18.2, 19, 20.1, 20.2, 20.3 и 20.4. На концах балок 18.1 и 18.2 установлены демпферы 21. Боковые стенки 10.1 и 10.2 дополнительно усилены подкосами 22.1 и 22.2, 22.3 и 22.4, соответственно. Указанные подкосы закреплены заклепочными соединениями 23. Боковые стенки 10.1 и 10.2 выполнены в их верхних частях с отогнутыми в сторону продольной оси кожуха 2 бортами 24.1 и 24.2, соответственно. Крышевые детали 13.1 и 13.2 выполнены с пирамидальными выдавками 25.1 и 25.2, 25.3 и 25.4, соответственно, выпуклостью вверх с вершинами 26.1, 26.2, 26.3 и 26.4, расположенными над самыми нагреваемыми точками 27 резистивных элементов 5. В нижних частях боковых 10.1 и 10.2 и торцевых 11.1 и 11.2 стенок и в отогнутых бортах 24.1 и 24.2 выполнены массивы вентиляционных отверстий 28, 29 и 30. В крышевых деталях 13.1 и 13.2 выполнены сплошные массивы вентиляционных отверстий 31.1 и 31.2, 31.3 и 31.4, соответственно. В днищевых деталях 14 выполнены сплошные массивы отштампованных вентиляционных жалюзи 32. Вентиляционные отверстия 33 в ограждающих конструкциях 6 выполнены прямоугольной формы. На боковой стенке 10.2 сформирован узел электрического подключения 34 к транспортному средству.
Заявленную полезную модель осуществляют следующим образом: собранный мощный воздухоохлаждаемый резистор с помощью демпферов 21 устанавливают на крыше транспортного средства, при этом секции 8.1 и 8.2 приобретают ориентацию в направлении движения транспортного средства. Горизонтальная ориентация резистивных элементов 5 позволяет получить конструкцию резистора компактной по высоте, обеспечивая хорошую компонуемость на крыше транспортного средства, например, электропоезда. Установка и обслуживание резистивных элементов 5 производится при снятых обеих крышевых деталях 13.1 и 13.2, что обеспечивает простоту проводимых работ. При обслуживании или осмотре может быть снята только одна из крышевых деталей 13.1 или 13.2. Система вентиляционных отверстий в виде массивов отверстий 28, 29, 30, 31.1, 31.2, 31.3 и 31.4 и массивов отштампованных вентиляционных жалюзи 32 с дифференциацией расположения по высоте кожуха 2 обеспечивает оптимальные условия охлаждения резистора как при движении транспортного средства, так и на остановках, создавая движение потоку воздуха снизу вверх через воздухопроницаемые резистивные элементы 5. Бескаркасная составная конструкция кожуха 2 с болтовыми соединениями 15 ограждающих конструкций 6 и закрепление кожуха болтовыми соединениями 17 к раме 16, а также крепление подкосов 22.1, 22.2, 22.3 и 22.4 заклепочными соединениями 23 обеспечивает повышенную адаптивность к нагреву конструкции, значительно снижая тепловые деформации и напряжения. Этот эффект усиливается креплением резистора к транспортному средству с помощью демпферов 21, которые к тому же эффективно гасят возникающие при движении транспортного средства колебания. Для обеспечения свободы тепловых деформаций служат пирамидальные выдавки 25.1, 25.2, 25.3 и 25.4 в крышевых деталях 13.1 и 13.2. При этом вершины пирамидальных выдавок 26.1, 26.2, 26.3 и 26.4 расположены над самыми нагреваемыми точками 27 резистивных элементов 5. Днищевые детали 14 выполняют также функцию теплового экрана, защищая крышу транспортного средства от чрезмерного нагрева. Массив вентиляционных жалюзи 32 дополнительно выполняет функцию отвода воды от атмосферных осадков.