ВАГОН

Предполагаемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к вагонам, предназначенным к эксплуатации в составе секций, состоящих из нескольких (до четырех) грузовых изотермических вагонов и одного вагона сопровождения.
Известен вагон-электростанция мощностью 600 кВт (модель 65-196) (Вагоны СССР. Каталог - справочник 18-8-74. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, Москва 1975, с.16, 17, фиг.19), предназначенный для централизованного энергоснабжения вагонов пассажирских поездов. Вагон имеет тамбур, машинное отделение, служебное помещение, из которого осуществляется управление дизель-генераторными установками, четырехместное купе, туалет с душем и багажное отделение. В машинном отделении установлены три дизель-генератора мощностью 200 кВт каждый. Каждая дизель-генераторная установка имеет самостоятельные системы охлаждения и смазки, которые включают секционный радиатор и водоохладитель, расширительный водяной бак, масляный бак и вентилятор. Охлаждение радиаторов производится наружным воздухом, который забирается установленными в воздуховодах вентиляторами через отверстия в боковой стене и выбрасывается через отверстия на крыше. Отверстия в боковой стене и крыше закрыты жалюзи, которые регулируют подачу воздуха на охлаждение радиаторов ручным приводом В служебном помещении находится щит с приборами управления и контроля дизелями, а также установлены шкафы для инструмента, документации и одежды. Купе обслуживающего персонала оборудованы четырьмя полумягкими спальными местами, багажными полками и столиком. Багажное отделение
состоит из камеры хранения ручной клади и двухместного купе для раздатчиков багажа. Водоснабжение вагона - самотечное холодной и горячей водой. Вагон оборудован принудительной приточной вентиляцией. Отопление вагона - электрическое. Недостатки этой конструкции вагона:
- жалюзи забора и выброса воздуха для охлаждения радиаторов дизель-генераторов регулируются вручную;
- необходимость длительного прогрева машинного отделения для запуска дизель-генераторов после отстоя вагона при отрицательных температурах наружного воздуха с помощью электропечей от постороннего источника электроэнергии;
- отсутствие комфортных условий для работы обслуживающей бригады (например, кондиционирования воздуха, телевизора и др.).
Наиболее близким техническим решением является вагон дизель-электростанция пятивагонной рефрижераторной секции (модель 16-3000). (Вагоны СССР. Отраслевой каталог 20-89-04. Москва, 1980, с.125, 127. Рис.147). Вагон имеет дизельное и служебное отделение, салон-кухню, купе отдыха, туалет с душем, котельный отсек, тамбур и оснащен системами вентиляции, отопления, водоснабжения и электроснабжения. На конце вагона расположено аккумуляторное отделение с отдельным входом снаружи. В дизельном отделении установлены два дизель-генератора мощностью 75 кВт каждый, а также различное вспомогательное оборудование (насосы, расходные баки, стартерные аккумуляторные батареи, системы охлаждения дизелей и др.). Водяные и масляные радиаторы дизелей установлены в воздуховодах, расположенных под крышей вагона и охлаждаются наружным воздухом, который забирается установленными в воздуховодах вентиляторами через отверстия в противоположной стене вагона. Отверстия для прохода воздуха в стенах вагона закрыты жалюзи, конструкция которых позволяет регулировать подачу воздуха на охлаждение радиаторов ручным
приводом. В служебном отделении находятся силовые щиты с распределительными устройствами, приборами автоматики и контроля температуры. В салон-кухне находятся плита, работающая на жидком топливе, холодильник, раковина - мойка, радиоприемник, стол, стулья.
В котельной установлен котел, оборудованный горелкой, работающей на жидком топливе.
Недостатки этой конструкции вагона:
- жалюзи забора и выброса наружного воздуха для охлаждения радиаторов регулируются вручную приводной рукояткой;
- длительная подготовка вагона к эксплуатации, связанная с прогревом дизельного помещения для запуска дизель-генераторов после отстоя вагона при отрицательных температурах наружного воздуха с помощью дополнительных источников тепла, например установка вагонов в теплое помещение и др.;
отсутствие комфортных условий для работы и обитания обслуживающей бригады (например, кондиционирования воздуха, телевизора и др.).
Предполагаемой полезной моделью решается задача улучшения эксплуатационных характеристик вагона путем оснащения его техническими средствами, позволяющими повысить эффективность работы дизель-генераторного оборудования машинного отделения, а также улучшить условия работы и обитания обслуживающего персонала.
Для достижения указанного технического результата в вагоне, содержащем машинное отделение, оборудованное двумя дизель-генераторами мощностью 100 кВт каждый и блоками охлаждения дизель-генераторов, душевую, туалетную, операторную, двухместное и два четырехместных купе, кухню - столовую, котельное отделение, тамбур и аккумуляторное отделение, оснащенном системами вентиляции, отопления, водоснабжения и электроснабжения, блоки охлаждения дизель-генераторов оборудованы автоматически регулируемыми жалюзи забора и выброса
воздуха и жалюзи рециркуляции воздуха ими в машинном отделении. С целью сокращения времени ввода вагона в работу из режима отстоя при отрицательных наружных температурах воздуха в машинном отделении установлен воздушный отопитель ОВ-95 теплопроизводительностью 95000 ккал/час. Система вентиляции оборудована подогревом подаваемого наружного воздуха в водяном калорифере от системы отопления или в электрокалорифере от работающего дизель-генератора, а на стоянках от внешнего источника электроэнергии напряжением 380 В. При этом после отстоя производится прогрев помещений за счет циркуляции воздуха через помещения операторной и трех купе с нагревом его в электрокалорифере. Для создания комфортных условий работы и обитания обслуживающего персонала летом на крыше вагона установлены два кондиционера, которые подают охлажденный воздух через воздуховод приточной вентиляции в операторную и три купе. При этом, в зависимости от температуры в помещениях, возможна работа одного или двух кондиционеров.
Система водоснабжения холодной и горячей водой оборудована установкой напорного водоснабжения, содержащей насосную станцию, состоящую из двух насосов повышения давления (один резервный) и гидроаккумулятора, а также проточный и объемный электроводонагреватели. При этом очистка воды производится фильтрами грубой и тонкой очистки с обеззаражанием в ультрафиолетовом обеззараживателе (лампа УФО), а экологически чистый туалет обборудован краном аварийного слива со смывом унитаза от сети напорного водоснабжения. Кухня -столовая оборудована телевизором, столом с сиденьями, мойкой, газовой плитой с подачей газа из газовых баллонов, размещенных в отдельно оборудованном помещении на конце вагона, а также холодильником и шкафами для продуктов.
Таким образом, предлагаемое техническое решение отличается от известной конструкции вагона введением в оборудование вагона дополнительных технических средств, обеспечивающих повышение
эффективности работы дизель-генераторного оборудования машинного отделения вагона, а также улучшением условий работы и обитания обслуживающего персонала.
Заявленный вагон иллюстрируется чертежами, представленными на фигурах 1, 2, 3, 4, 5.
На фиг.1 - изображен вагон - общий вид;
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;
На фиг.4 - разрез В-В на фиг.2;
На фиг.5 - вид Г на фиг.1;
На фиг.6 - показана схема блока охлаждения
Приняты следующие обозначения:
1 - машинное отделение;
2 - дизель-генератор;
3 - блок охлаждения;
4 - душевая;
5 - туалетная;
6 - продольный коридор;
7 - операторная;
8 - двухместное купе;
9 - четырехместное купе;
10 - кухня - столовая;
11 - котельное отделение;
12 - тамбур;
13 - аккумуляторное отделение;
14 - система вентиляции;
15 - система отопления;
16 - система водоснабжения;
17 - система электроснабжения;
18 - воздуховод;
19 - блок радиатора;
20 - блок вентилятора;
21 - автоматизированный блок жалюзи;
22 - жалюзи забора воздуха;
23 - жалюзи выброса воздуха;
24 - жалюзи рециркуляции воздуха;
25 - электроручной привод;
н
г
п
26 - (t,t,t)- датчики температуры:
н
t - наружного воздуха,
г
t - воздуха за блоком радиатора,
п
t - воздуха в машинном отделении;
27 - воздушный отопитель;
28 - кондиционер;
29 - воздуховод системы вентиляции;
30 - заслонка;
31 - насосная станция;
32 - насос;
33 - гидроаккумулятор;
34 - объемный электроводонагреватель;
35 - проточный электроводонагреватель;
36 - фильтр грубой очистки;
37 - фильтр тонкой очистки;
38 - обеззараживатель;
39 - телевизор;
40 - стол с сиденьями;
41 - мойка;
42 - газовая плита;
43 - газовый баллон;
44 - холодильник;
45 - шкафы.
н
г
п
н
г
п
Вагон содержит машинное отделение 1, оборудованное двумя дизель-генераторами 2 и блоками охлаждения 3 дизель-генераторов 2, душевую 4, туалетную 5 и, расположенные вдоль продольного коридора 6, операторную 7, двухместное купе 8, два четырехместных купе 9, а также кухню - столовую 10, котельное отделение 11, тамбур 12 и аккумуляторное отделение 13. Помещения оснащены системами жизнеобеспечения: вентиляции 14, предназначенной для осуществления воздухообмена в помещениях, а также подогрева или охлаждения воздуха, поступающего в вагон; отопления 15, предназначенной для обогрева помещений в холодное время; водоснабжения 16, предназначенной для обеспечения водой душевой 4, туалетной 5, кухни-столовой 10 и пополнения системы отопления 15; электроснабжения 17, предназначенной для обеспечения работы систем термостатирования и пожаротушения грузовых загонов, а также собственных потребителей. Блок охлаждения 3 дизель-генератора 2 состоит из воздуховода 18, блока радиатора 19, блока вентилятора 20 и автоматизированного блока жалюзи 21, содержащего жалюзи забора воздуха 22, жалюзи выброса воздуха 23 и жалюзи рециркуляции воздуха 24. Все жалюзи 22, 23, 24 оснащены электроручными приводами 25 с механизмом МЭО (механизм электрический однооборотный) и с помощью датчиков температуры воздуха (26t - датчик температуры наружного воздуха, 26t - датчик температуры воздуха за блоком радиатора, 26t - датчик температуры воздуха в машинном отделении) автоматизированы по обеспечению необходимой температуры охлаждающей жидкости дизель-генераторов 2 и температуры воздуха в машинном отделении 1 в зависимости от температуры наружного воздуха. Датчик температуры воздуха 26t установлен снаружи вагона под операторной 7, 26t установлен за блоками радиаторов 19, 26t установлен в машинном отделении 1. На полу машинного отделения установлен воздушный отопитель (ОВ-95) 27. Система вентиляции 14 оборудована кондиционерами 28, установленными
на крыше вагона, которые охлаждают воздух в воздуховоде 29 системы вентиляции 14, подаваемый в купе 8, 9 и операторную 7. Воздуховод 29 оборудован заслонкой 30, которая перекрывает воздуховод 29 при включении в работу кондиционеров 28. Система водоснабжения 16 холодной и горячей водой оборудована установкой напорного водоснабжения, содержащей насосную станцию 31, состоящую из двух насосов 32 повышения давления (один из них резервный) и гидроаккумулятора 33. Нагрев воды производится в объемном электроводонагревателе 34 емкостью 80 л, а также в проточном электроводонагревателе 35 (ЭВПЗ-15). Очистка воды производится фильтрами грубой очистки 36 и фильтрами тонкой очистки 37, а обеззараживание воды производится в ультрафиолетовом обеззараживателе 38 (лампа УФО). Экологически чистый туалет 5 оборудован краном аварийного слива, который допускает слив отходов за полотно железной дороги вне санитарных зон. Слив унитаза в накопительную емкость производится от сети напорного водоснабжения. Кухня - столовая 10 оборудована телевизором 39, столом с сиденьями 40, мойкой 41, газовой плитой 42 с подачей газа из газовых баллонов 43, размещенных в отдельно оборудованном помещении на конце вагона, а также холодильником 44 и шкафами 45 для продуктов.
Система охлаждения дизель-генераторов 2 работает следующим образом. Охлаждение блоков радиаторов 19 дизель-генераторов 2 производится наружным воздухом, который забирается вентиляторами 20 через отверстия с жалюзи в боковой стене вагона и выбрасывается через отверстия в противоположной стене. Поддержание необходимой температуры охлаждающей жидкости дизель-генераторов 2 достигается автоматическим регулированием жалюзи забора воздуха 22 и жалюзи выброса воздуха 23. Для поддержания оптимальной температуры воздуха в машинном отделении 1 в холодный период времени предусмотрено
использование тепла дизель-генераторов 2 путем рециркуляции воздуха через жалюзи 24, машинное отделение 1 и блоки охлаждения 3.
н
г
п
Регулировка жалюзи производится электроручными приводами 25 с механизмами МЭО по сигналам датчиков температуры 26(t,t,t) по заданному алгоритму работы жалюзи.
Алгоритм управления жалюзи показан в таблице 1
Таблица 1
Режим работы ДГ
Температуры воздуха
Регулируемые жалюзи
Наружные
Рециркуляционные
ДГ отключен
tH<+8°C
З
О
tH>+8°C
любое
Пуск ДГ
tH<+8°C
З
О
tH>+8°С
О
З
Работа ДГ
tH>+8°С
О
З
tH<+8°C
tГ<+50°C
З
О
tП<+30°C
tГ<+8°C
tП<+50°C
1/2О
З
tH>+30°C
tП<+8°C
tГ>+50°C
О
З
tH>+30°С
1н<+8°С
tН>+50°С
О
О
tH<+30°C
где: 3 - жалюзи закрыты;
О - жалюзи открыты.
При вводе вагона в эксплуатацию из режима отстоя при отрицательных наружных температурах воздуха быстрый прогрев машинного отделения 1 и дизель-генераторов 2 для их запуска, достигается воздушным отопителем 27, работающим на жидком топливе, который управляется обслуживающим персоналом. После запуска дизель-генераторов 2 включается система вентиляции 14 и производится быстрый прогрев помещений операторной 7, купе 8, 9 и кухни-столовой 10. После прогрева помещений вагона и сети отопления котла производится заправка системы отопления 15 водой и включается котел в работу. Вагон подготовлен к эксплуатации. Отопление вагона при эксплуатации, в зависимости от температуры наружного воздуха, может быть комбинированным: от котла системы отопления 15 и системы вентиляции 14. Включение и работа кондиционеров 28 производится после перекрытия воздуховода 29 системы вентиляции 14 заслонкой 30 с подачей охлажденного воздуха в купе 8, 9 и операторную 7.
Применение предполагаемой полезной модели позволяет:
- обеспечить повышение эффективности работы дизель-генераторов за счет охлаждения блоков радиаторов по заданному алгоритму работы;
- обеспечить оптимальный расход топлива дизель-генераторов;
- обеспечить быстрый запуск дизель-генераторов после длительного отстоя вагона при пониженных температурах наружного воздуха путем установки в машинном отделении высокопроизводительного воздушного отопителя;
- улучшить условия работы и обитания обслуживающего персонала установкой системы вентиляции с кондиционерами для создания микроклимата в помещениях, а также оснащения вагона газовой плитой для быстрого приготовления пищи, телевизором, холодильником и др;
- улучшить санитарно-гигиенические условия в вагоне, а также защиту окружающей среды путем установки экологически чистого туалета с краном аварийного слива и смывом унитаза от сети системы водоснабжения с повышенным давлением.