ЯЩИК ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ ВАГОНА К ВНЕШНИМ ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устройствам электрооборудования железнодорожного транспортного средства, в частности, к электрооборудованию пассажирского вагона.
Ящик с установленной в нем электроаппаратурой преимущественно предназначен для подключения питания электропотребителей вагона от внешних источников питания с номинальным напряжением тока 380 В, 50 Гц, трансформации этого напряжения до величин, необходимых для питания различных электропотребителей вагона и подачи электропитания к этим электропотребителям.
Внешними источниками питания могут быть, в частности, электросети на железнодорожных станциях или генератор, установленный на отдельном вагоне или на вагоне, на котором установлен ящик для внешних подключений, вырабатывающий ток с номинальным напряжением 380 В, 50 Гц.
Известен «Комплекс электрооборудования Э-12АК» (1 - аналог), включающий пульт управления системой жизнеобеспечения вагона, ящик высоковольтный для электропитания мощных электропотребителей аппаратуры жизнеобеспечения от высоковольтной магистрали, ящик низковольтный для питания низковольтной аппаратуры жизнеобеспечения вагона от подвагонного генератора тока, от аккумуляторной батареи и от внешней трехфазной сети, ящик вводно-выводной и/или комбинированный, содержащий аппаратуру низковольтного и вводно-выводного ящиков, при этом высоковольтный, низковольтный, вводно-выводной и комбинированный ящики выполнены унифицированными и снабжены сменными кронштейнами подвески.
При этом унифицированный комбинированный ящик выполнен с размерами 1370±4% × 600±4% × 730±4% мм.
Недостатком комбинированного ящика, известного из аналога (1), является то, что кронштейны для крепления ящика под вагоном выполнены сменными, требуют дополнительных крепежных элементов для установки кронштейнов на корпусе ящика, при этом ухудшается надежность крепления ящика под вагоном в связи с возможным ослаблением крепежных соединений в процессе эксплуатации вагонов под воздействием вибрационных сил, возникающих при движении вагона в составе поезда, а также увеличиваются затраты на изготовление ящика.
Наиболее близким по назначению и по конструкции к заявляемой полезной модели является устройство питания пассажирских вагонов от внешней сети ~380 В, 50 Гц (2 - прототип).
В источнике (2) приведена функциональная электрическая схема соединений электроаппаратуры, размещенной согласно п. 6 формулы полезной модели в одном подвагонном ящике. На фиг. 5 изображен общий вид ящика с лицевой стороны. Из фиг. 5 и из текста описания полезной модели видно, что подвагонный ящик поз. 7 содержит контакты разъема поз. 2 для подключения от внешней сети с напряжением 380 В, 50 Гц, блок управления работой электрооборудования поз. 6, установленного в ящике и другую электроаппаратуру. Верхняя часть ящика, изображенного на фиг. 5, имеет ступенчатую форму.
В правой части ящика с лицевой стороны установлена на петлях крышка, запираемая прижимами и замком. В левой части ящика выполнен, проем, в котором размещены контакты разъема поз. 2 и блок управления поз. 6. Ящик снабжен кронштейнами для крепления ящика под вагоном, при этом кронштейны с левой стороны установлены на большом удалении от левой стенки ящика.
Недостатками ящика-прототипа (2), изображенного на фиг. 5, являются:
- выполнение левой части ящика меньшей высоты, чем правая часть ящика, уменьшает внутренний объем корпуса и затрудняет обеспечение требуемой электробезопасности и размещения электрооборудования внутри корпуса, а также усложняет конструкцию и технологию изготовления корпуса ящика, вследствие чего увеличиваются затраты на его изготовление;
- расположение кронштейнов для крепления ящика под вагоном не по концам ящика снижает надежность крепления ящика под вагоном крепежными элементами, поскольку такое ассиметричное крепление создает крутящий момент, воздействующий на кронштейны и на крепежные элементы, что вызывает дополнительную динамическую вибрационную нагрузку на кронштейны и на крепежные элементы, а также усложняет монтаж ящика под вагоном;
- отсутствие крышки для закрытия проема, где установлен разъем поз. 2 и блок управления поз. 6, приведет к отказу работы электрооборудования, так как в проем на электрические элементы будет попадать влага и загрязнения.
Для обоих вариантов предлагаемой полезной модели аналог и прототип одинаковы.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание подвагонного ящика для обеспечения питанием электропотребителей вагона от различных внешних источников питания с номинальным напряжением тока 380 В, 50 Гц, конструкция которого позволяет исключить вышеуказанные недостатки ящиков, известных из аналога (1) и прототипа (2).
Технический результат заключается в улучшении и упрощении конструкции ящика, в повышении технологичности и в снижении затрат на его изготовление, в повышении надежности крепления ящика под вагоном, в улучшении герметичности ящика от проникновения в него влаги и загрязнений, в повышении надежности работы электрооборудования ящика, в унификации корпусов ящиков для подключения от внешних источников питания.
Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечивается тем, что ящик для подключений электропотребителей вагона от внешних источников питания согласно предлагаемой полезной модели содержит корпус с двумя проемами с лицевой стороны, элементы крепления электроаппаратуры внутри корпуса, при этом один проем большего размера закрыт крышкой, установленной поворотно на петлях и запираемой прижимами, в пространстве за вторым проемом установлены разъем для подключения внешней сети и блок управления работой электрооборудования, внутри корпуса в пространстве за крышкой установлена электроаппаратура, обеспечивающая преобразование напряжения переменного тока, поступающего от внешней сети или от других источников, в соответствующее напряжение, требуемое для питания различных электропотребителей вагона, при этом корпус выполнен с патрубками для прохода проводов, соединяющих электроаппаратуру ящика с другим электрооборудованием вагона, при этом корпус ящика выполнен металлическим, коробчатой формы, состоящим из неразъемно-соединенных между собой верхней и боковых стенок, а также дна, элементы крепления ящика к раме вагона приварены к корпусу в районе его верхних боковых углов, при этом в пространстве второго проема установлена на осях поворотная панель с закрепленными на ней электрическими приборами, при этом второй проем снабжен поворотной дверцей, запираемой прижимами, корпус снабжен уплотнительными элементами, установленными по периметрам проемов между передней стенкой корпуса и крышкой, а также между этой стенкой и дверцей, при этом корпус снабжен фиксатором открытого положения крышки, устройством для отключения электропитания аппаратуры ящика при открывании крышки, а также элементом для заземления корпуса, в дне корпуса установлено устройство для слива конденсата из ящика, в задней стенке ящика выполнен проем, в котором установлен охладитель для электроаппаратуры, нагревающейся при работе, при этом охладитель выполнен в виде плиты с ребрами, выступающими за заднюю стенку корпуса, и изготовлен из металла повышенной теплопроводности, например, из алюминия, при этом охладитель закреплен на задней стенке корпуса крепежными элементами, например, болтами, между задней стенкой и сопрягаемой с ней плоскостью охладителя установлена уплотнительная прокладка, на плоскости охладителя, расположенной внутри ящика установлены электрические приборы, например, выпрямительные модули.
При этом элементы крепления ящика к раме вагона могут быть выполнены в различных исполнениях, а именно, в виде приваренных к боковым стенкам уголков, подкрепленных снизу ребрами, приваренными к полкам уголков и к боковым стенкам, а также усиленных накладками, приваренными к полкам уголков и к верхней стенке корпуса, при этом в полках уголков и в накладках выполнены отверстия для болтов, крепящих ящик к раме вагона.
При этом элементы крепления ящика к раме вагона могут быть также выполнены в виде выступающих за боковые стенки консольных частей верхней стенки с образованием полок, которые подкреплены ребрами, приваренными снизу к консольным полкам и к боковым стенкам, при этом сверху на полки и на верхнюю стенку приварены усиливающие накладки, при этом в полках и накладках выполнены отверстия для болтов, крепящих ящик к раме вагона.
При этом уплотнения сопрягаемых поверхностей крышки и корпуса, а также дверцы и корпуса выполнены в виде эластичных уплотнителей, изготовленных, например, из резины, и вставленных в пазы, выполненные на стенке корпуса и на внутренних поверхностях крышки и дверцы.
3
3
При этом ящик (вариант) выполнен с внутренним объемом в пределах от 0,38 м до 0,49 м.
При этом корпус выполнен с наружными размерами между наружными поверхностями стенок корпуса в пределах по длине между боковыми стенками 1270 мм ± 4%, по ширине между передней и задней стенками 500 мм ± 4%, по высоте между верхней и нижней стенками 690 мм ± 4%
Предлагаемый ящик для подключения электропотребителей вагона от внешних источников питания прост по конструкции, технологичен в изготовлении и обеспечивает надежную работу различного электрооборудования, установленного внутри ящика.
Выполнение элементов крепления ящика к раме вагона в виде приваренных к боковым стенкам уголков, подкрепленных ребрами и усиленных приварными накладками, или выполнение указанных элементов в виде консольных полок верхней стенки, подкрепленных ребрами и усиленных приварными накладками, обеспечивает более надежное крепление ящика под вагоном, по сравнению с устройствами для крепления ящика, известными из источников (1) и (2), упрощает конструкцию корпуса и повышает технологичность его изготовления по сравнению с конструкцией ящика-прототипа (2), имеющего различные по высоте боковые стенки, ступенчатую форму верхней части корпуса и соответствующие вырезы в передней и задней стенках, а также две верхние стенки, перекрывающие левую, меньшую по высоте, и правую части корпуса. Конструкция корпуса прототипа имеет большую, чем в предлагаемом ящике, номенклатуру деталей корпуса, которые выполнены более сложной формы, что требует повышенных затрат на их изготовление.
3
3
Предлагаемый ящик может быть выполнен с большим внутренним объемом без увеличения габаритных размеров по сравнению с известным из источника (2) подвагонным ящиком, имеющим ступенчатую форму верхней части. Параметры предлагаемого ящика с внутренним объемом от 0,38 м до 0,49 м и с наружными размерами корпуса 1270 мм ± 4%, 500 мм ± 4%, 690 мм ± 4% позволяют разместить в нем как электроаппаратуру для питания электропотребителей вагона и для заряда аккумуляторной батареи от внешней сети с номинальным напряжением 380 В, так и электроаппаратуру, предназначенную для питания мощных электропотребителей вагона, в частности, котла отопления, т.е. достигнута унификация корпусов ящиков для установки в них электроаппаратуры различного назначения, что также снижает затраты на их изготовление.
Снабжение предлагаемого ящика охладителем простой конструкции, выполненным в виде металлической плиты с ребрами, выступающими за заднюю стенку корпуса, предохраняет от перегрева электроаппаратуру, установленную в ящике и нагревающуюся в процессе работы, что обеспечивает более надежную работу электрооборудования по сравнению с известными ящиками, не имеющими охладителя.
Повышение надежности работы электрооборудования, установленного в предлагаемом ящике, также обеспечивается посредством улучшения герметичности ящика от проникновения в него пыли, загрязнений и влаги, что достигается закрытием проемов в корпусе крышкой, запираемой прижимами, замком и дверцей, запираемой прижимами, а также установкой охладителя в проеме задней стенки и установкой эластичных прокладок между сопрягаемыми плоскостями корпуса и крышки, корпуса и дверцы, корпуса и охладителя, а также установкой в дне ящика устройства для слива конденсата из ящика.
Поворотная крышка, установленная на петлях и закрывающая в опущенном положении проем в передней стенке корпуса, удерживаемая в поднятом положении фиксатором, обеспечивает свободный доступ обслуживающего персонала внутрь ящика, что упрощает монтаж и сервисное обслуживание электрооборудования, установленного в ящике.
Установка в предлагаемом ящике элементов для отключения питания электрооборудования при открывании крышки и устройством заземления корпуса, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала от поражения током высокого напряжения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, представленными на фигурах 1-12.
На фиг. 1 - представлен общий вид ящика со стороны крышки и дверцы;
фиг. 2 - ящик, вид сверху;
фиг. 3 - ящик с открытой крышкой, вид сбоку;
фиг. 4 - вид А на фиг. 2, часть ящика со снятой дверцей;
фиг. 5 - вид Б на фиг. 3, часть ящика с установленным охладителем;
фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 1, устройство прижима и уплотнений крышки;
фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 1, узел крепления крышки к корпусу и конструкция уплотнений крышки;
фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 1, установка замка крышки и уплотнений крышки;
фиг. 9 - разрез E-Ε на фиг. 1, узел крепления дверцы к корпусу и уплотнение дверцы;
фиг. 10 - разрез Ж-Ж на фиг. 3, сливное устройство;
фиг. 11 - узел И на фиг. 1, конструкция элемента крепления ящика к раме вагона в исполнении 1 (с уголком, ребрами и накладкой);
фиг. 12 - узел И на фиг. 1, конструкция элемента крепления ящика к раме вагона в исполнении 2 (с консольной полкой верхней стенки, ребрами и накладкой).
Предлагаемый ящик для подключений элетропотребителей вагона от внешних источников питания содержит металлический корпус 1 и установленное внутри корпуса электрооборудование (на чертеже не показано). Корпус 1 включает кожух 2, в котором выполнены два проема с лицевой стороны и проем с задней стороны, крышку 3, дверцу 4, охладитель 5, элементы крепления электрооборудования внутри корпуса (на чертежах не показаны), патрубки 6 и 7 для ввода и вывода проводов, соединяющих электрооборудование ящика с другим электрооборудованием вагона. Кожух 2 выполнен в виде неразъемно-соединенных между собой посредством сварки боковых стенок 8 и 9, верхней стенки 10 и дна 11. Элементы крепления ящика к раме вагона изображены на фиг. 11 (в исполнении 1) и на фиг.12 (в исполнении 2). Элементы крепления ящика в исполнении 1 включают: уголок 12, ребра 12.1, 12.2 и накладку 12.3. Элементы крепления ящика в исполнении 2 включают: консольную часть 13 верхней стенки 10, ребра 12.1, 12.2 и накладку 12.3. Ребра 12.1 и 12.2 приварены к полкам уголка 12 (исполнение 1) или приварены к боковым стенкам корпуса и к консольным частям 13 верхней стенки (исполнение 2). Накладки 12.3 приварены к уголкам 12 и к верхней стенке 10 (исполнение 1) или к верхней стенке 10 (исполнение 2). В накладках 12.3, в уголках 12 и в консольных частях 13 верхней стенки выполнены отверстия 14 под болты, крепящие ящик к раме вагона.
Крышка 3 (фиг. 1) установлена на кожухе 2 посредством петель 15, запирается в закрытом положении прижимами 16 и замком 17. Прижим 16 (фиг. 6) включает болт 16.1, хомут 16.2, укрепленный поворотно на болте 16.1, поворотную ручку 16.3 с выемкой, за которую зацепляется хомут в закрытом положении прижима.
На корпусе и крышке установлены уплотнительные прокладки 18, 18.1 и 19 (фиг. 7), изготовленные из мягкой резины. Крышка 3 снабжена фиксатором 20 (фиг. 3) для удержания крышки в поднятом положении.
Дверца 4 (фиг. 1) крепится на петлях 21 к кожуху 2. В закрытом положении дверца запирается прижимами 22. Между передней стенкой гожуха и дверцей установлены уплотнительные элементы 23 и 24 (фиг. 9), изготовленные из мягкой резины.
За дверцей 4 установлена поворотно-откидная панель 25 (фиг. 4) с закрепленными на ней элементами управления работой электрооборудования ящика, а также разъем 26 для подключения электрооборудования ящика к внешним источникам питания.
Охладитель 5 (фиг. 3) установлен в проем, выполненный в задней стенке корпуса и закреплен болтами 27 (фиг. 5). Между сопрягаемыми плоскостями задней стенки корпуса и охладителя установлена уплотнительная прокладка 28 (фиг. 3). Охладитель выполнен из алюминия в виде плиты с ребрами, выступающими за заднюю стенку кожуха. На поверхности плиты, выступающей внутрь кожуха, установлены выпрямительные модули (на чертежах не показаны), а также другие электрические устройства.
В дне 11, выполненном чашеобразным, установлено сливное устройство 29 (фиг. 10), включающее патрубок 29.1 и пробку 29.2, служащих для слива конденсата и препятствующих проникновению воды и загрязнений внутрь корпуса.
Внутри корпуса установлены элементы для крепления электрооборудования и устройство для отключения электропитания ящика при открывании крышки (на чертежах не показаны). Корпус также снабжен заземляющим элементом 30 (фиг. 3) для заземления корпуса.
Изготовление предлагаемого ящика производится из деталей и узлов посредством сварки, сборки корпуса и закрепления в нем различных элементов электрооборудования, соединенных между собой и с электрооборудованием вагона в соответствии с их функциональным назначением.
Ящик в сборе с установленным в нем оборудованием жестко крепится болтами к раме вагона. В рабочем положении фиг. 1 крышка 3 ящика закрыта и прижата к уплотнению запирающими устройствами. Дверца 4 ящика должна быть закрыта, если электрооборудование ящика не подключено к внешнему источнику питания и открывается только при подключении электрооборудования посредством разъема 26 (фиг. 4) к внешнему источнику питания. Внешними источниками могут быть электроустановки, вырабатывающие электроэнергию и электросети, передающие ток (стационарная электросеть или дизель-генераторы). В режиме техобслуживания оборудования ящика все запирающие устройства крышки и дверцы переводят в открытое положение, крышку 3 поднимают вверх и фиксируют ее фиксатором 20 (фиг. 3).
Дверцу 4 открывают, поворотно-откидную панель 25 (фиг. 4) откидывают вниз, что обеспечивает свободный доступ к электроприборам, установленным на панели и за панелью.
После окончания техобслуживания фиксатор 20 (фиг. 3) поднимают вверх, устанавливая его в нерабочее положение, и опускают крышку 3 в закрытое положение, фиксируя ее в этом положении прижимами 16 и замком 17 (фиг. 1), запираемым ключом. Поворотно-откидную панель 25 поворачивают в исходное положение, дверца 4 закрывается и фиксируется в закрытом положении прижимами 22.
Предлагаемая полезная модель ящика для подключения электропотребителей вагона от внешних источников питания может применяться как на пассажирских вагонах, так и на вагонах различного назначения, например, предназначенных для размещения ремонтного, учебного и другого электрооборудования.
Опытные образцы ящика изготовлены, прошли испытания с положительными результатами и могут поставляться заказчикам.
Источники информации:
1. RU 88613, МПК B60L 1/00, 2009
2. RU 43824, МПК B60L 1/00, 2004.