УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ДВИЖЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к средствам получения электрической энергии с целью обеспечения электропитанием, например, контрольной аппаратуры технического состояния железнодорожного транспортного средства в процессе движения железнодорожного транспортного средства.
Известно устройство для получения электрической энергии при движении железнодорожного транспортного средства, содержащее полый корпус в котором с возможностью взаимного относительного перемещения установлены источник постоянного магнитного поля и катушка с обмоткой, образующей внутренний канал, электрически связанной с накопителем электрической энергии (RU 2628620, B61L 1/04, B61L 1/06, опубл. 21.08.2017 (прототип)).
Недостаток данного устройства — это его низкая надёжность, обусловленная подвижной установкой катушки с обмоткой в полом корпусе, требующей гибких проводников для электрической связи указанной катушки с накопителем электрической энергии, подвергающихся быстрому износу и излому.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение надёжности и работоспособности устройства для получения электрической энергии при движении железнодорожного транспортного средства.
Указанный технический результат достигается устройством для получения электрической энергии при движении железнодорожного транспортного средства, содержащим полый корпус, в котором с возможностью взаимного относительного перемещения установлены источник постоянного магнитного поля и катушка с обмоткой, образующей внутренний канал, электрически связанный с накопителем электрической энергии, катушка с обмоткой закреплена в полом корпусе вертикально неподвижно относительно корпуса, во внутреннем канале катушки на упругой вертикальной подвеске установлен с возможностью вертикальных упругих перемещений во внутреннем канале катушки под действием вертикальных динамических сил, возникающих при движении железнодорожного транспортного средства, источник магнитного поля; внутренний канал катушки может быть выполнен цилиндрическим; источник магнитного поля может быть выполнен в виде цилиндрического постоянного магнита; источник магнитного поля может быть набран из нескольких кольцевых постоянных магнитов, установленных на центральном сердечнике; упругая вертикальная подвеска может быть выполнена в виде пружин, связанных своими концами с источником магнитного поля и полым корпусом; пружины вертикальной упругой подвески могут быть выполнены в виде пружин растяжения; пружины вертикальной упругой подвески могут быть выполнены в виде пружин сжатия; упругая вертикальная подвеска может быть выполнена в виде эластичных полосок из латекса.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что катушка с обмоткой закреплена в полом корпусе вертикально неподвижно относительно корпуса, во внутреннем канале катушки на упругой вертикальной подвеске установлен с возможностью вертикальных упругих перемещений во внутреннем канале катушки под действием вертикальных динамических сил, возникающих при движении железнодорожного транспортного средства, источник магнитного поля; внутренний канал катушки выполнен цилиндрическим; источник магнитного поля может быть выполнен в виде цилиндрического постоянного магнита; источник магнитного поля набран из нескольких кольцевых постоянных магнитов, установленных на центральном сердечнике; упругая вертикальная подвеска выполнена в виде пружин, связанных своими концами с источником магнитного поля и полым корпусом; пружины вертикальной упругой подвески выполнены в виде пружин растяжения; пружины вертикальной упругой подвески могут быть выполнены в виде пружин сжатия; упругая вертикальная подвеска выполнена в виде эластичных полосок из латекса. Такие отличие от прототипа позволяет утверждать о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности – «новизна».
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства для получения электрической энергии при движении железнодорожного транспортного средства.
Устройство для получения электрической энергии при движении железнодорожного транспортного средства содержит полый корпус 1, в котором с возможностью взаимного относительного перемещения установлены источник 2 постоянного магнитного поля и катушка 3 с обмоткой и с внутренним каналом 3.1.
Катушка 3 своей обмоткой электрически связана электрическими линиями связи 4 с накопителем 5 электрической энергии. Катушка 3 закреплена в полом корпусе 1 вертикально неподвижно. Во внутреннем канале 3.1 катушки 3 на упругой вертикальной подвеске 7 размещён источник 2 магнитного поля. Внутренний канал 3.1 катушки 3 с обмоткой может быть выполнен цилиндрическим. Источник 2 магнитного поля может быть выполнен в виде единого цилиндрического постоянного магнита.  Также источник 2 магнитного поля может быть набран из нескольких кольцевых постоянных магнитов 2.1, установленных на центральном сердечнике 2.2. Упругая вертикальная подвеска 7 может быть выполнена в виде пружин, связанных своими концами с источником 2 магнитного поля и с полым корпусом 1. Пружины вертикальной упругой подвески 7 могут быть выполнены в виде пружин растяжения или сжатия. Упругая вертикальная подвеска 7 также может быть выполнена в виде эластичных полосок из латекса связанных своими концами с торцами источника 2 постоянного магнитного поля и с полым корпусом 1 устройства для получений электрической энергии.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Устройство используют для обеспечения электропитанием, например, контрольной аппаратуры технического состояния железнодорожного транспортного средства, аппаратуры связи, компьютерных систем, цифровых датчиков, получаемым непосредственно в процессе движения железнодорожного транспортного средства. Полый корпус 1 устанавливают, например, на хребтовой балке кузова (не показана). Принцип работы данного устройства основан на эффекте электромагнитной индукции. При движении железнодорожного транспортного средства по рельсовому пути неизбежно возникают вертикальные колебания элементов железнодорожного транспортного средства, в том числе кузова и хребтовой балки, с установленным на ней устройством для получения электрической энергии. Возникшие вертикальные колебания полого корпуса 1 приводят к взаимному относительному перемещению источника 2 магнитного поля во внутреннем канале 3.1 катушки 3. Такие перемещения постоянных магнитов 2.1 изменяют в пространстве вокруг себя магнитный поток, индуцируя электрическое поле. В проводнике обмотки катушки 3 индуцируется электродвижущая сила. По электрическим линиям связи 4 полученное электричество подаётся в накопитель 5 электрической энергии.
Неподвижное относительно полого корпуса 1 закрепление катушки 3 позволяет отказаться для связи обмотки катушки 3 от использования гибких, подвергающихся изгибу проводников, связывающих обмотку катушки 3 с электрическими линиями связи 4, увеличив надёжность устройства.
Вертикальное подвешивание источника 2 магнитного поля, выполненного в виде единого цилиндрического постоянного магнита, или набранного из нескольких кольцевых постоянных магнитов 2.1, позволяет разместить источник 2 магнитного поля во внутреннем канале 3.1 катушки 3 с гарантированным зазором между поверхностью источника 2 магнитного поля и поверхностью внутреннего канала, исключая нежелательное трение между указанными поверхностями.
Выполнение вертикальной подвески 7 в виде пружин растяжения или сжатия, а также в виде эластичных полосок из латекса позволяет выбрать наиболее подходящий вид подвески, наиболее полно соответствующий условиям эксплуатации и обслуживания предлагаемого устройства для получения электрической энергии при движении железнодорожного транспортного средства.