УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФРОНТАЛЬНОЙ МОЙКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель предназначено для очистки транспортных средств, в частности железнодорожных вагонов и может быть использована для фронтальной очистки поверхности локомотивов.
Из патентных и научно-технических источников известно много технических решений, описывающих различные способы очистки поверхности транспортных средств от различного рода загрязнений.
Мойки делятся на портальные и туннельные, причем портальные более универсальные.
Известен способ и устройство наружной обмывки мотор-вагонного подвижного состава, разработанный проектно-конструкторским бюро локомотивного состава, реализованного на базе депо Нахабино (Московская железная дорога). Последовательность операций и технические характеристики комплекса публиковались в журнале "Российские железные дороги" №5 в 2002 г. Сущность способа заключается в том, что предварительно осуществляют обогрев наружной поверхности горячей (70-90°С) водой (летом, при необходимости, охлаждение), затем вагоны обдувают сжатьм воздухом для удаления излишней воды, наносят на наружную поверхность моющий раствор с температурой 50-60°С, растирают его посредством щеточного механизма в течение определенного времени и затем споласкивают наружную поверхность от моющего раствора и подвергают вагон сушке. В процессе отмывки состав перемещают со скоростью 3 км/ч. Обмывку проводят в несколько стадий. Время обмывки одного состава - 40 минут.
Основными недостатками этого способа являются: большой расход воды на обогрев и ополаскивание при наружной мойке, энергозатраты на нагрев воды и моющего раствора, а также продолжительность мойки.
Известно изобретение, которое относится к мойке наружной поверхности пассажирских вагонов и электропоездов, но может быть использовано для аналогичных целей при наружной мойке любого транспортного средства, предназначенного для перевозки пассажиров, например, автобусов, троллейбусов, трамваев и т.п. (патент РФ №2264312 опубл. 20.11 2005 г.).
Отмывку наружной поверхности пассажирских вагонов осуществляют в две стадии, т.к. загрязнения различных частей ее отличаются как по степени загрязненности, так и по составу. На первой стадии отмывки решаются задача предварительной отмывки наиболее грязных частей вагонов, к которым относятся рамы тележек, крыша, а также смачивание боковых поверхностей вагона щелочным моющим раствором. Исходя из этого и давление струй моющего раствора выбрано в следующих диапазонах: для рам тележек 15-20 МПа; для крыши вагона с довольно сложной конфигурацией высокое давление - 15,0-30,0 МПа, а для боковых поверхностей - 0,4-0,6 МПа.
На второй стадии (интенсивной) отмывки, в основном, осуществляется отмывка скосов и боковой поверхности вагонов посредством щеточного механизма, т.к. необходимо тщательное удаление отмытых с них загрязнений и исходя из наличия стеклянных окон. Давление моющего раствора, подаваемого на вращающиеся щетки, такое же, как и на стадии предварительной отмывки боковой поверхности, т.е. в пределах 0,4-0,6 МПа. Для отмывки боковой поверхности и скосов вагонов используются различная конструкция щеточного механизма, причем высота и их расположение относительно несущей рамы могут изменяться, в зависимости от того, какие вагоны подвергают отмывке - пассажирские вагоны или вагоны электропоезда, т.к. их габариты отличаются. Скорость вращения щеточного механизма 150 об/мин.
К недостаткам известного устройства относится отсутствие возможности очистки лобовой (фронтальной) части локомотива.
Известно устройство для мойки лобовых поверхностей, содержащее основание, на котором шарнирно закреплена с возможностью маятникового поворота приводом в вертикальной плоскости и перемещения в направляющих основания связанная с механизмом перемещения рама с двумя штангами, на которых смонтирован горизонтальный вал, несущий ротационную щетку с приводом ее вращения, и противовесы рамы с трособлочной системой, причем привод размещен с одной стороны щетки, а штанги расположены с другой стороны щетки и выполнены заодно с радиальной направляющей, которая установлена на валу щетки, а каждая из штанг смонтирована с возможностью перемещения в крестовине. которая выполнена в виде двух полых корпусов. (А.С. №1119888).
К недостаткам устройства можно отнести сложную конструкцию и наличие одной горизонтальной щетки, что не позволяет обеспечить качественную мойку всей фронтальной поверхности локомотива.
Итальянская компания СЕССАТО, являющаяся одним из основных производителей моечного оборудования в России, для мойки трамваев, железнодорожного транспорта и метрополитена, использует наиболее передовые технологии, учитывающие особенности подвижного состава, специфические загрязнения и различные климатические условия, применяет целый ряд технических решений. В случае, когда надо осуществить фронтальную мойку, а применение горизонтальной щетки не обеспечивает должного качества, то используют так называемые «флаговые» вертикальные щетки, которые устанавливаются на длинных консолях и могут полностью перекрыть фронтальные поверхности головного и и хвостового вагона. Щетки имеют возможность отклонения от вертикальной оси на достаточно большой угол, для эффективного контакта с аэродинамическими поверхностями.
Применение данного типа щеток требует движение состава с постоянной скоростью, не превышающей 1,5 км/ч, поэтому требуется специальное тяговое устройство, обеспечивающее движение состава с заданной скоростью.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для фронтальной мойки вагона, содержащее портальную раму, установленную на основании, к которой прикреплены направляющие с размещенными на них самоходными каретками с размещенным на ней телескопическим звеном с укрепленными цилиндрическими приводными щетками с возможностью их наклона, поворота и перемещения в вертикальном направлении посредством приводов, которые выполнены в виде гидродвигателей, установленных по обе стороны от опоры на выдвижной рукояти телескопического звена, систему управления работой устройства, содержащее соответствующие датчики контроля положения вагона, кареток, логические схемы и дешифраторы (Патент РФ №2028226 опубл. 09 10-1995 г.).
К недостаткам этого устройства относится то, что, как правило, в нижней части локомотива находится сцепка, а ниже ее отбойник (наиболее загрязненная деталь локомотива), препятствующие их мойки посредством щеток, т.к. можно повредить материал щеток или требуются принимать меры по дополнительной их безопасности.
Технической задачей предполагаемой полезной моделью является создание устройства, обеспечивающего качественную мойку всей фронтальной поверхности локомотива и хвостовых вагонов железнодорожного транспорта, сравнительно простую по конструкции и удобную в эксплуатации.
Технический результат достигается за счет того, что в известное устройство для фронтальной мойки содержащее несущую раму, установленную на основании, к которой прикреплены направляющие с размещенными на них самоходными каретками с укрепленными на консолях цилиндрическими приводными щетками с возможностью их наклона, поворота и перемещения в вертикальном направлении посредством приводов, средства подачи моющего раствора, систему управления работой устройства, содержащую соответствующие датчики контроля положения транспортного средства (локомотива), крайних положений приводных кареток, внесены изменения, а именно:
- устройство выполнено в виде автономных модулей;
в в каждое из них дополнительно введены спинеры, снабженные пневмоприводами для выдвижения их в рабочее положение и качания соплового узла;
- датчики контроля рабочего положения спинеров;
- датчики положения штоков пневмопривода спинера;
- датчики контроля положения моющих щеток в зоне парковки.
Кроме того, спинеры снабжены дополнительным соплом для подачи кислотного моющего раствора, а несущие рамы снабжены приводом перемещения в горизонтальном направлении.
Исполнение устройства для фронтальной мойки не виде портала, в виде двух автономных моющих модулей, размещенных на несущих рамах позволяет осуществить мойку любого транспортного средства независимо от его высоты и назначения.
Ведение спинеров позволяет более качественно осуществить мойку для отмывки наиболее загрязненных поверхностей локомотива (сцепки, отбойника), при значительной степени загрязнения, предварительная мойка осуществляется кислотным моющим составом через дополнительное сопло спинера.
Дополнительные короткие моющие щетки выполнены такого размера, чтобы не касались сцепки локомотива и дополнительно моют лобовую поверхность локомотива.
Ведение датчиков контроля рабочего положения штока пневмопривода спинера обеспечивает оптимальный режим мойки с одновременным качанием соплового узла,
Введение зоны парковки моющих щеток обеспечивают их безопасность при переводе из рабочего положения в исходное.
Конструкция устройства поясняется следующими иллюстрациями.
На фиг.1 приведен общий вид установки для фронтального мытья железнодорожного подвижного состава на примере лобовой поверхности локомотива.
На фиг.2 приведена схема размещения датчиков контроля и пневмоприводов отдельных узлов установки, соединенные с системой автоматического управления установки.
На фиг.1 показаны: основание 1, несущая рама 2 с двумя щеточными модулями 3, направляющие 4, каретки 5 с установленными в них приводными щетками 6, механизм крепления спинера 7, сопловый узел 8. На фиг.1 также показан железнодорожный путь 9, локомотив 10, сцепка локомотива 11 и отбойник 12.
На фиг.2 показаны датчики 13, 14 контроля положения несущей рамы, ультразвуковые датчики 15 положения соплового узла спинера, привод спинера 16 с энкодером (частотный датчик) 17, сенсорный датчик 18 контроля положения сцепки локомотива, приводы 19 вращения моющих щеток (короткой и длинной), приводы 20 наклона моющих щеток, датчики 21 контроля крайних положений по высоте кареток приводных щеток, датчик 22 парковки моющих щеток, приводы 23 поворота приводных щеток, привод 23 качания моющих щеток, датчики 24, 25 поворота приводных щеток, привод 26 качания механизма, спинера, датчики 27 крайнего положения каретки моющих щеток, привод 28 вертикального перемещения кареток, узел подвода 29 моющего средства к сопловому узлу спинера, сопловый узел 30..
Устройство работает в автоматическом режиме, осуществляя следующие операции: предварительное смачивание поверхности вагонов и локомотива моющим раствором, очистку боковых поверхностей транспортного средства (вагонов и локомотива) приводными цилиндрическими щетками, далее осуществляется фронтальная мойка локомотива и конечного вагона состава цилиндрическими приводными щетками, причем в комплекте имеется по две длинных и по две коротких щеток, а наиболее загрязненные части фронтальной поверхности (отбойника и сцепки), струйным способом при высоком давлении посредством спинеров, следующим образом.
Первые две стадии осуществляются известными методами, поэтому они подробно не описываются. Отметим только то, что смачивание подвижного состава (распыление моющего средства по его поверхностям) осуществляется при входе состава в зону мойки, независимо от конструктивного исполнения: портал, туннель или другого исполнения.
Поезд двигается с заданной скоростью, например 1,5 км/ч. Когда он входит в зону размещения приводных щеток, за счет их нахождения в вертикальном или при определенном угле наклона, осуществляется чистка боковых поверхностей.
Когда локомотив 10, движущейся по рельсам 9 достаточно близко (на заданное расстояние) приблизится места расположения установки фронтальной мойки срабатывают ультразвуковые датчики и выдают в систему управления соответствующий сигнал на включение таймера, для контроля достижения локомотивом датчиков сцепки (18). Состав останавливается.
Оператор вводит в систему управления параметры мойки фронтальной поверхности в соответствии с профилем поверхности, которая зависит от типа локомотива.
Далее осуществляется тестовый проход, чтобы убедиться что все элементы оборудования готовы к осуществлению мойки, одновременно осуществляя диагностику ошибок (по показаниям на дисплее) и их устранение.
Так, например, перед осуществлением мойки длинные и короткие приводные щетки 6 должны находиться в зоне парковки (датчики 22), а спинер 8 в исходном состоянии, а сами несущие рамы 2, установленные на основании 1, размещены между концевыми датчиками 13 и 14. Вывод приводных щеток в рабочее положение осуществляют из зоны парковки, за счет перемещения кареток 5 по вертикали посредством пневмопривода 28.
При осуществлении фронтальной мойки могут быть реализованы различные последовательности ее осуществления. Ниже приводится один из возможных вариантов работы устройства.
Каретки 5 длинных приводных щеток выводятся из положения парковки в рабочее положение посредством привода 20, в соответствии с настройками веденными оператором в систему автоматического управления, т.е в горизонтальное положение или при определенном наклоне их. Контроль положения приводных щеток осуществляется датчиками 24, 25. Затем включается привода вращения приводных щеток и качания их 19, 23 соответственно. Мойка осуществляется перемещением кареток 5 приводных щеток по соответствующим направляющим 4 каждого автономного модуля. Усилие прижима щеток к поверхности локомотива контролируется по току электродвигателя 19 вращения приводных щеток, например контроллером SENCOVI). Перемещение кареток с приводными щеткам происходит до заданного положения., контролируемого датчиками 21, при этом контролируют, чтобы щетки не были сухими. После окончания мойки длинными щеткам они устанавливаются в кранее верхнее положение под определенным углом наклона, чтобы не препятствовать перемещению состава вперед к к коротким щеткам.
Одновременно с выводом длинных приводных щеток выдается команда на привод спинера 16 на выдвижение его в рабочее положение. Положение штока привода 16 осуществляется датчиками 17. Расстояние перемещения 300 мм. Рабочее положение соплового узла определяется с помощью ультразвуковых датчиков 15 ориентированных на сепку.
После установки спинера в рабочее положение включается подача моющего раствора в сопла посредством 30 под давлением 0,8-1,5 МПа. и команда на включение привода 26 качания соплового узла. Под высоким давлением струй осуществляется отмывка сцепки локомотива 11 и отбойника 12. Если степень загрязнения этих элементов значительная то. оператором предусмотрено дополнительная операция подачи кислотного моющего средства в дополнительное сопло соплового узла. При незначительном загрязнении, мойка этих элементов осуществляется щелочным раствором моющего технического средства ОБИС - М. После окончания мойки при высоком давлении механизм спинера возвращают в исходное положение и выдается команда на перемещение состава вперед для контактирования с короткими щетками. Время каждой операции мойки контролируются соответствующими таймерами.
Операция мойки короткими приводными щетками аналогична мойке с длинными щетками и поэтому не нуждается в дополнительной информации. Мойка короткими щетками, в основном, предназначена для мойки нижней поверхности локомотива, но предусмотрена конструктивная возможность их действия по всей высоте фронтальной поверхности. После окончания процесса мойки короткими щетками выдается команда на передвижение состава вперед.
При достижении последним вагоном состава ультразвуковых датчиков и сенсорных датчиков сцепки состав останавливается и процесс фронтальной мойки повторяется анналогично описанному для лобовой части локомотива. При этом для установки моющих щеток и спинера в рабочее положение используют перемещение несущей рамы, которая для этой цели, снабжена роликами.
Процесс мойки может осуществляться первоначально посредством спинера, затем коротких приводных щеток, а далее, после передвижения состава для контактирования с длинными приводными щетками, ими.
После окончания процесса мойки фронтальной поверхности последнего вагона состава приводные щетки возвращают в зону парковки, что гарантирует их сохранность при несанкционированном выводе в рабочее положение.
Предлагаемое техническое решение обладает рядом преимуществ по сравнению с аналогичными российскими и зарубежными установками, т.к. благодаря наличию спинера и дополнительного сопла в сопловом узле его повышается эффективность мойки наиболее загрязненных элементов локомотива (сцепки и отбойника).
Основные узлы моющих модулей конструктивно выполнено таким образом. Что позволяет быстро переводить их из исходного состояния в рабочее и обратно.
Весь процесс мойки надежно контролируется системой управления путем введения в нее соответствующих датчиков.
Сама установка является универсальной и может быть использована при мойке любого транспорта: автомашин (легковых и грузовых), трамваев, троллейбусов, автобусов, электричек (наземных и метрополитена), железнодорожного транспорта (пассажирского и грузового) и т.п.
В настоящее время разработана техдокументация на устройство и запущено производство нестандартных узлов его.
Использование полезной модели намечено на конец 2010 или в начале 2011 г., в первую очередь на железной дороге.