Вагонотолкатель для перемещения железнодорожных вагонов и токоприемник для токосъема с нескольких проводов воздушной контактной сети (варианты)
CAR PUSHER FOR MOVING RAILWAY CARS AND A PANTOGRAPH FOR COLLECTING CURRENT FROM SEVERAL WIRES OF AN OVERHEAD CONTACT NETWORK (OPTIONS)

Группа изобретений относится к области промышленного железнодорожного транспорта, в частности к вагонотолкателям, а также к токоприемникам для линий энергоснабжения транспортных средств с электротягой с устройствами для одновременного токосъема с нескольких силовых проводов, например, с нескольких проводов трехфазной воздушной контактной сети, и может быть использовано для перемещения железнодорожных вагонов при погрузочно-разгрузочных работах на внутренних подъездных путях промышленных предприятий, проведения маневровых операций с вагонами, а также производства вывозных работ на тупиковых путях. Может применяться в различных отраслях промышленности, в морских и речных портах, а также в закрытых помещениях.
Известны вагонотолкатели, конструкции которых отличаются в зависимости от задач и условий их эксплуатации.
Известен вагонотолкатель для перемещения железнодорожных вагонов, содержащий железнодорожную платформу с автосцепкой, силовой привод, установленный на платформе и состоящий из электродвигателя, связанного с ведущим редуктором и питающим кабелем, подключенным к сети предприятия. Вагонотолкатель снабжен барабаном для намотки питающего кабеля и механической передачи навивки (Патент РФ №2314951 на изобретение «Самоходное маневровое устройство», МПК B61J 3/00, опубл. 20.08.2007 г.).
Известен вагонотолкатель для перемещения железнодорожных вагонов, содержащий железнодорожную платформу с автосцепками, установленное на платформе под кузовом машинное отделение с питающим кабелем, электрически и механически соединенным с токоприемником для линий электроснабжения вагонотолкателя (Патент РФ №2477694 на изобретение «Вагонотолкатель для перемещения железнодорожных вагонов (варианты) и платформа вагонотолкателя для перемещения железнодорожных вагонов», МПК B61J 3/12, B61F 1/00, опубл. 10.08.2012 г.). Прототип для первого изобретения.
В известном вагонотолкателе питающий кабель электрически и механически соединен с токоприемником в виде пантографа, а также, как вариант, может быть присоединенным к сети предприятия с использованием кабельного барабана на вагонотолкателе.
В случае прохождения трассы вагонотолкателя вдоль установленной троллейной системы питания с воздушной трехфазной контактной сетью вопрос токосъема с ее проводов требует решения.
Известно транспортное средство, сконфигурированное с возможностью соединения с воздушной конструкцией питания, причем транспортное средство содержащее: шасси; и кабель, соединенный с шасси и сконфигурированный с возможностью механического и электрического соединения транспортного средства с воздушной конструкцией питания, при этом шасси включает в себя соединитель, выполненный с возможностью поворота на 360 градусов, кабель соединен с шасси через соединитель, а воздушная конструкция питания для транспортного средства содержит роликовый токоприемник (Патент РФ №2619741 на группу изобретений «Воздушная сеть питания для подвижных горных машин», МПК B60L 5/36, B60L 5/12, публ.17.05.2017 г.).
Использование роликового токоприемника усложняет конструкцию контактной сети питания.
Известен токоприемник для токосъема с нескольких проводов воздушной контактной сети, содержащий токоприемники для каждого контактного провода, каждый из которых содержит по два токосъемных элемента, механически и электрически присоединенных к соответствующему кабельному проводу и закрепленных соответственно на концах консольно установленных двух плоских пружин (Патент СССР №14467 по заявке №от 09.06.1926 г., опубл. 31.03.1930 г.). Прототип для второго и третьего изобретения.
Указанный токоприемник предназначен скорее для стационарного использования. Плоские пружины закреплены на кронштейнах Г-образной формы, жестко соединены между собой через изоляторы и прикреплены к штепселю с кабелем, токосъемные элементы выполнены в виде башмаков с канавкой, охватывающей провод. Работа известного токоприемника в сложных метеоусловиях будет проблематична.
Задачей, решаемой заявляемыми техническими решениями, является расширение арсенала технических средств, используемых для перемещения железнодорожных вагонов при проведении маневровых операций с вагонами на узлах погрузки/разгрузки, а также при производстве вывозных работ на тупиковых участках путей при различных технических условиях, а также расширение арсенала токоприемников для линий энергоснабжения транспортных средств с электротягой с устройствами для одновременного токосъема с нескольких силовых проводов. Заявляются вагонотолкатель и токоприемник (два варианта), предназначенный для установки на вагонотолкатель, как его часть.
Техническим результатом является реализация заявляемыми устройствами функции вагонотолкателя для перемещения железнодорожных вагонов при проведении маневровых операций с вагонами на узлах погрузки/разгрузки, а также функции токоприемника.
Указанный технический результат достигается тем, что согласно первому изобретению в заявляемом вагонотолкателе для перемещения железнодорожных вагонов, содержащем железнодорожную платформу с автосцепками, установленное на платформе машинное отделение с питающим кабелем, электрически и механически соединенным с токоприемником для линий электроснабжения вагонотолкателя, установлен токоприемник для токосъема с нескольких проводов трехфазной воздушной контактной сети, содержащий токоприемники для снимания тока с каждого провода воздушной контактной сети и средство для их установки, например, стойку; стойка для установки токоприемника содержит опорный фланец, который закреплен в подпятнике с упором на уложенные на его основании подшипниковые шарики со смазкой, обеспечивающие поворот стойки в горизонтальной плоскости на определенный угол; стойка для установки токоприемника закреплена на технологической площадке, смонтированной для обслуживания токоприемника, снабженной лестницей и прикрепленной к боковой стороне корпуса вагонотолкателя; а согласно второму изобретению в токоприемнике для токосъема с нескольких проводов воздушной контактной сети, содержащем токоприемники для каждого контактного провода, каждый из которых содержит по два токосъемных элемента, механически и электрически присоединенных к соответствующему кабельному проводу и закрепленных соответственно на концах консольно установленных двух плоских пружин, токосъемный элемент выполнен в виде токосъемной вставки, смонтированной на одном конце плоской пружины с применением токопроводящего крепежа, по краям токосъемной вставки установлены два ограничителя перемещения контактного провода и наконечник для подключения кабельного провода; токопроводящий крепеж, ограничители и наконечник выполнены медными, а токосъемная вставка представляет собой медно-графитовую пластину; наконечник для присоединения кабельного провода установлен на ограничителе в верхней его части и закреплен гайками; а согласно третьему изобретению в токоприемнике для токосъема с нескольких проводов воздушной контактной сети, содержащем токоприемники для каждого контактного провода, каждый из которых содержит по два токосъемных элемента, механически и электрически присоединенных к соответствующему кабельному проводу и закрепленных соответственно на концах консольно установленных двух плоских пружин, токосъемный элемент выполнен в виде токосъемной вставки, смонтированной на одном конце плоской пружины с применением токопроводящего крепежа, по краям токосъемной вставки установлены два ограничителя перемещения контактного провода и наконечник для подключения кабельного провода, плоские пружины консольно закреплены на опорных изоляторах, смонтированных на опорной пластине, закрепленной на кронштейне, кронштейн установлен в держателе через ось с возможностью колебания в вертикальной плоскости, а также с возможностью регулирования точности установки токосъемного элемента на провод контактной сети посредством винта, установленного в держателе с упором на концевую часть кронштейна, держатели и кабельные провода механически закреплены на удобном для потребителя тока средстве, например на стойке; токопроводящий крепеж, ограничители и шунт выполнены медными; токосъемная вставка представляет собой медно-графитовую пластину; ограничители выполнены из медного прутка и имеют медный крепеж; ограничитель, установленный ближе к изолятору содержит наконечник для присоединения кабельного провода; кронштейн и держатель выполнены из металлических швеллеров; кабельный провод, закрепленный электрически и механически на наконечнике, механически крепится между опорными изоляторами, затем к стойке с последующим вводом потребителю тока, например, в машинное отделение вагонотолкателя; на держателе на расстоянии от оси смонтирована резьбовая втулка с винтом, опирающимся в концевую часть кронштейна и содержащим рукоятку для регулировки подъема кронштейна с токосъемником над контактным проводом.
Использование заявляемого вагонотолкателя с токоприемником для одновременного токосъема с нескольких силовых проводов, например, с нескольких проводов воздушной трехфазной контактной сети, позволит оптимизировать энергоснабжение вагонотолкателя при прохождении его вдоль троллей трехфазной контактной сети.
Заявляемая группа изобретений соответствуют критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» поскольку заявляется новые конструкции вагонотолкателя и токоприемника, установленного на вагонотолкателе как его часть, предназначенные для использования в промышленных условиях и изготавливаются в промышленных условиях.
Выявленные технические решения, хотя и имеют признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемых изобретений, но конструктивные элементы этих признаков используются в других взаимных расположениях, что приводит к улучшению работы вагонотолкателя за счет более надежного энергообеспечения его, а также безопасного обслуживания установленного на вагонотолкателе токоприемного оборудования, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемой группы изобретений условию патентоспособности “новизна” и «изобретательский уровень».
Условие патентоспособности “промышленная применимость” подтверждают известность комплектующих элементов, входящих в вагонотолкатель и токоприемник, и простота технологического процесса их производства.
На фиг. 1 изображен установленный на вагонотолкателе токоприемник для токосъема с нескольких проводов трехфазной воздушной контактной сети, содержащий токоприемники для снятия тока с каждого провода воздушной контактной сети и стойку для их установки, общий вид; на фиг. 2 - токоприемник для снимания тока с одного провода воздушной контактной сети, общий вид.
Токоприемник для токосъема с нескольких проводов трехфазной воздушной контактной сети, представленный на фиг. 1, содержит три токоприемника 1 для токосъема с одного контактного провода, закрепленные своими держателями 2 на стойке 3, стойка 3 содержит опорный фланец, который закреплен под крышкой 4 в подпятнике 5 с упором на уложенные на его основании подшипниковые шарики со смазкой, обеспечивающие поворот стойки 3 на определенный угол для удобства проведения технического обслуживания и ремонта.
Токоприемник для снятия тока с одного провода воздушной контактной сети, представленный на фиг. 2, содержит по два токосъемных элемента 6, выполненных в виде токосъемных медно-графитовых вставок, закрепленных на одних концах двух плоских пружин 20 с применением медного крепежа 17, 18, 19, по краям токосъемных вставок установлены ограничители 9 перемещений контактного провода, изготовленные из медного прутка и имеющие медный крепеж 10, 11, ограничители 9, установленные ближе к изолятору, содержит наконечники 16 для подключения кабельного провода. Плоские пружины 20 токоприемника крепятся на опорных изоляторах 7, которые в свою очередь зафиксированы на опорной пластине 8. Опорная пластина 8 закреплена на кронштейне 14, который через ось 15 установлен в держателе 13 (позиция 2 на фиг. 1). В держателе 13 установлена втулка с резьбой, в которую вкручивается винт 12 с ручкой для регулировки подъема токосъемника над контактным проводом.
Предлагаемый вагонотолкатель и токоприемник работает следующим образом.
Медно-графитовые токосъемные вставки токосъемных элементов 6 имеют структуру позволяющие производить качественный съем электроэнергии с проводов вертикально расположенных троллей. Медно-графитовые токосъемные вставки имеют незначительный износ из-за того, что медь вставок имеет маленький износ при контакте с медесодержащим проводом, а графит вставок смазывает поверхность медной части вставок.
Плоские пружины 20 изготавливаются из тонких полос легированной стали, которые прогибаются под весом медно-графитовых вставок, позволяют им описывать траекторию прокладки троллей и поддерживают плотный постоянный контакт медно-графитовых вставок с контактным проводом.
Ограничители 9 перемещения контактного провода, установленные на краях медно-графитовых вставок, не позволяют контактному проводу троллеи покинуть поверхность контакта с вставками. Кроме этого ограничители 9, установленные ближе к опорным изоляторам 2, содержат в верхней части наконечники 16 для присоединения кабельного провода, который отводит снятое напряжение на коммутирующее устройство (например, рубильник).
Каждый токосъемный элемент вторым концом плоской пружины закреплен на двух опорных изоляторах 7, установленных на опорной пластине 8, разъединяющих контактные поверхности токосъема с контактного провода с опорной пластиной 8 и держателем 13, фактически соединяемых с транспортным средством и заземленным железнодорожным рельсом.
Кронштейн 14 опорной пластины 8 через ось 15, закрепленную в держателе 13, позволяет токосъемным элементам описывать траекторию прокладки контактных проводов и поддерживать контакт медно-графитовых вставок с контактным проводом. Кронштейн 14 и держатель 13 изготовлены из швеллеров, имеющих разную ширину, и поэтому кронштейн 14 перемещается в держателе 13.
Винт 12 в держателе 13 позволяет поднимать плоские пружины 20 с медно- графитовыми вставками над контактным проводом троллей при техническом обслуживании токосъемников или регулировать точность установки токосъемного элемента на контактный провод.
Для обеспечения надежного нажатия токосъемного элемента 6 на контактный провод вес контактной группы, в которую входят медно-графитовые вставки, ограничители 9 с элементами медного крепежа 10,11, элементы медного крепежа 17, 18, 19 и наконечники 16 отводящих кабельных проводов, должен быть достаточным, чтобы поворотный момент, приложенный к оси 15 с рычагом, равным длине плоской пружины, позволял не поднимать контактную группу над контактным проводом троллей. С каждого однофазного токосъемника ток через однофазный кабельный провод передается в схему устройства управления транспортным средством. Однофазный кабельный провод подключается к наконечнику 16, далее крепится между опорными изоляторами 7, а затем к стойке 3 и через гермоввод вводятся в транспортное устройство, например, в машинное отделение вагонотолкателя, с последующим подключением его к клеммам коммутирующего устройства (например, рубильника).
Таким образом, достигается технический результат в реализация заявляемыми устройствами функции вагонотолкателя для перемещения железнодорожных вагонов при проведении маневровых операций с вагонами на узлах погрузки/разгрузки, а также функции токоприемника.