ГИДРОПОРШНЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СВОБОДНОГО ПРОЕЗДА, ЗАМЕДЛЕНИЯ, ОСТАНОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ВАГОНОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА НА ПУТЯХ СТАНЦИОННОГО ПАРКА
HYDRO-PISTON DEVICE FOR PROVIDING FREE PASSAGE, SLOWING, STOPPING AND FIXING RAILWAY CARS ON STATION PARK TRACKS

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию для автоматического управления свободным проездом, замедлением, остановкой и закреплением вагонов подвижного состава, устанавливаемого в стационарных парках, работающего по безлюдной технологии.
Известен применяемый в настоящее время способ закрепления железнодорожных составов с помощью тормозных башмаков, которые устанавливаются вручную. Башмачное закрепление имеет следующие недостатки:
- неэффективный и травмоопасный ручной труд;
- низкая производительность.
Для автоматического закрепления применяют домкратовидные устройства. Технология закрепления подвижного состава с их помощью широко применяется во всем мире, в России домкратовидные устройства китайского производства используются на Забайкальской ж/д.
К недостаткам домкратовидных устройств относятся:
- неконтролируемое расхождение технических характеристик, как по силе удержания, так и по времени удержания вагонов железнодорожного состава;
- высокая стоимость изготовления, монтажа и обслуживания, ввиду необходимости применения большого числа устройств из-за малого тормозного усилия одного изделия;
- задержка возвращения поршня устройства в начальное положение или его заклинивание;
- отсутствие технической возможности их управления дистанционным образом.
Известно устройство (RU, полезная модель к патенту №179766 С1, МПК В61К 7/02, опубл. 23.05.2018 г.) для остановки и/или блокировки железнодорожных вагонов, содержащее комплект из двух независимых механизмов торможения, расположенных ниже уровня головки рельса.
Каждый механизм, при введении в контакт с гребнем колес колесных пар, имеет возможность для динамического сопротивления вращению колес, а также, находясь ниже уровня головки рельса, обеспечивает свободное движение железнодорожных вагонов.
Перемещение каждого механизма производится с помощью гидроцилиндра, при этом замедление движения вагонов в пределах допустимых ускорений обеспечивается дополнительным гидравлическим буфером.
Недостатком данного устройства является наличие гидравлической системы, увеличивающей стоимость и усложняющей эксплуатацию и ремонт устройства, а также необходимость проведения дополнительных работ по переустройству железнодорожного пути.
Известна система закрепления составов на путях железнодорожных станций (RU, патент №2618656 С1, МПК B61H L3/00, опубл. 05.05.2017 г.),
Система содержит устройства закрепления, выполненные в виде домкратовидных точечных замедлителей и установленные на каждом пути станционного парка группами из не менее семи устройств закрепления на заданном расстоянии друг от друга, путевые датчики фиксации прохода осей подвижного состава, закрепленные на рельсе каждого пути станционного парка в начале и в конце первой группы устройств закрепления, последовательно соединенные в блок контроля состояния путевых датчиков и контроллер, своим выходом соединенный через центральный процессор системы электрической централизации с соответствующим входом аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места дежурного по станции.
Количество групп устройств для закрепления рассчитываются с учетом максимального веса состава, среднего уклона на участке пути с учетом ветровой нагрузки и величиной удерживающего усилия одной группы устройств закрепления.
Недостатком данной системы закрепления составов железнодорожных является:
- отсутствие достоверной информации о возможности удержания всего железнодорожного состава, так как усилие одного домкратовидного устройства в группе не контролируется;
- большое количество домкратовидных устройств уменьшает скорость движения маневрового локомотива, что приводит к снижению производительности маневровой работы станционного парка.
Техническим результатом изобретения является упрощение устройства для закрепления составов на железнодорожных путях, которое обеспечит свободный проезд, замедление, остановку и закрепление вагонов железнодорожного состава на путях станционного парка с возможностью дистанционного управления работой данных устройств, что обеспечит повышение производительности маневровых работ и увеличит безопасность станционной работы.
Технический результат достигается тем, что гидропоршневое устройство для обеспечения свободного проезда, замедления, остановки и закрепления вагонов железнодорожного состава на путях станционного парка включает два гидроцилиндра, установленные с одной из сторон рельса, с возможностью взаимодействия поршней гидроцилиндров с гребнями колес колесных пар, причем поршневые полости гидроцилиндров соединены трубопроводом с размещенными на нем двумя дросселями между которыми установлен трехпозиционный гидрораспределитель с дистанционным управлением, причем минимальное расстояние В между первым и вторым гидроцилиндрами определяется выражением:
где
R - радиус колеса по его гребню;
d - расстояние, равное разнице между радиусом R колеса по его гребню и ходом поршня t гидроцилиндра, зависит от конструкции гидроцилиндра,
С - зазор между поршнем, который перемещается в крайнее верхнее положение в корпусе гидроцилиндра, и точкой контакта расположенной на поверхности окружности гребня 7 колеса 8, определен опытным путем.
Изобретение поясняется чертежами:
- на фиг. 1 изображено гидропоршневое устройство в начальный момент соприкосновения поршня 3 гидроцилиндра 1 с гребнем 7 колеса 8 при движении по направлению А;
- на фиг. 2 показано гидропоршневое устройство в момент, когда поршень 3 гидроцилиндра 1 находится в крайнем нижнем положении, а поршень 4 гидроцилиндра 2 - в крайнем верхнем положении;
- на фиг. 3 показано гидропоршневое устройство в момент соприкосновения гребня 7 колеса 8 с поршнем 4 гидроцилиндра 2, который находится в крайнем верхнем положении.
- на фиг. 4 показано гидропоршневое устройство в тот момент, когда поршень 4 гидроцилиндра 2, контактируя с гребнем колеса, находится в среднем положении в корпусе гидроцилиндра, а поршень 3 гидроцилиндра 1, не соприкасаясь с гребнем колеса, без сопротивления перемещается в сторону крайнего верхнего положения;
- на фиг. 5 показано гидропоршневое устройство в момент максимального перемещения поршня 4 гидроцилиндра 2 в крайнее нижнее положение, при этом поршень 3 гидроцилиндра 1 находится в крайнем верхнем положении.
- на фиг. 6 показана схема размещения гидроцилиндров 1 и 2 гидропоршневого устройства, размещенных между собой на шейке 10 рельса 9 на расстоянии В.
min
Гидропоршневое устройство для обеспечения свободного проезда, замедления, остановки и закрепления вагонов железнодорожного состава на путях станционного парка состоит из первого 1 и второго 2 гидроцилиндров, установленных на рельсе 9 с возможностью взаимодействия поршней 3 и 4, соответственно первого 1 и второго 2 гидроцилиндров с гребнем 7 колеса 8 колесных пар, причем поршневые полости первого 1 и второго 2 гидроцилиндров соединены трубопроводом 5 с размещенными на нем двумя дросселями 11 между которыми установлен трехпозиционный гидрораспределитель 6 с дистанционным управлением. Минимальное расстояние B между первым 1 и вторым 2 гидроцилиндрами определяется выражением:
где
R - радиус колеса по его гребню;
d - расстояние, равное разнице между радиусом R колеса по его гребню и ходом поршня t гидроцилиндра, зависит от конструкции гидроцилиндра,
С - зазор между поршнем, который перемещается в крайнее верхнее положение в корпусе гидроцилиндра и точкой контакта, расположенной на поверхности окружности гребня колеса, определен опытным путем.
Осуществляется изобретение следующим образом.
При перекатывании колеса 7 колесной пары по головке рельса 9, гребень 7 колеса 8 попеременно приходит в соприкосновение с поршнями 3 и 4, соответственно, первого и второго гидроцилиндров гидропоршневого устройства, перемещая их в корпусах гидроцилиндров 1 и 2 из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее, при этом организовывается поток рабочей жидкости по трубопроводу 5, соединяющему поршневые полости первого 1 и второго 2 гидроцилиндров через два дросселя 11 и трехпозиционный гидрораспределитель 10. Поток рабочей жидкости осуществляется по принципу «сообщающихся сосудов» с сопротивлением, величина которого зависит от трех разных направлений движения рабочей жидкости по трубопроводу 5, зависящих от режимов работы трехпозиционного гидрораспределителя 6.
Для управления движением рабочей жидкости и, как следствие, дистанционного управления работой всего гидропоршневого устройства на трубопроводе 5 установлены два дросселя 11, между которыми установлен трехпозиционный гидрораспределитель 6.
При включении гидрораспределителя 6 в положение «дроссель» при воздействии гребня 7 колеса 8 на поршни 3 и 4, соответственно, первого 1 и второго 2 гидроцилиндров, рабочая жидкость проходит через профилированные отверстия дросселей 11, тем самым поддерживается необходимое сопротивление на участке трубопровода 5 между гидроцилиндром поршень которого движется в сторону крайнего нижнего положения до трехпозиционного гидрораспределителя 6, обеспечивая работу гидропоршневого устройства в режиме «замедление».
При включении трехпозиционного гидрораспределителя 6 в положение «стоп», перемещение рабочей жидкости на участках трубопровода 5 от поршневых полостей гидроцилиндров 1 и 2 до трехпозиционного гидрораспределителя 6 блокируется, тем самым обеспечивается работа устройства в режиме «остановка и закрепление» на неограниченное время при условии отсутствия утечек рабочей жидкости.
При включении гидрораспределителя 6 в положение «открыто», при движении вагона по направлению А или в обратном направлении, колесо 8 колесной пары гребнем 7 воздействует на поршни 3 и 4, соответственно, первого 1 и второго 2 гидроцилиндров, при этом рабочая жидкость движется без сопротивления из поршневой полости одного гидроцилиндра через трехпозиционный гидрораспределитель 6 в поршневую полость другого гидроцилиндра с минимальным гидравлическим сопротивлением, обеспечивая «свободный» проезд железнодорожного транспорта по участку пути, на котором размещено гидропоршневое устройство.
При перекатывании по рельсу 9, колесо 8 гребнем 7 перемещает поршень 4 из крайнего верхнего положения в направлении крайнего нижнего положения, при этом рабочая жидкость по трубопроводу 5 из поршневой полости гидроцилиндра 2 через трехпозиционный гидрораспределитель 6 перемещается в поршневую полость гидроцилиндра 1, в этот момент для обеспечения свободного, без соприкосновения с гребнем 7 колеса 8 движения поршня 3 в крайнее верхнее положение должен быть обеспечен зазор С между поршнем 3 и поверхностью окружности гребня 7, величина зазора определяется опытным путем.
Таким образом, учитывая, что дистанционно управляемый трехпозиционный гидрораспределитель 6, установленный на трупроводе 5 между дросселями перераспределяет поток рабочей жидкости по трем направлениям, имеющим разное гидравлическое сопротивление в трубопроводе 5 между поршневыми полостями гидроцилиндров 1 и 2, возникает возможность обеспечивать свободный проезд, замедление, остановку и закрепление вагонов железнодорожного состава на путях станционного парка по безлюдной технологии.
Необходимое количество гидропоршневых устройств рассчитывают с учетом максимального веса железнодорожного состава, ветровой нагрузки среднего уклона участка пути и величины удерживающего усилия одного устройства.