МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ СТАЦИОНАРНЫЙ ПУТЕВОЙ РЕЛЬСОСМАЗЫВАТЕЛЬ
MODERNIZED STATIONARY ROAD DEVICES FOR APPLICATION OF LUBRICANT

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для нанесения смазки на боковые рабочие поверхности головки рельсов железнодорожного пути и на гребни ходовых колес железнодорожного транспортного средства.
Известен рельсосмазыватель для смазывания реборд колес подвижного состава и рельсов железнодорожного пути (патент на полезную модель РФ №80815, МПК B61K 3/00, опубл. 27.02.2009), содержащий резервуар для смазки, насос для подачи смазки, распределитель смазки и соединяющие их трубопроводы, при этом распределитель смазки содержит не менее двух упругих эластичных пластин с щелевыми каналами для подачи смазки, установленных на маслопроводе или кронштейнах вдоль боковой рабочей поверхности головки рельса.
Основным недостатком этой конструкции является:
- затруднительное техническое обслуживание, а именно сложность разбора и чистки щелевых каналов в эластичных пластинах (шины);
- отсутствие мониторинга функционирования оборудования с выходом в автоматизированную систему РЖД «АС ВДСР»;
- значительный ток потребления двигателя 10-15 А, 24 В.
Известно устройство для смазывания рельсов железнодорожного пути (патент на полезную модель РФ №59008, МПК B61K 3/00, опубл. 10.12.2006), включающее маслосодержащий гидроцилиндр с поршнем, источник давления, воздействующего на поршень и, по меньшей мере, одну связанную маслопроводом с гидроцилиндром форсунку для подачи смазки на рельс, управляемую программным устройством, подключенным к, по меньшей мере, одному датчику, взаимодействующему с колесами подвижного состава, при этом гидроцилиндр снабжен маслосборником, а источником давления для подачи смазки из гидроцилиндра в форсунку служит присоединенный своим входом к маслосборнику масляный насос с электрическим приводом.
Основным недостатком этой конструкции является:
- отсутствие мониторинга функционирования оборудования с выходом в автоматизированную систему РЖД «АС ВДСР»;
- рельсосмазыватель не имеет источника подзаряда и резервного питания;
- недостаточная протяженность разноса смазки;
- значительный ток потребления двигателя 10-15 А,12 В.
Известен путевой рельсосмазыватель (патент на изобретение РФ №2497702, опубл. 10.11.2013), содержащий резервуар для смазки, насос для подачи смазки, распределитель, содержащий щелевые каналы для подачи смазки, установленный на кронштейнах вдоль смазываемой боковой поверхности головки рельса, и соединяющие их трубопроводы, при этом распределитель оснащен трубой, соединяющей все точки смазки с насосом для подачи смазки, точки смазки выполнены в виде эластичных трубок, закрепленных в отверстиях трубы с пружинной скобой, расположенных на расстояниях друг от друга, щелевые каналы для подачи смазки выполнены путем деформации верхних участков эластичных трубок с возможностью установки их по высоте и регулировки воздействия гребня ходового колеса транспортного средства и подачи смазки на смазываемую боковую поверхность головки рельса железнодорожного пути; кронштейны закреплены на подошве рельса при помощи клиновых пазов и винтовых трубчатых стяжек, насос для подачи смазки и труба закреплены на кронштейнах, а соединяющие их трубопроводы проведены в отверстиях трубчатых стяжек.
Основным недостатком этой конструкции является:
- отсутствие мониторинга функционирования оборудования с выходом в автоматизированную систему РЖД «АС ВДСР»;
- рельсосмазыватель не имеет источника подзаряда и резервного питания;
- сложность регулировки деформирования эластичной трубки и дозирования смазки;
- примерзание пружинной скобы при попадании влаги на питательную трубу;
- необходимость чистки и разборки распределителя с щелевыми и калиброванными каналами;
- периодическое засорение щелевых каналов.
Заявляемое изобретение основано на существенной модернизации известного стационарного путевого рельсосмазывателя СПР-02 производства ООО «Машиностроитель» (г. Саратов)
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является необходимость повышения качественных показателей работы устройств, применяемых для нанесения смазки на боковые рабочие поверхности головки рельсов железнодорожного пути и на гребни ходовых колес железнодорожного транспортного средства.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности и эффективности работы стационарного путевого рельсосмазывателя за счет модернизации блока управления, позволяющей улучшить контроль доступа к устройствам и автоматизировать управление нанесением смазочного материала, и системы энергообеспечения за счет использования альтернативного источника энергии. Также к достигаемому техническому результату можно отнести увеличение рабочей зоны смазывания за счёт модернизации конструкции питательной шины.
Технический результат достигается благодаря тому, что стационарный путевой рельсосмазыватель содержит, по крайней мере, одно смазывающее устройство, по крайней мере, один датчик обнаружения гребней колес и шкаф, содержащий газовый баллон с регулятором давления, резервуар для смазки, электронный блок управления, содержащий канал обратной связи с устройством, позволяющий осуществлять дистанционную корректировку режимов, уставок, настроек блока управления оператором по каналу GSM, и систему энергообеспечения, при этом смазывающее устройство включает в себя, по крайне мере, одну форсунку, содержащую электрогидравлический клапан, управляемый блоком управления, и устройство нагнетания давления смазки; система энергообеспечения включает в себя модуль солнечной батареи, установленный на крыше шкафа, аккумуляторную батарею и контроллер заряда аккумуляторной батареи от солнечной батареи, расположенные внутри шкафа. Смазывающее устройство стационарного путевого рельсосмазывателя может содержать питательную шину. Стационарный путевой рельсосмазыватель может содержать датчик положения остряка.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами:
Фиг. 1 – общая функциональная схема стационарного путевого рельсосмазывателя,
Фиг. 2 – шкаф стационарного путевого рельсосмазывателя,
Фиг. 3 – форсунка стационарного путевого рельсосмазывателя,
Фиг. 4 - питательная шина стационарного путевого рельсосмазывателя.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - усиленный модуль приема,
2 - солнечный модуль,
3 - контроллер управления,
4 - контроллер заряда батареи,
5 - аккумуляторная батарея,
6 - устройство нагнетания давления,
7 – питательная шина,
8 - форсунка.
Стационарный путевой рельсосмазыватель состоит из нескольких конструктивных узлов: шкафа, по крайней мере, одного смазывающего устройства и, по крайней мере, одного датчика обнаружения гребней колес. Смазывающее устройство и шкаф связаны трубопроводами подачи смазки, а также электрическим кабелем для подключения датчика обнаружения гребней колес и электрогидравлического клапана подачи смазки.
Рельсосмазыватель может быть использован и для смазывания остряков стрелочных переводов - как обыкновенных, так и симметричных. В случае смазывания остряков стрелочных переводов дополнительно используется датчик положения остряка. В исполнении для симметричного стрелочного перевода рельсосмазыватель, кроме того, содержит дополнительное смазывающее устройство для второго остряка.
Шкаф содержит газовый баллон с регулятором давления, резервуар для смазки, электронный блок управления и систему энергообеспечения.
Первичным источником давления в системе является стандартный газовый баллон, заправленный азотом. Он служит гидроаккумулятором постоянного давления для емкости хранения смазки и не расходует газ, а в гидравлической системе трубопроводов, источником вторичного давления является — устройство нагнетания давления (поз.6 фиг.1). Первичное давление в системе хранения смазки 0,6-0,7 МПа создается при помощи стандартного регулятора давления, вторичное или рабочее давление в системе подачи смазки (форсунка) создается устройством нагнетания давления и достигает давления 2,0-5,0 МПа.
Система энергообеспечения включает в себя модуль солнечной батареи, установленный на крыше шкафа, аккумуляторную батарею, расположенную внутри шкафа и контроллер заряда аккумуляторной батареи от солнечной батареи.
В отличие от ранее используемого блока управления, в заявляемом устройстве блок управления содержит канал обратной связи с устройством, позволяющий осуществлять дистанционную корректировку режимов, уставок, настроек блока управления стационарного путевого рельсосмазывателя оператором по каналу GSM с целью повышения надежности и эффективности работы устройства при изменении грузонапряженности на данном участке пути. Также блок управления обеспечивает безопасность системы мониторинга благодаря возможности ограничения доступа посторонних лиц к блоку управления стационарного путевого рельсосмазывателя путем создания системы паролей для персонала и сервисной организации. Доступ осуществляется набором кодов на клавиатуре блока управления.
Смазывающее устройство содержит, по крайне мере одну форсунку и устройство нагнетания давления смазки. Смазывающее устройство может дополнительно содержать питательную шину.
При разработке модифицированной форсунки для заявляемого стационарного путевого рельсосмазывателя была поставлена задача предотвратить расход сжатого воздуха и тем самым обеспечить повышенную автономность работы рельсосмазывателя, оставив единственный расходный материал – смазку.
Задача дозирования смазки возложена на электронный блок управления. Форсунка содержит электрогидравлический клапан, в выходной порт которого вкручивается четырех- или семиструйный распылитель, а в входной порт постоянно подается смазка под давлением, создаваемым с помощью устройства нагнетания давления смазки.
Каждый датчик обнаружения колеса устанавливается на подошву рельса в 550-750 мм от центра установки смазывающего устройства и реагирует на прохождение гребня колеса состава. Регулируется датчик в горизонтальной плоскости до момента срабатывания светодиода на датчике.
При приближении железнодорожного состава вибродатчик смазывающего устройства улавливает вибрацию рельса и сигнал от него поступает в электронный блок управления. По сигналу вибродатчика активируется работа датчиков колеса. При прохождении поезда гребни колес проходят над датчиками. Сигналы от датчиков поступают в электронный блок, который, в зависимости от заданного режима работы, формирует импульсы управления электрогидравлическим клапаном форсунки для инициирования выброса смазки. При каждом импульсе электрогидравлический клапан открывается, форсунка производит выброс порции смазки на боковую поверхность рельса.
3
Объем подаваемой на рельс смазки вирируется от 0,35 до 2,0 см и регулируется длительностью электрических импульсов управления клапаном. За счет регулировки объема подачи смазки увеличивается протяженность участка смазывания в 1,5-2 раза по сравнению с известными системами.
Для обеспечения распределения смазки вдоль рельса и ее хорошего захвата гребнями колес, выброс производится в четыре точки, расположенные вдоль рельса в горизонтальной плоскости. Число выбросов во время прохождения каждого состава определяется либо количеством проходящих осей, либо временным интервалом между выбросами.
Выбросы смазки осуществляется в моменты, когда попадание на колесо исключено.
Для эффективного использования смазки учитывается и направление движения поезда: входит поезд в кривую или выходит из нее. В исполнении с двумя смазывающими устройствами, работающими на одну рельсовую нить, форсунки надо располагать вдоль рельса на расстоянии 1,5 метра друг от друга. Такое расстояние обеспечивает наиболее эффективный захват смазки гребнями колес подвижного состава. Рельсосмазыватель с двумя смазывающими устройствами целесообразно применять в кривых малого радиуса с интенсивным боковым износом головки рельса. Для такого исполнения устанавливают две форсунки и два нагнетающих устройства.
Длина смазываемого участка рельса варьируется от 400 до 1500 м в отличии предшествующего (от 200 до 800 м), в зависимости от параметров настройки, радиуса кривой, площади контакта гребня колеса с рельсом, числа колес и типа смазки, а также за счет смены форсунки. С целью экономного использования энергии батареи питания предусмотрена блокировка работы рельсосмазывателя при опустошении резервуара для смазки, а также при достижении критических значений температур для различных типов смазок.
Стационарный путевой рельсосмазыватель может содержать питательную шину, входящую в состав смазывающего устройства и состоящую из следующих узлов:
- основная несущая пластина;
- регулировочный механизм по высоте и прижиму к рельсу;
- прогрессивный распределитель на 12 выходов;
- полиамидные трубки для выхода смазки;
- прижимной шторки и щетки нанесения смазки;
- защитных кожухов трубок;
- кожуха защитного для распределителя.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Смазывающее устройство закрепляют на рельсе, а шкаф располагают на обочине или откосе балластной призмы. Устройство смазки и шкаф связаны трубопроводами подачи смазки, а также электрическим кабелем для подключения датчика обнаружения гребней колес.
На рельсе закрепляют датчик обнаружения гребней колес проходящего состава и поддон для сбора отработавшей смазки. В базовом исполнении используют один датчик колеса и выбросы смазки осуществляются при движении состава в любом направлении.
При варианте выполнения рельсосмазывателя с питательной шиной, её устанавливают на рельс и прижимают к нижней грани головки рельса при помощи регулировочного механизма фиг.4. При приближении железнодорожного состава к смазывающему устройству производят цикличную подачу смазки. При избыточном давлении смазки на входе прогрессивного распределителя питательной шины, поршни распределителя приходят в движение и равными порциями выталкивают смазку по трубопроводам к месту интенсивного износа боковой поверхности головки рельса.
При поступлении первого импульса от датчика колеса блок управления ведет отсчет количества срабатываний и количество пройдённых поездов, питательная шина производит подачу смазки на боковую поверхность рельса в шесть точек, равномерно распределённые вдоль рельса. После поступления второго импульса смазка подаётся в следующие шесть точек т. д. Таким образом, за полный одиночный цикл работы питательной шины смазка подаётся в двенадцать точек. Расстояние между точками от 100 до 150 мм. Количество циклов смазывания во время прохождения каждого состава определяется количеством проходящих осей. Длина смазываемого участка рельса варьируется от 1000 до 2000 м и зависит, в свою очередь, от выбора места установки рельсосмазывателя, радиуса кривой, типа смазки, температуры окружающего воздуха.
После прохождения состава датчик вибрации прекращает отсчет сигналов, питание датчика колеса отключается и циклы подачи смазки прекращаются.
Для более эффективного использования смазки возможна установка двух датчиков колеса. В этом случае выбросы смазки будут осуществляться только при движении железнодорожных составов в одном направлении.
С целью рационального использования энергии батареи питания, предусмотрена блокировка работы рельсосмазывателя, при опустошении ёмкости для смазки, при снижении напряжения батареи питания до 11 В, а также при достижении критических значений температур для различных типов смазок.