КОНТЕЙНЕР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к размещенному в защитных оболочках электрооборудованию, преимущественно к подкузовным контейнерам электрооборудования электропоездов.
Известны цилиндрические зубчатые редукторы, предназначенные для передачи вращения между параллельными валами с помощью цилиндрических зубчатых передач (см. Расчет и проектирование зубчатых редукторов: Справочник/ В.Н. Кудрявцев, И.С. Кузьмин, А.Л. Филипенков: Под общей ред. В.Н. Кудрявцева. - СПб.: Политехника, 1993, с. 214-217, 226-235, 370-385, 434-439). Смазывание зубьев колес, как правило, осуществляется окунанием колес в масляную ванну совместно с масляным туманом или струйным смазыванием. Валы устанавливаются в корпус редуктора на подшипниках качения и реже - скольжения. На выходной части валов устанавливают уплотнения для исключения вытекания масла. Наиболее широко распространены цилиндрические зубчатые редукторы с горизонтальным разъемом корпуса, проходящим через оси валов. При этом корпус редуктора состоит из двух деталей: нижней - картера и верхней - крышки редуктора. По сути корпус выполняет функцию оболочки для зубчатых передач, расположенных внутри. Для наблюдения за состоянием зубчатых зацеплений крышка редуктора снабжается смотровым люком. Крышка редуктора соединяется по плоскости разъема с помощью болтов фланцевым соединением. Обеспечение необходимой жесткости, герметичности и самонесущести корпуса редуктора достигается относительно большой толщиной деталей и введением элементов жесткости, таких как ребра, бобышки, локальные утолщения. В связи с этим корпус является достаточно тяжелым компонентом редуктора. Важным фактором в предотвращении утечек масла и проникновения внутрь редуктора загрязнений является выравнивание давления в корпусе редуктора с атмосферным. Для этой цели на крышке редуктора в самой верхней точке размещают отдушину для пропускания через себя воздуха в обоих направлениях. В соответствии с ГОСТ Р 50370-92 отдушина - это элемент, обеспечивающий выравнивание давления воздуха внутри редуктора с атмосферным. Отдушина внутри содержит проволочную путанку, предотвращающую попадание пыли и песка. Также она предотвращает выход масляного тумана наружу. Для слива отработанного масла из корпуса редуктора в картере редуктора предусматривают сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой.
Недостатком известных цилиндрических зубчатых редукторов является невозможность применения в конструкциях тонкостенных оболочек контейнеров электрооборудования принципа самонесущести корпусов указанных редукторов с целью обеспечения гарантированной жесткости и стабильности присоединительных и габаритных размеров при транспортировке и выполнении монтажных работ из-за тяжеловесности конструкции корпусов.
Также известен ящик с контакторами ЛК-761 вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5 (см. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5/ Акционерное общество "Метровагонмаш". - М.: Транспорт, 1993, с. 65-67). Ящик предназначен для размещения линейных контакторов ЛК-761, используемых для коммутации силовых цепей тяговых электродвигателей. Ящик состоит из опорно-силовой конструкции, выполненной в виде металлического сварного каркаса, и сварного съемного кожуха. Кожух выполнен съемным для установки и обслуживания линейных контакторов. Линейные контакторы оснащены дугогасительными камерами. Ящик выполнен с окном для беспрепятственного выхлопа ионизированных газов и является негерметичным.
Недостатком известного ящика является свободный доступ к электрооборудованию при сложности конструкции, повышенной массе и металлоемкости.
Близким по технической сущности к заявляемой полезной модели являются внутрипотол очные контейнеры электропоезда ЭС2Г (см. «Электропоезд с асинхронным тяговым приводом типа ЭГЭ серии ЭС2Г» Руководство по эксплуатации ЭС2Г. 0.00.000.000 РЭ, Часть 1, с. 10-15; Часть 2, с. 149-155). Внутрипотолочные контейнеры представляют собой совокупность электрических и электронных компонентов электропоезда, предназначенных для защиты и питания электрических потребителей, а также цепей управления электропоезда. Внутрипотолочные контейнеры имеют однотипную конструкцию и располагаются во входной дверной зоне непосредственно под крышей вагона с обеих сторон от центрального прохода вагона. Корпус внутрипотолочных контейнеров в основном состоит из Сообразного кожуха, двух торцевых стенок, элементов жесткости в виде внутренних угловых накладок и двух боковых кронштейнов, формирующих общий фланец для крепления к потолку вагона. Перечисленные детали, кроме боковых кронштейнов, изготовлены из оцинкованного стального листа толщиной 1,5 мм. Боковые кронштейны изготовлены из стального листа толщиной 5 мм с нанесением цинкового покрытия. Детали корпуса соединены между собой заклепочными швами внахлестку. Между листами в нахлесточных заклепочных соединениях и под головками заклепок для обеспечения герметичности контейнера нанесен герметик. Боковые кронштейны выполнены с отгибами кромок для осуществления заклепочных соединений. Они совместно с элементами жесткости и нахлесточными заклепочными соединениями образуют опорно-силовую конструкцию. Окончательное формирование оболочки контейнера осуществляется установкой на корпус крышки люка. При этом крышка люка выполнена откидной и расположена снизу при закреплении к потолку вагона. Внутрипотолочные контейнеры не имеют вентиляционных отверстий, поэтому отведение тепла происходит посредством теплопередачи через листовую обшивку контейнера. Крышки люков обслуживания внутрипотолочных контейнеров оборудованы замками.
Недостатком известных внутрипотолочных контейнеров является сложность конструкции оболочки, связанная с необходимостью из-за отсутствия выравнивания давления воздуха внутри оболочки с атмосферным формирования в оболочке контейнера опорно-силовой конструкции, что в свою очередь вызывает повышение массы и металлоемкости. Металлоемкость повышается из-за сложной конфигурации деталей опорно-силовой конструкции, вызывающей повышенный расход металла на изготовление деталей.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является контейнер электрооборудования, реализованный для двухсистемного электропоезда ЭСШ (см. Патент РФ на полезную модель №186405, кл. Н05К 5/00, Н01М 2/02, опубл. 21.01.2019, Бюл. №3, заявка №2018121669 от 13.06.2018). Данный контейнер электрооборудования содержит электрооборудование и оболочку, включающей корпус с люками обслуживания и опорно-силовую конструкцию. Корпус оболочки реализован из двух нижнего и верхнего кожухов П-образной формы, изготовленных из листового металла. Каждый кожух состоит из трех стенок. Кожухи вложены один в другой с соединением между собой по контуру сопряжения замкнутыми нахлесточными швами с образованием монтажного пространства. По концам нижнего кожуха выполнены вровень с верхней стенкой верхнего кожуха в собранном корпусе два горизонтальных фланца с двумя крепежными отверстиями в каждом и отогнутыми вниз боковыми и фронтальными краями. Кромки верхнего кожуха отогнуты по контуру перпендикулярно к его стенкам вовнутрь корпуса с прилеганием в собранном корпусе своими наружными поверхностями к внутренним поверхностям стенок нижнего кожуха. При этом функцию опорно-силовой конструкции выполняют фланцы с отогнутыми вниз боковыми и фронтальными краями и нахлесточные швы. Люки обслуживания расположены на боковой и нижней стенках корпуса и выполнены с шарнирно-откидным и съемным крышками, соответственно. Оболочка контейнера оснащена устройством выравнивания внутреннего давления с атмосферным и устройством сбора и удаления сконденсированной влаги. Нахлесточные швы соединения нижнего и верхнего кожухов корпуса оболочки выполнены сварными двойными - с внешним и внутренним сварными швами, причем внешний сварной шов выполнен сплошным, а внутренний - прерывистым.
Недостатком известного контейнера электрооборудования является применение в конструкции оболочки относительно толстых листов металла для исключения негативного воздействия перепадов давления между внутренним пространством закрытых полностью оболочек контейнеров электрооборудования и внешним окружающим пространством, создающий опасную внутреннюю или внешнюю нагрузку на оболочку контейнера электрооборудования.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является снижение массы оболочки контейнера электрооборудования, в которой функцию опорно-силовой- конструкции выполняет система гнутых элементов обшивки корпуса оболочки и соединительных швов, увеличение надежности и срока службы путем введения в конструкцию оболочки контейнера электрооборудования устройства выравнивания внутреннего давления с атмосферным и устройства сбора и удаления сконденсированной влаги.
Заявляемый технический результат достигается тем, что контейнер электрооборудования содержит оболочку, включающую корпус и люки обслуживания и в которой функцию опорно-силовой конструкции выполняет система гнутых элементов обшивки корпуса оболочки и соединительных швов. При этом люки обслуживания расположены на боковой и нижней стенках корпуса и выполнены с шарнирно-откидным и съемным крышками, соответственно, а оболочка выполнена из тонколистового металла и оснащена устройством выравнивания внутреннего давления с атмосферным и устройством сбора и удаления сконденсированной влаги. Устройство выравнивания внутреннего давления с атмосферным размещено на крышке люка, расположенного на боковой стенке корпуса оболочки, а устройство сбора и удаления сконденсированной влаги - на крышке люка, расположенного на нижней стенке корпуса оболочки. При этом устройство выравнивания внутреннего давления с атмосферным выполнено в виде отдушины с фильтрующим материалом внутри, а устройство сбора и удаления сконденсированной влаги - в виде воронки, над горловиной которой расположен держатель с эластичным пористым материалом.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведено аксонометрическое изображение контейнера электрооборудования;
на фиг. 2 приведено изображение контейнера электрооборудования;
на фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 изображен выносной вид Б на фиг. 3;
на фиг. 5 изображен выносной вид В на фиг. 3;
на фиг. 6 изображен выносной вид Г на фиг. 3.
Контейнер электрооборудования содержит электрооборудование 1 и оболочку 2, включающую корпус 3 с обшивкой 4, выполненной из листовых деталей 5 и 6 с гнутыми элементами обшивки корпуса 7.1, 7.2, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 9.1, 9.2 и 10 с применением соединительных швов 11, и люки обслуживания 12 и 13. При этом люки обслуживания 12 и 13 расположены на боковой и нижней стенках 14 и 15 корпуса 3 и выполнены с шарнирно-откидным и съемным крышками 16 и 17, соответственно. Крышка 16 люка обслуживания 12 оснащена шарнирами 18.1 и 18.2, шарнирной ручкой 19, уплотнительной прокладкой 20 и компрессионными замками 21.1 и 21.2. Крышка 17 люка обслуживания 13 выполнена с невыпадающими винтами 22 и оснащена уплотнительной прокладкой 23. Оболочка 2 контейнера электрооборудования выполнена с условием выполнения системой гнутых элементов 7.1, 7.2, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 9.1, 9.2 и 10 листовых деталей 5 и 6 обшивки 4 и соединительными швами 11 функции опорно-силовой конструкции. Оболочка 2 выполнена из тонколистового материала и оснащена устройством выравнивания внутреннего давления с атмосферным 24 и устройством сбора и удаления сконденсированной влаги 25. Устройство выравнивания внутреннего давления с атмосферным 24 размещено на крышке 16 люка обслуживания 12, расположенного на боковой стенке 14 корпуса 3 оболочки 2, а устройство сбора и удаления сконденсированной влаги 25 - на крышке 17 люка 13, расположенного на нижней стенке 15 корпуса 3 оболочки 2. При этом устройство выравнивания внутреннего давления с атмосферным 24 выполнено в виде отдушины 26 с фильтрующим материалом 27 внутри, а устройство сбора и удаления сконденсированной влаги 25 - в виде воронки 28, над горловиной 29 которой расположен держатель 30 с эластичным пористым материалом 31. Для установки на электропоезде контейнера электрооборудования оболочка 2 выполнена с отверстиями 32 в гнутых элементах 7.1 и 7.2. Отдушина 26 состоит из корпуса 33, крышки 34 и колпачка 35. В корпусе 33 выполнены отверстия 36 для сообщения с окружающей атмосферой. Закрепляется отдушина 26 на крышке 16 с помощью прокладки 37 и гайки 38.
В процессе эксплуатации в составе электропоезда контейнер электрооборудования подвержен воздействию как внешних факторов в виде температуры окружающей среды, дождя, снега, льда, ветра и так далее, так и внутренних в виде нагрева электроаппаратуры. Определенное сочетание указанных факторов может вызвать перепад давлений для закрытых полностью оболочек контейнеров электрооборудования, создающий опасную внутреннюю или внешнюю нагрузку на оболочку 2 контейнера электрооборудования, или выпадение конденсата, оказывающее крайне негативное действие на изоляцию электрооборудования 1. При нагреве воздуха от работающего электрооборудования 1 внутри контейнера электрооборудования образуется водяной пар, парциальное давление которого будет складываться с давлением воздуха внутри оболочки 2, усиливая негативное действие. Устройство выравнивания внутреннего давления с атмосферным 24 и устройство сбора и удаления сконденсированной влаги 25 позволяют снизить нагрузки на оболочку 2 контейнера электрооборудования и тем самым облегчить конструкцию оболочки 2 и снизить металлоемкость конструкции оболочки. Указанный результат связан с выравниванием давления воздуха и водяного пара внутри контейнера электрооборудования с атмосферным через фильтрующий материал и удалением сконденсированной влаги путем свободного стекания наружу через эластичный пористый материал 31. Облегчение конструкции и снижение металлоемкости происходит в основном за счет использования тонколистового металла. Отдушина 26 представляет собой полую компактную малогабаритную конструкцию с максимальным диаметром 90 мм и высотой 32,5 мм. Корпус 33 и крышка 34 отдушины 26 выполнены из алюминиевого сплава, а колпачок 35 - из пластмассы. Также корпус 33 и крышка 34 могут быть выполнены из пластмассы. Вес отдушины 26 около 0,1 кг и фактически не влияет на массу оболочки 2 контейнера электрооборудования. Корпус 33 и крышка 34 могут изготовляться литьем в кокиль или по выплавляемым моделям, обеспечивая высокий коэффициент использования материала. Колпачок 35 изготовляется формованием в пресс-форме, при этом коэффициент использования материала фактически равен единице. Воронка 28 устройства сбора и удаления сконденсированной влаги 25 выполняется вытяжкой из плоской стенки крышки 17 люка 13, не требует применения дополнительных материалов для формирования воронки и не повышает вес и металлоемкость. Держатель 30 представляет собой П-образную деталь, выполненную гибкой из листового металла прямоугольной формы толщиной 1 мм с габаритными размерами 12×13×52 мм и весом около 0,01 кг, что также влияет очень незначительно на вес и металлоемкость конструкции оболочки 2 контейнера электрооборудования в сравнении с оболочкой 2, имеющий вес несколько десятков килограмм. Эластичный пористый материал 31 является легковесным.
Полезная модель «Контейнер электрооборудования» соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость», так как данное техническое решение успешно реализовано на электропоездах, разработанных в ООО «Уральские локомотивы» г. Верхняя Пышма.