ПУТЕВОЕ ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПАССАЖИРСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
TRACK POWER ABSORPTION DEVICE TO PROTECT PASSENGER ROLLING STOCK

Изобретение относится к путевым энергопоглощающим устройствам (ПЭУ) или тупиковым упорам, предназначенным для защиты железнодорожного подвижного состава от повреждений и предотвращения травмирования пассажиров и обслуживающего персонала при аварийных соударениях с оборудованием тупиковых путей пассажирских платформ вокзалов.
Конструкция тупиковых упоров оговорена в документе [1] и состоит из тупиковой призмы, образованной сыпучим грунтом, и жесткого упора.
Энергопоглощение в известных тупиковых упорах происходит за счет разрушения жесткого упора, установленного в грунте, и последующего смятия тупиковой призмы. При этом подвижной состав, как правило, сходит с рельсов и совершает неуправляемое движение с возможностью его опрокидывания.
Известно энергопоглощающее устройство разового действия для железнодорожного транспортного средства [2]. Оно содержит корпус, внутри которого размещены деформируемый узел и шток, взаимодействующий с последним, причем деформируемый узел выполнен в виде пакета последовательно установленных шайб убывающей толщины, разделенных прокладками, а шток выполнен с направляющей цилиндрической поверхностью, сопряженной с рабочей конической.
Недостаток устройства в его сложности и невозможности восстановления его элементов для повторного использования после их разового срабатывания.
Известно противоаварийное буферное устройство [3], которое состоит из телескопически связанных наружного и внутреннего цилиндров, на наружной поверхности последнего из которых выполнен буртик из многозаходной спирали, разделенной на отдельные сегменты продольными разрезами по высоте.
Недостаток устройства - в сложности обеспечения требуемой силы сопротивления.
Известно аварийное энергопоглощающее устройство [4], содержащее подвижный шток с коническим концом, взаимодействующим с неподвижно закрепленным деформируемым трубчатым элементом. Кроме того, оно снабжено направляющими, размещенными в них дополнительными штоками для восприятия ударных нагрузок и жестко соединенной со штоками плитой, с которой также жестко связан другой конец указанного штока, размещенного в деформируемом трубчатом элементе.
Недостаток устройства - в его сравнительной сложности.
Известно аварийное энергопоглощающее устройство [5], содержащее энергопоглощающий элемент, закрепленный на неподвижной опоре и выполненный в виде цилиндрического стакана, на внутренней поверхности дна которого установлен толкатель удароприемного оголовка, а входная часть наружной поверхности стакана размещена в фильере, закрепленной на опорной плите неподвижной опоры, снабженной полостью, большей габаритов энергопоглощающего элемента. При этом удароприемный оголовок выполнен в виде автосцепки, установленной с возможностью взаимодействия с автосцепкой вагона (локомотива) или локомотива затормаживаемого поезда. Входная часть наружной поверхности энергопоглощающего элемента и рабочая поверхность фильеры выполнены в виде прямого и обратного конусов соответственно с близкими углами раствора, а наружный диаметр цилиндрической части рабочего энергопоглощающего элемента выполнен значительно большим, чем минимальный диаметр отверстия фильеры.
Недостаток устройства - в его недостаточной энергоемкости для удовлетворения новых требований РЖД, но по своей технической сущности оно так же может служить прототипом предлагаемому.
Задачей, поставленной для предлагаемого изобретения, является повышение энергоемкости устройства и соблюдения заданных характеристик аварийного торможения при максимально возможной простоте конструкции.
Для выполнения поставленной задачи предлагается следующее техническое решение.
Путевое энергопоглощающее устройство для защиты пассажирского подвижного состава, содержащее энергопоглощающий элемент, выполненный в виде цилиндра, входная часть наружной поверхности которого размещена в фильере, закрепленной на неподвижной опоре. Отличительной особенностью устройства является то, что оно дополнительно состоит из ряда взаимосвязанных последовательно установленных энергопоглощающих пар элементов, каждая из которых выполнена в виде деформируемого полого цилиндра, входным участком заднего конца установленного с натягом в фильере, закрепленной на переднем конце цилиндра следующей пары, установленного на опоре, внутренний диаметр, длина и натяг в фильере каждого последующего цилиндра больше наружного диаметра, длины и натяга в фильере предыдущего цилиндра с возможностью телескопического складывания друг в друга, при этом передние концы цилиндров оборудованы удароприемными устройствами.
Кроме того, опоры передних концов цилиндров установлены на рельсовом пути с возможностью их перемещения во время срабатывания устройства.
На чертеже изображен общий вид устройства.
Путевое энергопоглощающее устройство состоит из энергопоглощающих элементов 1, 2 и 3, выполненных в виде полых цилиндров. Входным участком заднего конца цилиндры 1, 2 и 3 установлены с натягом в фильерах 4 и 5 соответственно, закрепленных на передних концах цилиндров, установленных на опорах 7 и 8. Опора 9 удерживает передний конец первого цилиндра 1. Фильера 6 установлена на неподвижной опоре 10. При этом внутренний диаметр, длина и натяг в фильере каждого последующего цилиндра больше наружного диаметра, длины и натяга в фильере предыдущего цилиндра с возможностью телескопического складывания друг в друга. Передние концы цилиндров оборудованы удароприемными устройствами 11, 12, 13 и 14. При этом удароприемное устройство первого цилиндра 1 снабжено сцепной головкой 15 автосцепки.
Опоры передних концов 7, 8 и 9 цилиндров установлены на рельсовом пути 16 с возможностью их перемещения во время срабатывания устройства.
Устройство работает следующим образом. Устройство находится в режиме постоянной готовности. В аварийной ситуации при невозможности остановить поезд штатными средствами оно вступает в работу. Сначала передний вагон (локомотив) своей автосцепкой ударяет в удароприемное устройство 11 первого цилиндра 1 и сцепляется с головкой 15 автосцепки первого цилиндра 1, который проходя через фильеру 4 второго цилиндра 2 за счет своей деформации поглощает часть энергии поезда. Затем срабатывает цилиндр 2, а за ним цилиндр 4. При этом продольное усилие проталкивания цилиндра 1 через фильеру 4 заведомо меньше, чем продольное усилие проталкивания цилиндра 2 через фильеру 5. Последнее усилие меньше усилия проталкивания цилиндра 3 через фильеру 6. Это условие обеспечивает последовательное срабатывание цилиндров, что создает ступенчатое нарастание усилий и плавное торможение состава по требуемому закону. Опоры 9, 7 и 8 по мере деформации устройства перемещаются по рельсовому пути 16 и удерживают устройство и аварийный поезд на осевой линии от поперечных колебаний, предотвращая сход поезда с рельсов 16.
Заявителем испытаны опытные образцы устройства, которые показали полное соответствие требуемым характеристикам.
Список литературы
1. Приказ №9-ЦЗ от 03 июля 1991 г. «О конструкции типовых постоянных дисков снижения скорости, переносных сигналов, сигнальных и путевых знаков», М., Транспорт, 1992, рис.46а-46д.
2. А.с. №668838 СССР «Энергопоглощающее устройство разового действия для железнодорожного транспорта», 1979 г.
3. А.с. №867746 СССР «Противоаварийное буферное устройство», 1979 г.
4. Патент РФ №1326490 Аварийное энергопоглощающее устройство, 1986 г.
5. Патент РФ №2253583 Тупиковый упор, 2003 г. (прототип).