УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ОТ СНЕГА И ЛЬДА ПУТЕМ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА "СЭИТ-04"

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а точнее к устройствам электрообогрева стрелочных переводов в зимний период и может быть использована для очистки стрелочного перевода от снега и льда и для предотвращения его оледенения.
Известно устройство для очистки стрелочных переводов от снега и льда путем электрообогрева с индивидуальным регулированием (патент РФ на ПМ №90448), содержащее установленный на подошве первого рамного рельса датчик его температуры, подключенный к регулятору, трубчатые электронагреватели, установленные на подошвах обоих рамных рельсов, подключенные к выводам вторичных обмоток изолирующих трансформаторов, первичные обмотки которых одними выводами через индивидуальные контакторы обогрева, управляемые регулятором, и общий двухполюсной выключатель подключены к фазным проводам питающей сети, а другие выводы первичных обмоток указанных трансформаторов подключены к нулевому проводу питающей сети, а также дополнительно предусмотрен второй датчик температуры, установленный на подошве второго рамного рельса, подключенный к названному регулятору, и введено раздельное управление контакторами обогрева.
Существенными признаками, общими с заявляемым устройством, являются датчик температуры рамного рельса, электронагреватели, установленные на подошвах рамных рельсов, питающая сеть (блок электропитания), изолирующие трансформаторы.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются следующие недостатки аналога:
- применение трубчатых электронагревателей, обогревающих рельс в режиме теплового облучения, что приводит к неоправданному расходу тепловой энергии;
- коммутатор, включенный в цепь питания однофазного трансформатора, нарушающий нормальный режим работы мощного трансформатора и сокращающий ресурс работы последнего.
Известно устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева («Усовершенствованная система элеткрообогрева стрелочных переводов СЭИТ-04», ОАО Росжелдорпроект, 2006 г.), которое содержит трубчатые электронагреватели и датчики температуры, установленные на рамных рельсах, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором и автоматическим регулятором, причем в состав последнего входит коммутатор, включенный в цепь питания однофазного трансформатора, а на входе управления указанного коммутатора установлен релейный элемент с гистерезисной характеристикой, к его входу подключен выход элемента сравнения, первый вход которого соединен с датчиками температуры рамных рельсов
Существенными признаками, общими с заявляемым устройством, являются датчик температуры рамного рельса, электронагреватели и блок электропитания электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются следующие недостатки аналога:
- применение трубчатых электронагревателей, обогревающих рельс в режиме теплового облучения, что приводит к неоправданному расходу тепловой энергии;
- коммутатор, включенный в цепь питания однофазного трансформатора, нарушающий нормальный режим работы мощного трансформатора и сокращающий ресурс работы последнего.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева» (патент РФ на полезную модель №83255). Это устройство содержит трубчатые электронагреватели и датчики температуры, установленные на рамных рельсах, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором и автоматическим регулятором, причем в состав последнего входят: коммутатор, включенный в цепь питания однофазного трансформатора, а на входе управления указанного коммутатора установлен релейный элемент с гистерезисной характеристикой, к его входу подключен выход элемента сравнения, первый вход которого соединен с датчиками температуры рамных рельсов, дополнительно предусмотрены датчик температуры наружного воздуха и нелинейный функциональный преобразователь, соединенные последовательно и подключенные ко второму входу элемента сравнения.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются следующие недостатки прототипа:
- неоправданный расход электрической и тепловой энергии из-за применения трубчатых электронагревателей, обогревающих рельс в режиме теплового облучения;
- нарушения режима работы мощного трансформатора и, как следствие этого, сокращение ресурсов работы последнего из-за подключения коммутатора в цепь питания однофазного трансформатора.
Существенные признаки прототипа, общие с заявляемым устройством, следующие: электрообогреватели, датчик температуры наружного воздуха, рамные рельсы, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором, коммутатор, элемент сравнения, причем датчик температуры наружного воздуха соединен со вторым входом элемента сравнения.
Задачей заявляемого устройства является увеличение надежности конструкции с одновременным применением более энергосберегающих режимов работы устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит только один датчик температуры рельса, установленный на рамных рельсах и соединенный с первым входом элемента сравнения, датчик осадков, сигнал с которого поступает на третий вход элемента сравнения, а выход элемента сравнения соединен с блоком плавной регулировки напряжения, выход которого соединен со входом коммутатора, причем коммутатор включен во вторичную обмотку однофазного трансформатора блока электропитания, а напряжение через коммутатор поступает на электронагреватели, в качестве которых используют плоскоовальные электронагреватели.
Для достижения технического результата в устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева, содержащее электронагреватели, установленные на рамных рельсах, датчик температуры наружного воздуха, блок электропитания указанных электронагревателей от сети переменного тока с однофазным трансформатором, коммутатор, элемент сравнения, причем датчик температуры наружного воздуха соединен со вторым входом элемента сравнения, внесены изменения, а именно: устройство содержит только один датчик температуры рельса, установленный на рамных рельсах и соединенный с первым входом элемента сравнения, датчик осадков, сигнал с которого поступает на третий вход элемента сравнения, а выход элемента сравнения соединен с блоком плавной регулировки напряжения, выход которого соединен со входом коммутатора, причем коммутатор включен во вторичную обмотку однофазного трансформатора блока электропитания, а напряжение через коммутатор поступает на электронагреватели, в качестве которых используют плоскоовальные электронагреватели.
На чертеже представлена схема заявляемого устройства, где
1 - Рамные рельсы,
2 - Плоскоовальный электронагреватель,
3 - Датчик температуры рельса,
4 - Коммутатор,
5 - Блок электропитания с однофазным трансформатором,
6 - Блок плавной регулировки напряжения,
7 - Элемент сравнения,
8 - Датчик температуры наружного воздуха,
9 - Датчик осадков.
Плоскоовальные электронагреватели 2 жестко закреплены на рамных рельсах 1. Датчик температуры рельса 3 установлен на рамных рельсах 1 и соединен с первым входом элемента сравнения 7. Датчик температуры наружного воздуха 8 соединен со вторым входом элемента сравнения 7. Датчик осадков 9 соединен с третьим входом элемента сравнения 7. Выход элемента сравнения 7 соединен с блоком плавной регулировки напряжения 6, выход которого соединен со входом коммутатора 4, который включен во вторичную обмотку однофазного трансформатора блока электропитания 5. Выход коммутатора 4 соединен с плоскоовальными электронагревателя 3.
Работа устройства осуществляется следующим образом. На элемент сравнения 7 непрерывно подаются сигналы с датчика температуры наружного воздуха 8 и датчика осадков 9. Кроме того, на элемент сравнения 7 поступает сигнал с датчика температуры рельса 3. В элементе сравнения 7 происходит сравнение сигналов по определенному заказчиком алгоритму и сигнал с элемента сравнения 7 поступает в блок плавной регулировки напряжения 6, который плавно регулирует напряжение в коммутаторе 4. Коммутатор 4, включенный во вторичную обмотку однофазного трансформатора блока питания 5, передает напряжение плоскоовальным электронагревателям 2. Таким образом, поддерживается необходимая температура нагрева рамных рельсов в зависимости от температуры и влажности окружающей среды.
Заявляемое устройство для очистки стрелочного перевода от снега и льда путем электрообогрева «СЭИТ-04» позволяет снизить расход электроэнергии до 40-50% по сравнению с существующими системами, а также предназначено для предотвращения обледенения и удаления льда и снега в зоне остряков и рамных рельсов, сердечников крестовин стрелочных переводов на станциях, парках, горках в целях обеспечения бесперебойного движения поездов в период снегопадов и метелей. Устройство обеспечивает непрерывную работоспособность стрелочных переводов в зимнее время, независимо от выпадающих осадков.