ПАНТОГРАФНЫЙ ТОКОПРИЕМНИК
PANTOGRAPH CURRENT COLLECTOR

Изобретение относится к электротранспорту, в частности к конструкциям узла скользящего токосъема электрического подвижного состава (ЭПС) постоянного тока.
Известен пантографный токоприемник (Энциклопедия: железнодорожный транспорт. М.: Научное изд-во «БРЭ», 1994. С.442-443). Это устройство имеет подвижные рамы, соединенные с помощью рычагов с неподвижным основанием, которое с помощью изоляторов жестко закреплено на площадке крыши электровоза. Рычаги на своих концах имеют шарниры и стягиваются пружинами. На верхней раме установлены один или два полоза, снабженные угольными контактными вставками, которые скользят по контактному проводу. При движении электровоза контактные вставки отрываются от контактного провода, например, из-за распространения механических волн по контактному проводу, вызванных движущимся пантографным токоприемником. Сказанное приводит к возникновению искрения, что ведет к повышенному износу контактных вставок и снижению срока службы контактного провода.
Известен пантографный токосъемник, выбранный в качестве прототипа (RU, №2204493, B61L 5/24, 5/26, 20.05.2003), содержащий несколько полозов с токосъемными контактными вставками, расположенными на рамах, соединенных подвижными рычагами с шарнирами, которые стянуты пружинами, с основанием, которое установлено на изоляторах, расположенных на площадке крыши электровоза, площадка жестко закреплена на вращающейся круглой пяте поворотного устройства, которое установлено на крыше электровоза, на боковой поверхности пяты приварена радиальная штанга, а на крыше электровоза установлены замки для фиксации штанги поворотной пяты. Подвижность пантографного токосъемника относительно контактного провода позволяет изменять площадь электрического контакта.
Однако даному пантографному токосъемнику также свойственны отрывы его контактных вставок от контактного провода, особенно это проявляется при высоких и сверхвысоких скоростях движения электровоза. После отрыва контактной вставки между контактным проводом, который сохраняет свой потенциал, например 3 кВ, и контактной вставкой, потенциал которой приближается к потенциалу рельса, возникает разность потенциалов, которая приводит к возникновению искрового разряда, действие последнего отрицательно влияет на срок службы контактных вставок и контактного провода.
Задачей настоящего изобретения является увеличение срока службы контактных вставок и контактного провода путем устранения разности потенциалов между контактным проводом и оторвавшейся от него контактной вставкой.
Технический результат достигается тем, что в пантографном токоприемнике, содержащем несколько полозов с токосъемными контактными вставками, расположенными на рамах, соединенных подвижными рычагами с шарнирами,  которые стянуты пружинами, с основанием, которое установлено на изоляторах, расположенных на площадке крыши электровоза, площадка жестко закреплена на вращающейся круглой пяте поворотного устройства, которое установлено на крыше электровоза, на боковой поверхности пяты приварена радиальная штанга, а на крыше электровоза установлены замки для фиксации штанги поворотной пяты, к полозам с токосъемными контактными вставками одной своей клеммой электрически присоединена конденсаторная батарея, другая клемма предназначена для подключения к отрицательной клемме тягового электрического двигателя.
Предложенное устройство поясняется чертежом. Контактные вставки 1 закреплены в полозах (не показаны), которые установлены на рамах 2. Рамы 2 соединены с помощью шарниров 3 с рычагами 4, которые стягиваются пружинами 5. Рычаги 4 нижними шарнирами 3 прикреплены к основанию 6, которое опирается на изоляторы 7, жестко закрепленные на плите 8. Плита 8 с помощью болтовых соединений закреплена на пяте 9 поворотного устройства 10 (например, электродвигатель или пневматическое устройство). Поворотное устройство 10 установлено на крыше 11 электровоза. К боковой поверхности пяты 9 приварена радиальная штанга 12. Поворот пяты 9 и штанги 12 ограничивается замками 13, жестко закрепленными на крыше 11. На крыше 11 также установлена конденсаторная батарея 14, одна клемма 15 которой соединена с контактной вставкой 1. Другая клемма 16 соединена с отрицательной клеммой 17 тягового электродвигателя 18.
Работа пантографного токосъемника происходит следующим образом.
В начале движения электровоза пружины 5 стягивают рычаги 4, последние поворачиваются в шарнирах 3, поднимают рамы 2, контактные вставки 1 прижимаются к контактному проводу (показан пунктирной линией) и конденсаторная батарея 14 заряжается на рабочее напряжение, например, 3 кВ. При достижении эксплуатационной скорости пята 9 под действием поворотного устройства 10 поворачивается в положение, когда площадь электрического контакта между контактной вставкой 1 и контактным проводом максимальна, затем штанга 12 защелкивается в замке 13.
Механический контакт между контактной вставкой 1 и контактным проводом возбуждает бегущие механические волны в контактном проводе. Когда скорость движения электровоза превысит скорость механической волны, электровоз догонит последнюю, в результате чего произойдет отрыв контактной вставки 1 от контактного провода. Из-за того что на клемме 15 конденсаторной батареи 14 некоторое время сохраняется потенциал, равный 3 кВ, разность между контактной вставкой 1 и контактным проводом равна нулю и искровой разряд не возникает. При появлении механического контакта между контактной вставкой 1 и контактным проводом происходит подзарядка конденсатора 14.
Отмеченный факт, т.е. устранение возможности появления искрового разряда при отрыве контактной вставки 1 от контактного провода, обуславливает увеличение срока службы контактных вставок и контактного провода.