КОМПЕНСАТОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Полезная модель относится к области электрификации железных дорог, в частности, к компенсированным и полукомпенсированным контактным подвескам, и может быть использована для тех проводов контактных подвесок, которые анкеруются при помощи грузовых компенсаторов.
Компенсаторы служат для компенсации температурного изменения длины проводов и тросов контактной подвески при изменении температуры окружающей среды. Они являются одним из ответственных элементов контактной сети, от конструктивного выполнения и уровня технического обслуживания которых во многом зависит обеспечение заданного натяжения проводов контактных подвесок и, в конечном счете, качество токосъема. В настоящее время многие известные компенсированные системы анкеровки контактных проводов и несущих тросов выполняются с помощью грузовых блочных компенсаторов. Наиболее широко в России используется трехблочная система, которая на протяжении десятилетий хорошо себя зарекомендовала.
Известны компенсаторы контактной сети железной дороги (см. например книгу А.С.Маркова, Контактные сети, М, «Высшая школа», 1991 г. стр.82, или Каталог типовых узлов контактной сети, М. ТЭЛП, 1984 г. стр.104, 105.), включающие блочно-полиспастную систему, выполненную в виде одинарного неподвижного и двух подвижных блоков, соединенных с помощью грузового троса, с одной стороны, с гирляндой грузов, с другой - с контактной сетью.
Недостатками упомянутых компенсаторов является то, что их передаточное отношение равно 1:4 при котором ход гирлянды грузов в четыре раза превышает изменение длины компенсированного провода. При реальной величине изменения длины компенсированного провода до 1,25 м, ход грузов при использовании такого компенсатора достигает 5 метров. Такой ход грузов не может быть обеспечен из-за конструктивных параметров анкеровки, поэтому применяется сезонная регулировка высоты подвески грузов: летом грузы подвешиваются выше, зимой - ниже. Сезонная регулировка анкеровки - трудоемкая операция, требующая высокой квалификации исполнителей. Кроме того, при работе грузовой трос, проходя через подвижный и неподвижный блоки, изгибается в разные стороны, что снижает срок его службы и повышает трудоемкость обслуживания компенсатора.
Известен компенсатор контактной сети железной дороги, содержащий двойной подвижный и тройной неподвижный блоки, оси которых жестко закреплены в двух рамах. Рама подвижного блока соединена с компенсируемым проводом (проводами), а рама неподвижных блоков шарнирно соединена с поводком, шарнирно связанным с кронштейном, установленным на опоре (И.А.Беляев. Устройства контактной сети на зарубежных дорогах. М: Транспорт, 1991 г., стр.119-120). Грузовой трос, огибающий неподвижные и подвижный блоки, с одной стороны, связанный с гирляндой грузов, а с другой стороны - с рамой подвижного блока, изгибается только в одну сторону, что повышает срок его службы по сравнению со сроком службы описанного выше компенсатора, но передаточное отношение компенсатора равно 1:5, что усугубляет недостаток, свойственный описанному выше компенсатору.
7
7
7
Известны также компенсаторы контактной сети железной дороги, включающие одинарный подвижный блок с рамой, с одной стороны соединенной с компенсируемым проводом или проводами, а с другой стороны - с грузовым тросом, и два неподвижных блока с общей рамой, выполненной с возможностью образования шарнирного соединения с поворотной проушиной, взаимодействующей через ось с кронштейном, установленным на опоре (см. патент RU 2235027, МПК В60М / 26, опубл. 27.08.2004 г., патент на полезную модель RU 50480, МПКВ60М / 26, опубл. 20.01.2006 г. и свидетельство на полезную модель RU 20287, МПК В60М 1/26, опубл. 27.10.2001 г.). В этих конструкциях также, как и в предыдущей, грузовой трос при работе компенсатора изгибается только в одну сторону, что повышает срок его службы. Кроме того, описанные компенсаторы имеют передаточное отношение 1:3, что исключает необходимость сезонной регулировки, тем самым, повышается надежность анкеровки и снижаются эксплуатационные затраты.
Общим недостатком описанных выше конструкций компенсатора является их высокая чувствительность к величине перекоса рамы неподвижных блоков (отклонения плоскости вращения блоков от вертикали). Перекос рамы неподвижных блоков возникает при отклонении опоры от вертикали или при перекосе кронштейна на опоре, вследствие его неправильного изготовления или установки. Шарнирное крепление поводка к кронштейну имеет одну степень свободы - вращение в горизонтальной плоскости, чего явно недостаточно для компенсации возникающих боковых перекосов (в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения блоков). Перекос от кронштейна передается на поводок, который перекашивает раму неподвижных блоков, отклоняя плоскость их вращения от вертикали. Отклоняясь от вертикали, блок, ближайший к опоре, изгибает грузовой трос, который под действием веса гирлянды грузов стремится стать вертикально и вернуть блок в исходное вертикальное положение. Поскольку шарнирное крепление поводка к кронштейну не обладает необходимой степенью свободы, блок остается перекошенным, а грузовой трос трется о боковую поверхность ручья, снижая, тем самым, свой срок службы и точность поддержания заданного натяжения компенсируемого провода. Кроме того, при значительном перекосе блока может произойти сход грузового троса с блока, в результате чего возникнет аварийная ситуация.
7
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту, т.е. прототипом, является компенсатор контактной сети железной дороги, описанный в патенте RU 44286, МПК В60М / 26, опубл. 10.03.2005 г. Известный компенсатор содержит одинарный подвижный и двойной неподвижный блоки, оси которых жестко закреплены в двух рамах. Рама подвижного блока соединена с компенсируемым проводом (проводами), а рама неподвижных блоков шарнирно соединена с поводком, который через ось взаимодействует с поворотной проушиной, шарнирно связанной через ось с кронштейном, установленным на опоре. Введение поворотной проушины в узел крепления поводка к кронштейну вводит дополнительную степень свободы - возможность вращения в горизонтальной плоскости.
Недостатком прототипа, как и аналога RU 50480, является его высокая чувствительность к величине перекоса рамы неподвижных блоков, вызванная недостаточным числом степеней свободы в шарнирном соединении поводка рамы неподвижных блоков с кронштейном - отсутствие возможности поворота в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения блоков. Этот недостаток, так же, как и в аналоге, вызывает трение, грузового троса о боковую поверхность ручья, снижая, тем самым, срок службы троса, точность поддержания заданного натяжения компенсируемого провода и надежность компенсатора в целом. При значительном перекосе блока может произойти сход грузового троса с блока, в результате чего возникнет аварийная ситуация.
Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на повышение надежности эксплуатации, повышение срока службы троса и надежности компенсатора в целом.
Поставленная задача достигается тем, что в компенсаторе контактной сети железной дороги, содержащем один блок в подвижной раме и два блока в неподвижной раме, грузовой трос, огибающий эти блоки и связанный с одной стороны с гирляндой грузов, а с другой стороны - с подвижной рамой, причем рама подвижного блока соединена с компенсируемым проводом, а рама с двумя неподвижными блоками шарнирно соединена с поводком, связанным через шарнирное соединение с кронштейном, установленным на опоре, согласно заявляемой полезной модели шарнирное соединение поводка с кронштейном выполнено из двух взаимодействующих между собой звеньев, каждое из которых имеет вид скоб с двумя проушинами и торообразной рабочей частью, причем одно из звеньев шарнирно связано с поводком, а его торообразная рабочая часть взаимодействует с торообразной рабочей частью второго звена, шарнирно связанного с кронштейном.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый компенсатор контактной сети железной дороги отличается взаимным расположением деталей, их связью и формой выполнения.
Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время не известен компенсатор контактной сети железной дороги, обладающий такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемый. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".
Выполнение шарнирного соединения поводка с кронштейном из двух взаимодействующих между собой звеньев, имеющих вид скоб с двумя проушинами и торообразной рабочей частью каждая, а также выполнение одного звена шарнирно связанным с поводком, а его торообразной рабочей части взаимодействующей с торообразной рабочей частью второго звена, шарнирно связанного с кронштейном, позволит получить шарнирное соединение, обладающее всеми необходимыми степенями свободы. Благодаря использованию такого шарнирного соединения, при возникающих перекосах блок под воздействием грузового троса установится в вертикальное положение, исключающее трение троса о боковую поверхность ручья и возможность схода грузового троса с блока. Это, в свою очередь, позволит повысить срок службы троса и надежность компенсатора в целом.
Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков позволит с успехом использовать заявляемую полезную модель для проводов контактных подвесок, которые анкеруются при помощи грузовых компенсаторов, т.е. соответствует критерию полезной модели «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
- на фиг.1 показан общий вид компенсатора;
- на фиг.2 - шарнирное соединение, вид А на фиг.1.
Компенсатор контактной сети железной дороги, содержит одинарный подвижный блок 1 и двойной неподвижный блок 2, оси которых жестко закреплены в двух рамах. Рама 3 подвижного блока 1 соединена с компенсируемым проводом 4, а рама 5 неподвижных блоков шарнирно соединена с поводком 6, который шарнирно соединен со звеном 7, взаимодействующим со звеном 8. Звено 8 шарнирно связано с кронштейном 9, установленным на опоре 10. Грузовой трос 11, огибающий неподвижные 2 и подвижный 1 блоки, с одной стороны, связан с гирляндой грузов 12, а с другой стороны - с рамой 3 подвижного блока 2.
Шарнирное соединение поводка 6 компенсатора с кронштейном 9 представляет собой два взаимодействующих между собой звена 7 и 8, выполненных в виде скоб с двумя проушинами и торообразной рабочей частью каждое. Звено 7 шарнирно связано с поводком 6, а его торообразная рабочая часть взаимодействует с торообразной рабочей частью звена 8, шарнирно связанного с кронштейном 9.
Работа компенсатора осуществляется следующим образом.
При монтаже компенсатора грузовой трос 11 запасовывается в рамы 3 и 5 подвижного и неподвижного блоков соответственно. Компенсатор посредством звеньев 7 и 8 крепится на кронштейне 9. Один конец грузового троса 11 крепится на раме 3 подвижного блока 1, соединенной с компенсированным проводом 4, ко второму концу грузового троса подвешивается гирлянда грузов 12. Под действием веса гирлянды грузов грузовой трос 11 натягивается и создает натяжение компенсируемого провода 4, равное тройному значению веса гирлянды грузов 12. При изменении длины компенсируемого провода 4. вследствие температурного расширения или сжатия, гирлянда грузов 12 поднимется - при понижении температуры, или опустится при ее повышении. При перекосе кронштейна 9 вследствие отклонения опоры 10, грузовой трос 11 под действием веса гирлянды грузов воздействует на двойной блок 2, который установится в вертикальное положение, благодаря возможности поворота звеньев 7 и 8 относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения блоков.
Использование предлагаемой полезной модели позволит повысить срок службы троса, а также надежность эксплуатации и надежность компенсатора в целом.