УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕШИВАНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА К НЕСУЩЕМУ ТРОСУ
DEVICE FOR SUSPENSION OF CONTACT WIRE TO BEARING CABLE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к транспортной технике, а именно к контактной сети рельсового транспорта, и может быть использовано в устройствах контактной подвески контактной сети электрических железных дорог и трамвайных линий.
Уровень техники
Устройство, осуществляющее крепление провода контактной сети к несущему тросу (струна), является одним из наименее надежных элементов контактной подвески контактной сети, который требует периодической регулировки. Замена и регулировка струн контактной подвески влечет за собой значительные затраты временных и человеческих ресурсов.
Известно устройство струны, изготавливаемой из сталемедной проволоки диаметром 4 мм, устанавливаемой между несущим тросом и контактным проводом, имеющее несколько звеньев (не меньше двух) для обеспечения возможности подъема контактного провода при проходе по нему токоприемника (Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий: Учебник для техн. школ ж.-д. трансп. / А.В. Фрайфельд, Н.А. Бондарев, А.С. Марков. Под ред. А.В. Фрайфельда. - М.: Транспорт, 1980. - 422 с., ил. табл.). При двойном контактном проводе применяют струны с двумя нижними звеньями для закрепления на каждом из контактных проводов. Для крепления струны к несущему тросу и контактному проводу применяют струновой зажим с болтовым креплением. Для исключения быстрого износа звеньев в местах соприкосновения друг с другом и закрепления в струновых зажимах применяются медные коуши.
Известное устройство струны имеет звеньевую структуру. При воздействии динамических нагрузок от токоприемника, в местах сочленения звеньев имеется значительный износ. Применяемый материал (сталемедная проволока) подвержена электрокоррозии. Указанные особенности значительно снижают надежность данной конструкции струны контактной подвески.
Известна струнка В.А. Брюзгина для крепления контактного провода электрифицированной железной дороги (RU 2034722, В60М 1/225, 10.05.1995), содержащая биметаллические проводные звенья, сочлененные между собой и с зажимами для крепления к несущему тросу и контактному проводу посредством завитых по концам петель. При этом петли сочленения нерегулируемых по длине звеньев выполнены с по меньшей мере двумя ответвленными от звеньевых осей гнездами-контактами, поочередно пересоединяемыми в процессе износа без отсоединения от зажимов; одна из петель регулируемого по длине звена пропущена через защитный коуш.
В известной струнке В.А. Брюзгина, несмотря на повышение надежности звеньевой структуры за счет дублирования подверженных износу элементов, применены биметаллические проводные звенья, подверженные электрокоррозии. Также приведенная конструкция струнки не позволяет закрепить более одного провода контактной сети. Это сужает область применения данной струнки.
Известна звеньевая струна цепной контактной подвески (RU 2134204, В60М 1/23, 10.08.1999) два или более звена которой выполнены из проволоки. Звеньевая струна цепной контактной подвески имеет по концам каждого звена кольца (петли) из этой проволоки, полученные навиванием концов проволоки на основные участки звеньев, сопрягающихся друг с другом и со струновыми зажимами на несущем тросе и контактном проводе. При этом с целью упрощения ее изготовления, монтажа и регулировки контактной подвески, кольца с двух или одной стороны каждого звена выполнены навиванием концов проволоки на основной участок звена с зазорами между витками и основным участком и между смежными витками, равными или большими, чем диаметр проволоки. С целью облегчения тонкой (в пределах нескольких сантиметров) регулировки высоты подвешивания контактного провода над уровнем головок рельсов, не менее чем одно звено струны выполнено с С-, U- или S-образным участком, а механическая прочность проволоки для изготовления звеньев подбирается такой, чтобы этот участок практически не деформировался при воздействующих на струну эксплуатационных нагрузок.
В известной струне цепной контактной подвески применяется звеньевая структура, снижающая надежность конструкции. Звенья, выполненные из проволоки, подвержены воздействию электрокоррозии. Предложенный метод регулировки длины струны затруднителен в полевых условиях, т.к. без применения специального инструмента добиться высокой точности при сгибании или разгибании звена струны требует значительных физических усилий.
Известна струна для крепления контактного провода к несущему тросу (RU 2238195, В60М 1/225, 20.10.2004), выполненная в виде звеньев, шарнирно связанных между собой. Дополнительно струна для крепления контактного провода к несущему тросу содержит пружинные элементы, установленные на ее противоположных концах, а каждое звено струны выполнено изогнутым и содержит прорезь. При этом соединения пар звеньев имеют возможность изгиба только в одном направлении; каждое звено струны представляет собой изогнутую металлическую пластину с прорезями, обеспечивающими свободную сборку звеньев в цепь, а узкая часть каждого звена установлена в прорези соседнего звена. Каждое звено выполнено неразъемным с дополнительной прорезью в стенке и снабжено выступом. Пружинные элементы выполнены в виде цилиндрических пружин из двух-трех витков.
Известная струна для крепления контактного провода к несущему тросу имеет трудоемкую операцию по регулировке ее длины. Операция заключается в изменении количества звеньев, входящих в состав струны. Исполнение струны для крепления контактного провода к несущему тросу в виде отдельных звеньев значительно увеличивает стоимость ее изготовления и обслуживания (регулирования). При этом металлические звенья подвержены воздействию электрокоррозии.
Известна звеньевая струна контактной подвески (RU 189171, В60М 1/23, В60М 1/225, 15.05.2019), содержащая проволоку, на концах которой выполнены петли, покрытые твердой изоляцией. При этом твердой изоляцией покрыта вся поверхность петли и прилегающий к ней участок струны. Твердая изоляция выполнена литой из полиамида-6, прилегающий к петле участок струны содержит витки вокруг тела струны из ее конечного участка. Конечная часть струны, прилегающая к петле, выполнена прямолинейной, сопряженной с телом струны.
Известная звеньевая струна контактной подвески не имеет возможности регулировки длины. Также оказывается невозможным ее применение в подвеске с двумя контактными проводами.
Известна струна для крепления контактного провода к несущему тросу (RU 2415032, В60М 1/225, 27.03.2011). Струна изготовлена из полиамидной крученой трехпрядной веревки, один конец которой выполнен с возможностью соединения с контактным проводом посредством струнового зажима через коуш, а другой - с возможностью соединения с несущим тросом посредством петлевого узла. При этом струна снабжена регулировочной скобой, устанавливаемой в средней части струны. Регулировочная скоба может быть выполнена из оцинкованной или сталемедной проволоки диаметром 3-4 мм.
Известная струна для крепления контактного провода к несущему тросу не предполагает крепления двух контактных проводов. Материал, из которого изготавливается струна, при тепловом воздействии значительно изменяет свою длину. Это приводит к невозможности применения струны, например, на участках со смешанной тягой.
Наиболее близким аналогом является устройство для крепления, по меньшей мере, одного контактного провода к несущему тросу (RU 2416533, В60М 1/23, 20.04.2011), включающее связанные друг с другом звенья. При этом одно звено изготовлено из полиамидной веревки, один конец которой выполнен с возможностью соединения с несущим тросом, и, по меньшей мере, одно из звеньев изготовлено из биметаллической сталемедной проволоки, один конец которой выполнен с возможностью соединения с контактным проводом посредством зажима, а другой - со вторым концом полиамидной веревки. Количество звеньев из биметаллической сталемедной проволоки выбирают равным количеству контактных проводов. При этом один из концов биметаллической сталемедной проволоки соединен с одним из концов полиамидной веревки посредством петлевого узла, полиамидная веревка имеет диаметр 4-5 мм. При этом устройство дополнительно содержит регулировочную скобу, устанавливаемую в средней части полиамидной веревки. Регулировочная скоба выполнена из оцинкованной или сталемедной проволоки диаметром 3-4 мм. Оно взято за прототип.
Известное устройство имеет звеньевую структуру, при этом места сочленения звеньев представляют собой элементы, имеющие большой износ при динамических нагрузках. Применяемый в качестве материала для изготовления звеньев полиамид не предполагает эксплуатации известного устройства при высоких температурах (например, на участках с электродуговыми или тепловыми воздействиями, в местах отстоя и трогания тепловозов при смешанной тяге, на открытых воздушных промежутках с защитой от пережогов), так как звено будет значительно изменять свою длину.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности контактной подвески контактной сети, а также расширение ее области применения.
Технический результат достигается тем, что устройство для подвешивания контактного провода к несущему тросу содержит струну, выполненную с возможностью соединения с несущим тросом и контактным проводом, при этом струна изготавливается из шнура плетеного с сердечником из арамидного материала.
При этом устройство для подвешивания контактного провода к несущему тросу дополнительно содержит регулировочную скобу, устанавливаемую на нижней части струны. При этом верхняя часть регулировочной скобы выполнена с возможностью формирования регулировочной катушки и соединения с соответствующим концом шнура плетеного с сердечником из арамидного материала посредством стопорного узла. Нижняя часть регулировочной скобы выполнена с возможностью соединения с одним или несколькими контактными проводами через соответственно один или несколько струновых зажимов.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-4.
На фиг. 1 изображена регулировочная скоба для одного контактного провода, содержащая в верхней части петлю 7, а в нижней части кольцо для фиксации шнура 8 и кольцо для крепления струнового зажима 9.
На фиг. 2 изображена регулировочная скоба для двух контактных проводов, содержащая в верхней части петлю 7, а в нижней части кольцо для фиксации шнура 8 и два кольца для крепления струнового зажима 9.
На фиг. 3 - вариант выполнения устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу, содержащий шнур плетеный с сердечником из арамидного материала 1, один конец которого выполнен с возможностью соединения с несущим тросом 3 посредством узла 5, а другой конец - с возможностью формирования на регулировочной скобе 6 для одного контактного провода регулировочной катушки 11 и фиксации регулировочной скобы 6 для одного контактного провода при помощи стопорного узла 12, при этом нижняя часть регулировочной скобы 6 для одного контактного провода соединяется с контактным проводом 2 посредством струнового зажима 4.
На фиг. 4 - вариант выполнения устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу, содержащий шнур плетеный с сердечником из арамидного материала 1, один конец которого выполнен с возможностью соединения с несущим тросом 3 посредством узла 5, а другой конец - с возможностью формирования на регулировочной скобе 10 для двух контактных проводов регулировочной катушки 11 и фиксации регулировочной скобы 10 для двух контактных проводов при помощи стопорного узла 12, при этом нижняя часть регулировочной скобы 10 для двух контактных проводов соединяется с первым и вторым контактными проводами 2 посредством первого и второго струновых зажимов 4.
Осуществление изобретения
Изготавливают и монтируют устройство для подвешивания контактного провода к несущему тросу следующим образом.
Из шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 изготавливают струну необходимой длины. При этом оплет шнура должен быть выполнен из материала, обеспечивающего защиту арамидного сердечника от влияния ультрафиолетового излучения, например, из полиэстера или полиамида. Шнур плетеный с сердечником из арамидного материала следует применять диаметром 2-6 мм. Длина шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 определяется по конструктивной высоте контактной подвески в месте установки струны с учетом необходимого запаса на узлы и, при необходимости, формирования регулировочной катушки 11.
Отмерив необходимую длину, шнур плетеный с сердечником из арамидного материала 1 перерезают резаком или ножом. Для исключения распушения концы шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 необходимо забандажевать.
При этом один из концов шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 закрепляют на несущем тросе 3 путем завязывания узла 5.
Возможно крепление на несущем тросе через струновой зажим 4.
В качестве струнового зажима может выступать любой струновой зажим, например, типа КС-046 или его модификации.
Для закрепления шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 непосредственно на проводах или зажимах могут быть применены различные виды узлов: простой одинарный, петлевой, комбинированный и простой двойной. Узлы выполняются в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Регулировочная скоба служит для обеспечения возможности оперативного регулирования длины струны при сезонных регулировках высоты. Регулировочная скоба выполняет роль сердечника для формирования регулировочной катушки 11. Регулировочная скоба может быть выполнена из биметаллической проволоки диаметром 3-6 мм или иного аналогичного по прочностным свойствам и пригодного в применении в устройствах контактной сети материала как непосредственно монтером контактной сети, так и в заводских условиях.
Регулировочная скоба 6 для одного контактного провода (фиг. 1) или регулировочная скоба 10 для двух контактных проводов (фиг. 2) имеют в верхней своей части петлю 7 на один и более оборота для пропуска шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1. Внутренний диаметр петли 7 принимается равным или большим внешнего диаметра шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1. В нижней части регулировочной скобы 6 для одного контактного провода или регулировочной скобы 10 для двух контактных проводов формируется два последовательных кольца: кольцо для фиксации шнура 8 и одно или два кольца для крепления струнового зажима 9. Расстояние между кольцами определяется местными условиями (например, типом применяемого струнового зажима 4 или длиной струны). Внутренний диаметр кольца для фиксации шнура 8 должен быть равен диаметру шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1. Внутренний диаметр кольца для крепления струнового зажима 9 должен соответствовать применяемому типу струнового зажима 4 (например, внешнему диаметру его губок на плашке).
Длина регулировочной скобы 6 для одного контактного провода или регулировочной скобы 10 для двух контактных проводов, а также расстояния между петлей 7 и кольцом для фиксации шнура 8 и между кольцом для фиксации шнура 8 и кольцом (кольцами) для крепления струнового зажима 9 определяются при этом исходя из необходимого числа оборотов шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 вокруг регулировочной скобы, а также необходимой величины расстояния между несущим тросом 3 и контактным проводом 2. Для регулировочной скобы 10 для двух контактных проводов расстояние между кольцами для крепления струнового зажима 9 определяется расстоянием между осями контактных проводов 2.
К кольцу (кольцам) для крепления струнового зажима 9 регулировочной скобы 6 для одного контактного провода крепится струновой зажим 4. В струновом зажиме 4 фиксируется контактный провод 2.
Шнур плетеный из арамидного материала 1 одной стороной крепится к несущему тросу или посредством узла 5 (фиг. 3, 4). Другой стороной шнур плетеный с сердечником из арамидного материала 1 пропускается через петлю 7 регулировочной скобы 6 для одного контактного провода. По длине регулировочной скобы 6 для одного контактного провода накручивается несколько витков шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1, исходя из необходимого запаса на регулировку длины струны (определяется местными условиями, например, диапазоном изменения температуры окружающей среды в течение года). Таким образом, формируется регулировочная катушка 11. Конец шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 пропускается через кольцо для фиксации шнура 8, с другой стороны которого формируется стопорный узел 12, фиксирующий регулировочную скобу 6 для одного контактного провода (фиг. 3) или регулировочную скобу 10 для двух контактных проводов (фиг. 4) вдоль шнура плетеного с сердечником из арамидного материала 1 (струны).
Применение шнура плетеного с сердечником из арамидного материала и регулировочной скобы в конструкции устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу позволит:
- исключить перетекание токов через струну;
- значительно увеличить ресурс устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу;
- облегчить регулировку положения контактного провода;
- снизить вес контактной подвески, за счет уменьшения веса струны (1 метр арамидного материала имеет массу порядка 24 грамм);
- отказаться от звеньевой структуры струны, что будет способствовать сокращению механических повреждений струн контактной подвески в условиях эксплуатации;
- исключить отказы технических средств из-за пережога струн контактной подвески в условиях эксплуатации за счет применения полимерных материалов-диэлектриков;
- значительно сократить время на выполнение регулировки контактной сети при изменении температуры окружающей среды (в частности, высоты подвески);
- увеличить срок службы устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу за счет применения современных полимерных материалов не менее чем в 4 раза;
- снизить стоимость устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу за счет возможности выполнения без верхнего струнового зажима.
Наличие отличительных признаков в заявляемом изобретении позволяет сделать вывод о ее соответствии условию патентоспособности «новизна».
Критерий «промышленная применимость» заявляемого устройства для подвешивания контактного провода к несущему тросу подтверждается ее потенциальной эффективностью по сравнению с прототипом.
Устройство для подвешивания контактного провода к несущему тросу может использоваться как на участках с электрической тягой, так и на участках со смешанной тягой за счет свойств арамидного материала, не меняющего значительно своей длины при воздействии высоких температур. Устройство для подвешивания контактного провода к несущему тросу может применяться на участках, требующих сезонной регулировки высоты за счет применяемой регулировочной катушки.
Регулировочная скоба за счет гибкой настройки внутреннего диаметра петли, кольца для фиксации шнура и кольца для крепления струнового зажима позволяет обеспечить крепление к любому известному струновому зажиму, а также к любому диаметру шнура плетеного с сердечником из арамидного материала.