Защитный экран железнодорожного рельсового транспортного средства

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам, позволяющим минимизировать снегоотложение и наледеобразование в подвагонном пространстве высокоскоростного поезда и обеспечить в нем защиту от удара частицами балласта, поднимающимися при движении поезда.
Известна конструкция защитного поддона высокоскоростного железнодорожного транспортного средства (патент РФ №91954 U1, МПК: B61D 17/00, опубл. 08.10.2009 г.) - аналог.
Недостатками данного решения является большая дополнительная масса, повышенное налипание льда и повышение общего аэродинамического сопротивления поезда.
Известно рельсовое транспортное средство для эксплуатации на рельсовых системах с верхним строением пути из щебня, в котором предлагается ввести защитные экраны с функцией отражающих элементов, которые выполнены и расположены так, что ударяющиеся щебеночные камни отклоняются против направления движения (патент РФ №2351494, МПК: B61D 17/02, опубл. 20.10.2008 г.) - прототип.
Недостатком данного решения является повышенное снегоотложение и льдообразование в подвагонном пространстве и на самом защитном экране.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение безопасности при движении поезда, путем уменьшения обледенения и повреждения подвагонного оборудования, при одновременном сохранении аэродинамических свойств поезда.
3
Указанный технический результат достигается тем, что защитный экран рельсового железнодорожного транспортного средства выполнен с возможностью крепления к кузову вагона, причем защитный экран выполнен съемным, с возможностью его крепления к фальшборту кузова вагона, и трехслойным - средний слой защитного экрана выполнен из стали, а его крайние слои из фторопласта с плотностью 1700-2240 кг/м.
Защитный экран, характеризующийся тем, что слои соединены клеевым соединением или заклепками, в случае соединения заклепками в экране выполнены отверстия для их размещения.
Защитный экран, характеризующийся тем, что его форма повторяет контуры обводов поезда.
Защитный экран, в котором крайние слои могут быть выполнены из фторопласта Ф2, Ф3, Ф4, Ф40.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг. 1-5, где на фиг. 1 показан общий вид защитного экрана, на фиг. 2 - расположение и крепление защитного экрана на кузове вагона, вид А фиг. 1, на фиг. 3 - зона заклепочного соединения фторопласта с листом, на фиг. 4 - сечение Б-Б фиг 1, на фиг. 5 - вид вагона высокоскоростного поезда «Сапсан» с закрепленным на нем заявляемым защитным экраном.
Заявляемый защитный экран 1 выполнен трехслойным, внутренний по расположению к поезду слой 2 и внешний слой 3 выполнены из фторопласта, а расположенный между ними слой 4 - выполнен из стали. Слои 2, 3 и 4 соединены заклепками 5 с образованием экрана 1.
Крепится защитный экран следующим образом - на фальшборт 6 посредством болтового соединения 7 устанавливаются две металлические пластины 8 и 9 с одной и другой стороны. Защитный экран 1 зажимается между этими пластинами при помощи проставки 10 и болтового соединения 7. По краям защитный экран 1 болтовым соединением 7 крепится с помощью уголков 11 к металлоконструкции кузова вагона 12. При наличии выступающего за обводы подвагонного оборудования, в защитном экране могут быть выполнены вырезы (сложная форма защитного экрана), позволяющие обойти выступающее подвагонное оборудование, либо описанным выше образом, могут устанавливаться два и более экранов.
Особенностью заявляемого решения является выполнение экрана 1 съемным и многослойным с внешним и внутренним слоями из фторопласта и промежуточным слоем, выполненным из стали. Такое выполнение и крепление экрана обеспечивает защиту подвагонного пространства от снего и наледеобразования путем использования фторопласта, не подверженного налипанию снега и последующему обледенению и, кроме того, обеспечивает защиту инфраструктуры и внешних поверхностей поезда от повреждения кусками щебня, вылетающими при движении с высокими скоростями (как правило, более 150 км/ч). Экран выполнен съемным и устанавливается, например, на фальшборт кузова вагона при климатических предупреждениях (околонулевые температуры при наличии снега и влажности, и т.д.) и может быть оперативно демонтирован для очистки от налипшего снега и при изменении погодных условий.
При изготовлении заявляемого защитного экрана возможно использование фторсодержащих полимеров (фторопластов), удовлетворяющих приведенным в независимом пункте формулы параметрам плотности, а именно: Ф-2 или поливиниленфторид (ТУ 6-05-646-77); Ф-3 или политрифторхлоридэтилен (ГОСТ 13744-76); Ф-4 или политетрафторэтилен (ГОСТ 10007-80); Ф-40 - сополимер тетрафторэтилена и этилена (ОСТ 6-05-402-47) и т.д. Вышеуказанные фторопласты, помимо высокого коэффициента трения и химической стойкости, благодаря своим теплофизическим свойствам не подвержены обледенению и, следовательно, вес экрана при движении поезда не меняется, а промежуточный слой из стали обеспечивает экрану требуемую прочность и жесткость при сохранении аэродинамических показателей. Таким образом, использование заявляемого решения позволяет одновременно уменьшить повреждение корпуса поезда и конструкций инфраструктуры, "взлетающими" при движении поезда щебеночными частицами, за счет фторопластового покрытия произойдет гашение энергии удара, а металлический лист обеспечивает форму обводов, требуемую аэродинамику при движении поезда, необходимую прочность и непробивание экрана.
Рассмотрим пример конкретного выполнения заявляемого защитного экрана для высокоскоростного поезда «Сапсан» (см. фиг. 5). В данном случае присутствует выступающее за обводы подвагонное оборудование и над тележкой на фальшборт описанным выше образом устанавливается защитный трехслойный экран сложной формы с вырезами с возможностью обхода подвагонного оборудования. Общая толщина защитного экрана 10 мм - внешние слои из фторопласта по 4 мм толщиной и с внутренним слоем из стали, толщиной 2 мм. Крепление слоев экрана (фторопласта и стали) для образования экрана - заклепочное, т.е. защитный экран выполнен из стали, с обеих сторон которого заклепками крепятся пластины из фторопласта.
На фальшборт устанавливаются две металлические пластины толщиной 4 мм с одной и другой стороны на болты M10×35 ГОСТ 7798-70, гайки М10 DIN 982 и шайбы 10 ГОСТ 11371-78.
Защитный экран зажимается между этими пластинами при помощи проставки и болтов M10×45 ГОСТ 7798-70 и гаек М10 DIN 982 и шайб 10 ГОСТ 11371-78.
По краям защитный экран крепится с помощью уголков 50×50×4 к металлоконструкции вагона на болты M10×35 ГОСТ 7798-70, гайки М10 DIN 982 и шайбы 10 ГОСТ 11371-78.
Вес одного экрана не превышает 30 кг и не окажет существенного влияния на динамику поезда.
Как показало поверочное моделирование, при использовании заявляемого защитного экрана, объем снега, оседающего в подвагонном пространстве и преобразующегося в лед, существенно уменьшается, при этом ухудшения динамических и аэродинамических характеристик поезда не происходит.