Устройство для остановки и/или блокировки железнодорожных вагонов на железнодорожном пути

ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Часто бывает необходимо замедлить движение поездов или довести их до полной остановки при регулируемом процессе торможения без использования жесткого буферного упора.
Кроме того, поскольку использование дистанционно регулируемых локомотивов становится общепринятой практикой, то становится все более и более решающим создание крепежного устройства, которое может препятствовать перемещению поездов с рельсового пути или из сортировочных станций без предварительного оповещения об этом владельца, а также которое может предотвратить движение поездов в участки, где имеются физические преграды или преграды для визуального наблюдения и где могут произойти несчастные случаи с нанесением травм вследствие недостатка визуального обзора для машинистов локомотива.
Известные устройства, посредством которых делается попытка регулировать процесс торможения, содержат зажимы, предназначенные для зажима колес с одной из двух сторон. Эти устройства используют силы трения для снижения скорости до нуля. Однако поскольку для преодоления трения и продвижения вагонов через данное устройство необходимо весьма малое усилие, то эти устройства не могут задерживать вагоны.
Целью данной полезной модели является создание устройства, предназначенного для остановки и/или блокировки железнодорожных вагонов на железнодорожном пути при регулируемом процессе торможения, которое по меньшей мере частично удовлетворяет некоторые из вышеуказанных требований.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В соответствии с этой полезной моделью предложено устройство для регулирования торможения, предназначенное для динамического замедления движения железнодорожного вагона на железнодорожном пути от имеющейся скорости до неподвижного состояния, причем данное устройство расположено между рельсами на железнодорожном пути и содержит комплект из двух независимых механизмов, каждый из которых выполнен с возможностью введения в контакт с ребордой противоположного колеса из колесной пары железнодорожного вагона, а также с возможностью динамического сопротивления движению колеса, с которым механизм входит в контакт, при этом каждый механизм выполнен с возможностью независимого перемещения между первым, поднятым положением, в котором он входит в контакт с ребордой колеса железнодорожного вагона, и вторым положением, в котором данный механизм опущен до положения ниже уровня головки рельса и ниже реборд колес железнодорожного вагона с обеспечением тем самым возможности свободного движения колеса.
Независимое перемещение каждого механизма может исключать лишние силы, создаваемые рассогласованием колес в паре колес, при этом каждый механизм обеспечивает улучшенный контакт с отдельным колесом. Помимо этого, один механизм может быть приведен в действие независимо от другого механизма.
Каждый механизм может содержать шарнирно-сочлененный рычаг, который содержит два рычажных элемента, а именно ведомый рычажный элемент и толкающий рычажный элемент, причем каждый рычажный элемент имеет свободный конец и сочленяемый конец, и рычажные элементы соединены друг с другом на их сочленяемых концах валом с созданием центрального сочленения.
Каждый шарнирно-сочлененный рычаг может быть выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором свободные концы рычажных элементов дальше всего разнесены друг от друга, а вал опущен, и вторым положением, в котором свободные концы рычажных элементов приближены друг к другу, а вал поднят.
Дополнительно имеется антифрикционный ролик, установленный коаксиально на каждом валу, при этом каждый антифрикционный ролик поджат в направлении наружного обращенного к колесу конца вала посредством пружины, работающей на сжатие, для обеспечения контакта антифрикционного ролика с ребордой колеса железнодорожного вагона, когда шарнирно-сочлененный рычаг находится в поднятом положении.
Наружный диаметр каждого антифрикционного ролика может изменяться по его длине так, что наружный диаметр каждого ролика увеличивается в направлении его конца, обращенного к колесу.
Контакт антифрикционного ролика с вращающимся колесом железнодорожного вагона заставляет ролик вращаться или «скользить», в направлении, противоположном вращению вращающегося колеса, обеспечивая возможность колесу вагона продолжать вращение и качение на рельсовом пути без проскальзывания или подъема.
Свободные концы каждого рычажного элемента могут быть расположены с возможностью скольжения в направляющих скольжения, удерживающих рычаги в выровненном состоянии.
На свободном конце каждого ведомого рычажного элемента может быть расположен гидравлический цилиндр, предназначенный для подъема и опускания шарнирно-сочлененного рычага, а на свободном конце каждого толкающего рычажного элемента может быть расположен гидравлический буфер, предназначенный для поглощения энергии и/или восприятия направленного вперед механического момента колес вагона.
Кроме того, дополнительно устройство для регулирования торможения, содержащее шарнирно-сочлененные рычаги, направляющие скольжения для рычагов, гидравлический цилиндр и гидравлический буфер, предварительно смонтировано в виде блока в корпусе, который может быть установлен между рельсами в земляном полотне железнодорожного пути для восприятия и рассеивания усилий, создаваемых во время регулирования торможения или остановки железнодорожного вагона.
Длина и ширина корпуса может изменяться в зависимости от используемого буфера, а также от ширины колеи конкретной страны или железной дороги, на которой устанавливают данное устройство.
Глубина корпуса может быть в пределах 250-1000 мм.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже в качестве примера приведено описание предпочтительного варианта выполнения со ссылкой на следующие чертежи, на которых
фиг. 1 изображает вид в аксонометрии предложенного устройства, у которого шарнирно-сочлененные рычаги показаны в поднятом положении;
фиг. 2 изображает вид в аксонометрии шарнирно-сочлененного рычага предложенного устройства;
фиг. 3 изображает вид сверху антифрикционного ролика;
фиг. 4 изображает вид с торца предложенного устройства, у которого один рычаг приведен в действие;
фиг. 5 изображает вид сбоку предложенного устройства, у которого шарнирно-сочлененные рычаги показаны в опущенном положении;
фиг. 6 изображает вид сбоку предложенного устройства, у которого шарнирно-сочлененные рычаги показаны в поднятом положении;
фиг. 7 изображает вид в аксонометрии стального корпуса, в котором смонтировано данное устройство;
фиг. 8 изображает вид сбоку стального корпуса;
фиг. 9 изображает вид в аксонометрии предложенного устройства, иллюстрирующий независимое перемещение шарнирно-сочлененных рычагов;
фиг. 10 изображает вид в аксонометрии предложенного устройства, у которого шарнирно-сочлененные рычаги показаны в опущенном положении.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Обратимся к фиг. 1-8, на которых одинаковые элементы данной полезной модели обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Устройство 10 для регулирования торможения, предназначенное для регулирования остановки и/или блокировки вагонов на железнодорожном пути 12, состоит из комплекта шарнирно-сочлененных рычагов 24, способных перемещаться независимо друг от друга и расположенных между рельсами 12. Каждый рычаг 24 содержит два рычажных элемента, ведомый элемент 26 и толкающий элемент 28, соединенные друг с другом валом 18 в сочленении 30.
В соответствии с фиг. 2-4 на каждом валу 18 коаксиально установлен антифрикционный ролик 14. Каждый ролик 14 поджат в направлении обращенного к колесу конца каждого вала 18 пружиной 20, работающей на сжатие, для обеспечения максимального контакта между роликом 14 и ребордами 22 колес железнодорожного вагона, несмотря на возможные различия в ширине реборд или ширине колеи. В дополнение к этому, наружный диаметр каждого антифрикционного ролика 14 уменьшается по меньшей мере вдоль части его длины, так что обращенный к колесу конец 15 каждого ролика является более широким, чем конец, обращенный к валу. Это сужение гарантирует проталкивание ролика 14 в наружном направлении, когда он входит в контакт с ребордой 22. После вхождения радиуса реборды 22 в контакт с суженой частью ролика 14 усилие со стороны реборды 22 действует снаружи на ролик 14 с продвижением ролика 14 к концу вала 18, обращенному к колесу. Когда ролик упирается в пружинное кольцо (не показано), расположенное на валу 18, то изнутри предотвращается дальнейшее перемещение ролика в наружном направлении.
Ролики 14 свободно вращаются для минимизации возможности заедания, когда реборда 22 контактирует с роликом 14, уменьшая тем самым возможность перемещения вверх колеса и его проскальзывания на рельсе 12.
В соответствии с фиг. 5 и 6 свободные концы 32, 34 каждого рычажного элемента 26, 28 расположены с возможностью скольжения в направляющих 36 скольжения, удерживающих рычаги в выровненном состоянии. Штыри 38, 40, проходящие от каждого рычажного элемента, с возможностью скольжения размещены в удлиненных отверстиях 42, 44, выполненных в направляющих 36, так что направляющие 36 дополнительно действуют в качестве жесткого упора для рычажных элементов 26, 28, когда они подняты или опущены, для обеспечения надлежащего расположения рычажных элементов либо в поднятом, либо в опущенном положении.
На свободном конце каждого ведомого рычага 26 расположен гидравлический цилиндр 46, а на свободном конце каждого толкающего рычага 28 расположен гидравлический буфер 48. Гидравлический цилиндр 46 обеспечивает перемещение шарнирно-сочлененного рычага 24, тогда как гидравлический буфер 48 препятствует подъему колеса и возникновению чрезмерной силы реакции, действующей на железнодорожный вагон. Технические характеристики для буфера 48 определяют на основании динамической характеристики, требуемой для конкретного применения. Буфер 48 также обеспечивает замедление движения вагона в пределах допустимых номинальных значений сил G, определяемых грузом, перевозимым в железнодорожном вагоне.
Гидравлический цилиндр 46 может быть приведен в действие либо с помощью ручного управления, либо может быть объединен с управляющим вычислительным комплексом железной дороги и регулируемым с помощью процедур обеспечения безопасности, встроенных в операционную систему железнодорожного вагона.
В соответствии с фиг. 7 и 8 все устройство предварительно смонтировано в виде блока в стальном корпусе 50 для его установки в земляном полотне 52 железнодорожного пути 12. Стальной корпус 50 устанавливают в полотне 52 пути, при этом окружающую почву и скальную породу утрамбовывают в поперечные шпалы 54 и вокруг них, так что корпус образует блок с земляным полотном рельсового пути. Такое решение гарантирует передачу всех сил, создаваемых во время замедления движения или статической блокировки, через стальной корпус 50 в окружающее полотно 52 рельсового пути. Объем и площадь, занимаемые корпусом, являются важным фактором, так как распределение усилий происходит по большей площади, вместо концентрации усилий в некоторой площади корпуса. Длина и ширина корпуса зависят от используемого буфера, а также от ширины колеи конкретной страны или железной дороги, на которой устанавливают данное устройство. Диапазон ширины рельсовой колеи составляет от приблизительно 597 мм (узкая колея) до 2140 мм (широкая колея Брунеля), при этом ширина стандартной колеи составляет 1435 мм. В среднем глубина корпуса равна 250 мм-1000 мм.
При эксплуатации устройство 10 устанавливают между двумя рельсами 12, составляющими часть пути, в месте, в котором пользователь железнодорожного вагона считает необходимым предотвратить перемещение вагона за пределы выбранного местоположения.
При необходимости остановить железнодорожный вагон приводят в действие один или оба цилиндра 46, проталкивая один или оба рычага 26 вперед вдоль направляющей 36 скольжения до тех пор, пока стержень 38, проходящий от каждого ведомого рычага, не достигнет конца направляющего удлиненного отверстия 42, в котором он расположен, предотвращая тем самым дальнейшее перемещение ведомого рычага/ведомых рычагов. Движение вперед каждого ведомого рычага 26 заставляет каждый толкающий рычаг 28, уже находящийся в контакте с поверхностью гидравлического буфера 48 и удерживаемый от перемещения в обратном направлении, подниматься вверх с поднятием сочленения 30 и вала 18 каждого рычага 24.
По мере подъема каждого вала 18 антифрикционный ролик 14, расположенный на валу, смещается в наружном направлении вдоль вала 18 в направлении конца вала, обращенного к колесу, пока ролик не войдет в контакт с колесом 16.
После вхождения колеса 16 вагона в контакт с роликом 14 вращение колеса 16 в одном направлении заставляет ролик 14 вращаться или «скользить», в противоположном направлении, обеспечивая возможность колесу 16 продолжать поворот и качение на рельсовом пути без проскальзывания или подъема. Одновременно усилие от направленного вперед механического момента вагона передается от колеса 16 вагона через ролик 14 на вал 18 и вниз по толкающему рычагу 28 к буферу 48. Это в свою очередь заставляет толкающий рычаг 28 проталкивать буфер 48 внутрь с передачей энергии к буферу 48 от вагона и затем от буфера 48 к стальному корпусу 50 и к связям в полотне 52, где энергия рассеивается в полотно 52.
В соответствии с фиг. 9 и поскольку каждый рычаг 24 присоединен к его собственному гидравлическому цилиндру 46, то рычаги 24 способны перемещаться независимо друг от друга. Такое решение дает возможность получить лучший отдельный контакт колеса с каждым антифрикционным роликом и исключить лишние силы, создаваемые, когда два колеса из пары колес не расположены точно под прямым углом относительно данного устройства. Независимые рычаги имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они, при необходимости, могут использоваться по отдельности. Как вариант, для более легкого применения может использоваться лишь один шарнирно-сочлененный рычаг, или если один сочлененный рычаг поврежден, то может использоваться другой рычаг.
Дополнительно промежуток между двумя отдельными рычагами 24 обеспечивает зазор для обеспечения вторичных тормозных линий или других тормозных средств, которые могут располагаться по осевой линии железнодорожного вагона.
Устройство 10 способно обеспечивать торможение движения вагона от заданной максимальной скорости до нулевой скорости и, следовательно, динамически замедлять движение железнодорожного вагона от имеющейся скорости до неподвижного состояния. Как вариант, устройство 10 может действовать просто как жесткий упор в выбранном местоположении.
В соответствии с фиг. 10, при отсутствии необходимости в устройстве его опускают в положение ниже уровня головки рельса и ниже реборд колес железнодорожного вагона, чтобы при необходимости обеспечить зазор для свободного перемещения железнодорожного вагона над данным устройством.