СЪЕМНАЯ ДЕФЕКТОСКОПНАЯ ТЕЛЕЖКА

Полезная модель относится к области дефектоскопии и может использоваться в съемных устройствах для обнаружения дефектов рельсов железнодорожного транспорта и метрополитена.
Известна съемные тележки, содержащие снабженную рукояткой и колесами сплошную или полую раму, на которой размещены путеизмерительное и микропроцессорное оборудование и блок электропитания (например, RU 179328 U1, 2018). Такая тележка по своей конструкции проста и удобна в эксплуатации. Но она не приспособлена для выявления дефектов рельсового пути, которое, однако, возможно при размещении на ее раме соответствующего дефектоскопного оборудования. Недостатком такой съемной тележки является недостаточно высокая точность как измерения параметров рельсового пути, так и определения дефектов рельсов из-за дестабилизирующего влияния температуры окружающей среды, особенно отрицательных температур.
Для надежной работы ультразвуковых дефектоскопов с обеспечением высокой точности измерений требуется соблюдение высокого качества акустического контакта между рельсом и ультразвуковыми преобразователями дефектоскопного оборудования. Этой цели служит подача в область между поверхностью катания головки рельса и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей контактирующей жидкости, в качестве которой может использоваться, например, вода или водно-глицериновая смесь.
Основными традиционными узлами устройств для подачи жидкости различного назначения на рельсы являются накопительная емкость (бак), насос или система насосов подачи жидкости, фильтры, клапаны, краны, подводящие трубки со штуцерами. Известно, например, устройство для рельсосмазывания, содержащее размещенные на рельсовом транспортном средстве гидравлически связанное трубопроводами оборудование, включающее заправочные баки, снабженный электродвигателем насос, связанные с воздушным компрессором рабочие баки, фильтры, узел перемешивания, узел подачи жидкости на рельсы, гидравлические клапаны и снабженные форсункой гибкие рукава (RU 127351 U1, 2013). Такое устройство может использоваться для подачи контактирующей жидкости в ультразвуковых дефектоскопах, однако при этом не обеспечивается необходимое постоянство условий контактирования при различных скоростях движения транспортного средства и состояния окружающей среды, поэтому не может быть обеспечена высокая точность измерений. Кроме этого, такое устройство сложно по конструкции и в эксплуатации, оно малопригодно для съемных устройств дефектоскопии.
Известно, например, устройство подачи контактирующей жидкости в зону контроля в процессе ультразвукового контроля, позволяющее эффективно обеспечить акустический контакт между поверхностью ультразвукового преобразователя и поверхностью объекта контроля, которое включает герметичную емкость для хранения контактирующей жидкости и включающий насосы тракт подачи контактирующей жидкости, совмещенный с трактом ее отвода (RU 2623191 С1, 2017). Это устройство может использоваться преимущественно для стационарного ультразвукового контроля сварных соединений. Однако его конструкция не позволяет использовать его в ультразвуковых дефектоскопах для мобильного контроля рельсов, поэтому для съемных дефектоскопных тележек оно неприменимо.
Известна съемная дефектоскопно-путеизмерительная тележка, включающая снабженную рукоятками и колесами раму, на которой размещены путевой сигнал, две канистры с контактирующей жидкостью и соединенные со снабженным дисплеем и блоком управления микропроцессором GPS-приемник, датчики пути и два дефектоскопных узла, каждый из которых связан с соответствующей канистрой гибким трубопроводом (Ручные и съемные средства диагностики. Дефектоскопно-измерительные тележки «СПРУТ». Каталог продукции АО «Фирма ТВЕМА», г. Москва, 2014, с. 89-90). Это устройство позволяет измерять пройденный путь, уровень и ширину колеи, а также определять дефекты в обеих нитях пути по всей длине и сечению рельсов с фиксацией координат каждого дефекта. Однако это устройство достаточно сложно и не обеспечивает высокой точности определения дефектов при изменении температуры окружающей среды, в особенности при отрицательных значениях температуры. Поэтому оно недостаточно эффективно в эксплуатации.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является съемная дефектоскопная тележка, включающая снабженную рукояткой и колесами раму, на которой размещены связанные гибкими трубопроводами емкость для хранения и подачи контактирующей жидкости, снабженная органом управления подачей контактирующей жидкости, и два дефектоскопных искательных узла, соединенных с микропроцессорным блоком (RU 62571 U1, 2007). Это устройство представляет собой выполненный в виде съемной тележки мобильный дефектоскоп-путеизмеритель. Оно содержит также узел позиционирования, включающий спутниковый приемо-передатчик и датчик угловых перемещений и путеизмерительное оборудование, включающее датчики измерения шаблона рельсовой колеи и уровня рельсовых нитей. Дефектоскопное оборудование выполнено в виде двух дефектоскопных искательных узлов, каждый из которых включает приемо-генераторный блок, искательную лыжу с ультразвуковыми преобразователями и систему центровки искательной лыжи. Однако это устройство помимо определения дефектов рельсов решает и иные задачи и с точки зрения дефектоскопии оно достаточно сложно по конструкции и в эксплуатации. Эксплуатация этого устройства в зимнее время ограничена свойствами контактирующей жидкости. Оно не позволяет обеспечить высокое качество и надежность акустического контакта поверхности катания головки рельсов с рабочей поверхностью ультразвуковых преобразователей дефектоскопных искательных узлов при меняющихся условиях окружающей среды, особенно в условиях низких (отрицательных) температур. При этом конструкция такого устройства не гарантирует от пропуска дефектов. Поэтому это устройство недостаточно эффективно в эксплуатации.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании съемной дефектоскопной тележки, лишенной недостатков прототипа, Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении эксплуатационной эффективности съемной дефектоскопной тележки за счет упрощения ее конструкции и обслуживания при эксплуатации и одновременно повышения надежности выявления дефектов и уменьшения вероятности их пропуска при различных условиях окружающей среды, в том числе при отрицательных значениях температуры.
Это достигается тем, что в съемной дефектоскопной тележке, включающей снабженную рукояткой и колесами раму, на которой размещены связанные гибкими трубопроводами емкость для хранения и подачи контактирующей жидкости, снабженная органом управления подачей контактирующей жидкости, и два дефектоскопных искательных узла, соединенных с микропроцессорным блоком, емкость для хранения и подачи контактирующей жидкости выполнена с теплоизоляцией стенок, орган управления подачей контактирующей жидкости выполнен в виде запорного крана, снабженного внешним нагревательным элементом, а гибкие трубопроводы и дефектоскопные искательные узлы снабжены внутренним нагревательным элементом, при этом внутренние и внешний нагревательные элементы выполнены в виде провода с высоким электрическим сопротивлением, подключенного к блоку электропитания. Емкость для хранения и подачи контактирующей жидкости может быть снабжена соединенным с блоком электропитания трубчатым электронагревателем. Емкость для хранения и подачи контактирующей жидкости может быть выполнена в виде одной канистры с контактирующей жидкостью или в виде двух отдельных канистр с контактирующей жидкостью.
Указанный технический результат обеспечивается в рамках реализации назначения всей совокупностью существенных признаков, представленной в формуле полезной модели, каждый признак которой необходим, а вместе они достаточны для решения указанной технической проблемы и для достижения указанного технического результата. Заявленная съемная дефектоскопная тележка представляет собой одно устройство, конструктивные элементы (узлы) которого, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны (находятся в конструктивно-функциональном единстве). Их совместное использование привело к созданию нового устройства с указанным техническим результатом. Все конструктивные элементы устройства объединены в единую конструкцию и при его изготовлении соединяются между собой сборочными операциями на предприятии-изготовителе.
На чертеже показан общий вид съемной дефектоскопной тележки. Она содержит снабженную рукояткой 1 и колесами 2 раму 3. На раме 3 размещена емкость для хранения и подачи контактирующей жидкости, преимущественно выполненная в виде одной или, как показано на чертеже, двух отдельных канистр 4 с контактирующей жидкостью, снабженных запорным краном 5 в качестве органа управления подачей контактирующей жидкости. Объем каждой из канистр 4 с контактирующей жидкостью может составлять, например, 10л. На раме 3 размещены также два дефектоскопных искательных узла 6, по одному с каждой из боковых сторон рамы 3 (для соответствующей нити рельсового пути), включающие каждый искательную лыжу и ультразвуковые преобразователи в количестве, например, двух. Дефектоскопные искательные узлы 6 электрически соединены с размещенными на раме 3 микропроцессорным блоком 7 и блоком 8 электропитания, выполненным преимущественно в виде аккумуляторной батареи с напряжением, например, 12 В. Микропроцессорный блок 7 преимущественно снабжен монитором и клавиатурой и может быть выполнен, например, в виде переносного персонального компьютера (ноутбука) с отдельным приемо-генераторным блоком. Канистры 4 с контактирующей жидкостью и дефектоскопные искательные узлы 6 связаны гибкими трубопроводами 9. По всей длине магистрали подаваемой контактирующей жидкости гибкие трубопроводы 9 и дефектоскопные искательные узлы 6 снабжены внутренним нагревательным элементом, выполненным в виде провода с высоким электрическим сопротивлением, преимущественно в виде нагревательного среднетемпературного саморегулирующегося кабеля, например, типа СНО 1x0,5ф (на чертеже не отражено). Запорный кран 5 в каждой из канистр 4 с контактирующей жидкостью снабжен внешним нагревательным элементом, преимущественно в виде намотанного на него провода (кабеля) из того же материала, что и материал внутреннего нагревательного элемента (на чертеже не отражено). Внутренние и внешний нагревательные элементы электрически соединены с блоком 8 электропитания. Канистры 4 с контактирующей жидкостью выполнены с теплоизоляцией 10 стенок, представляющей собой преимущественно теплоизоляционный самоклеющийся материал, например, пенофол типа А, с алюминиевым отражателем толщиной, например, 10 мм, который укрепляется на внешних стенках канистр 4 с контактирующей жидкостью путем оклейки. Канистры 4 с контактирующей жидкостью могут быть снабжены соединенным с блоком 8 электропитания трубчатым электронагревателем (на чертеже не отражено). Съемная дефектоскопная тележка преимущественно снабжена активным или пассивным путевым сигналом 11. Она преимущественно укомплектована также электрическим включателем/выключателем элементов нагрева контактирующей жидкости, а также может быть укомплектована термореле для автоматического поддержания температуры контактирующей жидкости (на чертеже не отражено). На рукоятке 1 может быть размещен узел 11 отметки пикетов и явлений. При необходимости привязки положения выявляемых дефектов рельсов к координатам местности съемная дефектоскопная тележка может быть снабжена узлом позиционирования (на чертеже не отражено).
Для приведения съемной дефектоскопной тележки в рабочее состояние ее ставят на рельсы, включают электропитание от источника 8 электропитания и после нагрева контактирующей жидкости начинают передвигать ее со скоростью до 5 км/час, контролируя посредством микропроцессорного блока 7 наличие и характер дефектов в рельсах. При этом микропроцессорный блок 7 (или отдельный приемо-генераторный блок) обеспечивает возбуждение в ультразвуковых преобразователях дефектоскопных искательных узлов 6 ультразвуковых волн и прием сигналов электрических сигналов, соответствующих отражениям ультразвуковых волн от дефектов. В микропроцессорном блоке 7 происходит обработка электрических сигналов и обеспечивается контроль наличия и характера дефектов рельсов, а также хранение полученных данных. Начиная с момента начала движения передвижения съемной дефектоскопной тележки из канистр 4 к ультразвуковым преобразователям через гибкие трубопроводы 9 подается нагретая до постоянной температуры контактирующая жидкость. В канистрах 4 посредством трубчатого электронагревателя может осуществляться предварительный нагрев контактирующей жидкости. Обогрев запорных кранов 5 с помощью внешнего нагревательного элемента - провода с высоким электрическим сопротивлением, позволяет устранить вероятность их отказа при значительных отрицательных температурах окружающей среды. Основной нагрев контактирующей жидкости осуществляется непосредственно в гибких трубопроводах 9 и в теле дефектоскопных искательных узлов 6 с помощью внутреннего нагревательного элемента - провода с высоким электрическим сопротивлением. Это позволяет обеспечить эффективный и равномерный прогрев контактирующей жидкости, избежать резких скачков изменения ее температуры. Подача нагретой таким образом контактирующей жидкости в область контроля позволяет исключить влияние внешней среды на работу дефектоскопных искательных узлов 6 при эксплуатации (время года, наличие атмосферных осадков, температура рельсов). Это, в свою очередь, повышает надежность контроля, его точность и стабильность, а также объективность определения характера дефектов. Вероятность пропуска дефектов при этом минимальна.
Съемная дефектоскопная тележка, выполненная в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичными. Она проста по конструкции и в эксплуатации, позволяет использовать в качестве контактирующей жидкости воду при любой температуре окружающей среды, в том числе в зимний период. При определении дефектов рельсов обеспечивается высокое качество и надежность акустического контакта рабочей поверхности ультразвуковых преобразователей с поверхностью катания головки рельсов и его стабильность при различных условиях эксплуатации, в том числе при отрицательных значениях температуры, что в свою очередь повышает надежность выявления дефектов и в целом повышает стабильность и точность контроля и уменьшает вероятность их пропуска.