ПОЛОЗ ТОКОПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Область техники.
Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к токоприемникам электроподвижного состава.
Предшествующий уровень техники.
Под токоприемником электроподвижного состава (ЭПС) понимается электрический аппарат, предназначенные для токосьема и передачи тягового тока от контактного провода к ЭПС.
Полоз токоприемника является частью токоприемника и представляет собой несущую конструкцию, на которой закреплены токосъемные вставки. Полоз имеет четко определенную форму. Токосъемные вставки являются сменными токопроводящими элементами.
В предшествующем уровне техники широко представлены различные конструкции полозов (см. патенты RU5769, RU7063, RU122955 и др.).
Наиболее близкое техническое решение по отношению к предложенному раскрывается в патенте на полезную модель RU123374.
В соответствии с данным патентом полоз токоприемника ЭПС, содержит каркас из электропроводящего материала, на котором установлен токосъемный элемент, выполненный в виде самонесущей вставки, включающей в себя металлоуглеродный слой, закрепленный посредством клея на подложке, который крепится к каркасу посредством болтов, и двух пластин, примыкающих по краям к токосъемному элементу и закрепленных с помощью болтов к каркасу, при этом упомянутая подложка снабжена аэродинамическими крыльями, выполненными из материала с высоким коэффициентом теплоотдачи и расположенными по краям токосъемного элемента.
Как сообщается в патенте, использование данного полоза токоприемника ЭПС позволит увеличить нагрузочную способность токоприемника за счет отведения тепла от токосъемного элемента посредством аэродинамических крыльев, а также повысить качество токосъема путем стабилизации контактного нажатия токоприемника при увеличении скорости движения электроподвижного состава.
К недостаткам известного технического решения относится высокий износ токосъемной вставки и, сравнительно низкий межремонтный пробег полоза токоприемника.
Раскрытие полезной модели.
Задачей полезной модели является устранение присущих известному техническому решению недостатков. Другие задачи станут понятны из дальнейшего описания полезной модели.
Поставленная задача решается полозом токоприемника электроподвижного состава, который содержит раму, образованную тремя основаниями, соединенными между собой поперечинами; установленные на основаниях токосъемные вставки, образующие совместно с основаниями сборки; два симметричных спойлера, установленные на поперечины и расположенные между сборками с образованием зазора между каждой крайней сборкой и спойлером, при этом крайние сборки и спойлеры имеют аэродинамически обтекаемую форму, а зазор выполнен с возможностью обеспечения разворота воздушного потока от нижней части сборки к верхней.
В частных воплощениях изобретения спойлер выполнен с ребрами, расположенными на его нижней и внутренней поверхностях.
В предпочтительных воплощениях изобретения спойлер выполнен из полимерного композиционного материала.
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
На фиг.1 приведено схематическое изображение полоза токоприемника, вид сбоку.
На фиг.2 приведено схематическое изображение полоза токоприемника, вид снизу.
На фиг.3 приведено схематическое изображение оребренной структуры спойлера.
Позиции на фигурах означают следующее:
1 - Основание обтекаемой формой
2 - Основание стандартное
3 - Крайняя вставка обтекаемой формы
4 - Вставка стандартная
5 - Сборка обтекаемой формы
6 - Сборка стандартная
7 - Поперечина
8 - Спойлер
9 - Зазор
10 - Оребрение
Полезная модель реализуется следующим образом.
Полоз включает три основания (см. фиг.1 и 2), два из которых являются крайними (1) и имеют обтекаемую форму. Еще одно основание (2) установлено в центре и имеет традиционную форму.
На основаниях установлены вставки (3, 4). Вставки (3) установлены на крайние основания (1) и имеют аэродинамически обтекаемую форму. Вставка (4), установленная на среднее основание (2) имеет традиционную стандартную форму.
Вставки (3, 4) и основания (1, 2) образуют сборки (5, 6), при этом, крайние сборки (5), имеют аэродинамически обтекаемую форму, а средняя сборка (6) имеет стандартную форму.
Основания (1, 2) соединены между собой поперечинами (7).
Два симметричных спойлера (8) с аэродинамически обтекаемой формой, установленные на поперечины (7) и расположены между сборками (5) и (6) с образованием зазора (9) между каждой крайней сборкой (5) и спойлером (8).
Зазор (9) выполнен таким образом, что обеспечивает разворот воздушного потока от нижней части сборки к верхней.
Спойлер может быть выполнен с ребрами (10), расположенными на его нижней и внутренней поверхностях.
Полезная модель работает следующим образом.
При движении ЭПС набегающий поток воздуха практически безотрывно обтекает первую токосъемную вставку (2) по ходу движения и ее основание (1) благодаря выбранной аэродинамической форме. Так же первый спойлер (8) обеспечивает разворот части воздушного потока, обтекающего основание первой вставки (1), вокруг сборки (3) и направляет его вверх, в направлении пересекающимся с направлением основного потока обтекания верхней поверхности вставки (2).
Тем самым обеспечивается реализация эффекта «струйного закрылка» заключающегося, в данном случае, в формировании зоны повышенного статического давления лежащей впереди области пересечения потоков, т.е. как раз в области контактной поверхности токосъемной вставки, что позволяет снизить износ токосъемной вставки. Тем самым повышается межремонтный пробег полоза.
Еще одной особенностью предлагаемой конструкции является обеспечение минимальной поперечной (вертикальной) аэродинамической силы возникающей при обтекании полоза. Это достигается за счет взаимокомпенсации вертикальных поперечных аэродинамических сил: подъемной, возникающей в основном за счет повышения давления на нижней поверхности полоза в области крепления его к пантографу, и прижимной, вызванной работой спойлера.
Третьей особенностью предлагаемой конструкции является реализация мер по снижению аэродинамических шумов, возникающих при обтекании конструкции полоза при высоких скоростях движения состава. Эти меры заключаются в применении оребренной конструкции спойлера. Многочисленные тонкие пластины, установленные вдоль потока, позволяют повысить звуковую частоту и снизить мощность акустических эффектов обтекания полоза за счет дробления крупных вихревых нестационарных структур потока на более мелкие, обладающие значительно меньшей энергетикой.
Таким образом, обеспечивается снижение уровня акустического шума, возникающего при воздушном обтекании полоза предлагаемой конструкции.