УСТРОЙСТВО ОБОГРЕВА СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам электрообогрева стрелочных переводов.
Известен стрелочный перевод с устройством для электрообогрева, содержащий рамный рельс с установленным на нем электрообогревателем и остряк, электрообогреватель монтируется вдоль рамного рельса в контакте с поверхностью его подошвы с внутренней стороны, наружные поверхности рамного рельса и остряка теплоизолированы, при этом электрообогреватели имеют оболочку плоскоовального сечения и закреплены ниже направляющей остряка посредством пружинных скоб, установленных в каждом межшпальном пространстве на протяжении всей длины электрообогревателя. Кроме этого, сечение оболочки плоскоовального электрообогревателя, вместе с огибающей его пружинной скобой, находится в пределах 8×13 мм, пружинные скобы крепления установлены на подошве рамного рельса, пружинные скобы крепления плоские, электрообогреватели имеют оболочку плоскоовального сечения и закреплены посредством пружинных скоб, установленных на подошве остряка в каждом межшпальном пространстве на протяжении всей длины электрообогревателя.
Обогрев осуществляется стержневыми электрообогревателями, имеющими оболочку плоскоовального сечения, которые не наводят внешнего магнитного поля и не препятствуют работе автоматической локомотивной сигнализации. Наличие оболочки нагревательных элементов, вместе с огибающей его пружинной скобой в пределах 8×13 мм обеспечивает надежную работу перевода, отсутствует возможность защемления нагревательных элементов между рамным рельсом и остряком. В условиях вибрации и механических воздействий, связанных с движением железнодорожного транспорта, а также при воздействии атмосферных осадков и циклической смене температур, крепление и электрообогревателей при помощи пружинных скоб, установленных на подошве остряка в каждом межшпальном пространстве на протяжении всей длины электрообогревателя, является надежным, что повышает надежность в работе стрелочного перевода. (Патент на полезную модель №149762, заявка №2014134494 от 22.08.2014).
Недостаток данного технического решения заключается в высокой энергоемкости обогревателя. Наличие теплоизоляционного покрытия с внешней стороны рамного рельса усложняет систему обогрева и приводит к ее удорожанию и усложнению монтажа.
Известно устройство для обеспечения бесперебойного и безопасного движения поездов в зимний период на железнодорожном транспорте использующего один из наиболее эффективных способов очистки стрелок - электрический обогрев. Устройство для обогрева стрелочного перевода содержит рамный рельс с установленным на нем электронагревателем и остряк, при этом электронагреватель монтируется вдоль рамного рельса в контакте с поверхностью его подошвы, вдоль остряка на его внутренней поверхности установлен дополнительный электронагреватель, наружные поверхности рамного рельса и остряка теплоизолированы, а между башмаками вдоль рамного рельса и остряка установлены теплоотражатели, наружные поверхности теплоотражателей теплоизолированы (Патент на полезную модель №20108, заявка №2001106022 от 06.08.2001 г.). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостаток данного технического решения заключается в высокой энергоемкости обогревателя. Наличие теплоизоляционного покрытия с внешней стороны рамного рельса усложняет систему обогрева и приводит к ее удорожанию и усложнению монтажа.
Задачей заявляемого технического решения является обеспечение бесперебойной и безопасной работы стрелочного перевода при движении подвижных составов.
Технический результат заключается в снижении энергозатрат на процесс очистки от снега и льда пространства между остряком и рамным рельсом в период снегопадов и метелей, и уменьшение эксплуатационных расходов.
Технический результат, достигается устройством обогрева стрелочного перевода, содержащим инфракрасные обогреватели (ИКО) расположенные вдоль внутренней стороны рельса в контакте с поверхностью шейки рельса, и вдоль стороны остряка в контакте с поверхностью, обращенной к рамному рельсу, при этом ИКО выполнены в виде ленты с ассиметричной диаграммой ИК-излучения. Кроме этого, ИКО состоит из композиции включающей защитный наружный слой, слой ИК-излучателей, слой теплоизоляции и слой ИК-отражения, слой ИК-отражения прилегает к поверхности рамного рельса и остряка, слой теплоизоляции прилегает к поверхности рамного рельса и остряка, слой ИК-отражения расположен между слоем ИК-излучения и слоем теплоизоляции который прилегает к поверхности рамного рельса и остряка, защитный слой выполнен прозрачным для ИК-излучения, контакт ИКО с поверхностью рельса и остряка осуществляется прижатием ленты плоскими пружинными скобами, установленными на подошве рамного рельса и подошве остряка в каждом межшпальном пространстве на протяжении всей длины ИКО.
Снижение энергозатрат на процесс очистки от снега и льда пространства между остряком и рамным рельсом в период снегопадов и метелей достигается тем, что используется ИКО. Энергия ИК-излучения, попадая на влажную поверхность рельса и остряка, превращается в теплоту. Собственно выделение теплоты происходит в основном на наружной поверхности материала, и лишь незначительная часть излучения проникает на некоторую глубину материала и там диссипируется в теплоту. От наружной поверхности вглубь материала теплота распространяется за счет механизма теплопроводности. При наличии снега и льда энергия ИК-излучения поглощается слоем снега и льда преобразуется в тепловую уже на поверхности снега и льда. Под воздействием ИК излучения альбедо снежного покрова изменяется и достигает нулевого значения быстро, хотя начальное значение альбедо свежее-выпавшего снега близко к 1, что означает практически полное отражение в начале таяния. (О.Я. Масликова. «Экспериментальное исследование снеготаяния на лабораторной модели.» Строительство и архитектура, №1, 2016 г.). Не значительное по объему пространство между рамным рельсом и остряком, даже при сильном снегопаде, быстро будет освобождаться от снега и льда при воздействии ИК-излучения, которое будет по энергетическим затратам в 5-4 раза меньше, по сравнения с ТЭНовым нагревом рельсов, и последующим таянием снега и льда.
Уменьшение эксплуатационных расходов достигается за счет упрощения монтажных работ. Отсутствует внешняя теплоизоляция рельса и остряка.
Данное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана компоновочная схема устройства ИКО стрелочного перевода, на фиг. 2 показана схема ИК-излучения (тепловых потоков) на примере реализации ИКО стрелочного перевода.
Устройство обогрева стрелочного перевода содержит инфракрасный обогреватель 1 расположенные вдоль внутренней стороны рельса 2 в контакте с поверхностью шейки рельса, и инфракрасный обогреватель 3 вдоль стороны остряка 4 в контакте с поверхностью, обращенной к рамному рельсу, при этом ИКО выполнены в виде ленты 5 с ассиметричной диаграммой ИК-излучения 6. ИКО состоит из композиции включающей защитный наружный слой 5.1, слой ИК-излучателей 5.2, слой теплоизоляции 5.3 и слой ИК-отражения 5.4. Слой ИК-отражения прилегает к поверхности рамного рельса 2 и остряка 3. Может быть другое расположение слоев ИКО. Питание 5.5 ИКО происходит их шкафа управления 7. Контакт ИКО с поверхностью рельса 2 и остряка 3 осуществляется прижатием ленты 5 плоскими пружинными скобами 8 и 9, установленными на подошве рамного рельса и подошве остряка в каждом межшпальном пространстве на протяжении всей длины ИКО.
Включение устройства электрообогрева происходит автоматически при наличии на переводе снега или льда, а также при условиях, благоприятных для их образования. Предлагаемое устройство обеспечивает максимальную степень очистки от снега и льда стрелки при сохранении высокой надежности в условиях вибрации и механических воздействий, связанных с движением железнодорожного транспорта.
На данное техническое решение разработана техническая документация.