ПОВОРОТНАЯ ТЕЛЕЖКА ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к поворотной тележке для рельсового транспортного средства, включающей колесную пару с буксой колесной пары.
Букса поворотной тележки во время движения рельсового транспортного средства может при определенных условиях сильно нагреваться. Специалисты называют недопустимо сильный нагрев буксы колесной пары перегретой буксой. Так как перегретая букса считается опасным для эксплуатации дефектом, рельсовое транспортное средство, у которого диагностировали перегретую буксу, как правило, изымают из эксплуатации.
Для возникновения перегретой буксы существуют разные причины. Например, утечка смазки из буксы колесной пары, вызывающая повышенное трение, приводит к перегретой буксе. С другой стороны, утечка смазки из буксы колесной пары, например из-за выпаривания смазки, свидетельствует о наличии перегретой буксы.
В экстремальном случае появление перегретой буксы может привести к разрыву вала колесной пары и, следовательно, к сходу транспортного средства с рельс.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности нетрудоемкого мониторинга температуры буксы колесной пары.
Эту задачу решают посредством поворотной тележки указанного типа, имеющей согласно данной полезной модели элемент мониторинга температуры и теплопроводящую магистраль, термически связывающую буксу колесной пары с элементом контроля температуры.
В основу полезной модели положена идея возможности мониторинга температур букс колесных пар принципиально посредством бортовых и/или стационарных линейных систем мониторинга. Так как подобные системы мониторинга могут иметь дефекты, предпочтительна возможность ручного подтверждения достоверности сигнала такой системы мониторинга о наличии перегретой буксы после остановки рельсового транспортного средства, например машинистом.
Теплопроводящая магистраль соединяет буксу колесной пары и элемент мониторинга температуры таким образом, чтобы передавать тепло с одного из этих двух элементов на другой из двух элементов. Как правило, тепло передают от буксы колесной пары на элемент мониторинга температуры, так как букса колесной пары во время движения рельсового транспортного средства нагревается. Предпочтительно теплопроводящая магистраль обеспечивает равновесие между буксой колесной пары и элементом мониторинга температуры, чтобы букса колесной пары и элемент мониторинга температуры имели одинаковую температуру.
Элемент мониторинга температуры устанавливают в хорошо доступном месте, чтобы путем контроля температуры элемента мониторинга температуры обеспечить возможность мониторинга температуры буксы колесной пары в хорошо доступном месте. Следовательно, это обеспечивает возможность осуществления нетрудоемкого мониторинга температуры буксы колесной пары.
В случае поворотной тележки скрытого монтажа, в частности, нет необходимости в попадании машиниста или другого лица под поворотную тележку для возможности измерить посредством термометра температуру буксы колесной пары, которая у поворотной тележки скрытого монтажа, как правило, закрыта колесным диском колесной пары.
Кроме этого элемент мониторинга температуры выполнен с возможностью автоматизированного контроля температуры буксы колесной пары.
Под элементом мониторинга температуры понимают элемент, предназначенный - в отдельных случаях во взаимодействии с другими элементами - для мониторинга температуры буксы колесной пары путем контроля собственной температуры.
Мониторинг температуры включает фиксирование температуры и/или констатацию превышения заданного порогового значения температуры.
Теплопроводящая магистраль выполнена предпочтительно из теплопроводного материала. Теплопроводным материалом служит, например, однородное вещество или смесь веществ, в частности металлический сплав.
⋅
В данной полезной модели деталь или материал считаются теплопроводными, если их теплопроводность составляет не менее 10 W/(mK). Предпочтительно теплопроводность теплопроводящей магистрали составляет не менее 50 W/(m⋅K), особенно предпочтительно не менее 200 W/(m⋅K).
В теплопроводящей магистрали в качестве теплопроводного материала используют твердое тело, в частности металлическое твердое тело, или текучую среду. Например, в качестве теплопроводного материала используют медь, алюминий и/или серебро.
Теплопроводящая магистраль имеет предпочтительно, по меньшей мере, частичную теплоизоляцию. Другими словами, теплопроводящая магистраль помещена предпочтительно, по меньшей мере, частично в теплоизолирующий материал. Это обеспечивает предотвращение теплопотерь теплопроводящей магистрали в окружающую среду или, по меньшей мере, их сокращение.
Также предпочтительно закрепление теплопроводящей магистрали на раме поворотной тележки. Предпочтительно теплопроводящую магистраль изолируют относительно рамы поворотной тележки. Особенно предпочтительно помещение теплопроводящей магистрали на участке между элементом мониторинга температуры и буксой колесной пары в теплоизолирующий материал.
Также предпочтительно теплоизолировать, по меньшей мере, частично, элемент мониторинга температуры относительно рамы поворотной тележки.
Колесная пара имеет предпочтительно два колесных диска. Предпочтительно указанная букса колесной пары поворотной тележки расположена между обоими колесными дисками. Таким образом, поворотная тележка является предпочтительно поворотной тележкой скрытого монтажа, называемой также поворотной тележкой с внутренней установкой.
В альтернативном варианте поворотная тележка выполнена в виде поворотной тележки открытого монтажа, называемой также поворотной тележкой с наружной установкой.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели элемент мониторинга температуры выполнен в виде теплопроводного тела или имеет теплопроводное тело. Предпочтительно теплопроводное тело является металлическим телом. Например, теплопроводное тело выполняют в виде пластины. Предпочтительно теплопроводность теплопроводного тела составляет, по меньшей мере, 50 W/(m⋅K), особенно предпочтительно не менее 200 W/(m⋅K).
Также предпочтительно наличие у теплопроводного тела теплопроводящей измерительной поверхности, в частности, для измерения температуры посредством термометра. Кроме этого теплопроводное тело закрепляют на раме поворотной тележки.
В предпочтительном варианте модернизации полезной модели предложено наличие в элементе мониторинга температуры средства индикации, в частности оптического средства индикации. Средство индикации предназначено предпочтительно для сигнализирования превышения заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры. Так как элемент мониторинга температуры и букса колесной пары имеют тепловой контакт, то на этой основе регистрируют превышение заданного порогового значения температуры буксы колесной пары.
В качестве средства индикации используют, например, термолак, изменяющий цвет при превышении заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры.
Принципиально существует возможность обративного изменения цвета термолака при превышении заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры.
Обратимое изменение цвета термолака при превышении заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры особенно предпочтительно. Другими словами, термолак предпочтительно сохраняет свой цвет после превышения порогового значения температуры даже при падении температуры элемента мониторинга температуры после превышения порогового значения температуры.
В качестве средства индикации также используют цветовую капсулу, лопающуюся при превышении заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры. Цветовую капсулу заполняют, например, жидкостью и/или порошком. При лопании цветовой капсулы указанное теплопроводное тело, в частности его измерительная поверхность, окрашивается, по меньшей мере, частично.
В качестве средства индикации используют также световое устройство, предназначенное для свечения при превышении заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры. Предпочтительно световое устройство продолжает светиться и при падении температуры ниже порогового значения после превышения этого порогового значения.
В качестве средства индикации используют также сигнальное устройство с биметаллическим телом, предназначенное для сигнализирования превышения заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры на основе деформирования биметаллического тела.
Принципиально элемент мониторинга температуры может иметь несколько средств индикации, в частности комбинацию указанных выше выполнений средств индикации.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели поворотная тележка имеет еще одну колесную пару. Элемент мониторинга температуры предпочтительно устанавливают между первой плоскостью, проходящей перпендикулярно продольному направлению поворотной тележки через первую колесную пару, и второй плоскостью, проходящей перпендикулярно продольному направлению поворотной тележки через вторую колесную пару.
Поворотная тележка предпочтительно имеет второй элемент мониторинга температуры. Также предпочтительно наличие у поворотной тележки второй теплопроводящей магистрали, связывающей термически вторую буксу колесной пары со вторым элементом мониторинга температуры.
Первый указанный элемент мониторинга температуры и второй указанный элемент мониторинга температуры устанавливают, например, на соответственно противоположных сторонах поворотной тележки.
Возможно наличие у поворотной тележки дополнительного элемента мониторинга температуры и дополнительной теплопроводящей магистрали, связывающей термически дополнительную буксу колесной пары с дополнительным элементом мониторинга температуры.
Первый указанный элемент мониторинга температуры и дополнительный элемент мониторинга температуры устанавливают, например, на одной и той же стороне поворотной тележки.
Поворотную тележку выполняют, в частности, в виде т.н. облицованной поворотной тележки. Это означает, что поворотная тележка имеет облицовку, закрывающую, по меньшей мере, частично раму поворотной тележки и ее колесную пару. В этом случае элемент мониторинга температуры устанавливают предпочтительно на внешней стороне облицовки. Это обеспечивает возможность простой доступности элемента мониторинга температуры.
В данном случае под внешней стороной облицовки следует понимать обращенную от рамы поворотной тележки сторону облицовки. Облицовка поворотной тележки может быть предназначена, например, для снижения аэродинамического сопротивления поворотной тележки.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели поворотная тележка имеет по отдельному элементу мониторинга температуры для каждой буксы ее колесных пар. Также предпочтительно наличие у поворотной тележки отдельной теплопроводящей магистрали для каждой буксы ее колесных пар. Соответствующая теплопроводящая магистраль термически связывает предпочтительно точно одну буксу колесной пары точно с одним из элементов мониторинга температуры.
Элементы мониторинга температуры могут быть установлены, например, на одной и той же стороне поворотной тележки. В альтернативном варианте некоторые из элементов мониторинга температуры устанавливают на первой стороне поворотной тележки, а остальные элементы мониторинга температуры устанавливают на противоположной первой стороне второй стороне поворотной тележки.
В предпочтительном варианте модернизации полезной модели элемент мониторинга температуры имеет участок с более большим отстоянием от продольной центральной плоскости поворотной тележки, чем колесный диск колесной пары. Это обеспечивает возможность применения стационарного устройства выявления перегретой буксы для контроля температуры элемента мониторинга температуры.
Под продольной центральной плоскостью понимают в этом случае плоскость, проходящую параллельно продольному направлению поворотной тележки через ее центр. Предпочтительно продольная центральная плоскость проходит перпендикулярно валу колесной пары.
Рельсовое транспортное средство содержит, по меньшей мере, поворотную тележку по приведенному выше описанию.
Предусмотрено наличие у рельсового транспортного средства поворотной тележки с колесной парой, теплопроводящей магистрали и элемента мониторинга температуры, термическое связывание буксы колесной пары с элементом мониторинга температуры посредством теплопроводящей магистрали, передачу тепла от буксы колесной пары на элемент мониторинга температуры по теплопроводящей магистрали и контролирование температуры элемента мониторинга температуры.
Температуру буксы колесной пары контролируют, в свою очередь, на основе температуры элемента мониторинга температуры, предпочтительно соответствующей температуре буксы колесной пары.
Поворотная тележка - это предпочтительно поворотная тележка по данной полезной модели, в частности одна из описанных выше предпочтительных модернизаций поворотной тележки по данной полезной модели.
Предпочтительный вариант модернизации полезной модели предполагает подачу сигнала средством индикации, в частности оптическим средством индикации, о превышении заданного порогового значения температуры элемента мониторинга температуры.
Во время стоянки рельсового транспортного средства температуру элемента мониторинга температуры определяют посредством термометра.
Термометр прикладывают для определения температуры, например, к теплопроводящей измерительной поверхности, в частности к металлической измерительной поверхности элемента мониторинга температуры.
В случае бесконтактного термометра с его помощью фиксируют тепловое излучение измерительной поверхности элемента мониторинга температуры. На основе зафиксированного теплового излучения посредством термометра определяют температуру элемента мониторинга температуры.
Для известных на сегодня поворотных тележек мониторинг температуры буксы колесной пары возможен только посредством стационарных линейных устройств выявления перегретой буксы, так как устройства выявления перегретой буксы установлены, глядя от центра рельсового пути, за пределами рельсового полотна. Элемент мониторинга температуры обеспечивает в отличие от этого возможность мониторинга температуры буксы колесной пары независимо от типа поворотной тележки - т.е. независимо от открытого или скрытого типа монтажа поворотной тележки.
Так, например, во время движения рельсового транспортного средства устройство выявления перегретой буксы определяет температуру элемента мониторинга температуры. Устройство выявления перегретой буксы фиксирует тепловое излучение элемента мониторинга температуры, в частности его измерительной поверхности, и на основе зафиксированного теплового излучения определяет температуру элемента мониторинга температуры.
Приведенное выше описание предпочтительных вариантов осуществления полезной модели содержит множество признаков, сведенных в отдельных зависимых пунктах формулы в несколько групп. Однако эти признаки можно рассматривать предпочтительно и по отдельности и сводить их в предпочтительные иные группы. В частности, существует возможность рассматривать эти признаки для поворотной тележки по данной полезной модели по отдельности и в любой их комбинации.
Если даже в описании или в формуле полезной модели некоторые понятия приведены в единственном числе или в сочетании с числительным, объем правовой защиты этих понятий не ограничен единственным числом или соответствующим множественным числом.
Описанные выше характеристики, признаки и преимущества полезной модели, а также вид и метод их обеспечения более ясно и подробно раскрыты на основе последующего описания вариантов осуществления полезной модели с привлечением чертежей. Варианты осуществления полезной модели служат разъяснению полезной модели и не ограничивают полезную модель приведенными в них комбинациями признаков, в том числе и в отношении функциональных признаков. Кроме этого соответствующие признаки каждого отдельного варианта осуществления можно рассматривать явно по отдельности, изымать их из одного варианта осуществления, добавлять в другой вариант осуществления для его расширения и комбинировать с любым пунктом формулы полезной модели.
На чертежах представлено следующее:
Фиг. 1 - схема рельсового транспортного средства с двумя поворотными тележками;
фиг. 2 - вертикальная проекция одной из двух поворотных тележек по фиг. 1;
фиг. 3-вертикальная проекция альтернативной поворотной тележки;
фиг. 4 - вертикальная проекция еще одной альтернативной поворотной тележки.
На фиг. 1 показана схема рельсового транспортного средства 2.
Рельсовое транспортное средство 2 имеет две поворотные тележки 4, выполненные главным образом идентично. Рельсовое транспортное средство 2 имеет также систему 6 мониторинга с несколькими температурными датчиками 8 и коммутированный с температурными датчиками 8 анализатор 10 для обработки температурных сигналов, вырабатываемых температурными датчиками 8.
На фиг. 2 показана вертикальная проекция примера одной из двух поворотных тележек 4 рельсового транспортного средства 2 по фиг. 1.
Поворотная тележка 4 имеет раму 12, а также две выполненные идентично колесные пары 14. Каждая из двух колесных пар 14 имеет вал 16 колесной пары, а также колесные диски 18, соединенные с валом 16 колесной пары. Каждая из двух колесных пар 14 имеет также две буксы 20 колесной пары, посредством которой вал 16 соответствующей колесной пары 14 установлен на раме 12.
В данном случае для поворотной тележки 4 речь идет о т.н. поворотной тележке скрытого монтажа. Это означает, что буксы 20 соответствующей колесной пары 14 установлены между ее колесными дисками 18.
Поворотная тележка 4 имеет также четыре элемента 22 мониторинга температуры. Кроме этого, поворотная тележка 4 имеет четыре теплопроводящие магистрали 24 с медью в качестве теплопроводного материала. Каждая из теплопроводящих магистралей 24 термически связывает точно одну из букс 20 колесной пары точно с одним из элементов 22 мониторинга температуры.
Как элементы 22 мониторинга температуры, так и теплопроводящие магистрали 24 закреплены на раме 12 поворотной тележки 4. Кроме этого теплопроводящие магистрали 24 теплоизолированы относительно рамы 12. Элементы 22 мониторинга температуры в точке их крепления к раме 12 теплоизолированы относительно рамы 12.
Каждый элемент 22 мониторинга температуры имеет теплопроводящее тело 26, выполненное в виде пластины из металла, в частности из меди, с теплопроводной измерительной поверхностью 28. В данном варианте осуществления каждый элемент 22 мониторинга температуры имеет также в качестве оптического средства индикации заполненную жидкостью цветовую капсулу 30, установленную на металлическом теле 26 соответствующего элемента 22 мониторинга температуры.
Кроме этого, элементы 22 мониторинга температуры установлены соответственно между первой плоскостью 32, проходящей перпендикулярно продольному направлению 34 поворотной тележки 4 через первую из двух колесных пар 14, и второй плоскостью 36, проходящей перпендикулярно продольному направлению 34 поворотной тележки 4 через вторую из двух колесных пар 14.
В данном варианте осуществления элементы 22 мониторинга температуры установлены на двух разных, противоположных сторонах поворотной тележки 4.
Система 6 мониторинга рельсового транспортного средства 2 посредством температурных датчиков 8 определяет температуру буксы 20 соответствующей колесной пары.
При превышении температурой буксы 20 колесной пары заданного порогового значения температуры система 6 мониторинга генерирует сигнал перегретой буксы, выводимый для машиниста на прибор индикации (не показан) рельсового транспортного средства 2 и имеющий однозначно соответствующую адресацию для соответствующей буксы 20 колесной пары.
Во время стоянки рельсового транспортного средства 2 машинист лично по месту соответствующей буксы 20 колесной пары подтверждает достоверность сигнала о перегретой буксе. Для этого машинист посредством переносного термометра (не показан) определяет температуру соответствующего элемента 22 мониторинга температуры, термически связанного теплопроводящей магистралью 24 с соответствующей буксой 20 колесной пары.
Так как указанная теплопроводящая магистраль 24 передает тепло от соответствующей буксы 20 колесной пары на связанный термически с буксой 20 колесной пары элемент 22 мониторинга температуры, существует термическое равновесие между буксой 20 колесной пары и элементом 22 мониторинга температуры и оба элемента имеют одинаковую температуру. Таким образом, путем измерения в хорошо доступном месте температуры элемента 22 мониторинга температуры машинист имеет возможность определить температуру буксы 20 колесной пары.
Используемый машинистом термометр является, например, бесконтактным термометром, в частности пирометром, фиксирующим тепловое излучение измерительной поверхности 28 указанного элемента 22 мониторинга температуры и определяющим на этой основе его температуру.
Термометр излучает лазерный луч для фиксирования целевой поверхности. Термометр имеет также источник света для подсветки элемента 22 мониторинга температуры.
Указанные цветовые капсулы 30 предназначены для лопания при превышении температурой соответствующего элемента 22 мониторинга температуры заданного порогового значения. Лопание цветовой капсулы 30 элемента 22 мониторинга температуры приводит к окрашиванию участка теплопроводного тела 26 элемента 22 мониторинга температуры. Это обеспечивает машинисту возможность путем простого визуального контроля установить превышение температуры элемента 22 мониторинга температуры и, тем самым, температуры соответствующей буксы 20 колесной пары.
Описания последующих вариантов осуществления направлены соответственно в первую очередь на отличия от предыдущего варианта осуществления, на который делается ссылка относительно одинаковых признаков и функций. Главным образом одинаковые или идентичные друг другу элементы обозначены для целесообразности одними и теми же условными обозначениями, а не названные признаки включены в последующие варианты осуществления без их повторного описания.
На фиг. 3 показана вертикальная проекция альтернативной поворотной тележки 38. Эту поворотную тележку 38 применяют, например, вместо поворотной тележки 4 по фиг. 2 рельсового транспортного средства 2.
В данном варианте осуществления все элементы 22 мониторинга температуры установлены на одной и той же стороне поворотной тележки 38. Это обеспечивает машинисту возможность контролировать температуру всех букс 20 колесных пар с одной стороны поворотной тележки 38 без необходимости обхода поворотной тележки 38 с другой стороны.
Кроме этого, элементы 22 мониторинга температуры имеют вместо цветовой капсулы термолак 40 в качестве оптического средства индикации.
При превышении температурой элемента 22 мониторинга температуры заданного порогового значения его термолак 40 обратимо изменяет цвет и, тем самым, оптически сигнализирует превышение порогового значения температуры.
На фиг. 4 показана вертикальная проекция альтернативной поворотной тележки 42. Эту поворотную тележку 42 применяют, например, вместо поворотной тележки 4 по фиг. 2 или вместо поворотной тележки 38 по фиг. 3 рельсового транспортного средства 2.
В данном варианте осуществления поворотная тележка 42 имеет облицовку 44 вокруг рамы 12 и колесных пар 14, причем облицовка 44 показана в разрезе.
Элементы 22 мониторинга температуры этой поворотной тележки 42 закреплены на одной внешней стороне облицовки 44. Кроме этого элементы 22 мониторинга температуры в соответствующих точках их крепления к облицовке 44 теплоизолированы относительно облицовки 44.
Кроме этого, отстояние элементов 22 мониторинга температуры от центральной продольной плоскости 46 поворотной тележки 42 больше, чем у колесных дисков 18 колесных пар 14.
Во время движения рельсового транспортного средства 2 линейные устройства выявления перегретой буксы (не показано), расположенные относительно центра полотна за пределами рельс, используют для определения температуры элементов 22 мониторинга температуры и, тем самым, температуры букс 20 колесных пар.
Применение линейных устройств выявления перегретой буксы для мониторинга температуры букс колесных пар не ограничено применением только относительно поворотных тележек с облицовкой, как это показано, например, на фиг. 4. И для поворотной тележки 4 по фиг. 2 и для поворотной тележки 38 по фиг. 3 существует возможность мониторинга посредством линейных устройств выявления перегретой буксы при условии, что элементы 22 мониторинга температуры имеют достаточную длину и/или достаточно большое отстояние от центральной продольной плоскости 46 соответствующей поворотной тележки 4, 38 для того, чтобы тепловое излучение элементов 22 мониторинга температуры могло быть зафиксировано устройствами выявления перегретой буксы.
Несмотря на то, что полезная модель подробно проиллюстрирована и описана, она не ограничена раскрытыми примерами ее выполнения, и существует возможность выведения из него других вариантов осуществления без нарушения объема правовой защиты полезной модели.