АККУМУЛЯТОРНЫЙ БОКС ТЕПЛОВОЗА С УСТРОЙСТВОМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована в конструкции аккумуляторного бокса для тепловоза.
На части современных транспортных средств, в том числе, на тепловозах, наметилась тенденция широкого использования щелочных аккумуляторных батарей. Щелочные батареи, в частности, выпускаемые заводом АИТ (РФ, г. Саратов), относятся к практически не обслуживаемым и продуктом гидролиза в нормальном режиме заряда-разряда является кислород, а не водород, как у кислотных. Регламент их обслуживания - это очистка от грязи, образующейся, в первую очередь, при попадании снега через вентиляционные отверстия в бокс. При этом вентиляция в аккумуляторном боксе с щелочными аккумуляторами предназначена, в основном, для удаления продукта гидролиза - водорода только в режиме перезаряда, что соответствует аварийному, при вышедшем из строя зарядном устройстве. Поэтому вентиляция аккумуляторного бокса со щелочными аккумуляторными батареями актуальна только при возникновении аварийного режима их эксплуатации, когда дизель работает на полной мощности и тепловоз находится в движении. При нормальных условиях работы оборудования тепловоза важно минимизировать воздействие атмосферных осадков на аккумуляторные батареи бокса, поскольку грязь внутри бокса способствует увеличению утечки заряда батарей.
Из описания к патенту US 6547020 B2, МПК B60R 16/04, B62D 7/22, B60J 7/00, публ. 15.04.2003 г., известна конструкция аккумуляторного бокса транспортного средства с устройством вентиляции, которое включает электровентилятор, а также приточное и вытяжное отверстия, выполненные в нижней стенке аккумуляторного бокса.
Недостатком описанной выше конструкции аккумуляторного бокса с точки зрения использования ее в составе тепловоза является использование электровентилятора, который увеличивает массу бокса, потребляет дополнительную электроэнергию и нуждается в техническом обслуживании. При выходе электровентилятора из строя устройство вентиляции не сможет обеспечить своевременное удаление из бокса газов.
Из патента RU 114647 U1, МПК B61D 27/00, публ. 10.04.2012 г., известна конструкция аккумуляторного бокса вагона с устройством вентиляции, которое содержит прикрепленную к аккумуляторному боксу вытяжную трубу, снабженную щитком, и воздуховод, снабженный электроклапаном и соединенный с воздуховодом системы вентиляции вагона. Воздух из вагона нагнетают через воздуховод в аккумуляторный бокс, обеспечивая принудительную вентиляцию (зимой - также подогрев) аккумуляторных батарей.
Недостатком конструкции является повышенная сложность, обусловленная необходимостью стыковки воздуховода с воздуховодом системы вентиляции вагона и необходимостью использования устройства нагнетания воздуха из вагона для принудительной вентиляции бокса. Кроме того, возможно обратное проникновение в вагон газов из аккумуляторного бокса.
За ближайший аналог заявляемого аккумуляторного бокса тепловоза принят аккумуляторный бокс тепловоза, известный из патента RU 157084 U1, МПК B60R 16/04, публ. 20.11.2015 г., который включает в себя корпус, предназначенный для размещения под рамой тепловоза и снабженный средствами крепления к раме, выдвижную тележку, которая снабжена лицевой панелью и подвижно установлена в корпусе, и поддон для аккумуляторных батарей, расположенный на выдвижной тележке. Бокс размещают на одной стороне рамы тепловоза, лицевой панелью вдоль направления движения тепловоза.
Недостатком ближайшего аналога является отсутствие устройства вентиляции, которое обеспечивало бы низкий уровень загрязнения аккумуляторного бокса в процессе нормальной эксплуатации и эффективно удаляло газовые продукты гидролиза, в первую очередь водород, при возникновении неисправности зарядного устройства тепловоза.
Задача, на достижение которой направлена полезная модель, заключается в создании конструкции аккумуляторного бокса тепловоза с устройством вентиляции, характеризующейся пониженными затратами на техническое обслуживание, эффективным удалением газов в случае неисправности зарядного устройства, минимизацией габаритных размеров и повышенной надежностью эксплуатации.
Технические результаты, на достижение которых направлена полезная модель, заключаются в снижении затрат на техническое обслуживание щелочных аккумуляторных батарей, а также в повышении надежности работы и безопасности эксплуатации аккумуляторного бокса тепловоза с устройством вентиляции.
Указанные выше технические результаты достигаются в аккумуляторном боксе тепловоза с устройством вентиляции, включающем в себя корпус со средствами крепления к раме тепловоза, выдвижную тележку с лицевой панелью, подвижно установленную в корпусе, поддон для аккумуляторных батарей, расположенный на выдвижной тележке, а также приточные и вытяжные вентиляционные отверстия.
Указанные технические результаты достигаются тем, что вытяжные отверстия выполнены в лицевой панели, над вытяжными отверстиями сформированы козырьки для защиты вытяжных отверстий от попадания атмосферных осадков, а приточные отверстия выполнены в задней стенке корпуса. При установке на тепловоз аккумуляторный бокс такой конструкции, размещенный под рамой тепловоза на одной стороне рамы с лицевой панелью, ориентированной вдоль направления движения тепловоза, приточные отверстия оказываются защищены от атмосферных осадков корпусом тепловоза, в то время как вытяжные отверстия в лицевой панели защищены козырьками. Как отмечалось выше, выход из строя зарядного устройства тепловоза, при котором щелочные аккумуляторные батареи могут выделять водород, возможен только во время движения тепловоза. А при движении тепловоза скорость воздушного потока, набегающего со стороны вытяжных отверстий в лицевой панели, выше скорости потока воздуха под рамой тепловоза, где расположены приточные отверстия. В результате выбранного взаимного расположения бокса относительно тепловоза, а также вытяжных и приточных отверстий, при движении тепловоза происходит интенсивная вентиляция бокса в направлении от приточных к вытяжным отверстиям. При таком расположении бокса и элементов устройства вентиляции в нем, количество атмосферных осадков, попадающих внутрь аккумуляторного бокса, минимально.
Полезная модель поясняется следующими изображениями.
На Фиг. 1 изображен аккумуляторный бокс в сборе (тележка выдвинута);
На Фиг. 2 изображен аккумуляторный бокс, вид спереди.
На Фиг. 3 изображен аккумуляторный бокс, вид сзади.
Позициями на Фиг. обозначены:
1 - корпус аккумуляторного бокса;
2 - средства крепления к раме тепловоза;
3 - выдвижная тележка;
4 - выдвижной механизм тележки;
5 - поддон для аккумуляторных батарей;
6 - щелочные аккумуляторные батареи;
7 - козырек;
8 - вытяжное отверстие;
9 - задняя стенка корпуса;
10 - приточные отверстия.
Полезная модель может быть успешно реализована в конструкции, включающей в себя (см. Фиг. 1-3) корпус 1 со средствами 2 крепления к раме тепловоза и задней стенкой 9, выдвижную тележку с лицевой панелью 3, подвижно установленную в корпусе 1 с помощью выдвижного механизма 4, поддон 5 для щелочных аккумуляторных батарей 6, расположенный на выдвижной тележке 3.
Для реализации полезной модели выполняют следующие изменения.
В лицевой панели 3 выполняют вытяжные отверстия 8, над которыми формируют козырьки 7, а в задней стенке 9 выполняют приточные отверстия 10.
Бокс используется обычным способом. В составе тепловоза батареи 6 расположены в поддоне 5 внутри корпуса 1 и присоединены к системе электроснабжения силовыми кабелями, которые расположены в верхней части корпуса 1 и защищены гибкими кабель-каналами.
При необходимости, аккумуляторные батареи 6 могут быть извлечены для осмотра или замены. При этом батареи 6 отсоединяют от силовых кабелей и поддон 5 с батареями 6 поднимают из тележки с помощью крана или другого подъемного механизма. Стропы подъемного механизма соединяют со скобами, которыми снабжен поддон 5. После завершения обслуживания аккумуляторов тележку задвигают в корпус 1.
При неподвижном положении тепловоза необходимость в вентиляции аккумуляторного бокса практически отсутствует.
При движении тепловоза, в корпусе бокса в направлении «от приточных отверстий задней стенки к вытяжным отверстиям лицевой панели» формируется воздушный поток, скорость которого зависит от скорости движения тепловоза (скорости набегающего на лицевую панель аккумуляторного бокса тепловоза потока воздуха). Таким образом, в режиме движении тепловоза, когда аккумуляторные батареи заряжают от зарядного устройства тепловоза и может произойти отказ зарядного устройства, пространство внутри аккумуляторного бокса интенсивно вентилируется и накопления водорода в нем не происходит.
Эксплуатация опытного образца полезной модели в составе тепловоза 2ТЭ25КМ подтвердила ее промышленную применимость и соответствие заявленным техническим результатам. Предлагаемое техническое решение позволяет существенно увеличить межрегламентные интервалы обслуживания.