ES2338126T3 - Procedimiento y un dispositivo para reducir un arremolinado de objetos sueltos en el lecho de balasto durante el paso de trenes. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para reducir un arremolinado de objetos sueltos en el lecho de balasto durante el paso de un tren, caracterizado porque se actúa sobre la corriente próxima a la pared en la parte inferior del piso (11) del tren debido a que - se succiona aire en la capa externa o en la parte inferior del piso del tren y se lo expele como aire próximo a la pared en la parte inferior del piso del tren (19) en sentido contrario al sentido de la marcha y - se colocó una tapa (21) en el extremo de la parte inferior del piso de una abertura de expelido (18) que se alojó en forma girable alrededor de un eje vertical en el sentido de marcha, cuya posición puede regularse por medio de un mecanismo de ajuste, y que es accionada al cambiar el sentido de marcha del tren, para que el aire eyectado siempre sea expelido en dirección contraria al sentido de marcha.
Description
Procedimiento y un dispositivo para reducir un
arremolinado de objetos sueltos en el lecho de balasto durante el
paso de trenes.
La invención se refiere a un procedimiento y un
dispositivo para reducir un arremolinado de objetos sueltos en el
lecho de balasto durante el paso de trenes. Este procedimiento se
utiliza especialmente en vías de rieles, por las cuales circulan
vehículos a alta velocidad por sobre un lecho de balasto con
grava.
Se conoce el fenómeno que durante el traslado de
trenes por sobre un lecho de balasto rellenado con grava, puede
producirse el arremolinado de grava. Las piedras arremolinadas
pueden rebotar en el tren y al alcanzar elevadas velocidades de
eyección producen notorios daños. Este fenómeno se describe en la
UIC en "Design of new lines for speeds of 300-350
km/h, state of the art", first report, International Union of
Railways, high speed department, version dated 25 October 2001.
Además de otros fenómenos como, por ejemplo, las
vibraciones producidas por el paso del tren, se considera que la
corriente de aire que se forma entre el piso del tren y la
superestructura es el mecanismo que ocasiona el arremolinado de
grava. Existen estudios científicos sobre, por ejemplo, el
desplazamiento de dunas de arena por medio del viento, la erosión
de superficies labradas debida a viento, el movimiento de piedras en
los lechos de ríos, véase por ejemplo, Bagnold, Ralph A.: "The
Physics of Sediment transport by wind and water", ISBN
0-87262-665-2,
American Society of civil engineers, 1988.
Entre el piso del tren y la superestructura se
produce un perfil de corriente tridimensional que se representó a
modo de ejemplo en la figura 1 para un observador estático (signos
de fórmula y sistema de coordenadas según prEN
14067-1:2002 (E)). Los parámetros determinantes de
la forma del perfil de corriente son: la posición debajo del tren
en sentido longitudinal, la geometría de la superestructura (altura
de la grava debajo del borde superior del riel, rugosidad de la
mecánica de las corrientes) y la geometría del tren (altura del piso
por encima del borde superior del riel, rugosidad de la mecánica de
las corrientes de la parte inferior del piso).
Del documento US 2.318.863, se conoce un vagón
de ferrocarril que presenta agregados y otros para evitar los daños
debidos a la grave eyectada. Estos agregados están dispuestos como
un primer elemento componente en el área entre los bogies en forma
de revestimientos y como un segundo elemento componente en forma de
protección tipo persiana antepuesta. La finalidad es que entre
ambos elementos componentes se constituya una corriente orientada
hacia el exterior que debe evitar un arremolinado y una alteración
debida a la eyección de la grava.
Además, del documento US 2.110.019 se conoce
otro vagón de ferrocarril que presenta agregados para evitar las
mayores turbulencias. Los agregados se colocaron en el área del
bogie.
En el documento DE 25 42 780, se presentan
elementos de revestimiento laterales y colocados en la parte
superior del bogie que se realizaron con leve curvatura convexa
hacia el lado externo. Estos elementos de revestimiento deben
cumplir la función de amortiguación sonora.
Una protección similar para los vagones se
conoce del documento DE 25 42 779, donde estas protecciones se
realizaron móviles y se dispusieron en el bogie y unidos fijamente
con el soporte longitudinal de la caja del va-
gón.
gón.
En el documento EP 0 057 765, se describe un
vehículo para el traslado sobre rieles que presenta chapas
deflectoras del viento que son rebatibles y se extienden
transversales al sentido de marcha, las que en caso de calentamiento
excesivo de los frenos y los cojinetes de las ruedas han de
concretar la refrigeración con aire. Constituyen un revestimiento
del bogie y pueden ser giradas hacia afuera y replegarse.
Del documento DE 3 021 870, se conoce un pasaje
entre vagones para vehículos ferroviarios, en donde los contornos
externos que unen los vagones entre sí se sellan en todos sus lados
mediante un paño de alta resistencia y elasticidad de material
sintético o de goma.
En el documento DE 40 12 277 A1, se describe un
canal de desvío para vehículos que preferentemente succiona aire en
el cajón de ruedas de un vehículo para el tránsito vial y expele el
mismo en sentido contrario de marcha por medio de un desvío.
Es común en todas las soluciones conocidas
que
- \bullet
- no se succiona aire en la capa externa de un vehículo y
- \bullet
- la parte inferior del piso de los vehículos se realizó rígido,
- \bullet
- el perfil de corriente debajo del vehículo no es alterado por ningún componente activo.
\vskip1.000000\baselineskip
Por lo tanto, es un objeto de la invención poner
a disposición un procedimiento, con el se garantiza una reducción
del arremolinado de objetos sueltos en el lecho de balasto durante
el paso de trenes.
Este objeto se cumple según la invención por
medio de las características indicadas en la reivindicación 1.
De acuerdo con la reivindicación 1, constituye
una acción efectiva respecto del objetivo de optimización,
influenciar la corriente próxima a la pared en la parte inferior del
piso del tren.
Para el arremolinado de la grava es determinante
-expresado en forma simplificada- el incremento del perfil de
corriente \deltau_{x}/\delta_{y} en y = 0 (altura grava).
Las medidas según la invención por lo tanto apuntan especialmente
al achatamiento del perfil de corriente.
La acción sobre la corriente próxima a la pared
en la parte inferior del piso del tren se produce en este caso
mediante:
- -
- una eyección de aire próximo a la pared en el piso del tren en el sentido contrario a la marcha. La eyección del aire se efectúa por medio de perforaciones, toberas o ranuras en la parte inferior del piso del tren. El aire requerido es succionado en otra parte del tren. El aire es trasladado mediante soplantes y/o por medio del aprovechamiento de zonas de sobrepresión en la entrada de aire inducidas por el avance del tren (posición de la entrada en el área de presión acumulada durante la marcha, p. ej., en aberturas de aspiración de aire).
- -
- una succión de aire próximo a la pared en el piso del tren. La succión de aire próximo a la pared se efectúa por medio de perforaciones, placas perforadas, toberas, ranuras o huecos de entrada de aire en la parte inferior del piso del tren. El aire requerido es expelido en otra parte del tren. El aire succionado es trasladado mediante soplantes y/o por medio del aprovechamiento de zonas de presión inferior en la salida de aire inducidas por el avance del tren.
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Con estas medidas se efectúa el traslado de
masas del aire del entorno sin movimiento hacia debajo del piso del
tren y se reduce, por lo tanto, la velocidad del traslado de aire
por encima de la superestructura.
Las aplicaciones técnicas de estas medidas son
especialmente en ese caso:
- -
- succión del aire debajo de piso del tren por medio de soplantes y/o el aprovechamiento de zonas de presión inferior inducidas por el avance del tren, por ejemplo, mediante huecos de entrada de aire en el pasaje entre vagones. Al aspirar el aire en la parte inferior del piso del tren, se produce la succión del aire quieto en el área lateral del tren.
- -
- traslado del aire desde el área lateral del tren debajo de la parte interior del piso del tren mediante chapas deflectoras o canales de aire. En ese caso, las zonas de expelido (canales de aire, por ejemplo, en el pasaje entre vagones) deben permitir la salida de aire debajo del tren.
\vskip1.000000\baselineskip
En el extremo de la parte inferior del piso de
una abertura de expelido se colocó una tapa. Dicha tapa se alojó en
forma girable alrededor de un eje vertical en el sentido de marcha,
cuya posición puede regularse por medio de un mecanismo de ajuste.
De esta manera se garantiza que el aire eyectado siempre sea
expelido en dirección contraria al sentido de marcha.
La invención de acuerdo con la reivindicación 1
no sólo puede aplicarse en vehículos que se trasladan sobre rieles,
sino también en especial en
- -
- vehículos de traslado vial que durante su paso arremolinan objetos sueltos o que se encuentran en la vía de traslado o el revestimiento de la calle, y
- -
- aviones que despegan o aterrizan que durante el despegue o aterrizaje arremolinan objetos sueltos o que se encuentran en la vía de despegue o aterrizaje.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se explica a continuación en mayor
detalle mediante tres ejemplos de realización y un dibujo con
cuatro figuras. Las figuras muestran en forma esquemática:
Fig. 1 un perfil de corriente debajo de un
tren,
Fig. 2 un influenciamiento del perfil de
corriente debajo de un tren mediante la eyección (izquierda) y la
succión (derecha),
Fig. 3 eyección de aire desde una ranura,
Fig. 4 eyección de aire desde una ranura con un
perfil de tobera,
Fig. 5 eyección de aire desde una ranura y una
tapa para soplar en dos direcciones,
Fig. 6 eyección de aire a través de
perforaciones.
Un primer ejemplo de realización se refiere al
influenciamiento del perfil de corriente debajo de un tren mediante
la eyección y la aspiración de aire.
De acuerdo con la figura 1 entre la parte
inferior del piso 11 del tren 1 y la superestructura 2 debido al
movimiento del tren 1 en el sentido de marcha 3, se produce un
perfil de corriente 4 tridimensional que se representó a modo de
ejemplo en la figura 1 para un observador estático (signos de
fórmula y sistema de coordenadas según prEN
14067-1:2002 (E)). La forma del perfil de corriente
4 depende en primera instancia de los siguientes parámetros:
- -
- posición debajo del tren en sentido longitudinal,
- -
- geometría de la superestructura (altura de la grava debajo del borde superior del riel, rugosidad de la mecánica de las corrientes) y
- -
- geometría del tren (altura del piso por encima del borde superior del riel, rugosidad de la mecánica de las corrientes de la parte inferior del piso).
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Con la eyección y la succión de aire se modifica
el perfil de corriente 4 debajo del tren.
Una eyección de aire próximo a la pared en la
parte inferior del piso 11 del tren 1 en sentido contraria a la
marcha 3 produce un perfil de corriente 7, como se lo representa del
lado izquierdo de la figura 2.
Esta eyección de aire se realiza de acuerdo con
la figura 3, desde una ranura 18, que se encuentra en la parte
inferior del piso 11 del tren. El aire expelido 19 de esa ranura 18
produce una modificación del perfil de corriente 7 representado en
la figura 2, debajo del tren.
En la figura 4, la ranura 18 además está
ensanchada en su extremo inferior en forma de una tobera 20. De este
modo se actúa especialmente sobre el ángulo, en el cual el aire
expelido 19 sale de la ranura 18.
A fin de tener en cuenta una modificación del
sentido de marcha 3 del tren, según la figura 5, se coloca una tapa
21 en el extremo inferior de la abertura de eyección. Esta tapa 21
es volcada por medio de un mecanismo de regulación 23 según el
sentido de marcha 3 alrededor del eje 22, de modo que el aire
expelido 19 siempre se eyecta contrario al sentido de marcha 3.
En la figura 6, el aire expelido 19 es guiado a
través de una perforación 26 que está conectada a la abertura de
eyección. De esta manera se logra que el aire expelido 19 sea
eyectado en sentido prácticamente paralelo a la parte inferior del
piso 11 del tren.
\vskip1.000000\baselineskip
- 1
- tren
- 2
- superestructura
- 3
- sentido de marcha del tren
- 4
- perfil de corriente
- 5
- entrada de aire
- 6
- salida de aire
- 7
- perfil de corriente con eyección
- 8
- perfil de corriente con succión
- 9
- revestimiento del bogie
parte inferior del tren, pared
lateral del
tren
- 17
- sentido de eyección de la grava
- 18
- ranura
- 19
- aire expelido
- 20
- tobera
- 21
- tapa
- 22
- eje de giro de la tapa
- 23
- mecanismo de regulación
- 26
- perforación
Claims (1)
1. Procedimiento para reducir un arremolinado de
objetos sueltos en el lecho de balasto durante el paso de un tren,
caracterizado porque se actúa sobre la corriente próxima a la
pared en la parte inferior del piso (11) del tren debido a que
- -
- se succiona aire en la capa externa o en la parte inferior del piso del tren y se lo expele como aire próximo a la pared en la parte inferior del piso del tren (19) en sentido contrario al sentido de la marcha y
- -
- se colocó una tapa (21) en el extremo de la parte inferior del piso de una abertura de expelido (18) que se alojó en forma girable alrededor de un eje vertical en el sentido de marcha, cuya posición puede regularse por medio de un mecanismo de ajuste, y que es accionada al cambiar el sentido de marcha del tren, para que el aire eyectado siempre sea expelido en dirección contraria al sentido de marcha.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE102004041363 | 2004-08-25 | ||
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| DE2542780C2 (de) * | 1975-09-25 | 1983-01-05 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verkleidungselemente für Drehgestelle von Schienenfahrzeugen |
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