RU176427U1

RU176427U1 - ARROW HEATING DEVICE

Info

Publication number: RU176427U1
Application number: RU2017129605U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Александр Викторович Конаков; Олег Викторович Штанов; Николай Михайлович Паладин; Галина Ивановна Герасимова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех")
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам электрообогрева стрелочных переводов. 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, в уменьшении 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. 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, 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.The utility model relates to railway transport, in particular to devices for electrical heating of turnouts. The objective of the proposed technical solution is to ensure uninterrupted and safe operation of the turnout switch when moving rolling stocks. The technical result is to reduce energy consumption for the process of cleaning from snow and ice of the space between the wit and frame rail during snowfalls and blizzards, in reducing operating costs. The technical result is achieved by a turnout heating device containing infrared heaters (IKO) located along the inner side of the rail in contact with the surface of the rail neck, and along the wit side in contact with the surface facing the frame rail, while the IKO are made in the form of a tape with asymmetric infrared radiation chart. IKO consists of a composition comprising a protective outer layer, a layer of infrared emitters, a layer of thermal insulation and a layer of infrared reflection, a layer of infrared reflection is adjacent to the surface of the frame rail and wit, the contact of the IKO with the surface of the rail and wit is carried out by pressing the tape with flat spring brackets installed on the sole of the frame rail and the sole of the wit in each interspecial space throughout the entire length of the IKO.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам электрообогрева стрелочных переводов.The utility model relates to railway transport, in particular to devices for electrical heating of turnouts.

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.A turnout with a device for electric heating is known, comprising a frame rail with an electric heater installed on it and a wit, an electric heater is mounted along the frame rail in contact with the surface of its sole from the inside, the outer surfaces of the frame rail and wit are insulated, while the electric heaters have a sheath of flat oval section and secured below the wit guide by means of spring brackets installed in each interspecial space throughout the length of the electro bogrevatelya. In addition, the cross-section of the shell of the flat-oval electric heater, together with the spring bracket enveloping it, is within 8 × 13 mm, the spring mounting brackets are mounted on the bottom of the frame rail, the spring mounting brackets are flat, the electric heaters have a flat-oval section shell and are fixed by means of spring brackets mounted on the sole of the wit in each interspersed space throughout the entire length of the electric heater.

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).Heating is carried out by rod electric heaters having a sheath of flat oval cross-section, which do not induce an external magnetic field and do not interfere with the operation of an automatic locomotive signaling. The presence of the shell of the heating elements, together with a spring clip enveloping it within 8 × 13 mm, ensures reliable translation work, there is no possibility of jamming of the heating elements between the frame rail and the wit. In conditions of vibration and mechanical stresses associated with the movement of railway transport, as well as under the influence of atmospheric precipitation and cyclical temperature changes, fastening and electric heaters using spring brackets mounted on the sole of the wit in each interspersed space throughout the entire length of the electric heater is reliable, which improves the reliability of the switch. (Utility Model Patent No. 149762, Application No. 2014134494 of 08.22.2014).

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.The disadvantage of this technical solution is the high energy intensity of the heater. The presence of a heat-insulating coating on the outside of the frame rail complicates the heating system and leads to its cost and complexity of installation.

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.A device is known for ensuring uninterrupted and safe movement of trains in the winter on rail using one of the most effective ways of cleaning arrows - electric heating. The device for heating the turnout switch comprises a frame rail with an electric heater installed on it and a wit, while the electric heater is mounted along the frame rail in contact with the surface of its sole, an additional electric heater is installed along the wit on its inner surface, the outer surfaces of the frame rail and wit are insulated, and between heat reflectors are installed with shoes along the frame rail and wit, the outer surfaces of heat reflectors are insulated (Utility Model Patent No.20108, application No. 2001106022 dated August 6, 2001). This technical solution was made as a prototype.

Задачей заявляемого технического решения является обеспечение бесперебойной и безопасной работы стрелочного перевода при движении подвижных составов.The objective of the proposed technical solution is to ensure uninterrupted and safe operation of the turnout switch when moving rolling stock.

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.The technical result consists in reducing energy costs for the process of cleaning from snow and ice of the space between the wit and frame rail during snowfalls and blizzards, and reducing operating costs.

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.The technical result is achieved by a turnout heating device containing infrared heaters (IRF) located along the inner side of the rail in contact with the surface of the rail neck, and along the wit side in contact with the surface facing the frame rail, while the IRF is made in the form of a tape with asymmetric infrared radiation chart. In addition, IKO consists of a composition comprising a protective outer layer, a layer of infrared emitters, a thermal insulation layer and an infrared reflection layer, an infrared reflection layer adjacent to the surface of the frame rail and wit, a thermal insulation layer adjacent to the surface of the frame rail and wit, an infrared layer reflection is located between the infrared layer and the thermal insulation layer that is adjacent to the surface of the frame rail and the wit, the protective layer is transparent to infrared radiation, the contact of the IRF with the surface of the rail and wit is carried out by pressing the tape flat spring brackets mounted on the sole of the frame rail and the sole of the wit in each interspiration space throughout the entire length of the PPI.

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.Reducing energy costs for the process of cleaning from snow and ice the space between the wit and the frame rail during snowfalls and blizzards is achieved by the fact that IKO is used. The energy of infrared radiation, falling on the wet surface of the rail and wit, is converted into heat. Actually, heat is released mainly on the outer surface of the material, and only a small part of the radiation penetrates to a certain depth of the material and there dissipates into heat. From the outer surface into the interior of the material, heat is distributed due to the heat conduction mechanism. In the presence of snow and ice, the infrared energy is absorbed by a layer of snow and ice is converted into heat already on the surface of snow and ice. Under the influence of infrared radiation, the albedo of the snow cover changes and reaches zero rapidly, although the initial albedo of the freshly fallen snow is close to 1, which means almost complete reflection at the beginning of melting. (O.Ya. Maslikova. "An experimental study of snowmelt on a laboratory model." Construction and Architecture, No. 1, 2016). The small space between the frame rail and the wit, even with heavy snowfall, will quickly be freed from snow and ice when exposed to infrared radiation, which will be 5-4 times less in energy costs, compared to the heating elements of the rails and subsequent melting snow and ice.

Уменьшение эксплуатационных расходов достигается за счет упрощения монтажных работ. Отсутствует внешняя теплоизоляция рельса и остряка.Reducing operating costs is achieved by simplifying installation work. There is no external thermal insulation of the rail and wit.

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.This technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a layout diagram of an IRR switch device, FIG. 2 shows a diagram of infrared radiation (heat fluxes) on the example of the implementation of PPI turnout.

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.The turnout heating device comprises an infrared heater 1 located along the inner side of the rail 2 in contact with the surface of the neck of the rail, and an infrared heater 3 along the side of the pin 4 in contact with the surface facing the frame rail, while the IRF is made in the form of a tape 5 with an asymmetric diagram IR radiation 6. IKO consists of a composition comprising a protective outer layer 5.1, a layer of IR emitters 5.2, a layer of thermal insulation 5.3 and a layer of infrared reflection 5.4. The IR reflection layer is adjacent to the surface of the frame rail 2 and the wit 3. There may be a different arrangement of the IRF layers. Food 5.5 IKO is their control cabinet 7. Contact IKO with the surface of the rail 2 and the pin 3 is carried out by pressing the tape 5 flat spring brackets 8 and 9 mounted on the bottom of the frame rail and the bottom of the pin in each interspersed space throughout the length of the PPI.

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.The electric heating device is switched on automatically if there is snow or ice on the transfer, as well as under conditions favorable for their formation. The proposed device provides the maximum degree of purification from snow and ice arrows while maintaining high reliability under vibration and mechanical stress associated with the movement of railway transport.

На данное техническое решение разработана техническая документация.The technical documentation has been developed for this technical solution.

Claims

1. The turnout heating device, characterized in that it contains infrared heaters (IKO) located along the inner side of the rail in contact with the surface of the neck of the rail and along the side of the pin in contact with the surface facing the frame rail, while the IKO is made in the form of a tape with an asymmetric infrared pattern.

2. The device according to claim 1, characterized in that the IRF consists of a composition comprising a protective outer layer, a layer of infrared emitters, a layer of thermal insulation and a layer of infrared reflection.

3. The device according to claim 2, characterized in that the infrared reflection layer is adjacent to the surface of the frame rail and wit.

4. The device according to claim 2, characterized in that the thermal insulation layer is adjacent to the surface of the frame rail and wit.

5. The device according to claim 2, characterized in that the infrared reflection layer is located between the infrared radiation layer and the thermal insulation layer, which is adjacent to the surface of the frame rail and wit.

6. The device according to claim 2, characterized in that the protective layer is made transparent to infrared radiation.

7. The device according to claim 1, characterized in that the contact of the IKO with the surface of the rail and the pin is carried out by pressing the tape with flat spring brackets mounted on the bottom of the frame rail and the bottom of the pin in each interspersed space along the entire length of the PPI.