RU193157U1 - Краевая плита железнодорожной платформы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструкции железнодорожных платформ, а именно к краевым плитам платформы с встроенным обогревом. Краевая плита покрытия железнодорожной платформы с встроенным обогревом предназначена для обеспечения стаивания снега и защиты от образования наледи на открытых площадках железнодорожных платформ, подверженных воздействию атмосферных осадков. Краевая плита железнодорожной платформы выполнена из железобетона, имеет армирующий каркас и нагревательный элемент, закрепленный на армирующем каркасе, и оснащена устройством для соединения нагревательного элемента с питающим кабелем, при этом плита содержит систему терморегулирования с датчиками осадков и температуры, и нагревательный элемент выполнен в виде нагревательной ленты на основе аморфной металлической ленты. 7 з.п. ф-лы, 1 фиг.

Description

Полезная модель относится к конструкции железнодорожных платформ, а именно к краевым плитам платформы с встроенным обогревом. Краевая плита покрытия железнодорожной платформы с встроенным обогревом предназначена для обеспечения стаивания снега и защиты от образования наледи на открытых площадках железнодорожных платформ, подверженных воздействию атмосферных осадков.

Краевая плита - это горизонтальный элемент покрытия платформы, к которому с торца примыкают плиты покрытия платформы, на которые, как правило, укладывается брусчатка.

Краевая плита укладывается на край платформы, с которой пассажиры уже заходят непосредственно в вагон поезда. В холодное время года возможно оледенение края платформы, образование ледяной корки и наста, что приводит к снижению безопасности пассажиров. Основная функция краевой плиты со встроенным обогревом заключается в обеспечении безопасности пассажиров в холодное время года, благодаря обеспечению антискользящего эффекта.

Из уровня техники известно, например, применение поверхности пассажирской платформы в качестве коллектора солнечного тепла летом, отвода тепла в подземные аккумуляторы тепла и получение зимой тепла для нагрева поверхности пассажирской платформы (заявка на изобретение №2008128131, опубл. 20.01.2010). Такое решение малоэффективно в регионах с малым количеством солнечных дней и длительным сезоном отрицательных температур окружающей среды.

Известна краевая плита железнодорожной платформы с подогревом (https://www.okgbi.ru/catalog/kraevye_elementy_zhd_platform/kraevaya_plita_zhd_platformy_s_obogrevom/). При производстве плит на стадии армирования в каркас монтируется электрический кабель с лицевой стороны изделия. После заливки бетона через специальную коробку выводятся провода для подключения к электросети. При наступлении отрицательных температур на поверхности плиты не образуется лёд благодаря тому, что подключенный к электросети кабель нагревается и тем самым нагревает лицевую поверхность плиты. Недостатком такой конструкции по сравнению с заявляемой является использование жильно-проводного нагревательного элемента, требующее больших энергозатрат и обеспечивающее равномерное распределение тепла по всей площади плиты только при очень близком расположении витков кабеля друг к другу.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание краевой плиты платформы с встроенным обогревом, удовлетворяющей технологическим требованиям и требованиям безопасности, обеспечивающей эффективную защиту от обледенения края железнодорожной платформы.

Технический результат полезной модели заключается в снижении энергозатрат при обеспечении эффективной защиты от обледенения краевой плиты железнодорожной платформы.

Технический результат достигается благодаря тому, что краевая плита железнодорожной платформы выполнена из железобетона, имеет армирующий каркас и нагревательный элемент, закрепленный на армирующем каркасе, и оснащена устройством для соединения нагревательного элемента с питающим кабелем, при этом нагревательный элемент выполнен в виде нагревательной ленты на основе аморфной металлической ленты.

Нагревательная лента в предпочтительном варианте выполнения включает аморфную металлическую ленту, покрытую полиэфирной плёнкой, алюминиевую оболочку, обратный и заземляющий кабели, внешнее покрытие из высокопрочного полиэтилена. Устройство для соединения с питающим кабелем может быть выполнено в виде распределительной коробки, расположенной на поверхности краевой плиты. Распределительная коробка предпочтительно расположена с краю продольной стороны краевой плиты.

Нагревательная лента может быть образована, по меньшей мере, двумя отрезками нагревательной ленты на основе аморфной металлической ленты.

На краевой плите может быть установлена система терморегулирования с датчиками осадков и температуры.

Нагревательный элемент предпочтительно расположен в теле плиты на глубине 50-120 мм и закреплен на армирующем каркасе с формированием нагревательной лентой П-образного меандра на протяженности всей длины краевой плиты, при этом расстояние между продольными участками меандра составляет 100 мм- 200 мм.

Краевую плиту изготавливают из железобетона, например, марки В40. При производстве предпочтительно используют тяжёлый бетон. Для армирования краевой плиты применяют арматурную сталь.

Нагревательный элемент, выполненный в виде ленты, крепят непосредственно к верхним элементам армирующего каркаса перед его укладкой в форму для заливки бетона. Укладку нагревательного элемента осуществляют таким образом, чтобы реализовывался нагрев всей верхней поверхности краевой плиты. Например, укладывают нагревательный элемент в форме П-образного меандра на протяженности всей длины краевой плиты. Глубина укладки нагревательного элемента варьируется в пределах 50мм -120 мм. Шаг укладки нагревательного элемента может варьироваться в зависимости от климатических условий и географического местонахождения платформы, а также от необходимого теплового потока на поверхности краевой плиты. Оптимальным расстоянием между параллельно расположенными участками нагревательного элемента является диапазон 100 мм- 200 мм. Ширина нагревательной ленты может составлять 10-50 мм.

Для электропитания нагревательного элемента на поверхности краевой плиты устанавливают устройство для соединения с питающим кабелем, например, распределительную коробку, через которую осуществляется соединение подводящего питающего кабеля и нагревательного элемента. Предпочтительно для удобства монтажа распределительную коробку устанавливают с краю продольной стороны краевой плиты.

Для обеспечения эффективной работы устройства рекомендуется установка системы терморегулирования с датчиками осадков и температуры, что позволит достичь оптимального результата по обогреву, при значительной экономии электроэнергии.

В качестве нагревательного элемента используют нагревательную ленту на основе аморфной металлической ленты, структура которой в предпочтительном варианте реализации полезной модели включает в себя: аморфную металлическую ленту, внутреннее покрытие аморфной металлической ленты, выполненное из полиэфирной плёнки, алюминиевую оболочку, обратный провод, заземляющий провод и внешнее покрытие из высокопрочного полиэтилена, выдерживающего высокие температуры и стойкого к химически агрессивной среде, а также к ультрафиолетовому излучению. При этом аморфная лента может быть выполнена на основе никелевого сплава. Структура нагревательной ленты представлена на чертеже, где позициями обозначены: 1 – аморфная металлическая лента, 2 - внутреннее покрытие аморфной металлической ленты, 3 – обратный кабель, 4 - алюминиевая оболочка, 5 - заземляющий кабель, 6 - внешнее покрытие.

Нагревательный элемент краевой платформы может состоять из одного или нескольких отрезков нагревательной ленты на основе аморфной металлической ленты, соединенных параллельно через обратный кабель. С одной стороны отрезка установлена концевая муфта, а с другой – соединительная муфта, позволяющая подключить питающий провод. С помощью соединительной муфты питающий провод электрически и механически соединяется с нагревательным элементом. Если нагревательная секция состоит из 2-х или более отрезков нагревательного кабеля, то в ее конструкцию добавляется промежуточная муфта, соединяющая эти отрезки. Места соединения отрезков нагревательного элемента, соединение нагревательного элемента с питающим кабелем и окончание нагревательного элемента муфтируются с помощью термоусаживаемых трубок, контакторных клемм, соединительных гильз и заливаются компаундом.

Достижение технического результата в виде экономии потребляемой энергии рассмотрим на примере сравнения жильно-проводного нагревательного элемента и нагревательного элемента, выполненного на основе аморфной ленты, нагретых до одинаковой температуры.

Аморфная лента на основе металлического сплава обладает весьма малой массой, в силу своей толщины (20 – 25 мкм). Это приводит к очень быстрому разогреву до заданной температуры, и к меньшему энергопотреблению по сравнению с жильно-проводным нагревательным элементом. Помимо этого, удельное электрическое сопротивление проводящей жилы во многих случаях – существенно меньше, чем у аморфной ленты, результат чего - бóльшая масса проводника для достижения того же самого электрического сопротивления. Одно и то же электрическое сопротивление обеспечивает и одинаковую электрическую мощность для обоих нагревательных элементов.

Выполним расчет применительно к электрической мощности 1 кВт для нагревательных элементов на основе аморфной ленты и жильно-проводного кабеля. Нагревательные элементы со следующими геометрическими параметрами будут потреблять одинаковую мощность при напряжении ~220 В:

На основе аморфной ленты:	На основе жильного провода:
толщина = 25 мкм ширина = 25 мм длина = 21,6 м уд. эл. сопротивление = 1,4×10-6 Ом×м	диаметр составляет 1 мм длина составляет 70 м уд. эл. сопротивление = 0,54×10-6 Ом×м

Для подъема температуры жильно-проводного нагревательного элемента на 2⁰C потребуется электрическая энергия в объеме 0,00016 кВтч. Масса нагревательного элемента на основе аморфной ленты в этом случае – в 4 раза меньше. Это означает, что количество электрической энергии для разогрева самого по себе аморфного нагревательного элемента составит 0,00004 кВтч. Таким образом, в течение 150 циклов потребуется затратить 0,024 кВтч электроэнергии, чтобы разогреть жильно-проводной нагревательный элемент. Элемент же на основе аморфной ленты потребует затраты всего лишь 0,006 кВтч электроэнергии. Если же количество таких циклов составит, например, 10⁶ циклов, то для жильно-проводного нагревательного элемента потребуется 160 кВтч электроэнергии, тогда как для ленточного элемента – всего лишь 40 кВтч электроэнергии. Следует подчеркнуть, что жильно-проводной элемент имеет в своей конструкции больше теплоизолирующего материала, чем элемент на основе аморфной ленты. Это означает, что реальные издержки для разогрева жильно-проводного элемента еще более возрастают, по сравнению с аморфным элементом.

Аморфный нагревательный элемент значительно более эффективен, чем жильно-проводной, поскольку затраты электроэнергии жильно-проводного элемента - в 2-4 раза превышают издержки на разогрев ленточного элемента, что и даёт энергосберегающий эффект.

Большая площадь теплопередачи ленты позволяет достигнуть той же самой мощности обогрева при меньшей температуре отопительного элемента, обеспечивая, таким образом, бóльшую безопасность.

Заявляемая краевая плита с нагревательным элементом, осуществляющим нагрев всей верхней поверхности плиты, позволяет поддерживать край платформы очищенным от снега и льда в зимний период, что позволяет избежать травматизма, предотвратить возможные несчастные случаи, уменьшает трудозатраты на обслуживание железнодорожных платформ, а также увеличивает срок эксплуатации покрытия платформ за счет отсутствия необходимости в использовании реагентов, обеспечивая при этом существенное снижение энергозатрат.

Claims (8)

1. Краевая плита железнодорожной платформы, выполненная из железобетона, имеющая армирующий каркас и нагревательный элемент, закрепленный на армирующем каркасе, и оснащенная устройством для соединения нагревательного элемента с питающим кабелем, отличающаяся тем, что содержит систему терморегулирования с датчиками осадков и температуры, и нагревательный элемент выполнен в виде нагревательной ленты на основе аморфной металлической ленты.

2. Краевая плита по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательная лента включает аморфную металлическую ленту, покрытую полиэфирной плёнкой, алюминиевую оболочку, обратный и заземляющий кабели, внешнее покрытие из высокопрочного полиэтилена.

3. Краевая плита по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для соединения с питающим кабелем выполнено в виде распределительной коробки, расположенной на поверхности краевой плиты.

4. Краевая плита по п. 3, отличающаяся тем, что распределительная коробка расположена с краю продольной стороны краевой плиты.

5. Краевая плита по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательная лента образована, по меньшей мере, двумя отрезками нагревательной ленты на основе аморфной металлической ленты.

6. Краевая плита по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент расположен в теле плиты на глубине 50-120 мм.

7. Краевая плита по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент закреплен на армирующем каркасе с формированием нагревательной лентой П-образного меандра на протяженности всей длины краевой плиты.

8. Краевая плита по п. 7, отличающаяся тем, что расстояние между продольными участками меандра составляет 100-200 мм.

Images