RU2001118047A - Устройство и способ контролируемого токосъема между контактным проводом и рельсовым скоростным подвижным составом на электрической тяге - Google Patents

Claims (31)

1. Устройство для контролируемого токосъема между контактным проводом и рельсовым скоростным подвижным составом на электрической тяге, имеющее установленный на крыше моторвагона или локомотива подвижного состава обтекаемый кожух для размещения в нем подъемного механизма, на котором закреплена несущая контактную накладку и имеющая рога контактная дуга токоприемника, а также имеющее изолятор для крепления и изолирования токоприемника и кабель для отвода электрического тока, снятого токоприемником, отличающееся тем, что указанный кожух (3) состоит из телескопически перемещаемых внутренних и внешних по отношению друг к другу секций (5) с крышей (6), выполненной на внутренней секции за одно целое с ней, а сами эти секции (5) выполнены с возможностью вдвигания одна в другую и выдвижения одна из другой на разную высоту с помощью по крайней мере двух расположенных внутри них симметрично относительно оси (В-В) изолятора подъемных механизмов (29), приводимых в движение расположенным горизонтально относительно оси изолятора электромеханическим приводом (40), при этом подъемные механизмы (29), кабель (61) и другие элементы конструкции (40, 13, 14, 15, 16) окружены закрывающими их в вертикальной плоскости секциями (5) кожуха, а контактная дуга (46) с контактной накладкой (48) и изолятор (11) установлены с возможностью вертикального перемещения с помощью высокочастотного привода (71) относительно уровня подъема секций (5) и с возможностью вращения вокруг оси (В-В) изолятора, между контактной накладкой (48) и фланцем (45) изолятора установлен пружинный амортизационный узел (49) для восприятия вертикально действующих сил и для гашения вибраций, обусловленных колебаниями контактного давления, и кабель, проходящий между изолятором и местом его подсоединения на вагоне, выполнен в виде высоковольтного кабеля (61) с регулируемой в соответствии с различной высотой подъема токоприемника длиной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кожух (3) является частью куполообразной надстройки на крыше моторвагона или локомотива.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каждая из секций (5) имеет отогнутые внутрь верхние и нижние загибы (17, 18) в виде упоров.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что внутренние и внешние по отношению друг к другу секции (5) соединены между собой по меньшей мере четырьмя равномерно распределенными по периметру этих секций и проходящими практически параллельно оси (В-В) изолятора канатами (24), натянутыми усилием пружин растяжения и однократно изменяющими свое направление, при этом канаты (24) расположены между внешней и внутренней по отношению друг к другу секциями (5) таким образом, что каждый из них одним своим концом закреплен в виде подвески на внешней боковой стенке внутренней нижней секции (5), а другим концом, проходящим через установленный на внутренней боковой стенке нижних внешних секций (5) направляющий узел (20), изменяющий направление этого каната, проходит к натяжному приспособлению (25), которое установлено на боковой стенке внешней секции (5) на линии, проходящей по касательной к этой боковой стенке.

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что внутренние и внешние по отношению друг к другу секции (5) соединены между собой равномерно распределенными по периметру этих секций и проходящими практически параллельно оси (В-В) изолятора канатами (24), натянутыми усилием пружин растяжения и многократно изменяющими свое направление, при этом канаты (24) расположены между внешней и внутренней по отношению друг к другу секциями (5) таким образом, что каждый из них одним своим концом закреплен в виде подвески на внешней боковой стенке внутренней нижней секции (5), а другим концом, проходящим через установленный на внутренней боковой стенке нижних внешних секций (5) направляющий узел (20), изменяющий направление этого каната, проходит к натяжному приспособлению (25), которое установлено на боковой стенке внешней секции (5) на линии, проходящей по касательной к этой боковой стенке.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что нижний загиб (17) имеет Г-образную форму, при этом у вдвинутых одна в другую секций (5) загиб внутренней секции (5) опирается на загиб внешней по отношению к ней секции (5).

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что направляющий узел (20) состоит из неприводного шкива (22) и расположенной перед ним направляющей (21) для каната.

8. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что натяжное приспособление (25) состоит из пружины (26) растяжения и крепежного элемента (27) или лебедки.

9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что с внутренней стороны внешней секции (5) имеется углубление (19), в котором расположены направляющий узел (20) и натяжное приспособление (25).

10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что на верхнем загибе (18) каждой из внешних секций (5) предусмотрена уплотнительная накладка (70), плотно прилегающая к боковой стенке каждой из внутренних по отношению к ним секций (5).

11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что секции (5) имеют предпочтительно примерно одинаковую высоту.

12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что высота секций (5) приблизительно соответствует высоте изолятора.

13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что секции (5) и крыша (6) кожуха изготовлены из композиционного материала, представляющего собой стеклопластик или пластик, армированный углеродным волокном.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подъемный механизм (29) состоит по меньшей мере из двух несущих каркасов (30), каждый из которых в свою очередь состоит из рычага (33), шарнирно соединенного с рамой (9), которая соединена с крышей (6) кожуха, с возможностью поворота относительно этой рамы, и из нижнего рычага (32), при этом нижний рычаг (32) одним своим концом стационарно закреплен на раме-основании (4) в точке, расположенной на одной линии с крепежной серьгой (28) рычага (33), с возможностью поворота относительно этой точки, а другим концом шарнирно соединен этим рычагом (33) с возможностью поворота относительно него, причем нижний конец последнего из указанных рычагов имеет возможность прямолинейного перемещения относительно точки поворота нижнего рычага (32).

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что длина рычага (33) в два раза превышает длину нижнего рычага (32), при этом нижний рычаг (32) шарнирно соединен с рычагом (33) таким образом, что последний делится на два плеча равной длины.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подъемный механизм (29) состоит по меньшей мере из двух несущих каркасов (30) пантографного типа, каждый из которых в свою очередь состоит из верхнего рычага (33), шарнирно соединенного с рамой (9), которая соединена с крышей (6) кожуха, с возможностью поворота относительно этой рамы, и двух нижних рычагов (31, 32), при этом один (31) из этих нижних рычагов одним своим концом стационарно закреплен на раме-основании (4) в точке, расположенной на одной линии с крепежной серьгой (28) верхнего рычага (33), с возможностью поворота относительно этой точки, а нижний конец другого нижнего рычага (32) имеет возможность прямолинейного перемещения относительно точки поворота первого нижнего рычага (32).

17. Устройство по пп.1 и 16, отличающееся тем, что верхний рычаг (33) и нижний рычаг (31) со стационарно расположенным нижним концом соединены между собой шарниром (35), а нижний рычаг (32) с прямолинейно перемещающимся нижним концом соединен с верхним рычагом (33) шарниром (36) и ползуном (38) через образующий шатун рычаг (37), при этом оба нижних рычага (31, 32) соединены между собой еще одним ползуном (34) таким образом, что шарниры (35, 36) и ползуны (34, 38) образует вершины параллелограмма.

18. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что электромеханический привод (40) выполнен в виде канатного привода, привода ходовым винтом или цепного привода (44), имеющего проходящие вдоль длинных стенок секций (5) параллельно друг другу направляющие (41) для бесконечной гибкой тяги (43), с которой в качестве элемента этой тяги соединен нижний прямолинейно перемещающийся конец нижнего рычага (32) подъемных механизмов.

19. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что рычаги (33) у раздвинутых несущих каркасов (30) наклонены внутрь или наружу.

20. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что рычаги (33, 31, 32) несущих каркасов (30) в сложенном состоянии последних уложены внутрь навстречу друг другу.

21. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что высота подъема подъемного механизма (29) над крышей моторвагона или локомотива составляет от 650 мм до 2,8 м.

22. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в крыше (6) кожуха имеются закрытые откидными крышками гнезда (60), которые расположены на одной линии в направлении движения и отстоят друг от друга на длину контактной дуги.

23. Устройство по пп.1 и 22, отличающееся тем, что контактная дуга (46) имеет возможность поворота по меньшей мере на 180°, при этом рога (58) этой контактной дуги (46) в сложенном состоянии токоприемника входят в указанные закрытые откидными крышками гнезда (60).

24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактная дуга (46) выполнена регулируемой длины, изменяемой с помощью установленного в корпусе этой контактной дуги пневмопривода (59), который позволяет сдвигать или раздвигать указанные рога (58).

25. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что высокочастотный привод (71) представляет собой привод с линейным электродвигателем, предпочтительно ходовой винт (16) с приводом от электродвигателя (14) и с зубчатой передачей (15).

26. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактная дуга (46) и изолятор (11) жестко соединены друг с другом, при этом контактная накладка (48) имеет в корпусе этой контактной дуги только одну степень свободы, допускающую ее вертикальное перемещение.

27. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высоковольтный кабель (61) представляет собой гибкий кабель, который проходит по спирали вокруг по меньшей мере одной канатной тяги (72), которая вертикально натянута по оси (В-В) изолятора между установочным приспособлением (63) для шкивов, закрепленном на опоре (12) изолятора, и направляющим шкивом (68), установленным на раме-основании (4).

28. Устройство по пп.1 и 27, отличающееся тем, что указанное установочное приспособление (63) имеет по меньшей мере два расположенных параллельно рядом друг с другом шкива (66), на каждый из которых одето по одному огибающему их канату (67), проходящих к газонаполненному амортизатору (69) очень большой длины, закрепленному эксцентрично относительно оси (В-В) изолятора на раме-основании (4), при этом установленный между обоими концами каната (67) газонаполненный амортизатор (69) создает натяжение канатной тяги (72).

29. Устройство по пп.1 и 25, отличающееся тем, что в состав пружинного амортизационного узла (49) входят пружины (54) растяжения исключительно малой жесткости и поворотный амортизатор (55).

30. Способ контролируемого токосъема между контактным проводом и рельсовым скоростным подвижным составом на электрической тяге, при этом установленный на изоляторе токоприемник с контактной накладкой и контактной дугой поднимается и опускается в вертикальном направлении, включающий следующие стадии: а) электромеханическую компенсацию неравномерности высоты цепной подвески контактной сети на первой ступени активного регулирования за счет преобразования горизонтального движения в вертикальное движение, б) синхронное перемещение токоприемника относительно вертикального перемещения на стадии а) за счет создания на второй ступени активного регулирования с помощью высокочастотного привода вертикального вибрационного движения и в) синхронные восприятие и гашение в дополнение к стадиям а) и б) высокочастотных вибраций, возникающих между контактным проводом и контактной накладкой, за счет устранения кинематических связей между этими контактной накладкой и токоприемником и исключения сил взаимодействия между ними.

31. Способ по п.30, отличающейся тем, что возможна компенсация неравномерности высоты цепной подвески контактной сети в пределах от 650 мм до 2,8 м от крыши моторвагона или локомотива.