RU2170186C2

RU2170186C2 - Locomotive

Info

Publication number: RU2170186C2
Application number: RU99112382/28A
Authority: RU
Inventors: А.А. Гапеев; Н.А. Никулин; Е.В. Зонов
Original assignee: Государственное унитарное предприятие Калужский завод "Ремпутьмаш"
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2001-07-10

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: invention relates to design of locomotives intended for operation in highly dust-laden atmospheres with presence of abrasive particles in air. Proposed locomotive has carrying frame with body accommodating generator, air cleaners, diesel engine connected with cooling device and exhaust system. Discharge hatch cover located over diesel engine. Locomotive is furnished also with blowing fan and curtain fan with air cleaners installed at fan inlets, pressure stabilizer and curtain collector is form of duct around diesel engine. Screens are installed at duct outlet, and metering grid at duct inlet. Curtain collector is connected with curtain fan and air cleaners through air pipe connected from other side to second stage air cleaner. Proposed design of locomotive provides its efficient operation in dust-laden atmospheres, serviceability of locomotive sets, required gauge pressure and microclimate in front part of body and power compartment complying with sanitation standards. Adequate heat removal from heat stressed surfaces of diesel engine and required gauge pressure in power compartment of body are provided by isolating inhabited spaces from hot parts of diesel engine by means of air curtain at minimum consumption of power to operate curtain fan which supplies also fresh air into front part of body, and blowing fan which provides delivery of fresh air into body and maintains higher gauge pressure in body. EFFECT: provision of effective operation in dust-laden atmospheres. 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции локомотива, предназначенного для работы в условиях с высокой запыленностью воздуха и наличия в нем абразивных частиц. The invention relates to railway transport and relates to the design of a locomotive designed to operate in conditions of high dustiness of the air and the presence of abrasive particles in it.

Известен локомотив с электрической передачей, предназначенный для работы в странах с тропическим климатом и высокой запыленностью воздуха, имеющий несущую раму с кузовом капотного типа, главный генератор, дизель с системами отвода тепла в окружающую среду через охлаждающую жидкость в радиаторных секциях охлаждающего устройства, выхлопные газы, воздух, систему удаления пыли из-под капота, систему очистки воздуха, поступающего к агрегатам из окружающей среды [1]. Known locomotive with electric transmission, designed to work in countries with a tropical climate and high dust content of air, having a supporting frame with a hood type body, a main generator, a diesel engine with heat removal systems into the environment through the coolant in the radiator sections of the cooling device, exhaust gases, air, a dust removal system from under the hood, a system for cleaning the air entering the units from the environment [1].

Недостатком данной конструкции локомотива является ненадежность его работы из-за негерметичности конструкции капота, повышенной температуры воздушной среды. Применение вентиляторов отсоса для удаления пыли в подкапотном пространстве способствует понижению давления в данном пространстве и подсосу пыли, нефильтрованного воздуха из окружающей среды. Отвод тепла с наружных температурно-напряженных поверхностей дизеля не может быть эффективным, так как вентиляторы отсоса, забирающие пыль с воздухом, расположены на значительном удалении от дизеля в нижней части кузова. The disadvantage of this design of the locomotive is the unreliability of its operation due to leaks in the structure of the hood, increased air temperature. The use of suction fans to remove dust in the engine compartment helps to reduce the pressure in this space and the suction of dust, unfiltered air from the environment. Heat removal from the external temperature-stressed surfaces of the diesel engine cannot be effective, since the exhaust fans that take dust with air are located at a considerable distance from the diesel engine in the lower part of the body.

Наиболее известным является локомотив с электрической передачей, предназначенный для работы в условиях с повышенной запыленностью окружающей среды. Данный локомотив содержит несущую раму с кузовом вагонного типа, главный генератор, дизель с системами отвода тепла в окружающую среду через охлаждающую жидкость в радиаторных секциях охлаждающего устройства, выхлопные газы, систему удаления пыли из-под капота в виде вентилятора отсоса и люка сброса, расположенного над дизелем, систему очистки воздуха, поступающего к агрегатам из окружающей среды [2]. The most famous is a locomotive with electric transmission, designed to operate in environments with high dust levels. This locomotive contains a supporting frame with a carriage-type body, a main generator, a diesel engine with systems for removing heat to the environment through the coolant in the radiator sections of the cooling device, exhaust gases, a dust removal system from under the hood in the form of a suction fan and a discharge hatch located above diesel engine, a system for cleaning the air entering the units from the environment [2].

Недостатком данной конструкции локомотива является ненадежность его работы из-за негерметичности кузова, что способствует свободному проникновению абразивной пыли и ухудшению работы оборудования, а для приведения в действие вентилятора отсоса требуется значительная мощность, что снижает коэффициент полезного действия локомотива. The disadvantage of this design of the locomotive is the unreliability of its operation due to leaks in the body, which contributes to the free penetration of abrasive dust and deterioration of equipment operation, and considerable power is required to drive the suction fan, which reduces the efficiency of the locomotive.

В основу изобретения положено решение задачи повышения надежности работы оборудования локомотива за счет обеспечения герметичности и создания в обитаемом пространстве кузова микроклимата, удовлетворяющего работоспособности приборов и силового оборудования, повышения коэффициента полезного действия локомотива за счет использования малой мощности на вспомогательные нужды. The invention is based on the solution of the problem of improving the reliability of locomotive equipment by ensuring tightness and creating a microclimate in the living space of the body that satisfies the operability of devices and power equipment, increasing the efficiency of the locomotive by using low power for auxiliary needs.

Это достигается благодаря тому, что локомотив, содержащий несущую раму с кузовом, устанавливаемыми внутри него генератором, фильтрами очистки воздуха, дизелем, соединенным с охлаждающим устройством, выхлопной системой, над дизелем расположен люк сброса, снабжен вентилятором наддува и вентилятором завесы, на выходе которых установлены фильтры очистки воздуха, стабилизатором давления и коллектором завесы в виде короба, расположенного вокруг дизеля, на выходе которого расположены сетки, а на входе - дозирующая решетка, при этом коллектор завесы соединен с вентилятором завесы и фильтрами очистки воздуха через воздуховод, с другой стороны подключенный к фильтру второй ступени очистки воздуха. This is achieved due to the fact that a locomotive containing a supporting frame with a body, a generator installed inside it, air purification filters, a diesel engine connected to a cooling device, an exhaust system, a dump hatch is located above the diesel engine, equipped with a boost fan and a curtain fan, the output of which is installed filters for air purification, a pressure stabilizer and a curtain collector in the form of a box located around a diesel engine, at the outlet of which there are grids, and at the inlet there is a metering grid, while the collector Aves is connected to the air curtain fan and air purification filters through the duct, on the other hand connected to the filter of the second stage of air purification.

По сравнению с прототипом предлагаемый локомотив более надежен в работе за счет создания герметичности и имеет более высокий коэффициент полезного действия. Это выполнено путем введения коллектора завесы, из которого струи воздуха поступают и увлекают горячий воздух с температурно- напряженных поверхностей дизеля вверх к люку сброса, отделяя обитаемое пространство кузова от горячего воздуха над дизелем внутри завесы и создавая избыточное давление в кузове, препятствующее проникновению пыли из окружающей среды. Для поддержания высокого уровня избыточного давления введены вентилятор наддува и вентилятор завесы, на выходе которых установлены фильтры очистки воздуха. В передней части кузова избыточное давление поддерживается на необходимом уровне за счет введения стабилизатора давления. Для привода в действие вентиляторов наддува и завесы требуется малая мощность. Compared with the prototype, the proposed locomotive is more reliable in operation due to the creation of tightness and has a higher efficiency. This was done by introducing a curtain manifold, from which air jets enter and carry hot air from the temperature-stressed surfaces of the diesel up to the discharge hatch, separating the living space of the body from the hot air above the diesel inside the curtain and creating excess pressure in the body, preventing dust from entering the surrounding Wednesday. To maintain a high level of excess pressure, a boost fan and a curtain fan are introduced, at the outlet of which air purification filters are installed. In the front of the body, excess pressure is maintained at the required level by the introduction of a pressure stabilizer. Low power is required to drive boost fans and curtains.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид локомотива; на фиг. 2 - вид локомотива сверху. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a locomotive; in FIG. 2 is a top view of a locomotive.

Позиции на чертежах обозначают следующее: несущая рама 1, кузов вагонного типа 2, дизель 3, генератор 4, рама для дизеля и генератора 5, охлаждающее устройство 6, выхлопная система 7, коллектор завесы 8, сетки 9, дозирующая решетка 10, вентилятор завесы 11, фильтры циклонно-щелевого типа 12, воздуховод 13, регулировочная заслонка 14, фильтр 2-й ступени очистки воздуха 15, люк сброса 16, вентилятор наддува 17, стабилизатор давления 18, фильтр дизеля 19, сетчатые кассеты очистки воздуха генератора 20. The positions in the drawings indicate the following: carrier frame 1, carriage type 2 body, diesel 3, generator 4, frame for diesel and generator 5, cooling device 6, exhaust system 7, curtain manifold 8, mesh 9, metering grill 10, curtain fan 11 , filters of a cyclone-slot type 12, air duct 13, an adjustment flap 14, a filter of the 2nd stage of air purification 15, a discharge hatch 16, a boost fan 17, a pressure stabilizer 18, a diesel filter 19, mesh cassettes for cleaning the air of the generator 20.

Локомотив содержит несущую раму 1 с кузовом 2 вагонного типа с устанавливаемыми внутри него дизелем 3 и прифланцованным к нему генератором 4, опирающимися через амортизаторы на одну общую раму 5, устанавливаемую на раму 1 локомотива. The locomotive contains a supporting frame 1 with a carriage-type body 2 with a diesel 3 installed inside it and a generator 4 flanged to it, resting through shock absorbers on one common frame 5 mounted on the locomotive frame 1.

Дизель 3 соединен с охлаждающим устройством 6, выхлопной системой 7, а вокруг дизеля 3 расположен коллектор воздушной завесы 8 в виде короба. Для замедления скорости воздуха на выходе коллектора завесы 8 установлены сетки 9, а на входе - дозирующая решетка 10. Коллектор воздушной завесы 8 связан с вентилятором завесы 11 и фильтрами 12, через воздуховод 13 с регулировочной заслонкой 14, соединенный с фильтром второй ступени очистки воздуха 15. Над дизелем 3 расположен люк сброса 16. В верхней части кузова 2 над фильтрами 12 установлен вентилятор наддува 17. В передней части кузова 2 за фильтром 2-й ступени очистки воздуха 15 установлен стабилизатор давления 18. Для очистки воздуха на сгорание служат фильтры дизеля 19, а сетчатые кассеты очистки воздуха генератора 20 применяются для очистки воздуха, забираемого с помощью осевого вентилятора генератора 4. The diesel 3 is connected to the cooling device 6, the exhaust system 7, and around the diesel 3 there is a collector of the air curtain 8 in the form of a box. To slow down the air velocity at the outlet of the collector of the air curtain 8, grids 9 are installed, and a metering grid 10 is installed at the inlet 10. The collector of the air curtain 8 is connected to the fan of the air curtain 11 and filters 12 through an air duct 13 with an adjustment flap 14 connected to the filter of the second stage of air purification 15 A dump hatch is located above the diesel engine 16. A boost fan 17 is installed on the upper part of the body 2 above the filters 12. A pressure stabilizer 18 is installed in the front part of the body 2 behind the filter for the 2nd stage of air purification 15. For air purification atm diesel filters 19 and mesh generator air cleaning cassette 20 used for cleaning the air, via the intake of the axial fan of the generator 4.

Локомотив работает следующим образом. The locomotive works as follows.

При запуске и работе дизеля 3 воздух на сгорание забирается из окружающей среды, очистка воздуха производится в фильтрах дизеля 19. Одновременно забор воздуха из окружающей среды осуществляется с помощью осевого вентилятора генератора 4, очистка его производится в сетчатых кассетах очистки воздуха генератора 20, и прогонка воздуха в генераторе 4 для охлаждения внутренних нагревающихся элементов. When starting up and running diesel 3, combustion air is taken from the environment, air is cleaned in diesel filters 19. At the same time, air is taken from the environment using the axial fan of generator 4, it is cleaned in mesh air cleaning cassettes of generator 20, and air is blown in the generator 4 for cooling the internal heating elements.

Отвод тепла, выделяющегося в дизеле 3 производится охлаждающейся жидкостью в радиаторных секциях охлаждающего устройства 6, выхлопными газами через выхлопную систему 7 дизеля 3; воздухом, охватывающим температурно-напряженные поверхности дизеля 3, а именно выхлопные коллекторы и трубы поверхности турбонаддува, при этом конвективное тепло выделяется в окружающее пространство силового отделения кузова 2. The heat released in the diesel 3 is removed by the cooling fluid in the radiator sections of the cooling device 6, by exhaust gases through the exhaust system 7 of the diesel 3; air, covering the temperature-stressed surfaces of the diesel 3, namely the exhaust manifolds and pipes of the turbocharger surface, while convective heat is released into the surrounding space of the power compartment of the body 2.

Одновременно вентилятор завесы 11 забирает запыленный воздух из окружающей среды и прогоняет его через фильтры 12 циклонно-щелевого типа. Очищенный воздух поступает в коллектор воздушной завесы 8 через дозирующую решетку 10 и выходит через сетки 9 коллектора завесы 8, приобретая скорость движения, удовлетворяющую санитарным нормам. Воздух, выходящий из коллектора воздушной завесы 8, отделяет обитаемое пространство кузова 2 от области горячего воздуха над дизелем 3 и вокруг него, обеспечивая избыточное давление в кузове 2, и проходит вверх к люку сброса 16 для выхода из кузова 2. At the same time, the fan of the curtain 11 picks up dusty air from the environment and drives it through filters 12 of the cyclone-slot type. The purified air enters the manifold of the air curtain 8 through the metering grill 10 and exits through the grids 9 of the collector of the curtain 8, acquiring a speed that meets sanitary standards. The air leaving the manifold of the air curtain 8 separates the habitable space of the body 2 from the area of hot air above the diesel 3 and around it, providing excess pressure in the body 2, and passes up to the discharge hatch 16 to exit the body 2.

Часть воздуха, нагнетаемого вентилятором завесы 11 и очищенного в фильтрах 12, поступает по воздуховоду 13 к фильтру 15 очистки воздуха и далее в переднюю часть кузова 2, создавая избыточное давление определенного уровня, контролируемое стабилизатором давления 18, через который излишки воздуха сбрасываются в окружающую среду. Part of the air pumped by the fan of the curtain 11 and cleaned in the filters 12, enters through the air duct 13 to the air purification filter 15 and then to the front of the body 2, creating a certain level of excess pressure, controlled by a pressure regulator 18, through which excess air is discharged into the environment.

Поступление очищенного воздуха в завесу и переднюю часть кузова 2 осуществляется регулировочной заслонкой 14. Для поддержания устойчивого уровня избыточного давления в кузове используется вентилятор наддува 17, всасывающий запыленный воздух из окружающего пространства и продувающий его через фильтры циклонно-щелевого типа 12, при этом воздух идет к потребителю, а отсепарированная пыль через патрубок непрерывно удаляется из циклонно-щелевых фильтров 12 с воздухом, составляющим 8-10% от массы очищенного воздуха. The intake of purified air into the curtain and the front of the body 2 is carried out by the adjustment flap 14. To maintain a stable level of excess pressure in the body, a boost fan 17 is used, which sucks dusty air from the surrounding space and blows it through filters of a cyclone-slot type 12, while the air goes to to the consumer, and the separated dust through the nozzle is continuously removed from the cyclone-slotted filters 12 with air constituting 8-10% of the mass of purified air.

Предложенная конструкция локомотива позволяет обеспечить его эффективную работу в условиях высокой запыленности воздуха, работоспособность его агрегатов, необходимое избыточное давление и микроклимат в передней части и силовом отделении кузова, отвечающий санитарным нормам, при этом в силовом отделении кузова удалось обеспечить теплоотвод от температурно-напряженных поверхностей дизеля с обеспечением избыточного давления путем отделения воздушной завесой обитаемого пространства от горячих частей дизеля, затратив при этом минимальную мощность на привод вентилятора завесы, который одновременно обеспечивает свежим воздухом переднюю часть кузова, и еще меньшую мощность на вентилятор наддува, обеспечивающий приток свежего воздуха в кузов и поддержание более высокого уровня избыточного давления. The proposed design of the locomotive makes it possible to ensure its effective operation in conditions of high dustiness of the air, the operability of its units, the necessary overpressure and microclimate in the front part and the power compartment of the body that meets sanitary standards, while in the power compartment of the body it was possible to ensure heat removal from the temperature-stressed surfaces of the diesel engine with providing excess pressure by separating the living space from the hot parts of the diesel engine with an air curtain, while minimizing nuyu power to the curtain fan drive which simultaneously provides fresh air of the front part of the body, and even lower power to boost fan provides fresh air into the body and maintain a higher level of overpressure.

Источники информации
1. Советские тепловозы. - M.: Энергомашэкспорт, СССР. - 139 с.Sources of information
1. Soviet diesel locomotives. - M .: Energomashexport, USSR. - 139 p.

2. Тепловоз 2ТЭ116 /С.П. Филонов, А.И. Гибалов, Е.А. Никитин и др., 3-е изд. перераб. и доп. - М: Транспорт, 1996. - 334 с. 2. Locomotive 2TE116 / S.P. Filonov, A.I. Gibalov, E.A. Nikitin et al., 3rd ed. reslave. and add. - M: Transport, 1996 .-- 334 p.

Claims

A locomotive containing a supporting frame with a body, a generator installed inside it, air purification filters, a diesel engine connected to a cooling device and an exhaust system, over which a discharge hatch is located, characterized in that it is equipped with a boost fan and a curtain fan, at the outlet of which filters are installed air purification, a pressure stabilizer and a curtain manifold in the form of a box located around the diesel engine, at the outlet of which there are grids, and at the entrance there is a metering grid, while the curtain collector is connected It is connected with a curtain fan and an air purification filter through an air duct, on the other hand connected to a filter of the second stage of air purification.