RU224398U1 - Vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car with cathode spots of a vacuum-arc discharge - Google Patents
Vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car with cathode spots of a vacuum-arc discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU224398U1 RU224398U1 RU2023135716U RU2023135716U RU224398U1 RU 224398 U1 RU224398 U1 RU 224398U1 RU 2023135716 U RU2023135716 U RU 2023135716U RU 2023135716 U RU2023135716 U RU 2023135716U RU 224398 U1 RU224398 U1 RU 224398U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- arc discharge
- axlebox
- initiating electrode
- anode
- Prior art date
Links
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области обработки металлов, в частности, к очистке коррозионных участков на внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона, оставшихся после мойки буксы механическим способом. Вакуумная установка для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона катодными пятнами вакуумно-дугового разряда содержит откачной пост, посадочную плиту, ограничивающую сверху откачной пост и выполненную с возможностью герметичной установки на ней обрабатываемой буксы, герметизирующую заглушку буксы, анод, жестко установленный на валу электрического двигателя и инициирующий электрод для зажигания вакуумно-дугового разряда. Инициирующий электрод установлен на кронштейне, жестко закрепленном на валу вращения электрического двигателя непосредственно под анодом без контакта с корпусом буксы, и выполнен в виде металлического корпуса, в который вставлена керамическая трубка с металлическим стержнем внутри. Металлический корпус и металлический стержень подключены к импульсному источнику напряжения инициирующего электрода через щеточный узел токоподвода инициирующего электрода, жестко закрепленного на валу вращения электрического двигателя. Обеспечивается повышение эффективности работы инициирующего электрода и всей вакуумной установки за счет того, что одновременное вращение анода и упомянутого инициирующего электрода в непосредственной близости друг от друга позволяет в случае погасания вакуумно-дугового разряда мгновенно возобновить его зажигание. 4 ил. The utility model relates to the field of metal processing, in particular, to the cleaning of corroded areas on the inner surface of the body of a railway car axlebox, remaining after washing the axlebox mechanically. A vacuum installation for cleaning the inner surface of the body of a railway car axlebox with cathode spots of a vacuum-arc discharge contains an pumping station, a landing plate that limits the pumping station at the top and is configured to hermetically install the axlebox being processed on it, a sealing plug of the axlebox, an anode rigidly mounted on the shaft of the electric motor and an initiating electrode for igniting a vacuum arc discharge. The initiating electrode is mounted on a bracket rigidly fixed to the rotation shaft of the electric motor directly under the anode without contact with the axle box body, and is made in the form of a metal body into which a ceramic tube with a metal rod is inserted. The metal body and the metal rod are connected to a pulsed voltage source of the initiating electrode through a brush unit for the current supply of the initiating electrode, rigidly mounted on the rotation shaft of the electric motor. The efficiency of the initiating electrode and the entire vacuum installation is increased due to the fact that the simultaneous rotation of the anode and the said initiating electrode in close proximity to each other allows, in the event of the extinction of the vacuum-arc discharge, to instantly resume its ignition. 4 ill.
Description
Полезная модель относится к области обработки металлов, в частности к очистке коррозионных участков на внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона, оставшихся после мойки буксы в моечных машинах немеханическими способами, а именно с использованием катодных пятен вакуумно-дугового разряда, и может найти применение в вагоноремонтных депо на железной дороге. Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, состоит в сокращении ручного труда, повышении качества и производительности процесса очистки и снижении его себестоимости.The utility model relates to the field of metal processing, in particular to the cleaning of corrosion areas on the inner surface of the body of a railway car axle box, remaining after washing the axle box in washing machines using non-mechanical methods, namely using cathode spots of a vacuum-arc discharge, and can find application in car repair depots on the railway. The technical result to be achieved by the proposed utility model is to reduce manual labor, improve the quality and productivity of the cleaning process and reduce its cost.
Традиционно для очистки коррозионных участков внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона используют механический труд, вручную, обычно шлифовальной шкуркой, пропитанной трансформаторным или индустриальным маслом, далее протиркой ветошью, смоченной керосином, а затем сухой (см., например, «Инструктивные указания по эксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовыми подшипниками 3-ЦВРК», п. 5.2.8.1., или «Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524 мм)», п. 27.3). Недостатком является низкая производительность процесса, невозможность обеспечения равномерности обработки поверхности по всему периметру буксы, вредность производства для персонала и необходимость утилизации загрязненных материалов - шлифовальной шкурки, пропитанной маслом, ветоши и т.д.Traditionally, to clean the corroded areas of the inner surface of the housing of a railway car axle box, mechanical labor is used, manually, usually with sandpaper soaked in transformer or industrial oil, then wiped with a rag moistened with kerosene and then dry (see, for example, “Instructions for operation and repair wagon axle boxes with roller bearings 3-TSVRK", clause 5.2.8.1., or "Guidance document on the repair and maintenance of wheel sets with axlebox units of freight cars of mainline railways of 1520 gauge (1524 mm)", clause 27.3). The disadvantage is the low productivity of the process, the inability to ensure uniform surface treatment along the entire perimeter of the axlebox, the production is harmful to personnel and the need to dispose of contaminated materials - oil-soaked sandpaper, rags, etc.
Известна вакуумная установка для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона [«Способ восстановления изношенной внутренней цилиндрической поверхности», патент РФ № 2635203, (Фиг. 1 в данном патенте)]. Установка состоит из вакуумной камеры, в которой установлена букса, откачной системы, анода, источников питания дугового разряда и инициирующего электрода. Анод выполнен в виде пластины, вращающейся вдоль внутренней поверхности корпуса буксы, которая является катодом. Отрицательный полюс источника питания вакуумно-дугового разряда подключен к катоду, положительный полюс -к аноду. Инициирующий зажигание вакуумно-дугового разряда электрод расположен на внутренней поверхности корпуса буксы вблизи одной из ее торцевых поверхностей. К инициирующему электроду подключен импульсный источник напряжения.A vacuum installation is known for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car ["Method for restoring a worn inner cylindrical surface", RF patent No. 2635203, (Fig. 1 in this patent)]. The installation consists of a vacuum chamber in which the axle box is installed, an pumping system, an anode, arc discharge power sources and an initiating electrode. The anode is made in the form of a plate rotating along the inner surface of the axle box body, which is the cathode. The negative pole of the vacuum-arc discharge power source is connected to the cathode, and the positive pole is connected to the anode. The electrode initiating the ignition of the vacuum arc discharge is located on the inner surface of the axle box body near one of its end surfaces. A pulsed voltage source is connected to the initiating electrode.
Основным недостатком известной установки является то, что корпус буксы устанавливается в вакуумной камере. Наличие вакуумной камеры увеличивает металлоемкость конструкции, трудозатраты при сборке, а также габариты всего устройства. Завышенный внутренний объем камеры увеличивает время откачки и снижает производительность установки.The main disadvantage of the known installation is that the axle box body is installed in a vacuum chamber. The presence of a vacuum chamber increases the metal consumption of the structure, labor costs during assembly, as well as the dimensions of the entire device. An oversized internal volume of the chamber increases the pumping time and reduces the productivity of the installation.
Известна также вакуумная установка для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона [«Способ восстановления изношенной внутренней цилиндрической поверхности», патент РФ № 2635203, (Фиг. 2 в данном патенте)]. Установка состоит из вакуумной камеры, которой является корпус буксы железнодорожного вагона, откачного поста, анода, источников питания дугового разряда и инициирующего электрода. Цилиндрическая конструкция буксы с торцов герметично закрыта заглушками. В качестве герметизирующих элементов конструкции между заглушками и торцами корпуса буксы могут быть использованы вакуумные резиновые прокладки. Букса нижней торцевой поверхностью устанавливается на кольцевую резиновую прокладку нижней заглушки, которая герметично соединена с откачной системой вакуумной установки. Верхняя торцевая поверхность корпуса буксы герметично закрыта металлической заглушкой с резиновой кольцевой прокладкой. Нижняя заглушка герметично соединена с откачной системой вакуумной установки. Анод выполнен в виде диска со штоком, возвратно-поступательно перемещающимся вдоль внутренней поверхности корпуса буксы, которая является катодом. Отрицательный полюс источника питания вакуумно-дугового разряда подключен к катоду, положительный полюс - к аноду. Инициирующий зажигание вакуумно-дугового разряда электрод расположен на нижней заглушке и упирается во внутреннюю поверхность корпуса буксы. К инициирующему электроду подключен импульсный источник напряжения.A vacuum installation is also known for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car ["Method for restoring a worn out internal cylindrical surface", RF patent No. 2635203, (Fig. 2 in this patent)]. The installation consists of a vacuum chamber, which is the housing of a railway car axlebox, a pumping post, an anode, arc discharge power supplies and an initiating electrode. The cylindrical design of the axle box is hermetically sealed with plugs at the ends. Vacuum rubber gaskets can be used as sealing structural elements between the plugs and the ends of the axle box body. The axle box with its lower end surface is installed on the annular rubber gasket of the lower plug, which is hermetically connected to the pumping system of the vacuum unit. The upper end surface of the axle box body is hermetically sealed with a metal plug with a rubber ring gasket. The bottom plug is hermetically connected to the pumping system of the vacuum unit. The anode is made in the form of a disk with a rod moving back and forth along the inner surface of the axle box body, which is the cathode. The negative pole of the vacuum-arc discharge power source is connected to the cathode, and the positive pole is connected to the anode. The electrode that initiates the ignition of the vacuum arc discharge is located on the lower plug and rests against the inner surface of the axle box body. A pulsed voltage source is connected to the initiating electrode.
Недостатком такой установки является длинный шток анода, который при максимальном опускании вниз вместе с механизмом движения штока занимает много места и таким образом увеличивает габариты установки. Кроме того жестко закрепленный на нижней заглушке инициирующий электрод не позволяет аноду опускаться до нижнего торца буксы. В случае произвольного погасания разряда и при удаленном расположении анода от инициирующего электрода не всегда возможно заново зажечь разряд. Приходится опускать анод ближе к инициирующему электроду и заново зажигать разряд. Это приводит к увеличению времени технологического процесса и снижению производительности установки.The disadvantage of this installation is the long anode rod, which, when lowered down as much as possible, together with the rod movement mechanism, takes up a lot of space and thus increases the dimensions of the installation. In addition, the initiating electrode rigidly fixed to the bottom plug does not allow the anode to descend to the lower end of the axle box. In the case of random extinction of the discharge and when the anode is located remotely from the initiating electrode, it is not always possible to re-ignite the discharge. You have to lower the anode closer to the initiating electrode and re-ignite the discharge. This leads to an increase in process time and a decrease in plant productivity.
Наиболее близкой по своей технической сущности и достигаемым результатам является вакуумная установка для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона [статья В.Г. Кузнецов, Е.С.Бабушкина, Т.А. Курбанов. Моделирование тепловых процессов при модифицировании поверхности катодным пятном вакуумной дуги на установке с вращающимся неохлаждаемым анодом // Труды 13-й Международной конференции "Пленки и покрытия-2017", Санкт-Петербург, 2017, с. 13 - 17, рис. 1], включающая откачной пост, посадочную плиту, ограничивающую сверху откачной пост и выполненную с возможностью герметичной установки на ней обрабатываемой буксы; герметизирующую заглушку буксы, что обеспечивает использование корпуса буксы в качестве вакуумной камеры; анод, жестко установленный на валу двигателя и инициирующий электрод для зажигания вакуумно-дугового разряда; источник питания вакуумно-дугового разряда, импульсный источник напряжения инициирующего электрода, токоподводы для соединения корпуса буксы с минусом источника питания вакуумно-дугового разряда и для соединения анода с плюсом этого же источника питания, и для соединения инициирующего электрода с импульсным источником напряжения.The closest in its technical essence and achieved results is a vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box body of a railway car [article by V.G. Kuznetsov, E.S. Babushkina, T.A. Kurbanov. Modeling of thermal processes when modifying the surface with a cathode spot of a vacuum arc on an installation with a rotating uncooled anode // Proceedings of the 13th International Conference "Films and Coatings-2017", St. Petersburg, 2017, p. 13 - 17, fig. 1], including a pumping station, a landing plate that limits the pumping station at the top and is configured to hermetically install the axle box being processed on it; axlebox sealing plug, which ensures the use of the axlebox body as a vacuum chamber; an anode rigidly mounted on the motor shaft and initiating electrode for igniting a vacuum arc discharge; vacuum-arc discharge power source, pulsed voltage source of the initiating electrode, current leads for connecting the axle box body to the minus of the vacuum-arc discharge power source and for connecting the anode to the plus of the same power source, and for connecting the initiating electrode to the pulsed voltage source.
Однако принятая за прототип вакуумная установка для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона имеет ряд недостатков, связанных со стационарным размещением инициирующего электрода на посадочной плите и обязательным касанием его корпуса буксы. Такая конструкция не обеспечивает стабильной работы полезной модели, приводит к увеличению времени технологического процесса и снижает эффективность работы всего устройства.However, the vacuum installation adopted as a prototype for cleaning the inner surface of the axle box body of a railway car has a number of disadvantages associated with the stationary placement of the initiating electrode on the landing plate and its mandatory contact with the axle box body. This design does not ensure stable operation of the utility model, leads to an increase in process time and reduces the efficiency of the entire device.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности и стабильности работы установки, повышение производительности ее работы, повышение качества очистки поверхности.The objective of the proposed utility model is to increase the reliability and stability of the installation, increase its productivity, and improve the quality of surface cleaning.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в повышении эффективности работы инициирующего электрода и всей вакуумной установки в целом.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of the initiating electrode and the entire vacuum installation as a whole.
Указанный выше технический результат достигается тем, что в вакуумной установке для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона катодными пятнами вакуумно-дугового разряда, содержащей откачной пост, посадочную плиту, ограничивающую сверху откачной пост и выполненную с возможностью герметичной установки на ней обрабатываемой буксы; герметизирующую заглушку буксы; анод, жестко установленный на валу двигателя и инициирующий электрод для зажигания вакуумно-дугового разряда. Инициирующий электрод установлен на кронштейне, жестко закрепленном на валу вращения непосредственно под анодом без контакта с корпусом буксы, и выполнен в виде металлического корпуса, в который вставлена керамическая трубка с металлическим стержнем внутри. Такое конструктивное решение одновременного вращения анода и инициирующего электрода в непосредственной близости друг от друга позволяет в случае погасания вакуумно-дугового разряда мгновенно возобновить его зажигание, что способствует повышению производительности процесса очистки и равномерности обработки поверхности за счет устранения повторной обработки очищенных областей поверхности. Кроме того в предложенной конструкции напряжение импульсного источника питания не прикладывается к поверхности бусы, как в аналогах и в прототипе, что позволяет отказаться от использования дополнительных защитных устройств от прикосновения обслуживающего персонала установки к корпусу буксы, находящейся под высоким напряжением во время инициирования вакуумно-дугового разряда.The above technical result is achieved by the fact that in a vacuum installation for cleaning the inner surface of the body of a railway car axlebox with cathode spots of a vacuum-arc discharge, containing a pumping station, a landing plate limiting the pumping post at the top and configured to hermetically install the processed axlebox on it; axlebox sealing plug; an anode rigidly mounted on the motor shaft and initiating electrode for igniting a vacuum arc discharge. The initiating electrode is mounted on a bracket rigidly fixed to the rotation shaft directly below the anode without contact with the axle box body, and is made in the form of a metal body into which a ceramic tube with a metal rod is inserted. This design solution of simultaneous rotation of the anode and the initiating electrode in close proximity to each other allows, in the event of extinction of the vacuum-arc discharge, its ignition to be instantly resumed, which helps to increase the productivity of the cleaning process and the uniformity of surface treatment by eliminating re-processing of cleaned surface areas. In addition, in the proposed design, the voltage of the switching power supply is not applied to the surface of the bead, as in analogues and in the prototype, which makes it possible to avoid the use of additional protective devices against the contact of installation personnel with the body of the axle box, which is under high voltage during the initiation of a vacuum-arc discharge .
Признаки указанные выше являются необходимыми и достаточными для достижения указанного выше нового технического результата, то есть являются существенными.The features indicated above are necessary and sufficient to achieve the above new technical result, that is, they are essential.
Наличие отличительных признаков по отношению к выбранному прототипу свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна» по действующему Законодательству.The presence of distinctive features in relation to the selected prototype indicates compliance of the declared technical solution with the “novelty” criterion under the current Legislation.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемой полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, поясняются чертежами.Information confirming the possibility of implementing the proposed utility model with obtaining the above technical result is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показана схема предлагаемой полезной модели вакуумной установки.In fig. Figure 1 shows a diagram of the proposed utility model of a vacuum installation.
На фиг. 2 показана детальная конструкция инициирующего электрода.In fig. Figure 2 shows the detailed design of the initiating electrode.
На фиг. 3 представлены фотографии внутренней поверхности корпуса буксы до очистки (Фиг. За) и после очистки (Фиг. 3б).In fig. Figure 3 shows photographs of the inner surface of the axlebox housing before cleaning (Fig. 3a) and after cleaning (Fig. 3b).
На фиг. 4 показана фотография опытного образца полезной модели.In fig. Figure 4 shows a photograph of a prototype utility model.
Вакуумная установка содержит (см. фиг. 1) откачной пост 1, состоящий из вакуумного насоса 2, вакуумного трубопровода 3, вакуумного клапана 4, клапана напуска воздуха 5, вакуумного датчика давления 6, вакуумметра 7, фланца для присоединения внешнего насоса 8, посадочной плиты 9, электрического двигателя 10 с валом вращения 11; корпус обрабатываемой буксы 12, установленный на вакуумный уплотнитель 13, герметизирующая заглушка буксы 14 со смотровым окном 15 и вакуумным уплотнителем 16, анод 17, щеточный токоподвод анода 18, инициирующий электрод 19 (Конструктивно раскрыт на фиг. 2), кронштейн инициирующего электрода 20, щеточный узел токоподвода инициирующего электрода 21, токоподводы инициирующего электрода 22, токосъемные коллекторы инициирующего электрода 23, верхний токоподвод буксы 24, нижний токоподвод буксы 25, источник питания вакуумно-дугового разряда 26, амперметр 27, импульсный источник напряжения инициирующего электрода 28.The vacuum installation contains (see Fig. 1) a pumping station 1, consisting of a vacuum pump 2, a vacuum pipeline 3, a vacuum valve 4, an air inlet valve 5, a vacuum pressure sensor 6, a vacuum gauge 7, a flange for connecting an external pump 8, a landing plate 9, electric motor 10 with rotation shaft 11; body of the axlebox being processed 12, mounted on a vacuum seal 13, sealing plug of the axlebox 14 with an inspection window 15 and a vacuum seal 16, anode 17, brushed current supply of the anode 18, initiating electrode 19 (Structurally disclosed in Fig. 2), bracket for the initiating electrode 20, brushed current supply unit of the initiating electrode 21, current leads of the initiating electrode 22, current collectors of the initiating electrode 23, upper current supply of the axle box 24, lower current supply of the axle box 25, vacuum-arc discharge power supply 26, ammeter 27, pulsed voltage source of the initiating electrode 28.
Инициирующий электрод 19 (фиг. 2) содержит металлический корпус 29, керамическую трубку 30 и металлический стержень 31. Металлический корпус 29 и металлический стержень 31 соединены через токоподводы 22 щеточного узла 21 с импульсным источником напряжения 28.The initiating electrode 19 (Fig. 2) contains a metal body 29, a ceramic tube 30 and a metal rod 31. The metal body 29 and the metal rod 31 are connected through current leads 22 of the brush assembly 21 with a pulsed voltage source 28.
Установка работает следующим образом.The installation works as follows.
Корпус обрабатываемой буксы 12 железнодорожного вагона устанавливают на вакуумный уплотнитель 13 посадочной плиты 9 откачного поста 1 осесимметрично валу вращения 11. Сверху корпус буксы 12 закрывается герметизирующей заглушкой буксы 14 со смотровым окном 15 и вакуумным уплотнителем 16. В исходном состоянии вакуумный насос 2 выключен, вакуумный клапан 4 и клапан напуска воздуха 5 закрыты. Для откачки воздуха из внутреннего объема корпуса буксы 12 и вакуумного трубопровода 3 включается вакуумный насос 2, открывается вакуумный клапан 4 и производится откачка воздуха из внутреннего объема корпуса буксы 12. При регистрации вакуумным датчиком давления 6 вакуумметра 7 заданного форвакуумного давления включаются электрический двигатель 10, который начинает вращать вал вращения 11 с анодом 17 и инициирующим электродом 19. Для подачи напряжения между анодом 17 и корпусом буксы (катод) 12 включается источник питания вакуумно-дугового разряда 26. Плюс источника питания 26 через амперметр 24 подключается к щеточному токоподводу анода 18. Минус источника питания подводится к верхнему 24 и нижнему 25 токоподводам корпуса буксы 12. Для зажигания вакуумно-дугового разряда между корпусом буксы 12 и анодом 17 включается импульсный источник напряжения 28. Высоковольтный импульс напряжения подводится к токоподводам инициирующего электрода 22 щеточного узла токоподвода инициирующего электрода 21 и через токосъемные коллекторы 23 подводится к металлическому корпусу инициирующего электрода 29 и металлическому стержню инициирующего электрода 31. При подаче импульса высокого напряжения к электродам 29 и 31, между которыми находится керамическая трубка инициирующего электрода 30, по торцевой поверхности керамической трубки 30 зажигается искровой разряд. Зажигание искрового разряда инициирует зажигание вакуумно-дугового разряда, который горит между корпусом буксы 12, являющийся катодом, и анодом 17.The body of the processed axlebox 12 of the railway car is installed on the vacuum seal 13 of the landing plate 9 of the pumping station 1 axisymmetrically to the rotation shaft 11. From above, the body of the axlebox 12 is closed with a sealing plug of the axlebox 14 with an inspection window 15 and a vacuum seal 16. In the initial state, the vacuum pump 2 is turned off, the vacuum valve 4 and air inlet valve 5 are closed. To pump air from the internal volume of the axle box housing 12 and the vacuum pipeline 3, the vacuum pump 2 is turned on, the vacuum valve 4 is opened and air is pumped out from the internal volume of the axle box housing 12. When the vacuum pressure sensor 6 of the vacuum gauge 7 registers a given fore-vacuum pressure, the electric motor 10 is turned on, which begins to rotate the rotation shaft 11 with the anode 17 and the initiating electrode 19. To supply voltage between the anode 17 and the axle box body (cathode) 12, the vacuum-arc discharge power source 26 is turned on. The plus of the power source 26 is connected through an ammeter 24 to the brush current supply of the anode 18. Minus power source is supplied to the upper 24 and lower 25 current leads of the axle box body 12. To ignite a vacuum-arc discharge between the axle box body 12 and the anode 17, a pulse voltage source 28 is turned on. A high-voltage voltage pulse is supplied to the current leads of the initiating electrode 22 of the brush unit of the current supply of the initiating electrode 21 and through current collectors 23 are connected to the metal body of the initiating electrode 29 and the metal rod of the initiating electrode 31. When a high voltage pulse is applied to the electrodes 29 and 31, between which there is a ceramic tube of the initiating electrode 30, a spark discharge is ignited along the end surface of the ceramic tube 30. The ignition of a spark discharge initiates the ignition of a vacuum arc discharge, which burns between the axle box body 12, which is the cathode, and the anode 17.
Процесс очистки поверхности от загрязнений объясняется следующим образом. Вакуумно-дуговой разряд на рабочей поверхности катода возникает и развивается в парах испаряемого материала катода (букса) и существует в перемещающихся по поверхности катода катодных пятнах. Температура в катодном пятне превышает температуру кипения материала катода и находится на уровне 5000°С. Область, разогреваемая катодным пятном на рабочей поверхности катода, превышает размеры самого катодного пятна. Однако, учитывая высокие скорости перемещения катодных пятен и их малые размеры, средняя температура поверхности металла остается интегрально "холодной". При наличии в зоне катодного пятна высокой плотности ионного тока над катодным пятном создается высокое давление плазмы на уровне 100-300 атм. Давление, оказываемое на поверхность лунки жидкого металла в катодном пятне, приводит к выдавливанию жидкого металла, который вылетает из катодного пятна в виде микрокапель. За счет испарения металла и выброса расплавленного металла в виде микрокапель все загрязнения, находящиеся на поверхности металла, удаляются. В результате этого обнажается чистая поверхность металла. Испаряя поверхностные пленки и другие загрязнения, эти многочисленные дуги создают благоприятную среду для своего горения и, концентрируясь на поверхностных загрязнениях и перемещаясь по ним, осуществляют процесс очистки (Фиг. 3), обеспечивая равномерное воздействие на обрабатываемое изделие.The process of cleaning the surface from contaminants is explained as follows. A vacuum-arc discharge on the working surface of the cathode arises and develops in the vapor of the evaporated cathode material (box) and exists in cathode spots moving along the cathode surface. The temperature in the cathode spot exceeds the boiling point of the cathode material and is at the level of 5000°C. The area heated by the cathode spot on the working surface of the cathode exceeds the size of the cathode spot itself. However, taking into account the high speeds of movement of cathode spots and their small sizes, the average temperature of the metal surface remains integrally “cold”. If there is a high density of ion current in the cathode spot zone, high plasma pressure is created above the cathode spot at a level of 100-300 atm. The pressure exerted on the surface of the liquid metal well in the cathode spot leads to the squeezing out of the liquid metal, which flies out of the cathode spot in the form of microdrops. Due to the evaporation of the metal and the release of molten metal in the form of microdrops, all contaminants located on the surface of the metal are removed. This exposes a clean metal surface. By evaporating surface films and other contaminants, these numerous arcs create a favorable environment for their combustion and, concentrating on surface contaminants and moving over them, carry out the cleaning process (Fig. 3), providing a uniform effect on the product being processed.
На фиг. 3 представлены фотографии внутренней поверхности корпуса буксы до очистки (Фиг. 3а) и после очистки (Фиг. 3б). При наличии на поверхности буксы большого количества загрязнений имеется возможность подключения дополнительного форвакуумного насоса, который присоединяется к фланцу 8 вакуумной установки.In fig. Figure 3 shows photographs of the inner surface of the axlebox housing before cleaning (Fig. 3a) and after cleaning (Fig. 3b). If there is a large amount of dirt on the surface of the axlebox, it is possible to connect an additional fore-vacuum pump, which is connected to flange 8 of the vacuum unit.
По завершении процесса очистки выключается источник питания вакуумно-дугового разряда 26, разряд гаснет, и выключается электрический двигатель 10 вала вращения 11.Upon completion of the cleaning process, the power source of the vacuum-arc discharge 26 is turned off, the discharge goes out, and the electric motor 10 of the rotation shaft 11 is turned off.
Для выключения установки выключается вакуумный насос, открывается клапан напуска воздуха 5, что приводит к заполнению внутренней поверхности корпуса буксы, вакуумного трубопровода 3 и вакуумного насоса 2 воздухом. С буксы снимается герметизирующая заглушка буксы 14 и снимается корпус буксы 12 с посадочной плиты 9.To turn off the installation, the vacuum pump is turned off, the air inlet valve 5 opens, which leads to the filling of the inner surface of the axle box housing, the vacuum pipeline 3 and the vacuum pump 2 with air. The sealing plug of the axle box 14 is removed from the axle box and the body of the axle box 12 is removed from the landing plate 9.
Опытный образец предложенный полезной модели (Фиг. 4) прошел испытание, в том числе в вагоноремонтных депо на железной дороге, и подтвердил не только промышленную применимость, но и указный выше новый технический результат.The prototype of the proposed utility model (Fig. 4) was tested, including in car repair depots on the railway, and confirmed not only its industrial applicability, but also the new technical result indicated above.
Из вышеизложенного следует, что заявленное новое техническое решение - полезная модель «Вакуумная установка для очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона катодными пятнами вакуумно-дугового разряда» направлена на решение поставленной задачи с достижением нового технического результата и соответствует требованиям патентоспособности по действующему законодательству.From the above it follows that the claimed new technical solution - the utility model “Vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box body of a railway car with cathode spots of a vacuum-arc discharge” is aimed at solving the problem with achieving a new technical result and meets the patentability requirements under current legislation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU224398U1 true RU224398U1 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03107480A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-07 | Hitachi Ltd | Plasma treating device |
| RU2560112C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Method of flaw detection of metal items during their surface treatment |
| RU2635203C2 (en) * | 2016-02-05 | 2017-11-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Method for restoration of worn inner cylindrical surface |
| RU2642243C2 (en) * | 2015-10-09 | 2018-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Method of forming microrelief on surface of metal articles |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03107480A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-07 | Hitachi Ltd | Plasma treating device |
| RU2560112C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Method of flaw detection of metal items during their surface treatment |
| RU2642243C2 (en) * | 2015-10-09 | 2018-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Method of forming microrelief on surface of metal articles |
| RU2635203C2 (en) * | 2016-02-05 | 2017-11-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Method for restoration of worn inner cylindrical surface |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КУЗНЕЦОВ В. Г. и др. Технология вакуумно-дуговой очистки внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона. Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2016, N 4, с. 81-88. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU224398U1 (en) | Vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car with cathode spots of a vacuum-arc discharge | |
| CN213556163U (en) | VOCs organic waste gas treatment equipment | |
| CN113458086A (en) | Cleaning device and cleaning method for rocket engine parts | |
| CN205606683U (en) | Can effectively get rid of fine particles's domestic smoke ventilator | |
| JP5119482B2 (en) | Anti-dust fouling prevention device for electric dust collector | |
| CA1259765A (en) | Depilating device for slaughtering and cut-up chain of butchery animals | |
| US11389840B2 (en) | Cleaning apparatus for optical window, engine, and method for cleaning optical window of engine | |
| KR102165050B1 (en) | Bag filter cyclone dust collector with improved dust removal efficiency | |
| CN206295779U (en) | A kind of application high voltage electric field removes the device of smoke chemistry material | |
| CN206519298U (en) | A kind of antifouling flush paint can powered cleaning spraying equipment | |
| CN205323509U (en) | Honeycomb formula plasma exhaust gas cleaner | |
| CN105887171A (en) | Method of vacuum plating chromium on piston rods | |
| RU2383661C1 (en) | Method of production of aluminium by electrolysis in criolyte-aluminous melt | |
| CN110433973B (en) | Experimental device for spraying plastic powder on metal surface | |
| CN209810429U (en) | Protection device for discharge electrode of wet electrostatic precipitator | |
| CN212029536U (en) | Utilize solar energy to clear up discharging equipment of carbon from electricity generation | |
| CN220371288U (en) | Cylinder electrostatic dust remover | |
| CN220836088U (en) | Electric tar precipitator | |
| CN210171695U (en) | High-pressure ion flue gas purification device | |
| CN108800978B (en) | Electrostatic precipitator formula negative pressure cooler | |
| CN211436589U (en) | Continuous electrostatic field exhaust gas purifier with steam cleaning function | |
| CN211275028U (en) | Wet electrostatic dust collector for brick kiln | |
| CN205402645U (en) | Steam generator in external scale removal hole | |
| CN111140861A (en) | Utilize solar energy to clear up discharging equipment of carbon from electricity generation | |
| CN214052103U (en) | Multifunctional cathode insulation can device for electric dust collector |