RU27808U1 - Токоприемник электроподвижного состава (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Токоприемник электроподвижного состава, включающий опорную платформу, электрически изолированную от корпуса экипажа, подъемный механизм, пневмоцилиндр подъема токоприемника с полозом, на корпусе которого расположены параллельные ряды токосъемных элементов, часть которых выполнена в виде порошковых на металлической основе биметаллических пластин с самосмазыващими свойствами, жестко закрепленных на корпусе, а часть - в виде токосъемных вставок, подпружиненных к контактному проводу и выполненных из углеродного материала на графитовой основе, отличающийся тем, что корпус полоза выполнен из Т или П-образного профиля, а участок с наибольшей частотой взаимодействия с контактным проводом выполнен овальным с 2-10отклонения боковых сторон полоза от горизонтали, и снабжен устройством аварийного опускания токоприемника, содержащим электромагнитный клапан, датчик и стеклянную трубку, установленную на полозе с находящей стороны контактного провода параллельно токосъемным элементам по всей их длине, один конец которой жестко закреплен, а другой уперт в кнопку датчика, соединенного с электромагнитным клапаном, связанным с пневмоцилиндром подъема токоприемника.2. Токоприемник электроподвижного состава, включающий опорную платформу, электрически изолированную от корпуса экипажа, подъемный механизм, пневмоцилиндр подъема токоприемника с полозом, его корпус с расположенными на нем параллельными рядами токосъемных элементов, в виде порошковых на металлической основе биметаллических пластин с самосмазыващими свойствами, жестко закрепленных на корпусе, и токосъемными вставками, подпружиненными к контактному

Description

прямолинейная форма корпуса полоза, которая снижает возможность беспрепятственного прохождения им воздушных стрелок, а линейные пружины и пружины сжатия деформируются от сил трения, воздействующих на вставки, и перекашивают платформу.

Предлагаемые конструкции имеют овальную форму корпуса полоза , что позволяет достигнуть надежного прохождения через воздушные стрелки контактной сети. Пружины растяжения в механизме прижатия платформы с графитовыми вставками к контактному проводу позволяют повысить надежность работы. Корпус полоза выполнен из «Т или образного профиля, что позволяет снизить вес полоза при сохранении его прочности и жесткости. Профиль «Т или образной формы позволяет осуществлять безболтовое крепление на нем биметаллических контактных пластин путем завальцовки их несущего основания на горизонтальной полке профиля. Для более надежного подмазывания контактного провода на подпружиненной платформе используют графитовые вставки с высокими самосмазывающими свойствами. Полоз снабжен устройством аварийного опускания токоприемника, что позволяет избежать повреждения контактной сети при повреждении полоза от удара по нему.

По первому варианту устройство аварийного опускания срабатьшает при разбивании стеклянной трубки, находящейся непосредственно на полозе и выключении кнопки датчика, который подает сигнал на магнитный переключатель.

Предотвратить удар по полозу отключением подъёмного механизма с помощью датчика удара на полозе нельзя, поскольку опускание полоза происходит за несколько секунд - из-за инерции элементов подъёмного механизма и медленного сброса воздуха из пневмоцилиндра, а интервал времени между датчиком и полозом, например, при выносе датчика на 1 метр, даже на небольшой скорости 36 км/ч составляет лищь 0,1 с.

Поэтому предусмотрен второй вариант конструкции токоприемника.

По второму варианту в подъёмный механизм введен дополнительный вертикальный стержень , к которому крепится полоз и предусмотрена специальная пружина сброса с управляемой защелкой. Благодаря этому инерционная масса уменьшена до минимума и состоит только из масс полоза и вертикального стержня, а остальные элементы механизма не участвуют в начале движения при отводе полоза от контактного провода под действием пружины сброса. Вертикальное расположение дополнительного звена обеспечивает оптимальную траекторию движения полоза от провода - в направлении удара и вниз. Кроме того, для устранения сопротивления сжатого воздуха опусканию токоприёмника, и, следовательно, ускорения этого процесса жёсткая связь

пневмоцилиндра с подъёмным механизмом заменена сцепной муфтой, отключаемой в начале движения полоза.

Достигаемый технический результат полезной модели заключается в повышении надежности токосъема, повышении электродуговой стойкости за счет монтажа на полозе графитовых вставок, в предотвращении или уменьшении повреждений токосъемника и полоза при случайных ударах о препятствия, возникающие при неисправностях контактной сети; уменьшение ударного воздействия на полоз; в повышении надежности защиты полоза от ударов и в уменьшении теплового воздействия электрической дуги при отрыве полоза от контактного провода и в упрощении механической части защитного устройства.

На фиг. 1 - конструкция токоприемника Вариант 1.

На фиг. 2 - внешний вид полоза.

На фиг. 3 -поперечное сечение полоза

На фиг. 4 - конструкция токоприемника Вариант 2.

Конструкция токоприемника Вариант 1 поясняется чертежом на фиг.1. Токоприемник электроподвижного состава включает опорную платформу 1, с электрическими изоляторами 2, пневмоцилиндр 3 подъема токоприемника, подъемный механизм 4 для приведения токоприемника в рабочее положение, полоз 5 для взаимодействия с контактным проводом, его корпус 6 (см. фиг.2), на котором параллельными рядами расположены токосъемные элементы, в виде порошковых на металлической основе биметаллических пластин 7 и токосъемные графитовые вставки 8. Биметаллические пластины 7 и токосъемные вставки 8 подпружинены к контактному проводу пружинами растяжения 9 (см. фиг.З). Токосъемные вставки 8 выполнены из углеродного материала на графитовой основе и расположены параллельно металлическим порошковым токосъемным элементам. Токоприемник снабжен устройством аварийного опускания, которое состоит из стеклянной трубки 10 (см. фиг.1), установленной на полозе 5,один конец которой жестко закреплен, а другой уперт в кнопку датчика, соединенного с электромагнитным клапаном 11. Кронштейн 12 выполнен в виде вилки, в пазу которой свободно перемещается штанга подъемного механизма 4. На кронштейне 12 крепится колодка 13 с индукционным датчиком толкателем 14 и двумя пружинами 15 по обе стороны от штанги. Токоприемник с механизмом подъема 4 и полозом 5 крепятся на платформе 1, которая в свою очередь на изоляторах 2 крепится на крыше экипажа. На платформе располагается пневмоцилиндр 3 со штоком . связанным с рычагом 16 подъемного механизма. Пневмоцилиндр 3 связан с трубопроводом компрессора и с атмосферой окружающего

воздуха.

Полоз 5 содержит расположенные на нем параллельными рядами токосъемные элементы, в виде порошковых на металлической основе биметаллических пластин 7 с самосмазыващими свойствами, жестко закрепленные на корпусе 6 и токосъемные вставки 8, выполненные из углеродного материала на графитовой основе и расположенные параллельно порошковым токосъемным элементам, подпружинены к контактному проводу пружинами растяжения 9.

Корпус 6 полоза вьшолнен из Т- образного профиля, а участок с наибольшей частотой взаимодействия с контактным проводом вьшолнен овальным с 2-10°-ым отклонением крайних частей от горизонтали.

Крепление биметаллических контактных пластин 2 осушествляется путем завальповки их несущего основания 17 (см. фиг.2) на горизонтальной полке профиля полоза 5.

Полоз токоприемника электроподвижного состава работает следующим образом. При включении токоприемника в работу корпус 6 поднимается до тех пор, пока закрепленные на нем биметаллические пластины 2 и графитовая вставка 3 не войдут в соприкосновение с контактным проводом. Пружины растяжения в механизме прижатия платформы с графитовыми вставками к контактному проводу позволяют повысить надежность работы. Для более надежного подмазывания контактного провода на подпружиненной платформе используют графитовые вставки с высокими самосмазывающими свойствами. Полоз снабжен устройством аварийного опускания токоприемника, что позволяет избежать повреждения контактной сети после повреждения полоза от удара по нему.

В результате наезда полоза 5 на препятствие, стеклянная трубка 10 разбивается, срабатывает выключатель датчика, который подает сигнал на электропневматический переключатель, что приводит к закрытию отверстия, связывающего полость цилиндра с компрессором и открывает отверстие, соединяющее ее с атмосферой. Одновременно срабатывает датчик 14 , сдвигающий колодку 13 с пружиной 15 с кронштейна 12. Колодка под действием пружины 15 падает на подъемный механизм 4 и он быстро опускается, предохраняя, таким образом полоз от поломки. Движение колодки 13 по штанге механизма подъема 4 полоза ограничивается зубом 18.Предотвратить

удар по полозу отключением подъёмного механизма с помощью датчика удара на полозе нельзя, поскольку опускание полоза происходит за несколько секунд - из-за инерции элементов подъёмного механизма и медленного сброса воздуха из пневмоцилиндра, а интервал времени между датчиком и полозом, например, при выносе датчика на 1 метр, даже на небольшой скорости 36 км/ч составляет лишь 0,1 с.

Поэтому нредусмотрен второй вариант конструкции токоприемника.

Конструкция токоприемника Вариант 2 поясняется чертежом на фиг.4. Токоприемник электроподвижного состава включает опорную платформу 1, с электрическими изоляторами 2, пневмоцилиндр 3 подъема токоприемника, подъемный механизм 4 для приведения токоприемника в рабочее положение, полоз 5 для взаимодействия с контактным проводом, его корпус 6, который укреплёп на вертикальном стержне 19, который шарнирно установлен на верхней части подъёмного механизма 4, находится под натяжением вращающей пружипы сброса 20 и удерживается заш;ёлкой 21 в положении, близком к вертикали (с учётом изменений высоты подвески контактного провода). Благодаря этому инерционная масса уменьшена до минимума и состоит только из масс полоза и вертикального стержня, а остальные элементы механизма не участвуют в начале движения при отводе полоза от контактного провода под действием специальной пружины сброса. Вертикальный стержень обеспечивает оптимальную траекторию движения полоза от провода - в направлении удара и вниз. Кроме того, для устранения сопротивления сжатого воздуха опусканию токоприёмника, и, следовательно, ускорения этого процесса жёсткая связь пневмоцилиндра с подъёмным механизмом заменена сцепной муфтой, отключаемой в начале движения полоза.

На обш,ей оси с нижним шарниром вертикального стержня 19 установлен нижний продольный (относительно хода экипажа) стержень 22, подпружиненный вверх с упором для ограничения подъёма в отсутствие контактного провода. На втором конце стержня 22 шарнирно установлен вертикальный опорный стержень 23, к верхнему концу которого шарнирно прикреплена защитная рамка 24, подпружиненная вперёд по ходу и удерживаемая в положении, параллельном вертикальному стержню 19, верхним горизонтальным стержнем 25 (например, тросиком или планкой с про)Ш1иной), допускающей свободное движение рамки 24 против хода. Таким образом, защитная рамка 24 вынесена от полоза вперёд по ходу на шарнирном параллелограмме (четырёхугольнике), образованном элементами 19, 22, 23 и 25. На защитной рамке 24 по оси её шарнира и на опорном вертикальном стержне 23 по оси его нижнего шарнира выполнены рычаги, связанные тягами (тросиками) через систему блоков с защёлкой 21.

С защёлкой 21 может быть связан контакт для отключения быстродействующего разъединителя тока, поступающего от коптактной сети.

5

ней выключения. Возвратная пружина 28 нривода подъёмного механизма жёстко соединена с валом 26.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При ударе защитной рамки 24 о препятствие на уровне горизонтальной части поперечного контура полоза опорный вертикальный стержень 23 поворачивается относительно оси своего нижнего шарнира и своим рычагом через тяги (тросики) отключает защёлку 21 и сцепную муфту 27.

Благодаря наличию верхнего горизонтального стержня 25 при повороте рамки 24 нет влияния на полоз 5.

После отключения защёлки 21 пружина 20 поворачивает вертикальный стержень 19, выводя из-под удара о препятствие полоз 5 (по траектории, обозначенной на фиг.4 пунктирной линией со стрелкой, без влияния инерции остальных элементов подъёмного механизма) и отводя от контактного провода защитную рамку 24 через верхний горизонтальный элемент 25. Одновременно с этим, через связь с защёлкой 21, отключается сцепная муфта 27, и возвратная пружина 28 начинает опускать полоз без сопротивления сжатого воздуха, находящегося в пневмоцилиндре 3.

Если удар происходит на уровнях, лежащих под нижним шарниром опорного вертикального стержня 23, то поворачивается только защитная рамка 24, которая своим рычагом через тросик отключает защёлку 21 и сцепную муфту 27.

Если удар происходит на уровне, лежащим между шарнирами опорного стержня 23, то поворачиваются и рамка 24 и стержень 23 (в противоположные стороны) с тем же результатом.

Пневмоцилиндр 3 в данном случае должен иметь двойное действие для возврата в исходное положение после аварийного опускания токоприёмника, при котором муфта 27 отключает шток от вала 26.

Механическая часть данного устройства может быть существенно упрощена за счёт применения датчика удара 29, укреплённого на защитной рамке 24 на уровне концов рогов полоза 5 (рамки 24) и реагирующего только на быстрые перемещения по горизонтали вдоль хода экипажа в обоих направлениях, но не на вертикальные или поперечные перемещения. Датчик удара 29 можно выполнить электродинамическим, например, в виде направленной вдоль хода катушки с постоянным магнитом, подвешенным в ней на пружинах. Такой датчик может работать без внешнего источника питания. Сигнал датчика удара 29 должен передаваться на усилитель, управляющий выключателем тока от контактной сети и электромагнитами, связанными с защёлкой 21 и муфтой 27. В этом варианте исполнения предлагаемого устройства

необходима электрическая развязка цепей питания от напряжения контактной сети, например, с помощью оптико-электронных или радиоустройств.

Claims (4)

1. Токоприемник электроподвижного состава, включающий опорную платформу, электрически изолированную от корпуса экипажа, подъемный механизм, пневмоцилиндр подъема токоприемника с полозом, на корпусе которого расположены параллельные ряды токосъемных элементов, часть которых выполнена в виде порошковых на металлической основе биметаллических пластин с самосмазыващими свойствами, жестко закрепленных на корпусе, а часть - в виде токосъемных вставок, подпружиненных к контактному проводу и выполненных из углеродного материала на графитовой основе, отличающийся тем, что корпус полоза выполнен из Т или П-образного профиля, а участок с наибольшей частотой взаимодействия с контактным проводом выполнен овальным с 2-10^o отклонения боковых сторон полоза от горизонтали, и снабжен устройством аварийного опускания токоприемника, содержащим электромагнитный клапан, датчик и стеклянную трубку, установленную на полозе с находящей стороны контактного провода параллельно токосъемным элементам по всей их длине, один конец которой жестко закреплен, а другой уперт в кнопку датчика, соединенного с электромагнитным клапаном, связанным с пневмоцилиндром подъема токоприемника.

2. Токоприемник электроподвижного состава, включающий опорную платформу, электрически изолированную от корпуса экипажа, подъемный механизм, пневмоцилиндр подъема токоприемника с полозом, его корпус с расположенными на нем параллельными рядами токосъемных элементов, в виде порошковых на металлической основе биметаллических пластин с самосмазыващими свойствами, жестко закрепленных на корпусе, и токосъемными вставками, подпружиненными к контактному проводу, а вставки выполнены из углеродного материала на графитовой основе и расположены параллельно порошковым токосъемным элементам, отличающийся тем, что подъемный механизм в верхней части снабжен устройством аварийного опускания токоприемника, вынесенным вперед по ходу в виде защитной рамки, шарнирно связанной поперечной горизонтальной осью с вертикальным стержнем, образующим шарнирный параллелограмм совместно с верхней частью подъемного механизма, нижним горизонтальным продольным стержнем и верхним горизонтальным продольным стержнем, при этом защитная рамка и нижняя часть ее опорного вертикального стержня связаны рычагами и тягами с защелкой верхней части подъемного механизма, причем привод вращения подъемного механизма соединен с валом сцепной муфтой, отключаемой через механическую передачу защитной рамкой при ее повороте при ударе о препятствие.

3. Токоприемник электроподвижного состава по п.2, отличающийся тем, что подъемный механизм выполнен из двух частей, соединенных шарниром с поперечной горизонтальной осью, а нижняя часть связана с верхней частью пружиной и подпружиненной защелкой и упором, сбрасывающим защелку после поворота верхней части относительно нижней.

4. Токоприемник электроподвижного состава по п.2, отличающийся тем, что защитная рамка снабжена датчиком удара, размещенным на уровне рогов полоза и реагирующим на горизонтальные продольные перемещения, а защелка верхней части подъемного механизма и сцепная муфта привода связаны с электромагнитами, отключаемыми по сигналу датчика удара одновременно с выключением тока от контактной сети.