RU2469893C1

RU2469893C1 - Electrostatic track brake

Info

Publication number: RU2469893C1
Application number: RU2011124224/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Кузин; Сергей Николаевич Кузин
Original assignee: Николай Иванович Кузин
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-12-20

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: electrostatic track brake includes shoe, spring suspension and guide bracket. The guide bracket is attached to truck frame. The shoe is made of two parts interacting through metal plates. The metal plates are connected with high voltage source. Lower part of shoe is connected with upper part via spring suspension.

EFFECT: lower power consumption and metal consumption.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано как тормоз в локомотивах и электропоездах.The invention relates to the field of rail vehicles and can be used as a brake in locomotives and electric trains.

Известен электромагнитный рельсовый тормоз (см. книгу Балон Л.В. Транспорт. 1979 г., стр.12, рис.76), содержащий пружинную подвеску, башмак, направляющий кронштейн с упорными кронштейнами башмака.Known electromagnetic rail brake (see the book Balon L.V. Transport. 1979, p. 12, Fig. 76), containing a spring suspension, shoe, guide bracket with thrust brackets of the shoe.

Этот тормоз имеет следующие недостатки. Он реализует моментально максимальную по величине тормозную силу, вызывающую перегрузку конструктивных элементов устройства, потребляет в работе много электроэнергии, имеет трудности в регулировании тормозного усилия. Поэтому имеет ограниченное применение.This brake has the following disadvantages. It realizes instantly the maximum largest braking force, causing an overload of the structural elements of the device, consumes a lot of electricity, has difficulties in regulating the braking force. Therefore, it has limited use.

Известен электромагнитный рельсовый тормоз (патент 2216469 С1, МПК В61С 14/04, В61Н 7/08), содержащий башмак с катушками намагничивания, пружинную подвеску, направляющий кронштейн, жестко связанный с рамой тележки, с упорными кронштейнами башмака, механизм опускания башмака.Known electromagnetic rail brake (patent 2216469 C1, IPC B61C 14/04, B61H 7/08) containing a shoe with magnetizing coils, a spring suspension bracket, a guide bracket, rigidly connected to the frame of the trolley, with stop brackets shoe shoe lowering mechanism.

Это устройство позволяет плавно регулировать силу торможения до ее максимального значения при начале торможения, однако не обеспечивает качественного торможения в пути при изменении параметров пути. Механизм плавного торможения имеет сложное устройство. При этом сохраняются все остальные недостатки, присущие аналогу, описанному выше.This device allows you to smoothly adjust the braking force to its maximum value at the start of braking, but does not provide high-quality braking in the path when changing the path parameters. The smooth braking mechanism has a complex device. At the same time, all other disadvantages inherent in the analogue described above are retained.

Целью изобретения является уменьшение энергопотребления системой торможения, расширение функциональных возможностей путем использования тормоза как в рабочем режиме, так и экстренно, снижение металлоемкости тормоза.The aim of the invention is to reduce the energy consumption of the braking system, expanding functionality by using the brake both in operating mode and urgently, reducing the metal consumption of the brake.

Поставленная цель достигается тем, что башмак состоит из двух частей, контактирующих друг с другом через металлические пластины, соединенные с источником высокого напряжения, причем нижняя часть башмака соединена с верхней через пружинную подвеску.This goal is achieved in that the shoe consists of two parts in contact with each other through metal plates connected to a high voltage source, and the lower part of the shoe is connected to the upper via a spring suspension.

При этом в верхней части башмака размещен блок управления, содержащий аккумулятор, приемник сигналов, блок высокого напряжения, коммутационное устройство.At the same time, in the upper part of the shoe there is a control unit containing a battery, a signal receiver, a high voltage unit, a switching device.

При этом башмак снабжен стопорным устройством, состоящим из подвижной и неподвижной части, соединенными пружиной, контактирующими между собой металлическими пластинами, соединенными с блоком высокого напряжения.In this case, the shoe is equipped with a locking device consisting of a movable and fixed part, connected by a spring, metal plates in contact with each other, connected to a high voltage unit.

На фиг.1 - общий вид электростатического рельсового тормоза, на фиг.2 - разрез стопорного устройства, на фиг.3 - блок-схема электростатического рельсового тормоза.In Fig.1 is a General view of the electrostatic rail brake, Fig.2 is a section of the locking device, Fig.3 is a block diagram of an electrostatic rail brake.

Электростатический рельсовый тормоз состоит из башмака, выполненного из двух частей, верхней части 1 и нижней части 2, соединенных между собой пружинами 3 и контактирующих друг с другом через пластины 4 и 5. Башмак снабжен упором 6, взаимодействующим с направляющим кронштейном 7, жестко закрепленным на раме тележки 8, снабженным упором 9, соединен с подъемно-опускающим устройством, выполненным, например, в виде поршня 10, снабженного штоком 11, пружиной 12, размещенного в цилиндре 13. В верхней части башмака размещено стопорное устройство 14, выполненное, например, из подвижной 15 и неподвижной 16 частей, соединенных пружиной 17, контактирующих металлическими пластинами 18 и 19, блок управления 20, содержащий коммутационное устройство из реле Р1-Р4, приемник радиосигналов, аккумулятор, блок высокого напряжения (не показаны). В контактной части 21 башмака размещен концевой выключатель 22. Вне башмака размещен пульт управления машиниста 23, датчик веса 24, датчик скорости 25, сумматор 26, передатчик командных сигналов 27.The electrostatic rail brake consists of a shoe made of two parts, the upper part 1 and the lower part 2, interconnected by springs 3 and in contact with each other through plates 4 and 5. The shoe is equipped with a stop 6, which interacts with a guide bracket 7, rigidly fixed to the frame of the trolley 8, equipped with a stop 9, is connected to a lifting and lowering device, made, for example, in the form of a piston 10, equipped with a rod 11, a spring 12, placed in the cylinder 13. In the upper part of the shoe there is a locking device 14, made Noe, e.g., from the mobile 15 and stationary portions 16 are connected by a spring 17 in contact with metal plates 18 and 19, the control unit 20, comprising a switching device of the relay P1-P4, radio receiver, battery, high voltage unit (not shown). A limit switch 22 is located in the contact part 21 of the shoe 22. Outside of the shoe, the driver’s control panel 23, weight sensor 24, speed sensor 25, adder 26, command signal transmitter 27 are placed.

Работает электростатический рельсовый тормоз следующим образом. При необходимости торможения машинист подает с пульта 23 сигнал на опускание башмака одним из известных способов, например путем подачи воздуха в цилиндр 13 в надпоршневую полость. При этом поршень 10 через шток 11, сжимая пружину 12, опускает башмак на рельсы по направляющему кронштейну 7. Одновременно управляющий сигнал с пульта управления машиниста 23, датчика веса 24, датчика скорости поступают на сумматор 26, с которого этот сигнал поступает или по воздуху через передатчик сигналов на приемник блока управления 25, или по проводу на блок управления 25 (один вариант резервный). При опускании на рельсы срабатывает концевой выключатель 22, выдавая сигнал на срабатывание стопорного устройства 14. При этом на пластины 18 и 19 стопорного устройства 14 подается потенциал высокого напряжения. Пластины заряжаются одноименным зарядом и отталкиваются друг от друга. Подвижная часть 15, растягивая пружину 17, выдвигается под упор 9, фиксируя башмак в этом положении. С незначительным запаздыванием, управляющий сигнал в виде высокого потенциала, дискретно увеличиваясь, для плавности торможения, подается на пластины 4 и 5, которые заряжаются одноименным зарядом, отталкиваясь друг от друга. Силы отталкивания огромны. Нижняя часть башмака 2 с пластиной 5, отталкиваясь от верхней части 1, зафиксированной стопорным устройством 14, обеспечивает необходимую силу прижатия ее контактной части 21 к рельсу. В ходе торможения управляющий сигнал, в зависимости от изменения параметров пути и сигнала 23 машиниста, меняется, обеспечивая необходимую силу прижатия башмака к рельсу и необходимую скорость торможения. Для увеличения потенциала и силы прижатия контактной части 21 используются контакты 1-2 реле Р2, а для уменьшения заряда пластин 4, 5 и тормозного усилия кратковременно указанные пластины через активное сопротивление R и контакты 1-2 P1 подключаются на разряд. По завершении торможения с помощью контактов 1-2 P1 снимают полностью заряд с пластин 4, 5, а контактами 1-2 Р4 с пластины 18, 19. Известным способом башмак возвращается в исходное положение. При этом снимается давление воздуха в надпоршневой полости, а сам поршень 10 с помощью штока 11 и пружины 12 приводит башмак в исходное положение.The electrostatic rail brake operates as follows. If braking is necessary, the driver sends a signal from the remote control 23 to lower the shoe in one of the known ways, for example, by supplying air to the cylinder 13 into the supra-piston cavity. In this case, the piston 10 through the rod 11, compressing the spring 12, lowers the shoe onto the rails along the guide bracket 7. At the same time, the control signal from the driver’s control panel 23, the weight sensor 24, and the speed sensor are fed to the adder 26, from which this signal is transmitted through the air either the signal transmitter to the receiver of the control unit 25, or by wire to the control unit 25 (one backup option). When lowering onto the rails, the limit switch 22 is triggered, giving a signal for the operation of the locking device 14. At the same time, high voltage potential is supplied to the plates 18 and 19 of the locking device 14. The plates are charged with the same charge and repelled from each other. The movable part 15, stretching the spring 17, extends under the emphasis 9, fixing the shoe in this position. With a slight delay, the control signal in the form of a high potential, increasing discretely, for smooth braking, is fed to plates 4 and 5, which are charged with the same charge, repelling from each other. The repulsive forces are enormous. The lower part of the shoe 2 with the plate 5, starting from the upper part 1, fixed by the locking device 14, provides the necessary force to press its contact part 21 to the rail. During braking, the control signal, depending on changes in the path parameters and the signal of the driver 23, changes, providing the necessary force to press the shoe against the rail and the necessary braking speed. To increase the potential and pressing force of the contact part 21, contacts 1-2 of the relay P2 are used, and to reduce the charge of the plates 4, 5 and the braking force, these plates are briefly connected to the discharge via the active resistance R and contacts 1-2 P1. Upon completion of braking using contacts 1-2 P1 completely remove the charge from the plates 4, 5, and contacts 1-2 P4 from the plate 18, 19. In a known manner, the shoe returns to its original position. In this case, the air pressure in the supra-piston cavity is removed, and the piston 10 itself, using the rod 11 and the spring 12, brings the shoe to its original position.

Использование в башмаке для прижатия его к рельсу и создания необходимых тормозных усилий, электростатических сил, создаваемых одноименными зарядами металлических пластин с малым энергопотреблением и металлоемкостью, возможность менять эти силы и тормозные усилия на всем пути торможения в зависимости от сигнала машиниста и параметров пути позволят на порядок уменьшить энергозатраты, использовать тормоз для рабочего и экстренного торможения, уменьшить металлоемкость изделий.The use in the shoe for pressing it to the rail and creating the necessary braking forces, electrostatic forces created by the same charges of metal plates with low power consumption and metal consumption, the ability to change these forces and braking forces along the entire braking path depending on the driver signal and track parameters will allow an order of magnitude reduce energy consumption, use the brake for working and emergency braking, reduce the metal consumption of products.

Claims

1. An electrostatic rail brake comprising a shoe, a spring suspension, a guide bracket mounted on a trolley frame, with shoe support brackets, characterized in that the shoe is made of two parts contacting each other through metal plates connected to a high voltage source, the lower part of the shoe is connected to the top via a spring suspension.

2. The electrostatic rail brake according to claim 1, characterized in that the shoe is equipped with a locking device consisting of movable and fixed parts connected by a spring, contacting each other with metal plates connected to the control unit, while the guide bracket is provided with a protrusion under the stopper.

3. The electrostatic rail brake according to claim 1, characterized in that in the upper part of the shoe there is a control unit comprising a battery, a signal receiver, a high voltage unit, a switching device.