Товарная железнодорожная секция, электропоезд - RU2150395C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к товарной железнодорожной секции, которая содержит несколько вагонов, каждый из которых содержит одну колесную платформу, предназначенную для установки камер-хранилищ (10), в частности при контролируемой температуре, причем эти вагоны или камеры-хранилища оборудованы установками, потребляющими электроэнергию.

В рамках изобретения термин "камера-хранилище" обозначает, например, контейнеры, ящики, полуприцеп, который может быть взят захватами, прицепы или другие дорожные комплексы, которые могут быть расположены на вагонах типа "бункера" и "колодцев".

Такие камеры-хранилища используют, в частности, для перевозки скоропортящихся продуктов воздушным, морским, железнодорожным или дорожным транспортом. Эти камеры-хранилища позволяют, кроме того, поддерживать внутри этих камер контролируемую температуру, которая гарантирует сохранность перевозимых пищевых продуктов.

В случае перевозки по железной дороге одно решение этой задачи заключается в том, что снабжают камеры-хранилища дизельными электроагрегатами. Однако эти двигатели создают большую загрязненность окружающей среды и соответствующие вредные шумы. Это решение имеет также недостаток, который заключается в том, что многочисленность элементов устанавливаемого оборудования приводит к дополнительным расходам, связанным, в частности, с необходимостью обеспечить управление этими электрогенераторными агрегатами, и с проблемами занимаемой площади и перегрузки, которые уменьшают полезную нагрузку камер-хранилищ. Наконец, эти электрогенераторные агрегаты имеют ограниченный радиус действия и требуют осуществления периодического технического обслуживания.

Однако известно из документа FR-A-2696558 автономное устройство для подачи электроэнергии при свободном обслуживании в области дорожного транспорта. Следует отметить, что в этом документе приводят только обеспечение питания электроэнергией при остановке одной-единственной установки, потребляющей электроэнергию. В нем не дается решение проблемы электропитания железнодорожного комплекса во время движения.

Для устранения различных недостатков аналогов целью настоящего изобретения является создание товарной железнодорожной секции, питание электроэнергией которой было бы надежным и которая обеспечивала бы увеличение ограниченных габаритных размеров и увеличение радиуса действия.

С этой целью предметом настоящего изобретения является товарная железнодорожная секция приведенного выше типа, отличающаяся тем, что она содержит:
- средства для соединения упомянутой секции с источником электроэнергии, которая подается под первым напряжением или высоким напряжением, превышающим номинальное рабочее напряжение установок, потребляющих электроэнергию;
- средства передачи электроэнергии под напряжением к каждому вагону;
- средства для понижения напряжения, содержащие ввод, соединенный со средствами передачи электроэнергии под высоким напряжением, и ввод, от которого электроэнергия подается под вторым напряжением или под низким напряжением, равным приблизительно номинальному рабочему напряжению установок, потребляющих электроэнергию;
- средства распределения электроэнергии низкого напряжения для каждой установки, потребляющей электроэнергию.

Изобретение позволяет достигнуть вышеупомянутые цели. Действительно, оно обеспечивает надежное питание установки, потребляющей электроэнергию как во время движения от воздушной контактной сети, так и во время остановки благодаря стационарной установке в камере для снабжения электроэнергией.

Кроме того, для устройства электропитания, выполненного согласно изобретению, необходимо предусматривать очень небольшой дополнительный объем на уровне товарных секций.

Изобретение позволяет обеспечивать питанием любую из секций так, как эти секции могут быть соединены между собой. Кроме того, эти секции могут быть расположены в любом порядке при условии, если соединительные элементы между секциями идентичны.

Кроме того, устройство для электропитания, выполненное согласно изобретению создает почти незаметные вредные шумы, практически не загрязняет воздух окружающей среды, обеспечивает возможность доступа к секциям в туннелях, уменьшает техническое обслуживание и увеличение радиуса действия.

Товарные железнодорожные секции, выполненные согласно изобретению, могут иметь один или несколько из следующих признаков:
- в качестве источника электроэнергии высокого напряжения используют источник, соединенный с локомотивом, который осуществляет привод этой секции; этот вариант выполнения позволяет осуществлять питание установок в момент, когда секция находится в движении;
- средства соединения секции с источником, установленным на локомотиве и совмещенным с ним, содержат первый соединитель, расположенный на локомотиве, шнур электропередачи высокого напряжения, соединяющий первый и второй соединители, и средства, соединяющие источник и второй соединитель;
- в качестве источника электроэнергии используют стационарную камеру снабжения электроэнергией высокого напряжения, этот вариант выполнения позволяет обеспечить подачу электроэнергии на установки, во время остановки секции, например на конечной железнодорожной остановке;
- средства, соединяющие секцию со стационарной секцией, обеспечивающей подачу электроэнергии высокого напряжения, содержат соединитель, расположенный на секции и соединенный с секцией посредством шнура электропередачи высокого напряжения;
- средства, передающие электроэнергию высокого напряжения к каждому вагону, содержат линии электропередачи высокого напряжения, соединяющие блоки выводов высокого напряжения, расположенные на конце каждого вагона, и шнуры электропередачи высокого напряжения, соединяющие блоки выводов электроэнергии высокого напряжения примыкающих друг к другу концов соседних вагонов;
- средства, понижающие напряжение, объединены с одним преобразователем;
- средства, распределяющие электроэнергию низкого напряжения, содержат линии электропередачи низкого напряжения, соединяющие блоки выводов электроэнергии низкого напряжения, расположенные на каждом конце каждого вагона, шнуры электропередачи низкого напряжения, соединяющие блоки выводов электроэнергии низкого напряжения примыкающих друг к другу концов соседних вагонов, и в случае необходимости средства электрического соединения каждой колесной платформы с ее соответствующим контейнером для хранения.

Согласно одному варианту выполнения изобретения выгодно, чтобы, по меньшей мере, один из вагонов был бы снабжен автономным генератором, который мог бы производить электроэнергию под низким напряжением.

Этот автономный генератор состоит из теплового двигателя, например из дизельного двигателя или газотурбинного двигателя, который соединен непосредственно или иначе с генератором постоянного тока для того, чтобы он мог выполнить свою функцию агрегата производящего электроэнергию низкого напряжения. Для того чтобы обеспечить выполнение функции автономной тяги и автономного торможения, этот тепловой двигатель может быть соединен непосредственно или иначе с гидравлическими компонентами (мотопомпа, двигатель, коробка передач ...), с электрическими компонентами (трансформатор, выпрямитель, преобразователь постоянного тока в постоянный или инвертор, двигатель постоянного тока или переменного тока . ..) или с механическими компонентами (трансмиссионный вал (валы), редуктор, кулачковые сцепные муфты, тормоза ... ) в зависимости от выбранного типа движителя.

Итак, автономный генератор является вращающейся машиной, например, типа дизель-генератор, турбогенератор. В случае необходимости этот автономный генератор может управляться по радио или по телевидению.

Согласно другому варианту выполнения изобретения, вывод автономного генератора соединен со средствами, распределяющими электроэнергию низкого напряжения. Следовательно, этот автономный генератор выполняет функцию агрегата, производящего электроэнергию и позволяет обеспечить резервирование питания электроэнергией средств, распределяющих электроэнергию низкого напряжения. Это позволяет устранить вероятные неисправности средств, понижающих напряжение, или же компенсировать отсутствие стационарной камеры снабжения электроэнергией высокого напряжения на уровне терминала, или же отсутствие вывода высокого напряжения на уровне локомотива привода секции в движение.

Согласно другому варианту выполнения изобретения секции, включающей, по меньшей мере, один вагон, имеющий, по меньшей мере, одно помещение или одно отделение для размещения дорожного прицепа средства, понижающие напряжение, и/или автономный генератор расположены в этом помещении. Это позволяет переоборудовать вагоны типа бункеров, называемые также вагоны-колодцы, использование которых было прекращено из-за их размеров, которые не могут быть приспособлены для перевозки в них прицепов.

Предметом изобретения является также поезд с электропитанием, содержащий один локомотив и несколько секций, каждая из которых состоит из нескольких вагонов, отличающийся тем, что каждая секция выполнена согласно вышеупомянутым вариантам тем, что между соседними секциями предусматривают средства для соединения с сетью питания электроэнергией высокого напряжения.

Средства соединения, предусмотренные между двумя секциями, содержат соединители высокого напряжения, расположенные на примыкающих друг к другу концах соседних секций, соединенных шнурами электропередачи высокого напряжения.

Согласно другому варианту выполнения изобретения, вывод автономного генератора соединен с силовой установкой локомотива. Это позволяет подавать автономно электроэнергию, производимую генератором на этот локомотив. Причем в этом случае этот генератор может обеспечивать движение комплекса поезда благодаря питанию, например, от одной из осей локомотива. Это особенно выгодно при входе и выходе из неэлектрофицированного терминала или при перемещении какого-либо поезда, локомотив которого движется с пониженным пантографом.

Согласно первому варианту выполнения изобретения, другая линия электропередачи низкого напряжения, расположенная в вагоне, снабженном генератором, и другой шнур электропередачи низкого напряжения, соединяющий этот вагон с локомотивом, введены между выходом автономного генератора и силовой установкой. Следовательно, эта установка получает электроэнергию низкого напряжения, вырабатываемую генератором, что позволяет обеспечить перемещение локомотива с малой скоростью.

Согласно второму варианту выполнения изобретения, средства повышения низкого напряжения, поданного автономным генератором, введены между выводом автономного генератора и силовой установкой. Эти средства повышения, которые состоят, например, из повышающего трансформатора, позволяющего довести напряжение, подаваемое генератором до значения, которое равно, например, 2000 вольтам, что позволяет локомотиву тянуть поезд на относительно низких скоростях. Средства, повышающие низкое напряжение, поступающее от автономного генератора, могут быть расположены либо на вагоне, снабженном этим генератором, либо непосредственно на уровне локомотива.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием со ссылками на чертежи, приведенные только в качестве примера и на которых:
- фиг. 1 изображает схематический вид секции, согласно изобретению, питание электроэнергией которой осуществляется стационарной секцией;
- фиг. 2 изображает схематический вид поезда с электропитанием, который содержит две секции, выполненные согласно изобретению, питание электроэнергией которых осуществляется с помощью воздушной контактной сети;
- фиг. 3 изображает схематический вид в масштабе более крупном, чем масштаб на фигуре 1, вагона, входящего в секцию, выполненную согласно одного варианта изобретения.

Фиг. 1 изображает товарную железнодорожную секцию, выполненную, согласно изобретению, которая в целом обозначена позицией 2. Эта секция состоит из трех вагонов 4, каждый из которых имеет колеса 6, на которые опирается транспортная платформа 8, на которой установлена одна камера-хранилище 10, выполненная, по существу, в форме параллелепипеда. Эта камера может быть выполнена любой формы, в частности, цилиндрической.

Каждая камера - хранилище 10 закрепляется на ее транспортной платформе 8 с помощью стандартных механических систем крепления, вместе с которыми используют, в случае необходимости, дополнительно устройства для установки, такие как детали для крепления к вагону и кронштейны для закрепления захватов. Эти различные элементы хорошо известны и поэтому здесь они не изображены.

Каждая камера-хранилище оборудована установкой 12, потребляющей электроэнергию, питание которой может быть обеспечено подачей электроэнергии с напряжением, равным приблизительно 380 вольт.

Модель каждой установки, потребляющей электроэнергию, зависит от температуры, при которой должны храниться скоропортящиеся пищевые продукты внутри камер.

В изображенном примере представлен таким образом электрохолодильный агрегат 12, позволяющий поддерживать температуру около -25^oC, электродизельный холодильный агрегат 12, предусмотренный для использования в дизельном режиме работы при транспортировке по дороге или в электрическом режиме, который обеспечивает поддержание температуры около 7^oC, например, для перевозки фруктов, и, наконец, подогревающий пол 12₃, позволяющий поддержать температуру выше температуры замерзания продуктов, находящихся в соответствующей камере-хранилище.

Можно также предусмотреть камеру, выполненную в виде подогревающей цистерны, позволяющей осуществлять перевозку резины или химических продуктов при температуре, которая может достигать 220^oC в зависимости от сорта перевозимых продуктов.

Секция изображена во время остановки, в непосредственной близости от упора 14. В нижеследующем описании, для лучшего понимания описания, обозначим передний конец секции, примыкающий к упору таким образом, чтобы вагон 4₁ был бы головным вагоном, вагон 4₂ был бы промежуточным вагоном, а вагон 4₃ был бы хвостовым вагоном.

Секция соединена со стационарной секцией 16 электропитания, которая подает электроэнергию под напряжением около 1500 вольт, которое будет называться в дальнейшем высоким напряжением и которое широко используется в железнодорожном транспорте. Эта секция электропитания 16 может быть установлена стационарно, но она может быть также выполнена передвижной, например она может перевозиться на полуприцепе.

Средства соединения секции 16 электропитания с секцией 2 состоят из шнура высокого напряжения 18, первый конец которого соединен с секцией 16 электропитания, а второй конец соединен с соединителем высокого напряжения 20, который расположен на переднем конце первого вагона 4₁ секции.

Секция содержит средства, передающие электроэнергию высокого напряжения. Эти средства передачи электроэнергии содержат линии электропередачи 22, соединяющие противоположные концы каждого вагона, и блоки выводов высокого напряжения 24, на которые электроэнергия подается по линиям 22 и которые расположены соответственно на заднем конце головного вагона 4₁, на двух концах промежуточного вагона 4₂ и передним концом хвостового вагона 4₃. Шнуры электропередачи высокого напряжения 24, которые аналогичны шнурам 18, соединяют, кроме того, блоки выводов 24, расположенные на примыкающих друг к другу концах соответственно головного вагона и промежуточного вагона, а также промежуточного вагона и хвостового вагона.

Соединитель электропередачи высокого напряжения 28 предусматривают на заднем конце хвостового вагона 4₃, соединитель электропередачи высокого напряжения комплекс секции 2 с аналогичной секцией, так, как будет изложено в соответствии фиг. 2.

Блок 30 электроники мощности и системы автоматической информации, размещенный на поезде, расположен на промежуточном вагоне 4. Ввод 32 блока соединен с линией электропередачи высокого напряжения 22 посредством блока 34 выводов высокого напряжения и, следовательно, на него подается электроэнергия высокого напряжения. Блок 30 включает понижающий трансформатор напряжения, соединенный с преобразователем таким образом, что выход 36 этого блока выдает электроэнергию с напряжением, по существу, ниже входного напряжения. Это выходное напряжение, которое условно было названо низким напряжением, в этом случае равно, по существу, 380 В трехфазового тока, с частотой 50 Гц или 60 Гц.

Вывод 36 блока 30 позволяет подавать электроэнергию через блок выводов низкого напряжения 38 в линию электропередачи низкого напряжения 40, которая проходит от одного конца к другому каждого вагона секции 2. Аналогично линии высокого напряжения 22 линия низкого напряжения расположена между блоками выводов низкого напряжения 42, предусмотренных на переднем и заднем концах промежуточного вагона, а также на переднем конце хвостового вагона и заднем конце головного вагона. Кроме того, блоки выводов низкого напряжения примыкающих друг к другу вагонов соединены также шнурами низкого напряжения 44.

Электропитание каждой установки 12 обеспечивается с помощью электрического соединителя, который не показан, позволяющего соединять транспортную платформу 8 с соответствующей камерой-хранилищем 10. Такой электрический соединитель может быть выполнен, например, аналогично соединителю, описанному в FR-A-2707804, выданный на имя заявителя, или же еще соединитель для ручного пользования или любого другого типа. Этот электрический соединитель может быть соединен с блоком выводов низкого напряжения 42 так, как было изложено в случае на уровне заднего конца головного вагона, переднего конца и заднего конца промежуточного вагона и переднего конца хвостового вагона, и может быть соединен с установкой, потребляющей электроэнергию с помощью шнура низкого напряжения 45.

Фиг. 2 изображает поезд во время передвижения, состоящий из двух секций 2, 2A, идентичных секциям, описанным на фиг. 1. Эти секции приводятся в движение локомотивом 46, который получает электроэнергию от воздушной контактной сети 48 посредством пантографа 50.

Локомотив 46 снабжен источником 51 питания электроэнергией высокого напряжения секций 2, 2A, который выдает напряжение около 1500 вольт аналогично стационарной камере электропитания, изображенной на фиг. 1. Этот источник 51 сам получает электроэнергию от воздушной контактной сети 48 и содержит средства, понижающие напряжение, в случае, когда воздушная контактная сеть подает напряжение значительно выше 1500 вольт.

Представленный пример ссылается только на один электровоз. Однако этот вариант выполнения может быть применен для локомотивов, приводимых в движение другими видами энергии. В этом случае источник 51 устанавливают за средством, преобразующим эту движущую силу в электрическую энергию, такое, как генератор переменного тока в случае тепловоза.

Снова обращаясь к фиг. 2, мы видим, что линия 22 высокого напряжения секции получает электроэнергию от источника 51, который совмещен с локомотивом 46. Для этой цели на заднем конце локомотива 46 предусматривают соединитель 52, аналогичный соединителю 20, который расположен на переднем конце головного вагона первой секции 2. Этот соединитель электрически соединен с соединителем 20 посредством шнура 18, который в случае питания неподвижной секции был соединен с секцией 16 снабжения электроэнергией. Соединитель 52 также электрически соединен с пантографом 50 с помощью хорошо известных средств, которые здесь не изображены.

Так же, как и в случае электропитания, осуществляемого с помощью стационарной секции 16, изображенной на фиг. 1, каждая установка 12 получает электроэнергию через линию высокого напряжения 22, блок 30 электроники мощности и системы автоматической обработки информации, установленный на поезде, через линию низкого напряжения 40 и не изображенные средства электрического соединения между каждой колесной платформой 8 и присоединенной к ней камерой-хранилищем 10.

Кроме того, секция 2 позволяет осуществить питание секции 2А электроэнергией высокого напряжения благодаря взаимодействию соединителей высокого напряжения 28 и 20, предусмотренных соответственно на заднем конце секции 2 и на переднем секции 2A, и шнура высокого напряжения 59, электрически соединяющего эти два соединителя.

Итак электроэнергия высокого напряжения поступает на секцию 2A, что обеспечивает работу каждой из ее установок 12 аналогично вышеописанному варианту для секции 2. Кроме того, секция 2A может осуществлять подачу электроэнергии высокого напряжения на дополнительную, не изображенную секцию благодаря соединителю высокого напряжения 28, установленному на его заднем конце, который может быть соединен с соединителем высокого напряжения дополнительной не изображенной секции.

Фиг. 3 изображает вагон, входящий в секцию, выполненную согласно одному варианту выполнения изобретения. Этот вагон, обозначенный в целом позицией 4₁, по существу, аналогичен головному вагону 4, изображенному на предыдущих фигурах, причем элементы, общие для этих двух вагонов, обозначены теми же номерами позиций.

Кроме того, вагон 4₁ содержит автономный генератор 54, который установлен на нижней поверхности транспортной платформы 8. Этот изображенный схематически на фиг.3 генератор содержит тепловой двигатель и его вспомогательные части, такие как система запуска стартером, от батарей или зарядное устройство, а также бак топлива, такого как дизельное топливо или газ. Кроме того, этот генератор снабжается, в случае необходимости, центробежным сцеплением или трансмиссией, а также системой радио- и телеуправления.

Вывод 56 генератора 54 соединен с линией низкого напряжения 40, расположенной вдоль вагона 4₁ через блок выводов низкого напряжения 58. Итак, электроэнергия низкого напряжения, которую подает генератор 54, может быть передана вдоль секции таким образом, чтобы обеспечить питание установок 12, потребляющих электроэнергию, в частности, в случае неисправности блока 30. Однако предусмотрено благодаря отключающим средствам, чтобы генератор 54 не мог работать одновременно с преобразователем, которым оборудован блок 30.

Также можно применить вариант соединения вывода 56 с другой линией низкого напряжения аналогичной линии 40, затем соединения этой другой линии с локомотивом 46 таким образом, чтобы обеспечить ее питание электроэнергией низкого напряжения. Можно также предусмотреть средства, повышающие напряжения электроэнергии, поданной выводом 56 генератора 54, а затем направить полученную таким образом электроэнергию высокого напряжения для локомотива.

Также можно рассмотреть вариант соединения вывода 56 генератора 54 непосредственно к двигателю, расположенному на оси одного из колес 6. Генератор 54 обеспечит тогда функцию движителя секции аналогично варианту выполнения, который применяется в трамвае или в троллейбусе.

Изобретение не ограничивается описанными и изображенными вариантами. Действительно, изобретение может быть использовано для камер-хранилищ любого типа и, в частности, с любой формой, конкретно, не в форме параллелепипеда.

Совершенно очевидно, что количество вагонов, составляющих каждую секцию, а также количество секций, образующих комплекс поезда, может изменяться. Можно также рассмотреть варианты применения источников электроэнергии и установок, потребляющих электроэнергию, напряжение которых отличалось бы от напряжений, приведенных в описании.

Наконец, изобретение не применяется исключительно для камер-хранилищ при контролируемой температуре для того, чтобы устройство, выполненное согласно изобретению, могло обеспечивать электропитание других установок, потребляющих электроэнергию какой-либо товарной железнодорожной секции. В качестве неограничивающего примера установок, которые называются "интеллигентными", приведены устанавливаемые на самих вагонах, такие как электропневматические или электронные тормоза, устройство против башмака, датчики горячих коробок, системы сигнализации в реальном времени, гарантирующие повышенную сохранность товаров и системы трассировки, предназначенные для определения местоположения секций и камер-хранилищ.

Реферат

Изобретение относится к транспортным средствам, предназначенным для перевозки охлажденных грузов. Предложенная секция содержит несколько вагонов, каждый из которых содержит одну транспортную платформу для размещения камер-хранилищ, потребляющих электроэнергию. Имеются также средства для соединения секции с контактной сетью или стационарным источником электроэнергии, средства, передающие электроэнергию под высоким напряжением каждому вагону, средства для понижения напряжения и средства, распределяющие электроэнергию низкого напряжения. Электропоезд содержит один локомотив и несколько секций. Между соседними секциями имеются средства для соединения с сетью снабжения электроэнергией высокого напряжения. Данное техническое решение обеспечивает надежное питание камер-хранилищ, потребляющих электроэнергию как во время движения от воздушной контактной сети, так и во время остановки от стационарного источника. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула