Способ получения разности электрических потенциалов

 

Использование: изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться для получения электроэнергии при прохождении железнодорожного поезда по путям. Сущность изобретения: на путях располагают пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов /ППМД РЭП/. ППМД РЭП располагают между шпалами и между рельсами. Давление колес через рельсы передают на ППМД РЭП и получают разность электрических потенциалов. Для передачи давления от рельсов на ППМД РЭП используют рычажно-консольную систему. При этом плечо рычага используют в качестве опоры. Давление на ППМД РЭП регулируют изменением упругости опоры и длиной плеча рычагов. Направление давления на ППМД РЭП одного из рельсов меняют на обратное. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для получения разности электрических потенциалов с помощью механического давления колес железнодорожного транспорта.

Известны способы получения разности электрических потенциалов (РЭП), заключающиеся в создании механического давления в пьезо-электрическом преобразователе механического давления в разность электрических потенциалов (ППМД РЭП) и получение разности электрических потенциалов в нем (1 3).

Прототипом предлагаемому способу может служить как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту способ получения разности электрических потенциалов, заключающийся в расположении пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов (ППМД РЭП) на железнодорожном пути между нижней поверхностью подошвы рельса и его опорой в виде подложки на шпале, передаче на него через рельсы давления колес железнодорожного поезда и получение разности электрических потенциалов (РЭП) (4).

Недостатком известного способа является расположение ППМД РЭП под подошвой рельса на подложке на шпале. При этом ППМД РЭП становится непосредственной опорой рельса и это может нарушать безопасное движение поезда. Кроме того, осуществление способа требует разборки пути, подъема рельса или опускание шпалы при установке ППМД РЭП на пути. То же самое требуется выполнять при осмотре, замене или ремонте ППМД РЭП. ППМД РэП в известном способе используется не эффективно, т. к. воспринимает давление только одного рельса. Значит, и полученная разность электрических потенциалов (РЭП) в два раза ниже, чем в случае использования не только одного рельса. В известном способе использовать другие рельсы не представляется возможным.

Целью способа является исключение разборки пути при установке ППМД РЭП на нем, снижение эксплуатационных и ремонтных расходов при осуществлении способа, исключение влияния способа на безопасность движения поездов, повышение эффективности использования ППМД РЭП за счет передачи давления на него колес через не менее, чем двух рельсов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения разности электрических потенциалов, заключающемся в расположении пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов на железнодорожном пути, передачи на него от рельсов давления колес железнодорожного поезда и получение разности электрических потенциалов, пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов располагают на опоре между шпалами.

Кроме того, пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов располагают между рельсами и давление на него передают от рельсов рычажно-консольной системой, при этом ППМД РЭП располагают на плече рычага и используют это плечо в качестве опоры.

Кроме того, направление давления на пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов одного из рельсов меняют на обратное, а величину давления на ППМД РЭП регулируют изменением упругости опоры и длиной плеч рычагов.

Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что ППМД РЭП располагают на опоре между пальцами. Отличие также состоит в том, что ППМД РЭП располагают между рельсами и давление от рельсов на него передают рычажно-консольной системой, при этом ППМД РЭП располагают на плече рычага и используют это плечо в качестве опоры.

Кроме того, направление давления на ППМД РЭП одного из рельсов меняют на обратное, а величину давления на ППМД РЭП регулируют изменением упругости опоры и длиной плеч рычажно-консольной системы.

Эти отличия позволяют сделать вывод о новизне предложенного способа. Сравнение предложенного изобретения с другими известными аналогами показывает, что с помощью способа получения разности электрических потенциалов за счет давления колес на все рельсы можно получать разность электрических потенциалов с не менее, чем удвоенной эффективностью. Способ позволяет получать РЭП, эксплуатировать, ремонтировать и заменять ППМД РЭП, не нарушая пути и не препятствуя движению поездов. Этот эффект не может быть достигнут известными способами, что дает основание утверждать о превышении предложенным изобретением существующего уровня техники.

Осуществление способа иллюстрируется схемами, на которых изображены железнодорожный путь с вариантами осуществления способа расположения ППМД РЭП на нем и схемами передачи давления колес на ППМД РЭП.

На фиг. 1 и 2 показаны железнодорожные пути с ППМД РЭП и разрез А-А; на фиг. 3-5 варианты расположения ППМД РЭ0П на железнодорожных путях между шпалами и рельсами и варианты рычажно-консольных систем для осуществления способа при передаче давления колес через рельсы на ППМД РЭП.

На фиг. 1 5 представлены рельсы 1 с подошвой 2, опирающейся на шпалу 3, между которыми располагают пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов (ППМД РЭП) 4. ППМД РЭП 4 имеет корпус 5, пьезоэлектрический элемент 6 и электроды 7 (фиг. 1 и 2). ППМД РЭП 4 располагают между шпалами 3 на опоре 8 с регулируемой упругостью (не показано). ППМД РЭП 4 закрепдляют на подошве рельса креплением 9 (фиг. 2 и 3).

Давление от рельсов 1 на ППМД РЭП 4, расположенного между шпалами 3 и рельсами 1, передают с помощью рычажно-консольной системы, имеющей консоль 10, рычаг 11 левого рельса и рычаг 12 правого рельса, соединенных шарниром 13, установленным на опоре 14.

Давление колес железнодорожного поезда на рельсы обозначены Rк, а давление на ППМД РЭП Rп не показаны колеса поезда, отводящие провода от электродов 7, а также устройства, регулирующие изменения упругости опоры 8 ППМД РЭП.

Способ получения разности электрических потенциалов осуществляется следующим образом.

ППМД РЭП 4 располагают на пути на опоре 8 между шпалами 3, закрепляя его на подошве 2 рельса 1 (фиг. 2), и между рельсами 1 (фиг. 1, 4 и 5). Давление колес Pк поезда через рельсы 1 передают на ППМД РЭП 4 либо непосредственно от подошвы 2 рельса 1 (фиг. 2 и 3) либо рычажно-консольной системой с консолью 10 и рычагами 11 и 12, которые закреплены на рельсе креплением 9 (фиг. 1, 4 и 5) На фиг. 2 давление колес Pк через рельсы 1 оказывает воздействие давление Pп на ППМД РЭА 4.

В пьезоэлектрическом элементе 6, расположенном в корпусе 5, под действием давления Pп возникает разность электрических потенциалов (РЭП), которое с электродом 7 по проводам (не показаны) поступает к потребителям.

Давление колес Pк имеет периодический характер, что позволяет получать РЭП непрерывно при прохождении поезда.

При расположении ППМД РЭП 4 между шпалами 3 и между рельсами 1 (фиг. 1, 4 и 5) ППМД РЭП 4 располагают либо на опоре 8 (фиг. 1) либо на плече рычага 12 правого рельса 1 (фиг. 3, 4 и 5). При расположении ППМД РЭП 4 на опоре 8 (фиг. 1) между шпалами 3 и рельсами 1 давление колес Pк передают на него консоль 10. При этом используют давление всех рельсов 1.

При расположении ППМД РЭП 4 на плече рычага 12 используют это плечо в качестве опоры (фиг. 3, 4 и 5). Рычажно-консольная система с помощью шарнира 13 позволяет изменять направление давления колеса Pк на обратное.

На фиг. 3 ППМД РЭП 4 располагают на подошве 2 одного рельса 1 (левого), а от другого рельса (правого) рычагом 12 давление Pк\ измененное на обратное, оказывает давление Pп на ППМД РЭП 4 снизу.

Таким образом ППМД РЭП 4 находится под воздействием давления Pп от двух рельсов 1.

На фиг. 4 ППМД РЭП 4 располагают на плече рычага 12 правого рельса 1. На ППМД РЭП 4 воздействуют силой колеса Pк через консоль 10 от левого колеса, рельса 1 и силой Pп через рычаг 12 от правого рельса 1 На шарнире 13, расположенном на опоре 14, давление Pк рельса 1 изменяется на обратное.

На фиг. 5 ППМД РЭП 4 также находится на плече рычага 12 правого рельса 1. Рычаги 11 левого рельса 1 и 12 правого рельса 1 соединены шарниром 13, расположенным на опоре 14. Рычаги соединены как рычаг первого рода и рычаг второго рода в точке соединения шарнира 13.

Величина давления Pп на ППМД РЭП 4 регулируется упругостью опоры 8 и длиной плеч рычагов 11 и 12.

Полученная в ППМД РЭП разность электрических потенциалов поступает в потребителям. Давление колес движущегося поезда используется с двух рельсов, а в случае двух или многопутного пути можно использовать давление от других рельсов, используя предложенный способ.

Формула изобретения

1. Способ получения разности электрических потенциалов, заключающийся в расположении пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов на железнодорожном пути, передаче на него через рельсы давления колес железнодорожного поезда и получение разности электрических потенциалов, отличающийся тем, что пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов располагают на опоре между шпалами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов располагают между рельсами и давление от рельсов на него передают рычажно-консольной системой, при этом преобразователь располагают на плече рычага и используют это плечо в качестве опоры.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что направление давления на пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов одного из рельсов меняют на обратное, а величину давления на него регулируют изменением упругости опоры и длиной плеч рычагов рычажно-консольной системы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике, а именно к использованию и применению возобновляемых источников энергии, в частности разности и изменения температуры воздуха

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и предназначено для крепления путевого датчика к рельсу

Изобретение относится к энергетике, к механическим устройствам для выработки электроэнергии

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и предназначено для фиксации проследования подвижных единиц подвижного состава

Изобретение относится к автоматике на железнодорожном транспорте и может быть использовано в системах автоматического контроля проследования подвижного состава

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для крепления к рельсу путевых датчиков

Изобретение относится к способам получения электрической энергии при колебании рельсов во время движения железнодорожных составов

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для получения электроэнергии при прохождении железнодорожного поезда по путям

Группа изобретений относится к путевым устройствам, взаимодействующим с поездом. Способ заключается в том, что на рельсе располагают П-образный магнитопровод, снабженный вставкой из постоянного магнита и электрической обмоткой. Постоянный магнит размещают на перемычке магнитопровода, соединяющей две его противоположные ветви, под подошвой рельса. Одну из ветвей магнитопровода жестко прикрепляют к шейке рельса. Электрическую обмотку размещают на другой ветви магнитопровода, которую размещают с воздушным зазором относительно головки рельса. При пересечении этого воздушного зазора ребордой колеса происходит изменение его магнитной проницаемости, что приводит к изменению величины магнитного потока в замкнутой магнитной цепи. За счет чего в электрической обмотке генерируется электрическое напряжение, которое аккумулируют. Автономный источник электропитания состоит из П-образного магнитопровода, снабженного вставкой из постоянного магнита и электрической обмоткой. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности получения электроэнергии при движении железнодорожного транспорта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к путевым устройствам, взаимодействующим с поездом. Способ получения электрической энергии во время движения железнодорожных объектов заключается в том, что под рельсом или рядом с рельсом располагают круглый постоянный магнит и катушку с электрической обмоткой, расположенную внутри этого магнита. Катушку и постоянный магнит соединяют с помощью мягкого сочленения, обеспечивающего возможность пространственного перемещения катушки относительно магнита. При возникновении вибраций от проходящего состава за счет разности масс катушка и магнит вибрируют с разной частотой, что приводит к пространственному перемещению катушки относительно магнита. В электрической обмотке катушки генерируется напряжение, которое аккумулируют с помощью накопителя электрической энергии. Автономный необслуживаемый вибрационный источник электропитания элементов автоматики железнодорожного транспорта содержит катушку и постоянный магнит, которые имеют мягкое сочленение и помещены в общий корпус. Технический результат заключается в повышении эффективности получения электроэнергии при движении железнодорожного транспорта. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к преобразователям энергии, работающим на основе применения пьезокерамических материалов, и может быть использовано в любой области техники в качестве маломощного источника тока

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для получения разности электрических потенциалов с помощью механического давления колес железнодорожного транспорта

Наверх