Sistema de calentamiento de cambio de agujas.

Sistema térmico destinado a calentar cambios de agujas, en el que los cambios de agujas comprenden unascontraagujas y unos raíles de lengüeta con cabeza,

alma y base partiendo del inicio del cambio de agujas (WA), conun conducto de calefacción a través del cual circula un líquido, que puede entrar en contacto termoconductor por lomenos con una pared con una parte del raíl y está conectado con un sistema de conductos que extrae calor de unafuente de calor mediante un líquido circulante, caracterizado porque está prevista una pieza metálica conformada(30), que desde el inicio del cambio de agujas (WA) se puede colocar en la parte exterior del alma (42) con por lomenos un raíl (1, 2, 11, 12) en la zona del dispositivo de lengüeta, y que en el lado opuesto al alma (42) presenta porlo menos un alojamiento (31, 32) para un conducto de calefacción enclavable de ida (24) y vuelta (23).

Sistema de calentamiento de cambio de agujas.

La presente invención se refiere a un sistema térmico destinado a calentar cambios de agujas según el preámbulo de la reivindicación 1.

En los sistemas de tráfico guiados por vías férreas se instalan cambios de agujas para bifurcar los raíles, entrar o salir de las vías secundarias, permitir las secciones de alcance, derivar a secciones de servicio, etc. De este modo, se desplazan las partes móviles de un cambio de agujas de un lado a otro para iniciar un cambio de dirección dentro de las vías férreas.

Deutsche Bahn AG y otros operadores ferroviarios disponen de un gran número de distintos cambios de agujas y cruces para que sus trenes se puedan "conducir". Deutsche Bahn por sí solo dispone de más de 78.000 cambios de agujas y cruces. De ellos, aproximadamente 64.000 cambios de agujas están calentados. Es importante disponer de existencias de dichos cambios de agujas con una disponibilidad tan elevada como resulte posible. Si dichos cambios de agujas no funcionan correctamente, el operador ha de afrontar unos costes desproporcionadamente elevados debidos a los minutos de retraso e itinerarios desviados u derivaciones. El funcionamiento normal del tren se ve afectado o, en el peor de los casos, se detiene completamente. En particular, cuando se han desmantelado las vías férreas de alcance, la derivación es únicamente posible con dificultades y es necesario un control correspondientemente superior y más ingrato para el operador. Además de los costes que se generan, se reduce, obviamente, la satisfacción de los clientes y existe además el riesgo, en el caso de una acumulación de acontecimientos de este tipo, de perder clientes que pasen a utilizar otros sistemas de transporte, lo que se pretende evitar a toda costa. Aunque se están realizando esfuerzos en la sustitución de los cambios de agujas con un mantenimiento intensivo por los de bajo mantenimiento, los calentadores y los cambios de aguja con lubricación de mandos, conexiones y articulaciones continúan siendo cambios de agujas con mantenimiento. Además, se han de imaginar las grandes inversiones que se realizan en las sustituciones para cada cambio de agujas, de tal modo que ello se puede considerar únicamente como una alternativa a largo plazo y, por consiguiente, únicamente se pueden sustituir los cambios de agujas defectuosos con dichas agujas. Una carcasa como protección contra la intemperie resulta imposible desde el punto de vista técnico y económico.

Existen calentadores de agujas, que funcionan con agua caliente, vapor caliente, gas, electricidad o mediante bombas de calor. El funcionamiento con vapor caliente y gas resulta muy peligroso. Con frecuencia se producen accidentes de trabajo con consecuencias graves durante la manipulación del combustible. El mantenimiento y las reparaciones resultan muy complicados y costosos y, por lo tanto, algo que el operador no pretende. Además de un mayor peligro potencial, la realidad es que retirar el hielo y la nieve con los sistemas conocidos supone unos costes enormes de energía y mantenimiento. En el documento EW 49 500 1:9 se menciona un ejemplo de cambios de agujas (que es del tipo más frecuente) , que durante el funcionamiento eléctrico, utiliza tanta corriente eléctrica de calefacción que, comparativamente, se podría abastecer el consumo de un domicilio familiar durante un año. En el caso del funcionamiento con gas, dicho cambio de agujas requiere 3, 3 kg de gas propano por hora.

Actualmente, los cambios de agujas se calientan en general eléctricamente a fin de garantizar la disponibilidad mencionada anteriormente. Por consiguiente, el consumo energético es elevado. El debate político sobre la reducción de CO2 dificulta aún más el funcionamiento de las empresas de infraestructuras ferroviarias.

La eficacia y la rentabilidad de los calentadores de agujas dependen claramente de la transferencia térmica entre los conductos de calefacción y las piezas del cambio de agujas a calentar. La transferencia térmica desde los conductos de calefacción hasta las piezas del cambio de agujas resulta insatisfactoria en el caso de los calentadores de agujas, en los que los elementos calefactores se encuentran realmente presionados contra las piezas correspondientes del cambio de agujas de un modo elástico.

A partir de la publicación DE 1277290 se conoce que entre los elementos de calefacción y las superficies que se deben calentar se aplica un compuesto plástico autovulcanizante, que se mezcla con el metal en forma de polvo a fin de alcanzar una buena transferencia térmica. Al mismo tiempo, el compuesto utilizado tendrá que soportar el montaje mecánico de los elementos calefactores en las piezas de los raíles. Los elementos calefactores son conductos tuberías a través de los cuales circula un medio calentado. Las tuberías se pueden sujetar con elementos de muelle, y se puede disponer entre los mismos en las superficies calientes un compuesto plástico autovulcanizante enriquecido con aluminio, hierro o polvos metálicos termoconductores, a fin de alcanzar una buena transferencia térmica. Un líquido, en gran medida calentado en una caldera, un fluido calefactor, por ejemplo, aceite de linaza o glicerina, que presenta una temperatura de evaporación elevada y una temperatura de congelación baja, se bombea a través de las tuberías.

A partir de los documentos DE 202 00 502 1255 U1 y EP 01645688 A2, se conoce un dispositivo calefactor con una caja de recubrimiento cerrada en el extremo cerrado de la cara que se puede fijar a un lado del raíl, que se extiende sustancialmente entre la cabeza del raíl y la base del raíl y en el que se disponen unos elementos calefactores, que se encuentran en conexión con un dispositivo calefactor dispuesto en el exterior de la zona de la caja de recubrimiento. En la caja de recubrimiento, se constituyen los elementos calefactores mediante por lo menos dos canales que conducen un medio de calentamiento líquido, preferentemente agua, que se encuentran incorporados en un cuerpo de un material muy termoconductor, preferentemente de aluminio, encajado con el perfil del raíl. La caja de recubrimiento se encuentra térmicamente aislada y sellada contra la cabeza del raíl y la base del raíl y presenta en el interior de la misma una cubierta de aislamiento térmico.

A partir del documento FR 2 244 053 A1 se conoce una tubería caliente destinada a calentar la red de un raíl del cambio de agujas, que se carga con un líquido calentado exteriormente.

A partir del documento EP 0 247 693 A1 se conoce que para calentar las bases del raíl del cambio de agujas en la zona del dispositivo de lengüeta con un bloque de conducto metálico especial para líquidos calientes procedentes de la parte inferior.

A partir del documento DE 303 7721 A1 se conoce una tubería de calefacción para utilizar la capacidad calorífica del suelo, para utilizar la capacidad calorífica del suelo. Su objetivo es evitar la congelación de los cambios de agujas, tomas de agua, conductos de agua y la formación de hielo en pasarelas, puentes, pistas de aterrizaje y carreteras. No se describe cómo se realiza la aplicación en el caso de los cambios de agujas.

El documento EP 1 262 597 A2 describe asimismo un sistema geotérmico y un procedimiento para calentar cambios de agujas, en el que un dispositivo conductor de calor comprende un canal cuya pared se encuentra en contacto conductor térmico con una pieza del raíl y se conecta a un sistema de conductos, que se extiende hasta una profundidad subterránea predefinida en fin de extraer calor o carbón mediante un líquido circulante. El sistema de conductos presenta una bomba de calor y un intercambiador térmico destinado a transferir calor desde el agua subterránea y aumentar la temperatura del líquido que calienta el raíl. En el caso de las formas de realización concretas, los canales de la chapa se disponen entre la contraaguja y el dispositivo de conmutación en el alma de la contraaguja y asimismo en la base del raíl de lengüeta. La chapa se puede soldar, atornillar o sujetar al raíl con una grifa de unión. Entre el canal y el raíl, se puede disponer asimismo una pasta termoconductora y el canal termoaislante en el raíl de lengüeta hacia el exterior.

La disposición entre la contraaguja y el raíl de lengüeta no es óptima, ya que existe poco espacio en dicha zona. La unión de los canales de la chapa resulta asimismo complicada.

Partiendo de la última publicación mencionada, la presente invención se basa en el problema optimizar el funcionamiento de los calefactores... [Seguir leyendo]

1. Sistema térmico destinado a calentar cambios de agujas, en el que los cambios de agujas comprenden unas contraagujas y unos raíles de lengüeta con cabeza, alma y base partiendo del inicio del cambio de agujas (WA) , con un conducto de calefacción a través del cual circula un líquido, que puede entrar en contacto termoconductor por lo menos con una pared con una parte del raíl y está conectado con un sistema de conductos que extrae calor de una fuente de calor mediante un líquido circulante, caracterizado porque está prevista una pieza metálica conformada (30) , que desde el inicio del cambio de agujas (WA) se puede colocar en la parte exterior del alma (42) con por lo menos un raíl (1, 2, 11, 12) en la zona del dispositivo de lengüeta, y que en el lado opuesto al alma (42) presenta por lo menos un alojamiento (31, 32) para un conducto de calefacción enclavable de ida (24) y vuelta (23) .

2. Sistema térmico según la reivindicación 1, caracterizado porque la pieza metálica conformada (30) puede ser colocada en un lado del raíl de lengüeta (2, 12) opuesto a la contraaguja (1, 11) y/o la contraaguja (1, 11) puede ser colocada en el exterior a distancia del inicio del cambio de agujas (WA) .

3. Sistema térmico según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la pieza conformada (30) presenta respectivamente dos alojamientos (31, 32) para la ida (24) y la vuelta (23) del conducto de calefacción.

4. Sistema térmico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza conformada (30) consiste en un metal termoconductor, preferentemente aluminio.

5. Sistema térmico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza conformada (30) está diseñada a modo de pieza extrudida.

6. Sistema térmico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza conformada (30) está conectada con el alma (42) mediante un material termoconductor que presenta propiedades de adherencia.

7. Sistema térmico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza conformada (30) incluyendo la ida (24) y la vuelta (23) de la tubería de calefacción está recubierta in situ por el exterior con un material aislante (35, 36) .

8. Sistema térmico según la reivindicación 7, caracterizado porque está previsto un aislamiento térmico para la base

(43) de la contraaguja (1, 11) .

9. Sistema térmico según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque a modo de aislante está prevista una capa exterior de tipo goma (36, 38) con espuma dura (35, 39) introducida en su interior.

10. Sistema térmico según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la espuma dura (35) de la zona de los conductos de ida y de vuelta (23, 24) se puede aplicar in situ.

11. Sistema térmico según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el aislamiento (38, 39) para la base del raíl (43) está prefabricado por separado.

12. Sistema térmico según una o varias de las reivindicaciones anteriores, con unos asientos de deslizamiento (46) asociados con el cambio de agujas (6) y formados a partir de una placa principal (80) y de una placa de asiento de deslizamiento (81) entallada para soportar el raíl de lengüeta (2, 12) móvil, caracterizado porque la entalladura (83) del asiento de deslizamiento (46) está prevista para cerrarse mediante una chapa (82) y las entalladuras (83) paralelas próximas de un asiento de deslizamiento se pueden acoplar entre sí mediante unos conductos de calefacción (23, 24) para calentar el asiento de deslizamiento.