РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 1997 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности, к устройствам регулирования движения поездов, и может быть использовано как на станциях, так и на перегонах.

Наиболее близкой по технической сущности из известных рельсовых цепей является рельсовая цепь, содержащая путевой генератор, подключенный выходом через последовательно соединенные регулятор уровня сигнала и первый элемент согласования к рельсам на одном конце рельсовой линии, путевой приемник с дискретным выходом, блок коррекции сигнала регулирования, подключенный через второй элемент согласования к рельсам на другом конце рельсовой линии, блок измерения проводимости изоляции, информационным входом связанный через элемент согласования с первым концом рельсовой линии.

Недостатком известного устройства является реализация закона регулирования, не предусматривающего возможности увеличения напряжения питания рельсовой цепи при наличии на ней подвижного состава. В случае длительного нахождения подвижного состава на рельсовой цепи указанный недостаток связан с возможностью возникновения ложной занятости рельсовой цепи после ее освобождения.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности путем реализации закона регулирования, предусматривающего возможность увеличения напряжения питания рельсовой цепи при наличии на ней подвижного состава.

Технический результат достигается тем, что в рельсовой цепи, содержащей путевой генератор, подключенный выходом через регулятор уровня сигнала и первый элемент согласования к рельсам на одном конце рельсовой линии, путевой приемник с дискретным входом, подключенный через второй элемент согласования к рельсам на другом ее конце, блок коррекции сигнала регулирования, выходом связанный с регулятором уровня сигнала, блок измерения проводимости изоляции, информационным входом подключенный через элемент согласования к первому концу рельсовой линии, снабжена блоком формирования компенсирующего сигнала, коммутирующим элементом, элементом И и дополнительным блоком измерения проводимости изоляции, входом объединенным с входом путевого приемника смежной рельсовой цепи, и через третий элемент согласования подключенным к рельсам смежной рельсовой линии, управляющим входом, подключенным к объединенным дискретному выходу путевого приемника смежной рельсовой цепи и одному из входов элемента И, а выходом к входу блока формирования компенсирующего сигнала, задающий вход которого подключен к объединенным выходу первого блока измерения проводимости изоляции и одному из входов коммутирующего элемента, управляющий вход к выходу элемента И, а выходы управления которого подключены к объединенным другому входу элемента И и дискретному выходу путевого приемника собственной рельсовой цепи, а выход к информационному входу блока коррекции сигнала регулирования, блок формирования компенсирующего сигнала содержит элемент сравнения, элемент памяти и умножитель, одним из выходов которого и объединенным с одним из входов элемента сравнения выходом образованы соответственно один информационный вход и выход блока, а другой подключен к выходу элемента памяти, управляющим входом которого образован управляющий вход блока, а вход подключен к выходу элемента сравнения, другим входом которого образован другой информационный вход блока.

На чертеже представлена структурная схема рельсовой цепи.

Рельсовая цепь содержит путевой генератор 1, подключенный выходом через регулятор 2 уровня сигнала и элемент 3 согласования к рельсам на одном конце рельсовой линии 4, путевой приемник 5, входом объединенный с входом задания режима коррекции блока 6 коррекции сигнала и подключенный через другой элемент 7 согласования к рельсам на другом конце рельсовой линии 4, а дискретным выходом подключенный к управляющему входу блока 6, блок 8 измерения проводимости, входом подключенный к входу первого элемента 3 согласования, выходом подключенным к управляющему входу регулятора 2, блок 9 формирования компенсирующего сигнала, коммутирующий элемент 10, элемент 11 И и дополнительный блок 12 измерения проводимости изоляции, входом объединенный с входом путевого приемника 13 смежной рельсовой цепи и через третий элемент 14 согласования подключенный к рельсам смежной рельсовой линии 15, входом управления подключенный к объединенным дискретному выходу путевого приемника 13 смежной рельсовой цепи и одному из входов элемента 11 И, а выходом к входу блока 9, задающий вход которого подключен к объединенным выходу первого блока 8 измерения проводимости изоляции и одному из входов ключевого элемента 10, управляющий вход к выходу элемента 11 И, а выход к другому входу коммутирующего элемента 10, управляющий вход которого подключен к объединенным другому входу элемента 11 И и дискретному выходу путевого приемника 5 собственной рельсовой цепи, а выход к компенсационному входу блока 6 замкнутого регулирования. Блок 9 содержит элемент 16 сравнения, элемент 17 памяти и умножитель 18, одним из входов которого и объединенным с одним из входов элемента 16 сравнения выходом образованы соответственно вход и выход блока 9, а другой вход подключен к выходу элемента 17 памяти, управляющим входом которого образован управляющий вход блока 9 слежения, а вход подключен к выходу элемента 16 сравнения, другим входом которого образован задающий вход блока 9.

Рельсовая цепь работает следующим образом.

Блок 6 содержит управляемый трехпозиционный релейный элемент, входом которого через датчик напряжения и управляющим входом образуются соответственно вход и управляющий вход блока 6, а выход через последовательно соединенные элемент задержки и интегратор подключен к одному из входов сумматора, выходом которого и другим входом через функциональный преобразователь образуются соответственно выход и компенсационный вход блока 6. В зависимости от напряжения на входе путевого приемника V_пп и от уровня двоичного сигнала x на управляющем входе блока 6 напряжение на выходе управляемого трехпозиционного релейного элемента V_рэ принимает следующие значения:

где
V_ср, V_отп напряжения срабатывания и отпадания путевого приемника 5;
ΔU динамический диапазон изменения напряжения на входе путевого приемника 5 V_пп в нормальном режиме.

В процессе переключения трехпозиционного релейного элемента величина сигнала на выходе интегратора в составе блока 6 может увеличиваться, уменьшаться либо поддерживаться постоянной, принимая как положительные, так и отрицательные значения. Сигнал на выходе интегратора в составе блока 6 корректирует возможную погрешность определения величины регулируемого параметра с помощью блоков 8, 12 измерения проводимости изоляции. Каждый блок 8,12 измерения проводимости изоляции содержит генератор контрольного сигнала, выходом которого через датчик тока образуется вход, а выходом датчика тока выход блока 8,12 измерения проводимости изоляции. Причем на выходе датчика тока в составе второго блока 12 измерения проводимости изоляции включен элемент памяти, управляющим входом которого образуется управляющий вход второго блока 12 измерения проводимости изоляции. При наличии логической единицы на дискретном выходе путевого приемника 13 элемент памяти повторяет, а при появлении логического нуля на дискретном выходе запоминает сигнал на выходе датчика тока. Дискретные выходы путевых приемников 5, 13 образуются через соответствующие элементы задержки выходами пороговых элементов, входами подключенных к обмоткам соответствующих путевых реле. Элемент 10 при наличии логической единицы на его управляющем входе подключает выход первого блока 8 измерения проводимости изоляции к компенсационному входу блока 6. Появление логического нуля на управляющем входе ключевого элемента 10 вызывает переключение компенсационного входа блока 6 с выхода блока 8 измерения проводимости изоляции на выход блока 9. В качестве элемента 16 сравнения используется работающий в активном режиме операционный усилитель. Элемент 17 памяти содержит конденсатор с малой утечкой, обкладками которого через контакт герконового реле образуется вход и через истоковый повторитель выход элемента 17 памяти, управляющий вход которого образуется обмоткой герконового реле. В зависимости от состояния управляющего входа блок 9 имеет два режима работы. Когда на управляющем входе блока 9 присутствует логическая единица, коэффициент передачи по напряжению между его входом и выходом автоматически регулируется, обеспечивая равенство сигналов на выходе и на задающем входе блока 9. Появление логического нуля на управляющем входе блока 9 вызывает запоминание величины коэффициента передачи между его входом и выходом. После запоминания коэффициента передачи величина сигнала на выходе блока 9 линейно зависит от уровня сигнала на его входе. В исходном состоянии, при отсутствии подвижного состава на смежной 15 и собственной 4 рельсовой линии, когда на дискретных выходах путевых приемников 5,13 присутствуют логические единицы, величина напряжения питания рельсовой цепи на выходе регулирующего элемента 2 автоматически регулируется в зависимости от уровня сигнала на выходе блока 8 измерения проводимости изоляции. Если в процессе компенсационного регулирования величина сигнала на входе путевого приемника 5 выйдет за пределы зоны нечувствительности ΔU трехпозиционного релейного элемента, то блок 6 обеспечивает коррекцию величины напряжения питания. На выходе элемента 11 И присутствует логическая единица и коэффициент передачи блока 9 автоматически регулируется, поддерживая равенство сигналов на задающем входе и выходе блока 9. При вступлении подвижного состава на смежную рельсовую линию 15 на дискретном выходе путевого приемника 13 смежной рельсовой цепи появляется логический ноль. В результате величина сигнала на выходе второго блока 12 измерения проводимости изоляции, а также величина коэффициента передачи блока 9 запоминаются. При этом закон регулирования на выходе регулятора 2 не изменяется. Во второй фазе работы рельсовой цепи подвижной состав вступает на собственную рельсовую линию 4, одновременно занимая и смежную рельсовую линию 15. На дискретном выходе путевого приемника 5 также появляется логический ноль. В результате к компенсационному входу блока 6 вместо выхода первого блока 8 измерения проводимости изоляции подключается выход блока 9. Во второй фазе работы рельсовой цепи величина сигнала на компенсационном входе блока 6 остается постоянной, а изменение сигнала на выходе регулирующего элемента 2 возможно только в меньшую сторону в случае, если величина сигнала на входе путевого приемника 5 превысит напряжение V_отп его надежного отпадания. В третьей фазе работы рельсовой цепи подвижной состав освобождает смежную рельсовую линию 15, продолжая занимать собственную рельсовую линию 4. После освобождения смежной рельсовой линии 15 величина сигнала на компенсационном входе блока 6 определяется величинами сигнала на выходе второго блока 12 измерения проводимости изоляции и постоянного коэффициента передачи блока 9, учитывающего соотношение величин проводимости изоляции в собственной 4 и в смежной 15 рельсовой линии. Если под воздействием дестабилизирующих факторов внешней среды в третьей фазе работы рельсовой цепи произойдет увеличение проводимости изоляции рельсовой линии 4, 15, то величина сигнала на выходе регулятора 2 также увеличится, компенсируя дополнительные токи утечки в рельсовой линии 4. В случае возможной перекомпенсации токов утечки, когда уровень сигнала на входе путевого приемника 5 в третьей фазе работы рельсовой цепи превысит напряжение надежного отпадания V_отп, блок 6 обеспечивает коррекцию величины сигнала на выходе регулятора 2 в сторону его уменьшения.

Предлагаемая рельсовая цепь позволит сократить задержки поездов по причине ложной занятости блок-участков на участках железных дорог с пониженным сопротивлением изоляции.

Использование: в железнодорожной автоматике для регулирования движения поездов. Сущность изобретения: рельсовая цепь содержит путевые генератор и приемник, связанные с рельсовой линией, блок коррекции сигнала регулирования, регулятор уровня сигнала, блок формирования компенсирующего сигнала, коммутирующий элемент и элемент И. Блок измерения проводимости изоляции связан с соответствующим элементом согласования и путевым приемником смежной рельсовой цепи. 1 ил.

Рельсовая цепь, содержащая путевой генератор, подключенный выходом через последовательно соединенные регулятор уровня сигнала и первый элемент согласования к рельсам на одном конце рельсовой линии, путевой приемник с дискретным выходом, подключенный через второй элемент согласования к рельсам на другом ее конце, блок коррекции сигнала регулирования, выходом связанный с регулятором уровня сигнала, блок измерения проводимости изоляции, информационным входом связанный через элемент согласования с первым концом рельсовой линии, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным блоком измерения проводимости изоляции, блоком формирования компенсирующего сигнала, коммутирующим элементом и элементом И, один из входов которого подключен к выходу путевого приемника, соединенному с входами управления коммутирующего элемента и блока коррекции сигнала регулирования, вход задания режима коррекции которого подключен к выходу второго согласующего элемента, а информационный вход к выходу коммутирующего элемента, один и другой информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого блока измерения проводимости изоляции и блока формирования компенсирующего сигнала, вход управления которого подключен к выходу элемента И, а один из информационных входов подключен к выходу первого блока измерения проводимости изоляции, дополнительный блок измерения проводимости изоляции информационным входом связан через второй согласующий элемент с вторым концом рельсовой линии и выполнен с управляющим входом, подключенным к выходу путевого приемника, при этом блок формирования компенсирующего сигнала включает в себя умножитель, элемент сравнения и элемент памяти, выход которого подключен к одному из входов умножителя, а вход к выходу элемента сравнения, один из входов которого подключен к выходу умножителя, которым образован выход блока, вход управления которого образован входом управления элемента памяти, а первый и второй информационные входы блока образованы другими входами элемента сравнения и умножителя соответственно, причем второй информационный вход блока формирования компенсирующего сигнала предназначен для подключения к выходу блока измерения проводимости изоляции, связанного с соответствующим элементом согласования и путевым приемником рельсовой цепи, смежной с данной, а второй вход элемента И предназначен для подключения к входу упомянутого путевого приемника последней.