УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОДА СТРЕЛОК Российский патент 1999 года по МПК E01B7/00 B61L5/00 

Изобретение относится к устройству для перевода стрелок, в котором расположено множество связанных друг с другом гидравлических установочных средств, смещенных в продольном направлении рельсов. В такого рода устройствах для перевода стрелок известно осуществление отдельных замыканий с помощью механических рычажных механизмов. Однако такое механическое соединение множества установочных средств или замыканий требует сравнительно много места, а также большого количества различных элементов. Наряду с увеличенной потребностью в площади в таких механических соединениях оказывается негативное воздействие на подбиваемость остряка и, кроме того, происходит неблагоприятное одностороннее распределение массы на стрелке.

Из Европейского патента EP-A2 480303 уже известно гидравлическое установочное устройство, в котором через гидравлическую станцию осуществляется управление несколькими отдельными установочными цилиндрами. Из патента ФРГ E-B2 1952823 известны различные переключающие устройства для последовательного или параллельного включения множества таких гидравлических установочных средств.

Известные гидравлические установочные средства требуют соответствующего отдельного гидравлического приводного агрегата, вследствие чего получается сравнительно дорогостоящая конструкция.

Целью изобретения является создание такого устройства вышеупомянутого типа, которое очень просто дополнительно может быть встроено в имеющиеся устройства для перевода стрелок и в котором могут исключаться расходы на дополнительный приводной агрегат и соответствующее дорогостоящее управление. В частности, целью изобретения является то, что, несмотря на простую конструкцию, требующую лишь незначительного количества разных деталей, обеспечивается высокая степень надежности при эксплуатации. И, наконец, устройство согласно изобретению может применяться для замены механических средств известной конструкции с тем, чтобы улучшить подбиваемость остряка и избежать одностороннего распределения массы на стрелке.

Указанная задача решается благодаря тому, что с механическим установочным средством соединен, по меньшей мере, один гидравлический цилиндропоршневой узел, у которого полости цилиндра в качестве рабочих насосных камер соединены с рабочими камерами соседних установочных средств, выполненных в виде гидравлических цилиндропоршневых узлов, с образованием привода однонаправленного действия. Благодаря тому, что первый гидравлический цилиндропоршневой узел применяется в качестве насосного элемента, можно отказаться от дорогостоящих приводных агрегатов. Насосный агрегат в процессе перевода стрелки вытесняет текучую среду из соответствующей рабочей камеры в рабочие камеры аналогично выполненных цилиндропоршневых узлов, за счет чего может достигаться непосредственное соединение с соседними цилиндропоршневыми узлами. Такое устройство может быть выполнено с идентичными по конструкции цилиндропоршневыми узлами простой конструкции, причем для соединения между соседними цилиндропоршневыми узлами предусмотрены только соответствующие гидравлические трубопроводы. Совместное включение осуществляется таким образом, что происходит однонаправленное перемещение соседних цилиндропоршневых узлов, когда среда вытесняется под давлением из первого пассивного и приводимого с помощью механического установочного средства цилиндропоршневого узла.

Выполнение согласно изобретению может быть усовершенствовано особенно простым образом, если насосный элемент и гидравлические установочные средства имеют по одному плавающему поршню, направляемому между двумя рабочими камерами в одном цилиндре, причем каждая из торцевых поверхностей поршня, погруженная в противолежащие друг другу рабочие камеры, имеет идентичную площадь поперечного сечения. Такого рода плавающий поршень представляет конструктивно особенно простую, компактную и надежную в работе конструкцию, занимающую незначительную площадь на соответствующих желаемых участках. Можно предусмотреть несколько одинаковых цилиндропоршневых узлов, причем существенное преимущество состоит в том, что на соответствующие идентичные площади поперечного сечения воздействует напорное средство, благодаря чему обеспечивается синхронное перемещение.

Если требуется не прямолинейное перемещение, то при таком выполнении можно очень простым образом осуществить соответствующую корректировку поперечного сечения с помощью уплотнительных элементов для обеспечения при соответствующем постоянном вытесняемом объеме соответствующего необходимого установочного хода. Такое гидравлическое установочное средство с плавающими поршнями обеспечивает наряду с компактностью конструкции простую адаптацию к соответствующим требованиям.

Для соединения гидравлических установочных средств с механическими установочными устройствами можно предусмотреть такое преимущественное выполнение, при котором поршень имеет опору, в частности кулисный камень с кольцевой канавкой или опорным отверстием между его свободными концами, причем опора расположена выступающей из выемки цилиндра или между двумя неподвижно установленными цилиндрами. В этом случае также получается особенно простое и надежное в работе выполнение, которое подходит для последующего монтажа, осуществляемого простым образом.

Вместо уже упомянутых плавающих поршней можно обеспечить на каждой кольцевой поверхности поршня необходимое идентичное рабочее поперечное сечение в обоих направлениях перемещения. Особенно простая конструкция получается в этом случае за счет того, что поршень жестко соединен с проходящим насквозь через цилиндр и уплотненным относительно него поршневым штоком и что поршневой шток или цилиндр установлены неподвижно.

Для обеспечения высокой степени надежности работы во всей системе устанавливается заранее заданное избыточное по сравнению с атмосферным давление, что создает определенное преимущество. За счет этого могут выравниваться колебания температуры, которые могут привести к изменению давления, для чего предпочтительно обеспечить такое выполнение, при котором рабочие камеры цилиндропоршневых узлов с помощью предохранительных клапанов соединены с гидроаккумулятором давления. При этом предохранительные клапаны особенно простым образом выполняются как регулируемые обратные клапаны, причем такие регулируемые обратные клапаны обеспечивают высокую степень надежности. При высоких рабочих температурах среда за счет управления обратными клапанами вытесняется в гидроаккумулятор и, наоборот, при снижении давления в системе через обратные клапаны снова создается необходимое давление. Для того чтобы при таком выполнении обеспечить надежности функционирования в случае образования течи в системе трубопроводов за счет своевременного предупреждения, можно применить такое особенно простое выполнение, при котором к рабочим камерам насоса подключается по одному пружинному клапану, регулирующему давление, который при превышении заранее заданного давления переключается в положении закрывания, благодаря чему гарантируется в этом случае блокирование всех установочных средств. Блокирование установочных средств механическим установочным приводом и соответствующими контролирующими средствами для механического установочного привода на соответствующих местах могло бы сигнализировать о необходимости немедленного устранения повреждения.

Одним из альтернативных к изменению поперечного сечения способов регулирования установочного положения, отличающегося по длине рельсового пути, является такое выполнение, согласно которому в трубопроводе, соединяющем обе рабочие камеры цилиндропоршневого узла, имеющем, например, форму отверстия, расположен клапан импульсного действия. В зависимости от положения поршня это соединение перекрывается или обеспечивается проход, причем может точно достигаться заданное положение.

Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью примеров выполнения, схематически показанных на чертежах.

На фиг. 1 показан вид сверху на фрагмент рельсовой стрелки,
фиг. 2 - соединение цилиндропоршневого узла с механическим золотниковым штоком,
фиг. 3 - схематически фрагмент изображения на фиг. 2,
фиг. 4 - увеличенное изображение гидравлического цилиндропоршневого узла, частично в разрезе,
фиг. 5 - вид сверху на устройство, изображенное на фиг. 4,
фиг. 6 - схематическое изображение гидравлического соединения отдельных цилиндропоршневых узлов,
фиг. 7 - измененное выполнение гидравлического соединения,
фиг. 8 - альтернативное расположение гидравлических цилиндропоршневых узлов по длине рельсов,
фиг. 9, 10 и 11 - другие альтернативные формы выполнения цилиндропоршневых узлов.

На фиг. 1 рельсы 1 скреплены со шпалами 2. В зоне стрелки дополнительно к рельсам 1 нормальной колеи предусмотрены рельсовые остряки 3, которые могут устанавливаться с помощью механического установочного средства 4 в соответствующее положение. Установочное средство 4 воздействует через золотниковые штоки 5 на остряки 3. Золотниковые штоки 5 соединены через среднее ответвление 6 с гидравлическим цилиндропоршневым узлом 7. Кроме того, на чертеже можно видеть дополнительные гидравлические цилиндропоршневые узлы 7, расположенные по длине пути, каждый из которых соединен с золотниковым штоком 5 в изображении, показанном на фиг. 2, где более отчетливо виден тип механического соединения гидравлических цилиндропоршневых узлов 7 с золотниковыми штоками 5. Цилиндропоршневые узлы 7 имеют кулисный камень 8, в который вставлен палец 9 золотникового штока 5. При включении золотникового штока 5 кулисный камень и тем самым поршень гидравлического цилиндропоршневого узла перемещаются, вследствие чего из соответствующей рабочей камеры вытесняется среда. На фиг. 3 представлен вариант закрепления гидравлического цилиндропоршневого узла 7 на шпале 2. Установка осуществляется с помощью листа 10, закрепляемого на шпале 2.

При этом гидравлические цилиндропоршневые узлы 7 занимают сравнительно мало места, вследствие чего не ухудшается подбиваемость нижнего строения пути.

Работа гидравлических цилиндропоршневых узлов и их предпочтительное выполнение более подробно показаны на фиг. 4 и 5. На фиг. 4 и 5 можно видеть гидравлический цилиндропоршневой узел 7, имеющий поршень 11. Поршень погружен через уплотнения 12 в соответствующие рабочие камеры гидравлических цилиндропоршневых поршневых узлов и при смещении поршня 11 в одном из направлений, показанных двойной стрелкой 14, из соответствующей рабочей камеры 13 вытесняется среда. Гидравлические подключения входят в расположенные снаружи отверстия 15 в соответствующей рабочей камере 13. С помощью кулисного камня 8 осуществляется механическое соединение. Кроме того, для защиты устройства предусмотрена резиновая манжета 16.

На фиг. 5 показано устройство по фиг. 4 в виде сверху. Как видно также из фиг. 4, в такого рода выполнении гидравлического цилиндропоршневого узла с обеих сторон работают одинаковые поперечные сечения. Закрепление цилиндров гидравлического цилиндропоршневого узла осуществляется с помощью болтов 17 на листе 10.

Как видно из фиг. 6, рабочие камеры 13 первого гидравлического цилиндропоршневого узла 7, работающего в качестве насосного элемента, соединены через гидравлические трубопроводы 18 с соответствующими рабочими камерами 13 соседних гидравлических цилиндропоршневых узлов 7, причем соединение выполнено таким образом, что при смещении первого гидравлического цилиндропоршневого узла в качестве насосного элемента все остальные гидравлические цилиндропоршневые узлы 7 соединены друг с другом для однонаправленного смещения. Если гидравлические цилиндропоршневые узлы, включенные параллельно или последовательно, должны пройти путь, отличающийся от пути гидравлического цилиндропоршневого узла, примененного в качестве насосного элемента, необходимо соответствующим образом воздействовать на поперечное сечение, для чего в полости цилиндра может быть расположен соответствующий уплотнительный элемент для уменьшения поперечного сечения. Гидравлические трубопроводы 18 содержат ряд клапанов для постоянного поддержания давления ниже рабочих условий и более надежного выявления недопустимых ситуаций. Более конкретно предусмотрен пружиненный клапан 19, нагружаемый давлением жидкости в гидравлических трубопроводах 18. Если давление в гидравлических трубопроводах 18 падает ниже, чем нижняя граница, усилие пружины клапана 19 устанавливает закрытое положение, вследствие чего предотвращается дальнейшее перемещение гидравлического цилиндропоршневого узла 7, работающего в качестве насосного элемента. В этом случае блокируется привод стрелки и выдается соответствующий сигнал о нарушении.

Кроме того, предусмотрен гидроаккумулятор 20, который соединен через обратный клапан 21 с соответствующими гидравлическими трубопроводами 18.

Обратные клапаны включены таким образом, что при повышении давления вследствие термического расширения жидкость вытесняется в гидроаккумулятор 20 и, наоборот, при незначительном снижении давления жидкость из гидроаккумулятора 20 вытесняется обратно в трубопроводы 18. Только в случае наличия течи и при соответствующем падении давления в гидроаккумулятор 20 вводятся в действие пружинные клапаны 19.

На фиг. 7 показано упрощенное выполнение гидравлического рычажного механизма, когда можно обойтись меньшим количеством клапанов, причем достигается тот же эффект. И здесь также для компенсации потерь масла вследствие утечек во всем гидравлическом циркуляционном контуре включен один гидроаккумулятор 20, благодаря чему гидравлическое средство при срабатывании обратного клапана 21 возвращается в гидроаккумулятор 20. Клапаны 19 нагружаются от давления в поршневом накопителе. Избыточное давление может возникать, в частности, при слишком сильном нагреве вследствие солнечного излучения. Согласно фиг. 7 рабочие камеры снова включаются последовательно друг с другом, причем насосный элемент также снабжен клапанами 19. Оба соединительных трубопровода по отдельности предохранены с помощью обратных клапанов.

В соответствии с фиг. 8 предусмотрены гидравлические цилиндропоршневые узлы 7 измененной конструкции, каждый из которых взаимодействует с концами золотниковых штоков. В принципе цилиндропоршневые узлы 7 в измененной форме выполняют ту же роль, что и в выполнении согласно фиг. 1, причем, однако, функции смещений влево или вправо отделены друг от друга и для обеих рабочих камер не применяется общий поршень.

На фиг. 9 представлена также измененная форма выполнения гидравлических цилиндропоршневых узлов. И здесь точно так же с целью нагружения текучей средой одинаковых рабочих поверхностей применяется такое выполнение, в котором в обеих рабочих камерах 13 действуют одинаковые поперечные сечения поршня. Поршень 22 соединен со штоком 23 и в рассматриваемом случае работает соответствующая кольцевая поверхность. В остальном в этой форме выполнения применяются те же конструктивные элементы. В отличие от выполнения по фиг. 6 или 7 здесь оказывается непосредственное воздействие блокады при падении давления в каком-либо цилиндропоршневом узле и все рабочие камеры 13 оборудованы соответствующими клапанами.

На фиг. 10 и 11 рабочие камеры 13 цилиндропоршневого узла 7 соединены друг с другом проводящим средством 24 в виде отверстия, причем встраиваются клапаны импульсного действия. Эти клапаны при соответствующей регулировке вызывают точно необходимое, зависящее от пути смещение, благодаря чему можно отказаться от альтернативно возможного изменения поперечного сечения.

Отдельные установочные пути этих замыканий могут грубо задаваться путем определения соотношения между диаметрами, причем с помощью клапанов импульсного действия осуществляется точное согласование между деталями, при котором регулируется ход плунжера за счет установки дна цилиндра до клапана импульсного действия. После каждого процесса перевода с помощью соответствующего включения клапанов импульсного действия осуществляется новое юстирование. Смещение поршня из-за утечек после осуществленного процесса перевода стрелки исключается таким образом за счет нового юстирования.

Благодаря применению этого регулируемого клапана импульсного действия создается гидравлический синхронный ход, т.е. ни один установочный цилиндр не может работать с опережением, и благодаря этому не возникает напряжений в остряках. За счет этого целенаправленно достигаются конечные положения остряка.

Устройство относится к обустройству железных дорог. Содержит смещенные в продольном направлении рельсов, связанные между собой гидравлические установочные средства в виде гидравлических цилиндропоршневых узлов. Предусмотрено механическое установочное средство, соединенное с остряковыми рельсами и с по меньшей мере одним из гидравлических узлов. Полость цилиндра гидравлических узлов работает в качестве рабочей камеры насоса и соединена с рабочей камерой соседних установочных средств для образования привода однонаправленных смещений. Каждый цилиндропоршневый узел содержит один плавающий поршень между двумя рабочими камерами. Каждый поршень цилиндропоршневого узла имеет опору для соединения с механическим установочным средством, выполненную в виде кулисного камня. Изобретение направлено на обеспечение высокой надежности при эксплуатации. 7 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для перевода стрелок, содержащее смещенные в продольном направлении рельсов, связанные между собой гидравлические установочные средства, образованные гидравлическими цилиндропоршневыми узлами, отличающееся тем, что предусмотрено механическое установочное средство, соединенное с остряковыми рельсами и с по меньшей мере одним из гидравлических цилиндропоршневых узлов, у которого или у которых полость цилиндра в качестве рабочей камеры насоса соединена с рабочей камерой соседних установочных средств, образованных гидравлическими цилиндропоршневыми узлами для образования привода однонаправленных смещений, причем механически соединенный цилиндропоршневой узел действует как насосный элемент. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый цилиндропоршневой узел содержит один плавающий поршень между двумя рабочими камерами, причем торцевые стороны поршня имеют одинаковую площадь поперечного сечения. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поршень цилиндропоршневого узла, соединенного с механическим установочным средством, имеет опору для соединения с механическим установочным средством, выполненную в виде кулисного камня с кольцевой канавкой или опорным отверстием, при этом опора выступает из выемки цилиндра или расположена между двумя рабочими камерами. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что плавающий поршень жестко соединен с поршневым штоком, проходящим насквозь с уплотнением через цилиндр, при этом поршневой шток или цилиндр установлены неподвижно. 5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что рабочие камеры цилиндропоршневых узлов через предохранительные клапаны соединены с гидроаккумулятором. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что предохранительные клапаны выполнены в виде управляемых обратных клапанов. 7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что к рабочей камере цилиндропоршневого узла, соединенного с механическим установочным средством, подключен пружинный клапан для прекращения цилиндропоршневого узла при превышении давления. 8. Устройство по пп.2 и 4, отличающееся тем, что в трубопроводе, соединяющем рабочие камеры каждого цилиндропоршневого узла, расположены клапаны импульсивного действия.

Приоритеты по пунктам:
24.06.94 - по пп.1 - 7;
03.05.95 - по п.8.