УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПЕРЕЕЗДА Российский патент 2000 года по МПК B61L29/00 

Изобретение относится к техническим средствам для обеспечения безопасности движения поездов в местах пересечения с дорожным полотном автотранспорта и может быть использовано на железнодорожных переездах.

Известно устройство для ограждения железнодорожного переезда, содержащее расположенные на дорожном полотне и соединенные друг с другом одними сторонами с ориентацией продольных осей перпендикулярно продольной оси полотна и параллельно друг другу заградительные плиты, рычажный механизм, амортизаторы и привод (а. с. 1794773, В 61 L 29/02, 1990 г.).

Недостатком устройства является сложность и недостаточная надежность работы рычажного механизма с фиксаторами из-за опасности заклинивания плиты и невозможности складывания плиты в обратном направлении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ограждения железнодорожного переезда, содержащее расположенные на поворотных валах в котлованах с возможностью подъема и опускания поперек оси дорожного полотна заграждающие элементы в виде подпружиненных секций, связанных посредством приводных рычагов и механических передач с толкающими элементами электроприводов, ограничители, упоры и пульт управления (патент России, 2066649, В 61 L 29/00, 1992 г.).

Данное устройство ненадежно и опасно в работе из-за удаления части фиксирующего сектора ограничителя и подъема противовесами, кроме того конструкция и работа устройства усложнена датчиками положения и светофорами.

Техническим решением задачи является повышение надежности работы и упрощение конструкции.

Указанная в техническом решении задача достигается тем, что указанное устройство для ограждения железнодорожного переезда, содержащее расположенные на поворотных валах в котлованах с возможностью подъема и опускания поперек оси дорожного полотна заграждающие элементы в виде подпружиненных секций, связанных посредством приводных рычагов и механических передач с толкающими элементами электроприводов, ограничители, упоры и пульт управления, оно снабжено двумя шлагбаумами с приводами подъема и опускания, установленными по одному с каждой стороны переезда, на котором расположены заграждающие элементы с противоположной соответствующим шлагбаумам боковой стороны и параллельно им с возможностью полного перекрытия в поперечном сечении дорожного полотна для проезда автомобилей, а пульт управления заграждающими элементами подключен к приводам подъема и опускания шлагбаумов с возможностью обеспечения их совместной работы с заграждающими элементами в противоположном направлении, причем механическая передача заграждающего элемента от приводного рычага к толкающему механизму электропривода выполнена в виде кулисного механизма, а каждая подпружиненная секция заграждающего элемента выполнена в виде двух рычагов, пружины растяжения и тормозного башмака с предохранительными дугами и опорной планкой, размещенных на поворотном валу с возможностью поворота электроприводом в продольной вертикальной плоскости и фиксации ограничителем, установленным под опорной планкой на опорной поверхности тормозного башмака, причем оба рычага, размещенные под тормозным башмаком, шарнирно соединены между собой с возможностью складывания пружиной растяжения и раскладывания под колесами автомобиля при наезде сзади в продольной вертикальной плоскости и шарнирно присоединены с одной стороны к тормозному башмаку, а с другой стороны - к соответствующему нижнему плечу жестко закрепленного на поворотном валу приводного рычага, единственное верхнее плечо которого соединено посредством кулисного механизма с толкающим элементом электропривода, расположенного с правой стороны по направлению движения за габаритом дорожного полотна, при этом опорная планка установлена с возможностью утопления в направляющих с пружинами на тормозном башмаке, на опорной поверхности которого закреплены с возможностью выхода из отверстий опорной планки шипы для колес автомобиля, причем на поворотном валу и в шарнире между рычагами в свободно установленных с возможностью поворота на них кольцах закреплены концы пружины растяжения каждой подпружиненной секции.

Размеры обоих плеч приводного рычага определены из соотношения

где b - длина нижнего плеча приводного рычага, равная длине основания тормозного башмака, мм;
L - длина верхнего плеча приводного рычага, мм;
c - длина опорной поверхности тормозного башмака, мм;
α - угол между задней поверхностью и основанием тормозного башмака, град;
β - угол наклона опорной поверхности тормозного башмака к горизонту, град;
h_ш - рабочая длина толкающего элемента электропривода, мм.

Угол наклона опорной поверхности тормозного башмака к горизонту равен:
β = 90^o-α,
а длина опорной поверхности тормозного башмака равна:
c = b•sinα.
Предлагаемое устройство, обладая указанными ограничительными признаками, позволяет закрывать дорожное полотно при переезде для проезда автотранспорта при опущенном шлагбауме, а благодаря указанным отличительным признакам дает возможность повысить надежность работы переезда, уменьшить риск наезда поезда на автотранспорт и упростить конструкцию ограждающего устройства.

В известных устройствах - аналогах (см. источники, указанные выше) не обеспечивается надежность работы заградительных элементов в виду их сложности, наличия противовесов и датчиков.

Новизна предлагаемого способа, характеризуемая его отличительными признаками, состоит в том, что заграждающие секции обоих элементов выполнены складывающимися, позволяющими пропускать автотранспорт в обратном от железнодорожных путей направлении, надежно не допуская его на переезд, чем повышается безопасность движения поездов на данном участке. Поворот заграждающих элементов осуществляется от толкающего элемента электропривода через кулисный механизм и поворотный рычаг, на одном из концов которого смонтирован тормозной башмак.

Указанными свойствами не обладает ни одно из известных устройств. Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенной новизной.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 - общий вид устройства для ограждения железнодорожного переезда; на фиг. 2 - принципиальная схема работы устройства; на фиг. 3 - заграждающий элемент; на фиг. 4-7 - положения тормозного башмака при различных наездах колеса автомобиля; на фиг. 8 - устройство с поднятым тормозным башмаком; на фиг. 9 - то же, вид с дорожного полотна; на фиг. 10 - расчетная схема поворота тормозного башмака; на фиг. 11 - сечение А-А на фиг. 8; на фиг. 12 - сечение Б-Б на фиг. 8 и на фиг. 13 - принципиальная схема управления устройством.

Устройство для ограждения железнодорожного переезда смонтировано в двух котлованах 1 на поворотных валах 2 перпендикулярно дорожному полотну 3 и содержит два заграждающих элемента 4 по одному с каждой стороны переезда. Опорные рамы и опоры для поворотных валов показаны на фиг. 1, 3, 8, 9. Подпружиненные секции 5 заграждающих элементов 4 связаны посредством приводных рычагов 6 и механических передач 7 с толкающими элементами 8 электропривода 9, например стрелочного электропривода типа СП-6. Пульт управления 10 подъема и опускания заграждающих элементов 4 подключен к приводу подъема и опускания 11 шлагбаума 12. Механическая передача 7 от приводного рычага 6 к толкающему элементу (шиберу) 8 электропривода 9 выполнена в виде кулисного механизма 13 с фигурным пазом 14 на верхнем конце приводного рычага 6 и втулкой (камнем) 15 на конце шибера 8. Каждая подпружиненная секция 5 имеет по два шарнирно закрепленных рычага 16, 17 и один тормозной башмак 18 с предохранительными дугами 19 в виде изогнутых труб. На передней опорной поверхности тормозного башмака 18 установлена опорная планка 20, под которой смонтирован ограничитель 21, запорный конец которого размещен в отверстии "а" цапфы тормозного башмака 18 с возможностью стопорения последнего в углублении "б" поворотного вала 2. Размещенная в двух направляющих 22 с пружинами 23 параллельно опорной поверхности тормозного башмака 18 опорная планка 20 имеет отверстия 24, соосно которым на тормозном башмаке 18 установлены шипы 25 для прокалывания колес 26 автомобиля. В кольцах 27, 28 на поворотном валу 2 и в шарнирном месте соединения рычагов 16, 17 установлена пружина растяжения 29 с возможностью поворота ее концов при поднятии и утоплении в котловане 1 тормозного башмака 18 относительно дорожного полотна 3. Размеры приводного рычага 6 определены соотношением:

где b - длина нижнего плеча приводного рычага 6, равная длине основания тормозного башмака
L - длина верхнего плеча приводного рычага 6,
c - длина опорной поверхности тормозного башмака 18;
α - угол между задней поверхностью и основанием тормозного башмака 18;
β - угол наклона опорной поверхности тормозного башмака 18 к горизонту;
h_ш - рабочая длина толкающего элемента 8 электропривода 9.

Угол наклона опорной поверхности тормозного башмака 18 к горизонту равен:
β = 90^o-α,
а длина опорной поверхности тормозного башмака 18 равна:
c = b•sinα.
Рычаги 16, 17 под тормозным башмаком 18 смонтированы с возможностью раскрытия и складывания относительно нижнего и верхнего упоров 30.

Пульт управления 10 включает смонтированные на щитке кнопку закрытия "З" и кнопку открытия "О" шлагбаума 12, основное реле В, переключатели АП1 и АП2, контакты заградительного реле ЗГ, контакты реле-повторителя ВМ, реле опускания ОЗУ и реле подъема ПЗУ заграждающих элементов 4 устройства и реле открытия ОШ и реле закрытия ЗШ шлагбаума 12.

Аппаратура управления приводом 11 и электроприводом 9 содержит подключенные через электрическую схему (фиг. 13) реле ЧВ четного участка и реле НВ нечетного участка приближения поезда к переезду, работающих от замыкания поездом рельсовых цепей на железнодорожном пути. Источники питания зарезервированы и имеют для переключения среднюю точку с шинами ПБМ и МБМ и аккумуляторные батареи с шинами ПБ и МБ.

Устройство работает следующим образом.

Перевод каждого шлагбаума 12 и заграждающего элемента 4 в положение, запрещающее движение автотранспорта, осуществляется при обесточивании основного реле В, что происходит при вступлении поезда на участок приближения к переезду. При этом срабатывает реле ЧВ или НВ и замыкаются их контакты. Заградительное реле ЗГ срабатывает от аварийной кнопки на пульте управления 10 (на схеме фиг. 13 реле ЗГ, ЧВ, НВ и реле повторитель MB не показаны). Обесточить реле В можно также с пульта 10, нажав кнопку "З". Нажав кнопку "О" можно поднять шлагбаум 12, подав питание по шинам ПБ и МБ на реле В. Если участок приближения не занят и переезд открыт, то находясь под током реле В держит под током медленно действующее реле - повторитель ВМ, контактами которого включено реле ОШ на открытие шлагбаума 12. Другие контакты реле ОШ подают питание по шинам ПБМ и МБМ на якорь М и обмотку возбуждения ОВ привода электродвигателя 11 для подъема шлагбаума 12. После закрытия шлагбаума 12 переключатель АП1 размыкает цепь для реверсивного движения. Если участок приближения вблизи переезда занят поездом, то реле ЧВ и НВ обесточены, их контакты, в свою очередь, обесточивают реле В, далее обесточивается реле ВМ, которое своими контактами включает реле ЗШ на закрытие шлагбаума 12. Через контакты последнего и верхние контакты АП1 на двигатель привода 11 подается напряжение обратной полярности, происходит реверс и шлагбаум 12 опускается.

При свободном от поезда участке приближения к переезду реле ОШ и ОЗУ находятся под током, шлагбаум 12 открыт, а заграждающие элементы 4 опущены в котлован 1. Реверсивное управление двигателем электропривода 9 осуществляется контактами управляющих реле ОЗУ и ПЗУ и автопереключателем АП2 через его обмотки.

В момент появления поезда на участках приближения реле ОШ и ОЗУ обесточиваются, включаются реле ЗШ и ПЗУ. На электродвигатели приводов 9, 11 подаются соответствующие напряжения, при этом шлагбаум 12 опускается, а заграждающие элементы 4 поднимаются из котлована 1.

Шибер 8 выдвигается по зубьям шестернями электропривода 9, на его конце втулка 15 скользит в пазу 14 кулисного механизма 13 на конце верхнего плеча приводного рычага 6, поворачивая его по часовой стрелке. Тормозные башмаки 18 также поворачиваются вместе с поворотным валом 2 по часовой стрелке в опорах на раме перпендикулярно дорожному полотну 3 и параллельно оси железнодорожного пути по обе стороны переезда. Заграждающие элементы 4 вместе с шлагбаумами 12 закрывают тем самым проезд автомобилям.

Тормозной башмак 18 на каждом заграждающем элементе 4 поднят над приводным валом 2 и уровнем дорожного полотна 3. Рычаги 16 и 17 в рабочем положении раздвинуты пружиной растяжения 29, при этом длина рычагов 16 и 17 одинакова. Также одинаковую, но другую длину b имеют нижнее плечо приводного рычага 6 и основание тормозного башмака 18 для последующего их шарнирного складывания вместе с рычагами 16, 17.

Заграждающие элементы 4 развернуты своими консольно выступающими частями навстречу движения автомобилей с обеих сторон переезда и имеют длину до полного перекрытия другой полосы дорожного полотна 3, противоположной шлагбауму 12. Таким образом, дорожное полотно 3 полностью перекрыто с одной стороны шлагбаумом 12, а с другой - заграждающими элементами 4 на каждой стороне переезда. Нарушая правила автомобиль при движении на переезд должен будет сломать шлагбаум 12, либо переехать заграждающие элементы 4 надавив колесами 26 на опорные планки 20 отдельных тормозных башмаков 18. При контакте колес 26 через направляющие 22 опорных планок 20 с нажимным рычагом ограничителя 21, последний через отверстие "а" подает в углубление "б" поворотного вала 2 и клинит подпружиненную секцию 4 на поворотном валу 2, т.е. не дает поворачиваться тормозному башмаку 18 вниз, что является основным препятствием для колес 26 автомобилей.

При дальнейшем сильном нажатии колеса 26 на опорную планку 20 из ее отверстий 24 выходят шипы 25 и протыкают шины колес 26, при этом тормозной башмак 18 остается на месте (фиг. 6, 7).

В том случае, если автомобиль оказался за шлагбаумом 12 на переезде после его опускания автомобиль продолжает движение и наезжает на подпружиненные секции 5 с обратной стороны противоположного переезду заграждающего элемента 4. Тормозные башмаки 18 тех подпружиненных секций 5, на которые наехали колеса 26 автомобиля утапливаются в котлован 1. Пружина растяжения 29 растягивается и рычаги 16, 17 складываются на приводном рычаге 6 до нижних упоров 30 на минимально допустимый угол γ (фиг. 5). Электропривод 9 заграждающих элементов 4 не включается и все это делается с опущенными шлагбаумами 12. После выезда автомобиля по предохранительным дугам 19 из опасной зоны рычаги 16 и 17, шарнирно закрепленные на нижнем плече приводного рычага 6 каждой подпружиненной секции 5 и на консольном конце основания каждого тормозного башмака 18, раскладываются под действием обратной силы растяжения пружины 29, которая не изгибается и остается для работы прямолинейной, поворачиваясь на кольцах 27, 28 вслед за ними. При этом тормозные башмаки 18 приподнимаются над уровнем дорожного покрытия на угол α (фиг. 8). Их основания снова образуют промежуток между нижними упорами 30, жестко закрепленными на нижних плечах приводного рычага 6 распрямленных подпружиненных секций 5. Следует отметить, что верхнее плечо у приводного рычага 6 одно, а количество нижних плеч равно количеству подпружиненных секций 5. Ограничитель 21 в этом случае не стопорит поворот тормозного башмака 18 относительно поворотного вала 2, т.к. на опорную планку 20 никто не наезжал. Она отжата от опорной поверхности тормозного башмака 18 в направляющих 22 пружинами 23 и не контактирует с ограничителем 21.

После прохода поезда поднимается шлагбаум 12 и опускаются все подпружиненные секции 5 при включении шиберов 8 обоих электроприводов 9 и 11. Заграждающие элементы 4 поворотом против часовой стрелки устанавливаются в уровень с дорожным полотном 3 и верхний упор 30 удерживает их за верхние рычаги 16 от продавливания колесами 26 тормозные башмаки 18. Верхнее плечо приводного рычага 6 устанавливается вертикально, а задняя поверхность тормозного башмака 18 горизонтально.

Пример 1.

Задано: b - 300 мм; α = 58^o и h_ш = 150 мм.

Длину верхнего плеча приводного рычага 6 можно найти после определения длины опорной поверхности с и угла β: β = 90^o - 58^o = 32^o
c = b•cosβ = 300•cos32^o = 300•0,85 = 255 мм.
Находим и проверяем по другой формуле
Равенство показывает правильность составления соотношения.

Пример 2.

Увеличим размер b = 500 мм и уменьшим угол α = 34^o при том же ходе шибера 8 h_ш
определяем β = 90^o -34^o = 56^o и с = b•cos 56^o = 500•0,56 = 280 мм
Длина верхнего плеча приводного рычага 6 будет равна:

Пример 3.

Уменьшим ход шибера 8 до 100 мм. Остальные величины оставим из примера 2. Длина L равна:

Рассмотренные примеры выбора геометрических размеров отдельных элементов подпружиненных секций 5 соответствуют тормозным башмакам 18, опорные поверхности которых перпендикулярны их задним поверхностям. Вместе с выбранными основаниями они являются хорошими препятствиями для автомобилей.

Конфигурация предохранительных дуг 19 (фиг. 3 и 8) может отличаться друг от друга, лишь бы они не мешали проезду автомобиля. Геометрия тормозного башмака выбирается треугольной с прямым углом в вершине. Расчетные положения заграждающего элемента 4 не зависят от небольшого утопления поворотного вала 2 по отношению к уровню дорожного полотна 3 и все определяется расположением упоров 30, чтобы под действием пружины растяжения 29 рычаг 16 стоял вертикально в одном положении и подпружиненная секция 5 складывалась до уровня дорожного полотна 3 в другом положении.

Проезд автомобиля по заграждающим элементам 4 (фиг. 4) может быть возможен и в том случае, когда подпружиненная секция 5 утоплена до уровня дорожного полотна 3 и усилия пружины растяжения 29 в нижнем положении больше нагрузок проезжающих по тормозным башмакам 18 колес 26 автомобилей. Подпружиненная секция 5 в силу ее геометрии не может раскладываться и складываться больше угла α и меньше угла γ. При этом верхний упор 30, жестко закрепленный с нижней стороны основания каждого тормозного башмака 18 удерживает соответствующий верхний рычаг 16 в вертикальном положении, ограничивая тем самым его перемещение в одну сторону.

Величина выхода H тормозного башмака 18 из котлована 1 задается линейными размерами шарнирных рычагов 16, 17, величиной "b" и углом α. Ширина B котлована 1 выбирается из расчета ограниченного поворота приводного рычага 6 с рычагами 16, 17.

Эффективность устройства для ограждения железнодорожного переезда заключается в том, что при прямом наезде автомобиля его колеса прокалываются шипами и останавливаются фиксированными на приводном валу тормозными башмаками. При обратном наезде или выезде с переезда тормозные башмаки не препятствуют автомобилю и утапливаются под ним путем складывания шарнирных рычагов на неподвижном поворотном валу.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности движения поездов в местах пересечения с дорожным полотном. Устройство содержит расположенные на поворотных валах в котлованах заграждающие элементы в виде подпружиненных секций, связанных электроприводами. Два шлагбаума установлены по одному с каждой стороны переезда. Заграждающие элементы расположены с противоположной соответствующим шлагбаумам боковой стороны и параллельно им. Пульт управления заграждающими элементами подключен к приводам подъема и опускания шлагбаумов. Механическая передача заграждающего элемента от приводного рычага к толкающему механизму электропривода выполнена в виде кулисного механизма. Каждая подпружиненная секция заграждающего элемента включает в себя два рычага, пружину растяжения и тормозной башмак. Рычаги, размещенные под тормозным башмаком, шарнирно соединены между собой и с пружиной растяжения с возможностью складывания под колесами автомобиля при наезде сзади в продольной вертикальной плоскости и последующего раскладывания и шарнирно присоединены с одной стороны к тормозному башмаку, а с другой стороны - к нижнему плечу жестко закрепленного на поворотном валу приводного рычага. На поворотном валу и в шарнире между рычагами в установленных на них кольцах закреплены концы упомянутой пружины растяжения каждой подпружиненной секции. Техническим результатом является повышение надежности и упрощение конструкции устройства. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Устройство для ограждения железнодорожного переезда, содержащее расположенные на поворотных валах в котлованах с возможностью подъема и опускания поперек оси дорожного полотна заграждающие элементы в виде подпружиненных секций, связанных посредством приводных рычагов и механических передач с толкающими элементами электроприводов, ограничители, упоры и пульт управления заграждающими элементами, отличающееся тем, что оно снабжено двумя шлагбаумами с приводами подъема и опускания, установленными по одному с каждой стороны переезда, на котором расположены заграждающие элементы с противоположной соответствующим шлагбаумам боковой стороны и параллельно им с возможностью полного перекрытия в поперечном сечении дорожного полотна для проезда автомобилей, а пульт управления заграждающими элементами подключен к приводам подъема и опускания шлагбаумов с возможностью обеспечения их совместной работы с заграждающими элементами в противоположном направлении, причем механическая передача заграждающего элемента от приводного рычага к толкающему механизму электропривода выполнена в виде кулисного механизма, а каждая подпружиненная секция заграждающего элемента включает в себя два рычага, пружину растяжения и тормозной башмак с предохранительными дугами, размещенные на поворотном валу с возможностью поворота электроприводом в продольной вертикальной плоскости и фиксации ограничителем, установленным под опорной планкой на опорной поверхности тормозного башмака, причем оба рычага, размещенные под тормозным башмаком, шарнирно соединены между собой и с пружиной растяжения с возможностью складывания под колесами автомобиля при наезде сзади в продольной вертикальной плоскости и последующего раскладывания и шарнирно присоединены с одной стороны к тормозному башмаку, а с другой стороны - к соответствующему нижнему плечу жестко закрепленного на поворотном валу приводного рычага, единственное верхнее плечо которого соединено посредством кулисного механизма с толкающим элементом электропривода, расположенного с правой стороны по направлению движения за габаритом дорожного полотна, причем на поворотном валу и в шарнире между рычагами в свободно установленных с возможностью поворота на них кольцах закреплены концы упомянутой пружины растяжения каждой подпружиненной секции. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что размеры обоих плеч приводного рычага определены из соотношения

где b - длина нижнего плеча приводного рычага, равная длине основания тормозного башмака,

L - длина верхнего плеча приводного рычага,

с - длина опорной поверхности тормозного башмака, мм;
α - угол между задней поверхностью и основанием тормозного башмака, град;
β - угол наклона опорной поверхности тормозного башмака к горизонту, град;
h_m - рабочая длина толкающего элемента электропривода, мм. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что угол наклона упорной поверхности тормозного башмака к горизонту равен: β = 90^oC - а, а длина опорной поверхности тормозного башмака равна: c = bsinα.