СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ПУТЕЙ ПОДГОРОЧНОГО ПАРКА Российский патент 2016 года по МПК B61L17/00 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для контроля свободности и занятости участков пути подгорочного парка сортировочных горок.

Прототипом является устройство для контроля заполнения путей подгорочного парка, содержащее группу путевых датчиков, каждый из которых установлен на соответствующем контрольном участке одного из m путей подгорочного парка и включает в себя генератор переменного тока с индуктивным элементом, выполненным в виде проложенного в границах контрольного участка шлейфа, при этом в него введены дополнительные группы установленных на контрольных участках других путей подгорочного парка путевых датчиков, шифратор адреса датчика, блок оперативной памяти и формирователь управляющих сигналов, при этом каждый из путевых датчиков снабжен дешифратором адреса и элементом И, одним и другим входами подключенным к выходам соответствующего генератора переменного тока и дешифратора адреса, входом которого и выходом элемента И образованы соответственно адресный вход и выход путевого датчика [Пат. РФ 2105687, МПК B61L 17/00, B61L 25/02, 1998].

Недостатками прототипа являются:

- неудобство в эксплуатации, вызванное зависимостью параметров датчика от температуры окружающей среды, а также низкой устойчивостью к электромагнитным помехам, что может вызвать ложное срабатывание датчика. Кроме того, возможно ложное формирование сигнала занятости всего участка в случае, когда отцеп стоит на границе двух участков;

- сложность конструкции, обусловленная наличием разнообразной аппаратуры и большим числом проводов, необходимых для питания генератора, логического элемента дешифратора и съема информации.

Задачей изобретения является устранение этих недостатков, а именно упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик.

Задача решается тем, что в способе контроля заполнения путей подгорочного парка, включающем воздействие элементами отцепа на группы датчиков, формирование датчиком контрольного участка сигнала занятости и передачу его по магистрали связи в блок обработки, границу занятости участка определяют по месту расположения последнего по ходу движения отцепа датчика, сформировавшего количество сигналов, равное числу осей отцепа, при этом в качестве элемента отцепа используют колесо.

Границу занятости определяют и по месту расположения следующего за последним датчика. По крайней мере, датчик первой группы используют для подсчета осей вагонов. Датчики, находящиеся за границей занятости участка, отключают. Магистраль связи выполняют световодом. Чувствительный элемент датчика выполняют в виде трубок с магнитной жидкостью, в которые заводят по световоду и часть сердцевины каждого очищают от оболочки, при этом по одному из них передают сигнал о номере датчика, а по другому - о номере группы, к которой принадлежит датчик.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Определение границы занятости участка по месту расположения последнего по ходу движения отцепа датчика, сформировавшего количество сигналов, равное числу осей отцепа, и использование в качестве элемента отцепа колеса позволяют упростить конструкцию аппаратуры, в частности блока обработки сигналов, так как обработка сводится к подсчету числа сигналов (импульсов), сформированных датчиком, и определению последнего из них.

Определение границы занятости и по месту расположения следующего за последним датчика позволяет уточнить положение границы, что повышает эксплуатационные возможности.

Использование, по крайней мере, датчика первой группы для подсчета осей вагонов позволяет не только определять число осей отцепа, но и подсчитывать общее число осей (отцепов), поступивших на данный путь сортировочного парка. Это дает возможность при вывозе состава с подгорочного пути определить - полностью или частично выведены отцепы, и в последнем случае запомнить границу оставшихся отцепов. Все это повышает эксплуатационные характеристики и упрощает конструкцию.

Отключение датчиков, находящихся за границей занятости участка, позволяет уменьшить потребляемую энергию, а также уменьшить величину затухания информационного сигнала при большой протяженности подгорочного пути. Все это повышает эксплуатационные характеристики.

Выполнение магистрали связи световодом повышает эксплуатационные характеристики, так как значительно уменьшается затухание сигнала по сравнению с передачей его по электрическим проводам на большие расстояния. Кроме того, по световоду при необходимости можно передавать значительно больше информации, чем по электрическому кабелю.

Выполнение чувствительного элемента датчика в виде трубок с магнитной жидкостью, в которые заводят по световоду и часть сердцевины каждого очищают от оболочки, упрощает конструкцию устройства, а также повышает быстродействие за счет высокой скорости перемещения жидкости в магнитном поле, что повышает эксплуатационные характеристики.

Передача по одному из световодов сигнала о номере датчика, а по другому - о номере группы, к которой принадлежит датчик, уменьшает число информационных проводов и, следовательно, элементов, воспринимающих информационный сигнал, что, в конечном счете, упрощает конструкцию.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема устройства контроля заполнения путей подгорочного парка. На фиг. 2 изображен вариант выполнения чувствительного элемента датчика. На фиг. 3 изображен вариант возможного расположения датчика относительно тележки вагона.

Устройство контроля заполнения путей подгорочного парка содержит n групп датчиков по m штук в каждой, размещенных вдоль рельса 1 с возможностью взаимодействия с колесом 2 вагона, имеющих постоянный магнит 3 и выполненный из магнитомягкого материала магнитопровод 4 с чувствительным элементом, исполненным в виде трубок 5 с магнитной жидкостью 6, в которой с сердцевиной 7, очищенной от оболочки 8, размещен световод 9, который на расстоянии может быть оптически подключен одним концом к источнику 10 излучения, а другим - к фотоприемнику 11, выход которого через усилитель 12 соединен с преобразователем 13 аналогового сигнала в логический. Датчик может быть размещен в прозрачном корпусе 14 для визуального контроля его работы и устанавливаться или с внутренней, или с наружной стороны рельса. Способ реализуют следующим образом.

Для контроля заполнения путей подгорочного парка заводят поток излучения от источника 10, например светодиода, в световод 9 каждой из (m+n) линий связи, в результате чего в (m+n) фотоприемник 11 поступают потоки излучения, проходящие через чувствительные элементы датчиков (фиг. 1).

В процессе движения вагона (отцепа) по подгорочному пути происходит качение колеса 2 мимо магнита 3 и магнитопровода 4, что вызывает увеличение магнитного потока у торца трубки 5 чувствительного элемента (фиг. 2). В результате этого магнитная жидкость 6 устремляется из нижней части трубки в верхнюю, притягиваясь к магнитопроводу 4. Поскольку на участке L с сердцевины 7 световода удалена оболочка 8, то происходит контакт поверхности сердцевины 7 с окружающей ее в трубке 5 средой. Закрывание сердцевины жидкостью уменьшает рассеяния идущего по световоду потока излучения. Причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины 7 и окружающей среды (см., например, Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические световоды. - М.: Мир, 1980). Основное затухание происходит на участке L, при закрывании (заливании, погружении в жидкость) которого жидкостью 6 на величину H при ее перемещении, на выходе световода поток может быть найден по формуле

Φ=Ф₀ехр(-α_вL)ехр[H(α_в-α_ж)],

где Ф, Ф₀ - соответственно поток на выходе и входе световода; α_ж, α_в - соответственно коэффициент затухания в жидкости и в воздухе (вакууме).

Подъем жидкости 6 в трубке 5 приводит к оголению сердцевины 7, на которой удалена оболочка, и рассеиванию потока излучения через разреженный в трубке воздух (вакуум). Это вызывает соответствующее изменение потока излучения, которое преобразуется фотоприемником 11, например фотодиодом, в электрический сигнал, пропорциональный H. Полученный сигнал усиливают усилителем 12 и подают на преобразователь 13 аналогового сигнала в логический, т.е. трансформируют, тем самым, сигнал на выходе фотоприемника в логический. Поскольку чувствительный элемент содержит две трубки 5, то изменение потока излучения произойдет в двух фотоприемниках, принадлежащих номеру этого датчика и номеру группы, в которой он находится. Так, например при срабатывании k-го датчика l группы поток излучения изменится на (m+l) и k-м и фотоприемниках, что вызовет изменение логического сигнала на выходах соответствующих преобразователей 13 аналогового сигнала в логический (фиг. 2). Заметим, что чувствительный элемент можно выполнить и с одной трубкой 5, если датчики не разбивать на группы (n=1), однако в этом случае увеличивается число световодов, исходящих уже от каждого датчика. По полученным изменениям логических сигналов определяют конкретный сработавший датчик, его место на рельсе 1 и записывают число срабатываний датчика, например в счетчик (память ЭВМ), которое будет соответствовать количеству осей вагона, проследовавших через чувствительный элемент.

После прохода колесной пары через чувствительный элемент магнитный поток ослабевает, и жидкость 6 за счет силы гравитации опускается вниз, в исходное состояние, закрывая при этом сердцевину 7 световода 9 и увеличивая при этом поток излучения. Поскольку магнитная жидкость не проявляет ферромагнитных свойств и не сохраняет остаточной намагниченности после исчезновения магнитного поля, являясь парамагнетиком, то возврат ее в исходное положение будет происходить очень быстро. Заметим, что посредством датчиков можно измерять длину отцепа и скорость его движения.

По месту расположения последнего по ходу движения вагона датчика, сформировавшего количество сигналов, равное числу осей вагона, выявляют границу занятости участка. Если датчик, размещенный за указанным, сформировал на один импульс, то можно допустить, что он находится между колесами последней тележки, что дает возможность более точно определить границу занятости (фиг. 3).

При большой протяженности подгорочного пути, некоторые колеса вагонов, стоящих за указанной границей, могут оказаться в зоне чувствительных элементов, что вызовет их срабатывание и ослабление потока излучения на соответствующих приемниках. Для исключения этого явления вместо магнита 3 можно применить электромагнит, который следует отключать на участках, занятых вагонами.

Внедрение изобретения позволит создать простое устройство для контроля занятости подгорочных путей, линии связи которого не подвержены электромагнитным помехам и способны передавать сигнал на большие расстояния без затухания.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля заполнения путей подгорочного парка. Способ включает воздействие элементами отцепа на группы датчиков, формирование датчиком контрольного участка сигнала занятости и передачу его по магистрали связи в блок обработки, определение границы участка по месту расположения последнего по ходу движения отцепа датчика, сформировавшего количество сигналов, равное числу осей отцепа. Причем границу занятости уточняют по месту расположения, следующего за последним, датчика и числу сформированных им сигналов. Достигается упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ контроля заполнения путей подгорочного парка, включающий воздействие элементами отцепа на группы датчиков, формирование датчиком контрольного участка сигнала занятости и передачу его по магистрали связи в блок обработки, определение границы участка по месту расположения последнего по ходу движения отцепа датчика, сформировавшего количество сигналов, равное числу осей отцепа, отличающийся тем, что границу занятости уточняют по месту расположения следующего за последним датчика и числу сформированных им сигналов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что датчики, находящиеся за границей занятости участка, отключают.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что чувствительный элемент датчика выполняют в виде трубок с магнитной жидкостью, при этом магистраль связи выполняют световодами, каждый из которых соответственно заводят в трубку и часть сердцевины очищают от оболочки, при этом по одному из них передают сигнал о номере датчика, а по другому - о номере группы, к которой принадлежит датчик.