Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали (варианты) Российский патент 2023 года по МПК B61L23/00 

Техническое решение относится к средствам железнодорожной сигнализации и блокировки и предназначено для автоматического обнаружения деталей, выступающих (волочащихся) за пределы нижнего габарита железнодорожного подвижного состава, а также для контроля схода железнодорожного подвижного состава и передачи информации о факте схода/волочения на внешнее периферийное устройство.

Известно устройство для определения схода колесных пар подвижного состава или волочащейся металлической детали и датчик контроля схода подвижного состава (RU 2770322, 21.05.2021, B61L 23/00, B60K 28/10), содержащее датчики контроля схода подвижного состава, выполненных в виде индуктивных датчиков, соединенных с блоком обработки сигналов и размещенных в балластной призме между шпалами внутри и снаружи рельсовой колеи так, что полностью охватывают область контроля возможного схода подвижного состава, при этом датчики контроля схода подвижного состава размещены в балластной призме соседних межшпальных промежутков. Каждый датчик контроля схода подвижного состава содержит корпус, выполненный в виде полой рамки с размещенной в ней обмоткой из проводника и изолятора между витками проводника. Витки проводника могут быть выполнены в виде жил кабеля, а изолятор - в виде изоляции жил кабеля.

Недостатком известного устройства является невозможность обнаружения в зоне срабатывания, выступающих за пределы нижнего габарита железнодорожного подвижного состава, деталей, не обладающих магнитно-индукционными свойствами (не металлических).

Известно устройство контроля схода подвижного состава (RU 2385245, 26.08.2003, B61L 23/00), принятое за прототип, содержащее установленные внутри и снаружи рельсовой колеи датчики, соединенные в единую электрическую цепь и подключенные к кабельным концевым муфтам, датчики установлены на общей платформе и закреплены на ней с помощью кронштейнов, платформа расположена в межшпальном пространстве, отличающееся тем, что датчики выполнены в виде единого целого элемента из токопроводящего материала, имеют конструктивно исполненные участки для принятия нагрузки с технологически реализованными зонами предполагаемого разрушения при сверхнормируемых усилиях нагружения, соединены между собой болтовым соединением, подрельсовый проводник выполнен в виде единого токопроводящего элемента, токопередающие поверхности в местах соединения имеют антикоррозионное токопроводящее покрытие, а платформа выполнена из токонепроводящего и влагостойкого материала с возможностью крепления к шпалам.

Недостатком известного устройства является необходимость восстановления датчика после факта схода/волочения, обусловленная его разрушаемостью при сверхнормируемых усилиях нагружения.

Техническое решение предполагает систему определения схода подвижного состава или волочащейся детали с неразрушаемыми датчиками схода/волочения, повышенной долговечности и эксплуатационной надежности и устройство считывания информации с датчиков схода/волочения с предохранением от ложных срабатываний.

Технический результат достигается тем, что система определения схода подвижного состава или волочащейся детали содержит датчики схода/волочения в виде элементов Т-образного профиля, содержащие конструктивно исполненные участки для принятия нагрузки, установленные внутри и снаружи рельсовой колеи на общей платформе и закреплены на ней с помощью кронштейнов, притом что платформа представлена в виде металлической коррозиестойкой конструкции с, изолированной от внешних факторов окружающей среды, полостью и устанавливается в межшпальном пространстве, система характеризуется тем, что датчики схода/волочения подвижного состава выполнены из пружинной стали, способной возвращаться к исходной форме несмотря на значительный изгиб и скручивание, с установленными на них резистивными воспринимающими элементами, реагирующими на изгиб, и покрыты полиуретаном, притом что каждый датчик схода/волочения имеет независимое подключение к считывающему устройству системы.

Технический результат достигается также тем что, система определения схода подвижного состава или волочащейся детали содержит устройство (прибор) контроля схода/волочения, содержащее электронную плату, включающую по числу подключаемых датчиков, каналы подключения, каждый из которых имеет усилитель, преобразующий сопротивление датчика схода/волочения в напряжение, напряжение с каждого канала подключения поступает на микроконтроллер со встроенным многоканальным аналого-цифровым преобразователем, преобразующем сигнал (информацию) в цифровой код, и передающем информацию по последовательному интерфейсу RS-485 посредством преобразователя на внешний контроллер, содержащий карту памяти, хранящую информацию о срабатывании системы, и электромеханические реле для каждого независимого канала подключения, работающие независимо друг от друга. Электронная плата устройства также содержит акселерометры, определяющие наличие поезда на путях, исключающие ложное срабатывание, информация с которых также поступает на микроконтроллер. Элементы устройства располагаются в пыле-влаго-грязезащищенном корпусе, устанавливаемом в изолированной от внешних факторов окружающей среды полости, металлической конструкции системы. Элементы устройства внешнего контроллера располагаются в термопластиковом ABS корпусе, устанавливаемом в существующем релейном шкафу автоблокировки.

Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали поясняется чертежами, где на фиг. 1 – внешний вид системы, на фиг. 2 – функциональная схема работы системы.

Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали включает платформу 1 в виде металлической коррозиестойкой конструкции, с изолированной от внешних факторов окружающей среды, полостью 2, с установленными на ней по крайней мере тремя датчиками схода/волочения 3, установленными внутри рельсовой колеи и, по крайней мере, по одному датчику схода/волочения 3, установленному снаружи рельсовой колеи, закрепленные на платформе 1 при помощи кронштейнов 4.

Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали включает также устройство контроля схода/волочения, устанавливаемое в изолированной полости 2 металлической коррозиестойкой конструкции 1, содержащий электронную плату, содержащую по числу подключаемых датчиков схода/волочения 3, каналы подключения 5, каждый из которых соединен с усилителем 6, преобразующий сопротивление датчика в напряжение, напряжение с каждого канала подключения 5 поступает на микроконтроллер 7 со встроенным многоканальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 8, преобразующем сигнал (информацию) в цифровой код, и передающем информацию по последовательному интерфейсу RS-485 посредством преобразователя 9. Электронная плата устройства контроля схода/волочения также содержит акселерометры 10, также передающие информацию (данные) на микроконтроллер 7. Питание усилителей 6, микроконтроллера 7 со встроенным многоканальным АЦП 8, преобразователя интерфейса RS-485 9, акселерометров 10 осуществляется посредством блока питания 11. Все элементы устройства контроля схода/волочения располагаются в пыле-влаго-грязезащищенном корпусе с изолированными гермовводами. Данные с микроконтроллера 8 поступают на внешний контроллер 12, содержащий карту памяти, электромеханические реле для каждого независимого канала подключения 5, работающие независимо друг от друга. Все элементы внешнего контроллера 12 располагаются в термопластиковом ABS корпусе. Питание внешнего контроллера 12 осуществляется от блока питания в существующем релейном шкафу автоблокировки.

Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали работает следующим образом.

В межшпальном пространстве устанавливают платформу 1 в виде металлической коррозиестойкой конструкции. На платформу 1 внутри и снаружи рельсовой колеи, устанавливают датчики схода/волочения 3 и закрепляют при помощи кронштейнов 4. Датчики схода/волочения 3 представляют собой элемент Т-образного профиля, выполненный из пружинной стали, с установленными на них резистивными воспринимающими элементами и покрытыми полиуретаном. Датчик схода/волочения 3 электрически состоит из пьезоэлектрического кабеля и коаксиального удлинительного кабеля. Во внутренней полости 2 металлической коррозиестойкой конструкции устанавливают устройство контроля схода/волочения. Датчики схода/волочения 3 подключаются коаксиальным кабелем к каждому независимому каналу подключения 5 устройства контроля схода/волочения. Внешний контроллер 12 устанавливают в существующем релейном шкафу автоблокировки, имеющем связь с контрольной аппаратурой дежурного по станции.

В случае схода с рельсов колесной пары подвижного состава или свисания с подвижного состава массивных частей за пределы нижнего габарита, колесо или свисающая часть воздействует на один или нескольких датчиков схода/волочения 3, устройство контроля схода/волочения преобразует сопротивление датчика схода/волочения 3 в напряжение, напряжение фиксируется микроконтроллером 7 со встроенным многоканальным АЦП 9, который преобразует сигнал (информацию) в цифровой код и передает данные по последовательному интерфейсу RS-485 на внешний контроллер 12. Акселерометры 10 фиксируют вибрацию при проезде поезда над датчиками схода/волочения 3 и передают информацию о его наличии на микроконтроллер 7 и исключают передачу ложных срабатываний. Внешний контроллер 12 имеет карту памяти для хранения информации о срабатывании системы, а также четыре независимых реле, предназначенных для выдачи сигнала об обнаружении схода (контроль схода), выдачи сигнала об обнаружении волочения (контроль волочения), выдачи сигнала о воздействии третьих лиц (контроль воздействия третьих лиц), выдачи сигнала о неисправности системы (контроль неисправности) для передает информацию дежурному по станции отправления, получившему сигнал срабатывания системы определения схода подвижного состава и волочащейся детали.

Все признаки заявляемого технического решения в совокупности находятся в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом и позволяют создать систему определения схода подвижного состава или волочащейся детали, с неразрушаемыми в условиях ненормируемых нагрузок, датчиками схода/волочения, изготовленных из пружинной стали, что позволяет им возвращаться к исходной форме несмотря на значительный изгиб и скручивание, благодаря чему повышается долговечность и эксплуатационная надежность. Также технический результат предполагает устройство считывания информации с датчиков схода/волочения с предохранением от передачи ложных срабатываний, благодаря наличию акселерометров, реагирующих на вибрации, отклоняющиеся от нормальных значений. Предлагаемая система найдет применение в совокупности технических средств, используемых для регулирования и обеспечения безопасности движения поездов.

Техническое решение относится к средствам контроля нижнего габарита и схода подвижного состава. Система содержит датчики схода/волочения в виде элементов Т-образного профиля, содержащие конструктивно исполненные участки для принятия нагрузки, установленные внутри и снаружи рельсовой колеи на общей платформе и закрепленные на ней с помощью кронштейнов, притом что платформа представлена в виде металлической коррозиестойкой конструкции, с изолированной от внешних факторов окружающей среды полостью, и устанавливается в межшпальном пространстве. Датчики схода/волочения подвижного состава выполнены из пружинной стали, способной возвращаться к исходной форме несмотря на значительный изгиб и скручивание, с установленными на них резистивными воспринимающими элементами, реагирующими на изгиб, и покрыты полиуретаном, притом что каждый датчик схода/волочения имеет независимое подключение к считывающему устройству системы. Достигается повышение долговечности и надежности средств контроля нижнего габарита и схода подвижного состава. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали, содержащая датчики схода/волочения в виде элементов Т-образного профиля, содержащие конструктивно исполненные участки для принятия нагрузки, установленные внутри и снаружи рельсовой колеи на общей платформе и закрепленные на ней с помощью кронштейнов, притом что платформа представлена в виде металлической коррозиестойкой конструкции, с изолированной от внешних факторов окружающей среды полостью, и устанавливается в межшпальном пространстве, система характеризуется тем, что датчики схода/волочения подвижного состава выполнены из пружинной стали, способной возвращаться к исходной форме несмотря на значительный изгиб и скручивание, с установленными на них резистивными воспринимающими элементами, реагирующими на изгиб, и покрыты полиуретаном, притом что каждый датчик схода/волочения имеет независимое подключение к считывающему устройству системы.

2. Система определения схода подвижного состава или волочащейся детали, содержащая считывающее устройство, содержащее электронную плату, содержащую по числу подключаемых датчиков каналы подключения, каждый из которых имеет усилитель, преобразующий сопротивление датчика схода/волочения в напряжение, напряжение с каждого канала подключения поступает на микроконтроллер со встроенным многоканальным аналого-цифровым преобразователем, преобразующим сигнал c информацией в цифровой код и передающим информацию по последовательному интерфейсу RS-485, посредством преобразователя, на внешний контроллер, содержащий карту памяти, хранящую информацию о срабатывании системы, и электромеханические реле для каждого независимого канала подключения, работающие независимо друг от друга, при этом электронная плата устройства также содержит акселерометры, определяющие наличие поезда на путях, исключающие ложное срабатывание, информация с которых также поступает на микроконтроллер, при этом элементы устройства располагаются в пыле-влаго-грязезащищенном корпусе, устанавливаемом в изолированной от внешних факторов окружающей среды полости, металлической конструкции системы, при этом элементы устройства внешнего контроллера располагаются в термопластиковом ABS корпусе, устанавливаемом в существующем релейном шкафу автоблокировки.