УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАГРЕВА РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЕЙ Российский патент 2024 года по МПК G01K13/10 E01B31/18 

Изобретение относится к путевому хозяйству железнодорожного транспорта и может найти применение при устройстве и содержании рельсового пути.

В процессе закреплении рельсовых плетей бесстыкового пути на постоянный режим работы, как правило, требуется нагрев рельсовой плети для ввода в необходимый температурный интервал, зависящий от температуры укладки предыдущей плети и температуры окружающего воздуха. Температура закрепления плетей бесстыкового пути является важной технической характеристикой рельсошпальной решетки. С точки зрения безопасности движения необходимо обеспечить устойчивость бесстыкового пути, для этого необходимо, чтобы большую часть времени в году рельсовые плети находились в растянутом состоянии. При разработке комплекса путевых машин для непрерывной укладки рельсовых плетей с вводом их в оптимальный температурный режим и последующим закреплением необходима организация постоянного контроля температуры рельсовой плети на определенном расстоянии от источника тепла.

Известно устройство для измерения температуры поверхности рельса (см. а.с. СССР № 1057787, МПК G01K 5/39), снабженное теплоприемным элементом с подпружиненной гибкой теплоприемной пластиной, соединенной с термочувствительной частью термометра.

Недостатками данного устройства являются предназначенность для статических режимов измерения и невозможность применения в динамических режимах непрерывного движения путевой машины, а также непригодность для автоматизации процессов контроля температуры рельсовых плетей по причине использования жидкостного термометра.

Поскольку процесс непрерывного контроля температуры рельса при движении путевой машины с заданной скоростью с одновременным нагревом до требуемой температуры рельсовой плети, аналогичен процессу движения и регулирования температуры заготовок при изготовлении металлических прокатных изделий, наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для контроля температуры перед прокаткой (см. а.с. СССР № 1763062, МПК В21В 37/10, G01K 13/09). Данное устройство содержит датчик температуры, два задатчика температуры, датчик захвата металла, источник напряжения, блок памяти, три элемента сравнения, блок управления, коммутатор, функциональный преобразователь, интегратор, три нуль-органа и блок сигнализации, причем выходы датчика температуры соединены с первыми входами блока памяти и блока управления, выходы задатчиков температуры соединены с элементами сравнения, выходы элементов сравнения соединены с входами соответствующих нуль-органов, второй вход блока управления соединен с выходом датчика захвата металла, выходы блока управления соединены со вторым входами блока памяти и коммутатора, входы блока сигнализации соединены с выходами нуль-органов.

Недостатком данного устройства для контроля температуры являются отсутствие возможности программирования алгоритма управления нагревательным устройством в зависимости от температуры окружающего воздуха и скорости движения путевой машины.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности контроля нагрева рельсовых плетей путем автоматизации процессов контроля температуры рельсовых плетей на основе программирования алгоритма управления нагревательным устройством в зависимости от температуры окружающего воздуха и скорости движения путевой машины.

Для решения поставленной задачи устройство для контроля нагрева рельсовых плетей, содержащее датчик температуры рельсовой плети, блок памяти, блок элементов сравнения, блок управления и блок сигнализации, снабжено датчиком температуры нагрева, датчиком температуры окружающего воздуха, датчиком движения, блоком управления движением, блоком управления нагревом и пультом управления, причем выходы датчиков температуры соединены с входами блока сравнения и с входом блока сигнализации, выход блока сравнения соединен с первым входом блока управления, первый выход блока памяти соединен с четвертым входом блока сравнения, а его второй выход - со вторым входом блока сигнализации, первый выход блока управления связан с третьим входом блока сигнализации, а его второй и третий выходы соответственно с входами блока управления движением и блока управления нагревом. Блок сигнализации оснащен информационным дисплеем и устройством предупреждения о режимах работы.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема работы устройства для контроля нагрева рельсовых плетей.

Устройство для контроля нагрева рельсовых плетей состоит из датчика температуры рельсовой плети 1, датчика температуры нагрева 2, датчика температуры окружающего воздуха 3, блока сравнения 4, блока памяти 5, блока управления 6, датчика движения 7, блока управления движением 8, блока управления нагревом 9, пульта управления 10 и блока сигнализации 11, отображающего информацию посредством информационного дисплея 12 и устройства предупреждения о режимах работы 13. Первые выходы датчика температуры рельсовой плети 1, датчика температуры нагрева 2 и датчика температуры окружающего воздуха 3 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока сравнения 4, а вторые выходы датчиков температуры - с первым многоканальным входом блока сигнализации 11. Выход блока сравнения 4 соединен с первым входом блока управления 6. Первый выход блока памяти 5 соединен с четвертым входом блока сравнения 4, а его второй выход - со вторым входом блока сигнализации 11. Пульт управления 10 соединен со вторым входом блока управления 6, второй вход которого соединен с первым выходом датчика движения 7. Первый выход блока управления 6 связан с третьим входом блока сигнализации 11, а второй и третий выходы соответственно с входами блока управления движением 8 и блока управления нагревом 9, первый выход которого соединен с третьим входом блока управления. Выходы блока сигнализации 11 соединены с первыми входами информационного дисплея 11 и устройства светового и звукового предупреждения о режимах работы 13. Второй и третий входы информационного дисплея 12 соединены со вторыми выходами датчика движения 7 и блока управления нагревом 9.

При монтаже устройства для контроля нагрева рельсовых плетей выносной датчик температуры рельсовой плети 1 устанавливается с помощью траверсы на определенном расстоянии в районе головки рельса. Датчик температуры нагрева 2 устанавливается в зоне нагрева рельсовой плети газовыми или жидкостными горелками. Датчик температуры окружающего воздуха 3 устанавливается на наружной поверхности машины вне зоны нагрева. В качестве бесконтактных датчиков температуры 1, 2 и 3 могут быть использованы, например, пирометрические датчики «Контроль-Т». Блок сравнения 4, блок памяти 5, блок управления 6 и блок управления движением 8 монтируются в одном из внутренних отсеков путевой машины. Функции блока сравнения 4 и блока управления 6 могут исполнять микропроцессорные устройства на базе программируемых микропроцессоров ARDUINO или их аналогов. В качестве блока памяти 5 используется устройство для считывания цифровой информации с флеш-карты. Датчик движения 7 устанавливается на ведущей оси электропривода колесной пары путевой машины, блок управления движением 8 монтируется в цепи управления электроприводом движения машины. Блок управления нагревом 9 соединяется с цепями управления жидкостных или газовых горелок. Пульт управления 10 и блок сигнализации 11 с информационным дисплеем 12 и устройством светового и звукового предупреждения о режимах работы 13 монтируются в кабине оператора. После монтажа и подключения внешнего электропитания устройство готово к работе.

Устройство для контроля нагрева рельсовых плетей работает следующим образом. Для включения устройства оператор с пульта управления 10 подает управляющий сигнал на блок управления 6, который посредством блока управления нагревом 9 обеспечивает начало подачи жидкого или газообразного топлива в горелки и его воспламенение. Информация о температуре рельсовой плети, температуре в зоне нагрева и температуре окружающего воздуха считывается соответственно датчиками температуры 1, 2 и 3 и передается через блок сигнализации 11 на информационный дисплей 12 и параллельно на блок сравнения 4. В блок памяти 5 вводятся данные о требуемой температуре нагрева рельсов, которая зависит от температуры укладки предыдущей рельсовой плети и от текущих значений температуры окружающего воздуха. Блок сравнения 4 сравнивает полученные данные с информацией, хранящейся в блоке памяти 5, и, в соответствии с требованиями технологической документации и температурой окружающего воздуха, при достижении на определенном расстоянии от зоны нагрева необходимой температуры рельсовой плети, что фиксируется датчиком температуры 1, подает сигнал об этом событии на блок управления 6 и через блок сигнализации 11 на информационный дисплей 12 с одновременным включением устройства светового и звукового предупреждения о режимах работы 13. При необходимости изменения параметров технологического процесса укладки рельсового пути производится изменение заложенных в микропроцессоре блока сравнения 4 и в блоке памяти 5 данных. Оператор машины имеет возможность с помощью пульта управления 10 подать сигнал на блок управления 6 и далее на блок управления движением 8, приводя машину в движение. Сведения о начале движения и скорости движения от датчика движения 7 поступают на блок управления 6 и отражаются на информационном дисплее 12. Если по каким-либо причинам движение не началось и температура в зоне нагрева, фиксируемая датчиком нагрева 2, превышает допустимые значения, то блок управления 6 через блок управления нагревом 9 отключает подачу топлива до момента понижения температуры до заданных пределов. Сведения о работе горелок поступают на блок управления нагревом 9 и на информационный дисплей 12. При отклонении температуры рельсовой плети от заданных значений, например, при нештатном отключении горелки, блок управления 6 через блок сигнализации 11 передает данную информацию на устройство светового и звукового предупреждения о режимах работы 13, а также с помощью блока управления движением 8 останавливает движение машины. После устранения причин возникновения нештатной ситуации оператор машины имеет возможность с помощью пульта управления 10 продолжить работу.

Заявленное устройство для контроля нагрева рельсовых плетей в сравнении с прототипом позволяет обеспечить возможность повышения эффективности контроля нагрева рельсовых плетей путем автоматизации процессов контроля и регулирования температуры нагрева и обеспечить разработку комплекса путевых машин для непрерывной укладки рельсовых плетей с вводом их в оптимальный температурный режим и последующим закреплением.

Использование датчика температуры нагрева, датчика температуры окружающего воздуха, датчика движения, блока управления движением, блока управления нагревом и пульта управления обеспечивает качество выполнения работ по укладке и содержанию рельсового пути и практическую возможность автоматизации процессов контроля температуры рельсовых плетей на основе программирования алгоритма управления нагревательным устройством в зависимости от температуры окружающего воздуха и скорости движения путевой машины.

Изобретение относится к путевому хозяйству железнодорожного транспорта, а именно к устройству для контроля нагрева рельсовых плетей и может найти применение при устройстве и содержании рельсового пути. Устройство состоит из датчика температуры рельсовой плети (1), датчика температуры нагрева (2), датчика температуры окружающего воздуха (3), блока сравнения (4), блока памяти (5), блока управления (6), датчика движения (7), блока управления движением (8), блока управления нагревом (9), пульта управления (10) и блока сигнализации (11), отображающего информацию посредством информационного дисплея (12) и устройства предупреждения о режимах работы (13). Такое исполнение позволяет обеспечить возможность повышения эффективности контроля нагрева рельсовых плетей путем автоматизации процессов контроля и регулирования температуры нагрева и обеспечить разработку комплекса путевых машин для непрерывной укладки рельсовых плетей с вводом их в оптимальный температурный режим и последующим закреплением. 1 ил.

Устройство для контроля нагрева рельсовых плетей, содержащее датчик температуры рельсовой плети, блок памяти, блок элементов сравнения, блок управления и блок сигнализации, отличающееся тем, что снабжено датчиком температуры нагрева, датчиком температуры окружающего воздуха, датчиком движения, блоком управления движением, блоком управления нагревом и пультом управления, а блок сигнализации оснащен информационным дисплеем и устройством предупреждения о режимах работы, причем выходы датчиков температуры соединены с входами блока сравнения и с входом блока сигнализации, выход блока сравнения соединен с первым входом блока управления, первый выход блока памяти соединен с четвертым входом блока сравнения, а его второй выход - со вторым входом блока сигнализации, первый выход блока управления связан с третьим входом блока сигнализации, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с входами блока управления движением и блока управления нагревом, выходы блока сигнализации соединены с входами информационного дисплея и устройства предупреждения, второй и третий входы информационного дисплея соединены со вторыми выходами датчика движения и блока управления нагревом.