Рельсовая цепь Советский патент 1983 года по МПК B61L23/16 

(54) РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ

1

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике.

Известна рельсовая цепь, содержащая генератор, шунтирующие блоки, включенные по концам рельсовой линии, в центре которой к ней подключен полосовой фильтр, соединенный с согласующим элементом, блок контроля занятости пути, к одному входу которого подключен выход фазовращателя 1.

Недостатком известной рельсовой цепи является ненадежная работа при низком сопротивлении изоляции длинных рельсовых цепей.

Цель изобретения - повышение надежности работы рельсовой цепи при пониженном сопротивлении изоляции.

Указанная цель достигается тем, что рельсовая цепь снабжена аналого-цифровым блоком, дополнительным полосовым фильтром, соединенным с рельсовой линией, блоком управления обработкой информации, блоком контроля целостности рельсов., соединенным входом с выходом дополнительного полосового фильтра, а выходом - с одним входом блока управления

обработкой информации, блоками коммутации, соединенными одними входами с выходами генератора, и датчиком тока, соединенным с двумя входами фазовраШ1ателя и аналого-цифрового блока, третий вход

5 которого соединен с одним входом согласующего элемента, а четвертый и пятый входы - с другими входами блоков коммутации и выходами блока управления обработкой информации, один выход анало,Q го-цифрового блока соединен с третьим входом фазовращателя, а остальные выходы предназначены для подключения к аппаратуре интервального регулирования движения транспортных средств, причем вы,ход блока контроля занятости пути соеди15 нен с вторым входом блока управления обработкой информации, выход одного блока коммутации подключен к входу дополнительного полосового фильтра, а выходы другого блока коммутации соединены с двумя входами блока контроля занятости пути, а

20 также с входами согласующего элемента, один - непосредственно, а другой - через датчик тока.

Кроме того, блок управления обработкой информации содержит три элемента ИЛИ, три элемента И, два элемента И-НЕ и счетный триггер, вход которого подключен к выходу одного элемента И-НЕ, один вход которого подключен к выходу одного элемента ИЛИ и одному входу одного элемента И, а другой вход - к выходу другого элемента И-НЕ, один вход которого, соединенный с одним входом одного элемента ИЛИ и одним входом второго элемента И, является первым входом блока управления, а второй вход другого элемента И-НЕ, соединенный с вторым входом того же элемента ИЛИ и одним входом третьего элемента И, является вторым входом блока управления, причем прямой выход триггера соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, а инверсный выход - с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к одним входам второго и третьего элементов ИЛИ, к вторым входам которых подключены соответственно выходы второго и третьего элементов И, при этом выход второго элемента ИЛИ, соединенный с инверсным входом третьего элемента ИЛИ, соединенный с инверсным входом третьего элемента ИЛИ, является одним выходом блока управления, а выход третьего элемента ИЛИ, соединенный с инверсным входом второго элемента ИЛИ, является другим выходом блока управления. На фиг. 1 представлена блок-схема рельсовой цепи; на фиг. 2 - схема блока управления обработкой информации. Устройство содержит шунтирующие блоки 1, подключенные к рельсовой линии 2, генератор 3, блок 4 контроля занятости пути, к одному входу которого подключен выход фазовращателя 5. BJ)Ixoды генератора 3 подключены ко входам блоков коммутации 6 и 7, к управляющим входам которых подключены выходы блока 8 управления обработкой информации. К входам блока 8 управления подключены выход блока 4 контроля занятости пути и выход блока 9 контроля целостности рельсов, вход которого подключен к выходу полосового фильтра 10. Выход блока коммутации 6 подключен к полосовому фильтру 10, а выходы коммутатора 7 подключены к входам блока 4 контроля занятости пути, а также через датчик 11 тока и согласующий элемент 12 - к входу полосового фильтра 13. Выходы полосовых фильтров 10 и 13 подключены к рельсовым нитям 2. Аналогоцифровой блок 14 соединен своим одним выходом с входом фазовращателя 5, а другие его выходы предназначены для подключения к устройствам интегрального регулирования движения поездов. Два входа аналого-цифрового блока 14 соединены с датчиком 11 тока, два других входа - соответственно с входами блоков коммутации 6 и 7, а пятый вход соединен о выходом блока коммутации 7. Блок 8 управления обработкой информации (фиг. 2) содержит элементы ИЛИ 15-17, элементы И-НЕ 18 и 19, триггер 20, а также элементы И 21-23. Соединенные вместе первые входы элементов И 18 и 21, а также элемента ИЛИ 15 образуют первый вход блока управления. Вторые входы элементов И 18 и 23, а также элемента ИЛИ 15, соединенные вместе, образуют второй вход блока управления. Выход элемента ИЛИ 15 соединен с первыми входами элемента ИНЕ 19 и элемента И 22. К второму входу элемента И-НЕ 19 подключен выход элемента И-НЕ 18, а выход элемента И-НЕ 19 подключен к входу триггера 20, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И 22. Прямой выход триггера 20 подключен к второму входу элемента И 21 и к первому входу элемента И 23, выходы этих элементов соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ 16 и с третьим входом элемента ИЛИ 17. Вторые входы элементов ИЛИ 16 и 17 подключены к выходу элемента И 22. Выход элемента ИЛИ 16, соединенный с инверсным входом элемента ИЛИ 17, образует первый выход блока управления. Выход элемента ИЛИ 17 соединен с инверсным входом элемента ИЛИ 16 и образует второй выход блока управления. Устройство работает следующим образом. В нормальном состоянии при свободности и исправности рельсовой линии сигнал частотой F поступает в рельсовую цепь от генератора 3 через блок 7 коммутации, датчик 11 тока, согласующий элемент 12 и полосовой фильтр 13. При этом сопротивление щунтирующих блоков 1 велико, а падение напряжения на датчике 11 тока низкое (фиг. 1). Сигнал от блока 1 коммутации поступает также на вход блока 4 контроля занятости пути, на другой вход которого через фазовращатель 5 подается напряжение с датчика 11 тока. Поскольку разность уровней входных сигналов блока 4 контроля занятости велика, на его выходе присутствует сигнал, который подается на второй вход блока 8 управления обработкой информации. Одновременно в рельсовую цепь от генератора 3 через блок коммутации 6 и полосовой фильтр 10 подается сигнал частотой F. Шунтирующие блоки 1 для частоты Fj имеют низкое сопротивление, поэтому сигнал, поступающий от полосового фильтра 10 на блок 9 контроля целостности рельсов, имеет высокий уровень и с выхода блока 9 сигнал высокого уров ня поступает на первый вход блока 8 управления обработкой информации. Наличие сигналов высокого уровня на двух входах блока 8 управления приводит появлению сигналов единичного уровня на выходах элементов И 21 и 23 (фиг. 2), а следовательно и на выходах элементов ИЛИ 16 и 17, которые являются соответственно первым и вторым выходами блока 8 управления. Эти сигналы поступают на управляющие входы аналого-цифрового блока 14. При этом аналого-цифровой блок вычисляет волновое сопротивление линии и коэффициент передачи, а также определяет удельную проводимость изоляции, которая характеризует состояние балласта. При занятии рельсовой линии подвижной единицей ее входное сопротивление сигналу частотой F уменьшается, а паде14ние напряжения на датчике 11 тока увеличивается, при этом уровни .сигналов на входах блока 4 занятости пути примерно одинаковые, а сигнал на его выходе отсутствует. Сигнал на выходе блока 9 контроля целостности рельсов не изменяется, поскольку входное сопротивление линии сигналу с частотой F изменится незначительно. Прекращение поступления единичного сигнала с выхода блока 4 контроля занятости пути и наличие сигнала с выхода блока 9 контроля целостности рельсов не приводит к изменению сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 (фиг. 2), в то же время на выходе элемента И-НЕ 19 появляется нулевой сигнал. На выходе элемента 17 ИЛИ появляется нулевой сигнал, так как на первые два его входа подают нулевые сигналы соответственно с элементов И 23 и 22, а на третий инвертированный вход единичный сигнал - с выхода элемента 16 ИЛИ. Таким образом, состояние второго выхода блока 8 управления не изменяется, а на первом выходе появляется сигнал низкого уровня. Аналого-цифровой блок 12 (фиг. 1) переходит в режим вычисления ординаты, скорости и ускорения движения щунта, а блок 6 коммутации прекращает подачу тока контрольной частоты в рельсовую линию и на блок 9 контроля целостности рельсов, что приводит в свою очередь к прекращению подачи сигнала с выхода блока 9 и на другой вход блока управления 8. Это изменение входного сигнала приводит к появлению нулевого сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 (фиг. 2) и единичного - на выходе элемента И--НЕ 19. Триггер 20, получив единичный сигнал на счетный вход, изменяет на противоположное состояние своих выходов и на прямом выходе появляется нулевой - сигнал. Это приводит к прекращению поступления единичного сигнала с выхода элемента 21 первый вход элемента ИЛИ 16. На второй вход элемента ИЛИ 16 с выхода элемента И 22 подается нулевой сигнал, но так как на третий инверсньш вход подается также нулевой сигнал, на выходе элемента ИЛИ 16 остаются единицы. Состояние выхода элемента ИЛИ 17 не изменяется, так как не изменяется состояние его входов. Данное изменение состояния входов блока управления 8 не приводит к изменению состояния выходов его, которое характеризует щунтовый режим работы рельсовой цепи. В случае нарушен 1Я целостности рельсовой линии 29 в первый момент состояние выхода блкока 4 контроля занятости пути не изменяется, так как входное сопротивление линии 3 сигналу частотой F| велико. Сопротивление линии сигналу частотой F возрастает, что приводит к отсутствию сигнала на выходе блока 9 контроля целостности рельсов. Прекращение поступления сигнала от блока 9 контроля занятости пути вызывает появление на выходе элемента Оии LJIUCIV Ilt J Л. Uvl V 11.Г1 .1 I « ии1Л ,V.-/iHW . 1 t 21 (фиг. 2) нулевого сигнала, который поступает на первый вход элемента ИЛИ 16, „ « вход которого подается нулевой t-fj сигнал, а на третий инверсный вход - единичный. Таким oб)aзoм, на выходе элемента ИЛИ 16 появляется нулевой сигнал. Состояние выхода элемента ИЛИ 17 не изменяется (на его выходе остается единичный сигнал), так как не изменяется состояние входов элемента И 23 (на них остаются единичные сигналы). Сигнал низкого уровня (нулевой сигнал) с выхода элемента ИЛИ 16 поступает на вход аналого-цифрового блока 12 и вызывает прекращение работы, на второй вход блока 7 коммутации также поступает нулевой сигнал, который прекращает подачу напряжения частотой F, в рельсовую линию 2, в аналого-цифровой блок 14 от генератора 3, и на блок 4 контроля занятости пути. Это приводит к прекращению подачи единичного сигнала с выхода блока 4 контроля занятости пути на второй вход блока 8 управления. Это изменение состояния входов блока управления 8 не приводит к изменению сигналов на его выходе, так как состояние входов элемента ИЛИ 16 (фиг. 2) изменяется. Освобождение рельсовой линии 2 и устранение неисправности приводит к возбуждению блока 4 контроля занятости пути или блока 9 контроля целостности рельсов, которые подают единичный сигнал на один из входов блока 8 управления. Появление единичного сигнала на любом из входов приводит к изменению состояния выхода элемента И 22, так как на обоих его входах появляются единичные сигналы: один с выхода элемента ИЛИ 15, а другой с инвертированного выхода триггера 20. Появление единичного сигнала на выходе элемента И 22 приводит к появлению «1 и на выходе того из блоков ИЛИ 16 или 17, на выходе которого до этого присутствовал нулевой сигнал. Таким образом, на выходах блока 8 управления появляются единичные сигналы. Тот из блоков коммутации, который был отключен, подает после щунтового режима напряжение с частотой F рельсовой линии 2 и к блоку 9 контроля целостности рельсов, а после контрольногонапряжение с частотой F, от генератора 3 к рельсовой линии 2, аналого-цифровому блоку 14 и блоку 4 контроля занятости пути. В соответствии с этим на втором входе блока 8 управления появляется единичный сигнал. Это приводит к тому, что на вход Т-триггера 20 с выхода элемента ИНЕ 19 поступает «1. Триггер 20 возвращается в первоначальное состояние. На выходах блока управления 8 остаются «единичные сигналы. Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом за счет применения двух различных частот для контроля целостности рельсовой линии и определения параметров движения и настройки входного сопротивления рельсовой линии таким образом, чтобы при исправности и свободности она оказывала бы минимальное сопротивление току контрольной частоты и максимальное сопротивление току рабочей частоты, позволяет повысить надежность работы рельсовой цепи при длинных рельсовых линиях с пониженным сопрОгив;1ением изоляции. Формула изобретения 1. Рельсовая цепь, содержащая генератор, шунтирующие блоки, включенные по концам рельсовой линии, в центре которой к ней подключен полосовой фильтр, соединенный с согласующим элементом, блок контроля занятости пути, к одному входу которого подключен выход фазовращателя, отличающаяся тем, что, с целью повыщени 5 надежности работы при пониженном сопротивлении балласта, она снабжена аналого-цифровым блоком, дополнительным полосовым фильтром, соединенным с рельсовой линией, блоком управления обработкой информации, блоком контроля целостности рельсов, соединенным своим входом с одним выходом дополнительного полосового фильтра, а выходом - с одним входом блока управления обработкой информации, блоками коммутации, соединенными одними входами с выходами ге;- ; агора, и датчиком тока, соединенным с двумя входами фазовращателя и аналого-цифрового блока, третий вход которого.соединен с одним входом согласующего элемента, а четвертый и питый входы - с другими входами блоков коммутации и входами блока управления обработкой информации, один выход аналого-цифрового блока соединен с третьим входом фазовращателя, а остальные выходы предназначены для подключения к аппаратуре интервального регулирования движения транспортных средств, причем выход блока контроля занятости пути соединен с вторым входом блока управления обработкой информации, выход одного блока коммутации подключен к входу дополнительного полосового фильтра, а выходы другого блока коммутации соединены с двумя входами блока контроля занятости пути, а также с входами согласующего элемента, один - непосредственно, а другои - через датчик тока. 2. Цепь по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления обработкой информации содержит три элемента ИЛИ, три элемента И два элемента И-НЕ и триггер, вход которого подключен к выходу одного элемента И-НЕ,. один вход которого подключен к выходу одного элемента ИЛИ и одному входу одного элемента И, а другой вход - к выходу другого элемента И-НЕ, один вход которого, соединенный с одним входом одного элемента ИЛИ и одним входом второго элемента И, является первым входом блока управления, а второй вход, соединенный с вторым входом того же элемента ИЛИ и одним входом третьего элемента И, является вторым входом блока управления, причем прямой выход триггера соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, а инверсный выход - с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к одним входам второго и третьего элементов ИЛИ, к вторым входам которых подключены соответственно выходы второго и третьего элементов И, при этом выход второго элемента ИЛИ, соединенный с инверсным входом третьего элемента ИЛИ является одним выходом блока управления, а выход третьего элемента ИЛИ, соединенный-с инверсным входом второго элемента ИЛИ, является другим выходом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3944173, кл. В В1 L 21/06, 1976.

5v V

X N

t t t t

/ ч S

/ ч/ч

Цл1

--