Устройство для потележечного взвешивания железнодорожных вагонов в движении Советский патент 1984 года по МПК G01G19/04 

Изобретение относится к весоизме рительной технике, в частности к ус ройствам для взвешивания вагонов на ходу в составе поезда. Известно весоизмерительное устрой ство, содержащее датчики наезда и вы езда осей, весовую платформу, опираю щуюся на весоизмерительные датчики, подключенные к цифровому автокомпен сатору с блоком равновесия, и распре делителем с ключами ввода кода, под соединенными к вычислителю, датчик нуля, ключи сброса и синхронизации, блок управления и ключ Равно 1 Однако устройство требует весовой платформы определенной длины (5,4 M тогда как многие весовые платформы построены без учета этого требовани и не могут быть использованы при внедрении устройства. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для потележечного взвешивания железнодорожный вагонов в движе нии, содержащее весовую платформу, опирающуюся на весоизмерительные датчики, подключенные к цифровому автокомпенсатору, соединенному с сум матором, с датчиком выезда осей, подключенным к одним входам схем выезда тележки и локомотива, и с дат чиком наезда осей, подключенным к другим входам схем выезда тележки и локомотива и к одному входу схемы выезда тележки, выходы которых через схему совпадения .соединены с входом Регистрация цифрового автокомпенсатора, и путевые датчики, расположенные с обеих сторон весовой плат формы 2 , Недостатки известного устройства большое количество путевых датч.иков работающих весьма ненадежно, и сложная схема управления, которая., всего от одного пропуска сигнала и от одного ложного срабатывания любого из датчиков полностью теряет работоспособность и требует возвращения состава для повторной перевески, что не всегда возможно в производственных условиях. Схема регистрации веса вагона работает по принципу чет - нечет, и во все четные регистрации производит ся суммировани.е веса предыдущей не четной тележки со следующей четной, для состава в 60 четырехосных вагонов это означает, что путевые датчи ки для правильной регистрации должны без сбоев сработать б-4-60 1440 раз, что маловероятно. Цель изобретения - повышение над-е мости устройства за счет уменьшения влияния сбоев в работе путевых датчи ков. Поставленная цель достигается тем что в устройство для потележечыого взвешивания железнодорожных вагонов в движении, содержащее весовую платформу, опирающуюся на весоизмерительные датчики, подключенные к цифровому автокомпенсатору, соединенному с сумматором, а датчиком выезда осей, подключенным к одним входам схем выезда тележки и локомотива, и с датчиком наезда осей, подключенным к другим входам схем выезда тележки и локомотива и к одному входу схемы въезда тележки, выходы которых через схему совпадения соединены с входом Регистрация цифрового автокомпенсатора, и путевые датчики, расположенные с обеих сторюн весовой платформы, введены схема подъезда тележки, триггер счета осей, схемы индентификации первой и второй тележек, схема фиксации направления движения и схема регистрации итога, причем путевые датчики подключены к схеме фиксации направления движения, выход которой подключен к входам схем подъезда и въезда тележки и к одним входам схем идентификации, другие входы которых соединены с датчиком выезда осей, а третьи - с выходом схемы въезда тележки, подключенным к одному входу триггера счета осей, другой вход которого подключен к выходу схемы подъезда тележки, выходы триггера счета осей соединены.соответственно со схемами выезда тележки и лЪкомотива, выходы схем идентификации и выход Регистрация цифрового авт;окомпенсатора подключены к входам схемы регистрации, выход которой подключен к входу Равно сумматора, а вход Сброс схемы подъезда тележки подключен к выходу датчика наезда осей. Для регистрации предлагаемого устройства может быть использована весовая платформа, длина которой может изменяться в достаточно широких пределах, напримерр 7,6 или 7,2 м. Простая и постоянно корректируемая схема подъезда тележки вместе с известной схемой въезда тележки позволяет организовать исключительно простое различ:ение осей вагона и локомотива благодаря работе триггера счета осей. Схемы идентификации первой и второй тележек работают по жесткому технологическому признаку и могут быть однократным сбоем датчиков сбиты лишь однократно, а затем восстанавливают свою работоспособность. Таким образом, в предлагаемом устройстве суммирование весов теле-жек разных вагонов исключается. На фиг. 1 доказана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 схемаподъезда тележки; на фиг. 3 схеми выезда тележки и локомотива; на.фиг. 4 - схема идентификации тележки; на фиг1 5 - схема, поясняющая работу устройства; на фиг.6 схема .регистрации итога; на фиг.7 схема датчика осей. Устройство содержит весовую платформу 1, весоизмерительные датчики 2, цифровой автокомпенсатор 3, сумматор 4, схему 5 совпадения, схему 6въезда тележки, схему 7 выезда тележки, схему 8 выезда локомотива (либо иного нерегистрируемого объекта) , датчик 9 наезда осей, датчик 10 выезда осей, путевые датчики 11 и 12, схему 13 фиксации направления движения состава, схему 14 подъезда тележки к весовой.платформе 1, схеNsa 15 и 16 идентификации первой и второй тележек, схему 17 регистраДНИ итога, триггер 18 счета вагонов 19 различной оснасти. На фиг. 1-7 обозначены также выход Н датчика 9 наезда, выход С датчика 10 съезда, выход П путевого .датчика 11 или 12 выходы Л и В триггера 18счета осей /условно обозначающие локомотив и вагон вход Р (Регистрация) цифрового автокомпенсатора 3 и выход О послед него . (Останов) . Весоизмерительные датчики 2 подключены по линиям связи О к цифрово му автокомпенсатору 3, который соединен по шинам 5 с числовыми входами сумматора 4 и по шине 8 с его входом Плюс. К входу Р цифрового- автокомпёнса тора 3 через схему 5 совпадения под ключены схема б въезда тгележки,схем 7выезда тележки и схема 8 Выезда локомотива. К входам схем 6-8 подсоединены датчик 9 наезда оси и датчик 10 съе.зда оси с весовой платформы 1. Путевые датчики 11 и 12 через схему 13 фиксации направления движе ния, представляющую собой два блоки рующих друг друга триггера и логиче кие схемы, подключены к счетному вх ду схемы 14 подъезда тележки к весо вой платформе, к входу Сброс сх мы 6 въезда и к входам схем 15 и 16 идентификации первой и второй тележек . Схемы 15 и 16 подключены к схеме 17 регистрации итога, выход которой .подсоединен к входу Равно сумма тора 4. Схемы 6 и 14 подключены к тригге ру 18 счета осей, выходы которого управляют работой схем 7 и 8, Схема 14 подъезда (схема 6 въезда) содержат первый триггер 20 (фиг. 2), второй триггер 21 и схему И 22. Конструктивно схемы 14 и 6 одина ковы, однако на счетный вход С схемы 14 действует сигнал П путевого датчика 11 (или 12), а на гасящий вход R - сигнал Н датчика У наезда, а входы схемы 6 въезда подключены в обратном порядке, что изменяет функцию схемы 6. Схема 7 выезда тележки (фиг. 3) содержит ячейки 23 и 24 запрета, инверторы 25 и 26, регистр 27 въезда, регистр 28 выезда, схему И 29 и установочный резистор 30. Схема 8 выезда локомотива (нерегистрируёмого рбъекта) содержит инвертор 31, ключи 32 и. 33, реверсивный счетчик 34, схему и 35 и установочный резистор 36. Схемы 15 и 16 идентификации первой и второй тележек (фиг. 4) содержат каждая входной триггер на логических элементах 37, выходной триггер на логических элементах 38, дифференцирующую цепочку из резистора 39 и конденсатора 40 и ключ 41. Отличие между схемами 15 и 16 заключается в том, что у схемы 15 на щину Сброс входного триггера на элементах 37 подан сигнал путевого датчика 11 (или 12), а на один из входов ключа 41 - сигнал датчика 10 съезда, а у схемы 16 эти входы подключены в обратном порядке. Схема 17 регистрации итога (фиг.6) содержит регистры счета до двух на триггерах 42 - 45 и схемах И 46 и 47, триггер 48 синхронизации, схему И 49, схему ИЛИ 50 и ключ 51 синхронизации. Датчик 9 наезда, например, содержит (фиг. 7) резистор 52 установки порога срабатывания компаратора на операционном усилителе 53, триггер 54 наезда, на С-вход которого поступают синхроимпульсы (СИ), транзисторы 55 и 56. Датчик 10 съезда имеет такую же схему, только синхроимпульсы, подаваемые на его выходной триггер 54 сдвинуты по фазе на 180. Входы датчиков 9 и 10 объединяются с входом нуль-органа цифрового автокомпенсатора 3 (на фиг. 1 связь обозначена буквой г ). Устройство работает следующим образом. Пусть по железнодорожному пути (фиг. 1) движется состав из вагонов 19 слева направо, приближаясь к путевому датчику 11, установленному перед весовой платформой 1 на расстоянии, меньшем межосевого расстоя«ия локомотива, но большем межосевого расстояния вагонов (порядка 1950 мм)е При срабатьшании путевого датчика 11 от первого колеса состава срабатывает и становится на самоблокировку триггер схемы 13, запрещая прохсждение на выход схемы 13 сигналов путевого датчика 12 и разрешая прохождение только сигналов путевого датчика 11. На этом схема 13 свою работу до окончания взвешивании данного состава заканчивает .

Если первым в составе движется вагон 19/ то путевой датчик 11 до наезда первого колеса вагона 19 на весовую платформу 1 успеет сработать дважды так как расстояние от нулевого датчика 11 до весовой платформы 1 равно 1950 мм, а межосевое расстояние тележки вагона 19 равно 1800 мм (у 95% подвижного состава ССС) ..

При первом срабатывании путевого датчика 11 (фиг. 2) возбудится первый триггер 20 и на вход второго триггера 21 поступит единичный сигнал. При втором срабатывании путевого датчика 11 возбудится второй триггер 21. Поскольку первый триггер 20 продолжает оставаться в возбужденном состоянии, то на входах схемы И 22 появится две единицы, а на выходе схемы 14 подъезда - нулевой сигнал.

Сколько бы осей не имела тележка вагона 19(две, три или четыре), нулевой сигнал на выходе схемы 14 появляется только при срабатывании путевого датчика 11 от первых двух осей, зг.е. при подъезде тележки к весовой платформе, 1. Длится нулевой сигнал подъезда, например, при скорости сое тава 5 км/ч около 0,1 с, так как схема 14 вскоре после срабатывания сбрасывается сигналом датчика 9 наейда. Сколько бы осей не имела тележка,схе ма 14 подъезда больше не срабОСает о данной тележки,так как далее путевой датчик 11 и датчик ,9 наезда работают поочередно и информация схемы 14 периодически гасится.

Появление нулевого сигнала на выходе схемы 14 (фиг, 1) возбудит триггер 1-8 счета осей, на выходе В которого появляется единичный сигнал, разрешающий схеме 7 выезда тележки подсчет наезжающих осей. .

При наезде первого колеса тележки вагона 19 на весовую платформу 1 схема 14 подъезда устанавл11вается в исходное положение, а в схему б .въезда тележки и схему 7 выезда тележки записывается единица.

Работа схемы б въезда тележки (фиг. 2). аналогична по алгоритму схеме 14.

Схема б вьщаст нулевой сигнал на выходе только после того, как последняя ось тележки (сколько бы осей не имела последняя) въедет на весовую .платформу 1, потому что два наезда подряд могут : :.быть только в том случае, если две последних оси те- лежки находятся между путевым датчиком 11 и весовой плат@эрмой 1, поскольку схема 6 погашается сигналом путевого датчика 11.

Параллельнр с работой схемы 6 каж дое срабатывание датчика 9 наезда записывает единицу в регистр 27 въезда схемы 7 выезда тележки (фиг.З

При срабатывании схемы 6 въезда устанавливается в исходное положение триггер 18 счета осей и поскольку тележка на весовую платформу 1 въехала, разрешающий сигнал В (Вагон) на входе ячейки 23 запрета пропадает. При этом в регистре 27 будет записано столько нулей, -сколько осей имеет тележка (две, три или четыре).

Благодаря такой работе схем 14 и

6подъезда и въезда и триггера 18 счета осей осуществляется также распознавание вагона 19 и нерегистрируемого объекта (локомотива или вагона

с межосевым расстоянием более 1950 мм).

Если, при подъезде к весовой платформе 1 срабатывает схема 14 подъезда, значит подъезжает вагон 19 и запись йаезжающих осей производится в регистр 27 въезда.

Если же схема 14 подъезда не сработала, значит подъезжает нерегистрируемый объект и запись наезжающих осей производится через ключ 32 в реверсивный счетчик 34 (фиг. 3).

Срабатывая схема 6 въезда выдает первый разрешающий сигнал на схему 5 совпадения.

Второй сигнал поступает со схемы

7выезда следующим образом.

При регистрации веса очередной тележки на входы С регистра 28 выезда (фиг. 3) приходит импульс, переписывающий информацию из регистра 27 въезда о количестве осей регистрируемой тележки. Разрешающий сигнал cxeNbJ И 29 при этом пропадает, разрешая запись съезжающих осей через. ячейку 24 запрета. Когда взвешенная тележка съедет с платформы 1, в регистр 28 будет записано столько единиц, сколько осей имеет тележка, и на выходе схемы И 29 вновь появится сигнал, разрешающий через схему 5 регистрацию веса следующей тележки.

Третий разрешающий сигнал на схему 5 приходит со схемы 8. При наезде на платформу 1, например, локомотива в реверсивный счетчик 34 записывается столько единиц, сколько осей имеет локомотив. Превоначальная установка счетчика 34 по входу С благодаря резисюру 36 равна девяти. После наезда, например, шестиосного локомотива код счетчика 34 уменьшится до восьми,так как запись наезжающих осей производится по шине Минус .

При записи первой же наехавшей оси с .выхода схемы И 35 поступает сигнал, разрешающий запись съехавших осей через ключ 33, при условии что съезжающие оси не принадлежат тележке вагона 19, -что обеспечивается благодаря инвертору 31, подключенному к схемр И 29. После съезда всех осей локомотива код счетчика 34 вновь станет равным исходному и с выхода схемы И 35 поступает на ключ 33 сигнал, запрешающийдальнейшую . запись съезжающих осей. По поступЛении последнего разрешения схема 5 совпадения выдает нулевой сигнал на шину Регистрация цифрового автокомпенсатора 3. По достижении равновесия цифровой автокомпенсатор 3 фиксирует свой код, выдавая сигнал Останов. По шинам S код цифрового автокомпенсатора 3 поступает в сумматор 4, а по шине В - символ операции (Плюс) .

Таким образом, провешивается каждая тележка каждого вагона 19. В . сумматор 4 при этом каждый раз посту пает код веса тележки и знак Плюс Для правильного определения веса вагона 19 необходимо после взвешивания каждой второй тележки выдавать в сумматор 4 знак Равно.

.Схемы 15 и 1б идентификации определяют, первая или вторая тележка только что находилась на весовой платформе 1 и, следовательно, была взвешена.

Пусть на весовую платформу 1 въезжает первая тележка вагона 19 (фиг. 5 а). Сигналом схемы 6 въезда при этом устанавливаются в исходное положение входной триггер на элементах 37 и выходной триггер на элементак 38.

Поскольку расстояние d (фиг. 5 ) между ближайшими осями соседних вагонов 19 для большинства объектов отечественного парка равно примерно 3 м, а расстояние между ближайшими осями разных тележек одного вагона 19 как минимум 5,4 м, то дляплатформы 1 длиной не менее 4,8 м первым сработает датчик 10 съезда оси, а потом уже путевой датчик 11.

Схема 15 использует этот технологический признак первой тележки следующим образом. Поскольку на элемент 37 (нижний на фиг. 4) сигнал путевого датчика 11 (П) придет позже, то сигналом датчика 10 съезда (С) через ключ 41 возбудится выходной триггер на элементах 38 схемы 15 идентификации первой тележки.

Таким образом, для платфордфа 1 длиной не более 8,2 м (фиг. 5 б технологическим признаком второй тележки будет срабатывание вначале путевого датчика 11, а уже потом датчика 10 съезда. При этом воэбуждается выходной триггер 16 идентификации второй тележки.

Указанные технологические признаки действительны для весьма широкого класса объектов при длине платформы 1, изменяющейся в широком диапазоне от 4,8 до 8,2 м.

Рассмотрим, как работает схема 17 регистрации итога (фиг. 6).

Несмотря на универсальность технологических признаков, обеспечивающих работу схем 15 и 16 идентификации первой и второй тележек, первая тележка вначале состава, если первым нет локомотива, воспринимается как вторая, так как съезжающих осей еще нет, а вторая тележка в конце состава, если последним нет локомотива, воспринимается как первая, так как путевой датчик 11 в этом случае не срабатывает (фиг. 5 а и б) .

Поэтому для первого вагона 19 состава, е.сли локомотив в хвосте, использован алгоритм Вторая тележка вторая тележка регистрация, обеспечиваемый регистром счета до двух на триггерах 44 и 45 и схемой И 47. Для последнего вагона 19 состава, если локомотив в голове, использован алгоритм первая тележка + первая тележка регистрация, обеспечиваемый регистром счета до двух на триггерах 42 и 43 и схемой И 46. Для всех остальных вагонов 19 состава работает алгоритм Первая тележка + вторая тележка регистрация, обеспечиваемый схемой И 49.

Через схему ИЛИ 50 сигнал одной из схем И 46, 47 или 49 поступает на iключ 51 синхронизации, обеспечивающий благодаря работе триггера 48 синхронизации подачу команды Равно только после того, как код взвешенной тележки и символ Плюс будут переданы из цифрового автокомпенсатора 3 в сумматор 4.

После подачи команды Равно регистры счета до двух на триггерах 42 - 45 устанавливаются р исходное положение благодаря цепочке из регисIра и конденсатора и готовы к последующей работе.

Таким образом, схема 17 регистрации итога после каждой регистрации начинает работу сначала, что обеспечивает ее самокрррекцйю после возможного сбоя одного из датчиков.

Внедрение устройства позволит увеличить пропускную способность весов и за счет более точной приемки металлолома от поставщика обеспечит экономический эффект.

II , .,, л..-,

(Ъ (Ь 6 W .

.- I,, i Iii i.iii..ii,6.)l I i/

I.ff- mi II ji

f2

Г

Л 9uже Hue

чь

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТЕЛЕЖЕЧНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ В ДВИЖЕНИИ, содержащее весовую платформу, опирающуюся на весоизме- рительные датчики, подключенные к цифровому автокомпенсатору, аоединенному с сумг/1атором, с датчиком выезда осей, лодключенным к одним входам схем выезда тележки и локомотива, и с датчиком наезда осей, подключенным к другим входам схем выезда тележки и локомотива и к одному входу схемы, въезда тележки, выходы которых через схему совпадения соединены с входом Регистрация цифрового автокомпенсатора, и путевые датчики, расположенные с обеих сторон весовой платформы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения влияния сбоев в работе путевых датчиков, в него введены схема подъезда тележки, триггер счета осей, схемы идентификации первой и второй тележек, схема фиксации Направления движения и схема регистрации итога, причем путевые датчики подключены к схеме фиксации направления движения, выход которой подключен к входам схем подъезда -и въезда тележ.ки и к одним входам схем идентификации, другие входы которых соединены с датчиком выезда осей,, а третьи - с выходом схемы (Л въезда тележки, подключенным к одному входу триггера счета осей, другой вход которого подключен к выходу схе1«и подъезда тележки, выходы триггера счета 6сей соединены .соответственно со схемами выезда тележки и локомотива, выходы схем идентификации и выход Регистрация цифрового автокомпенсатора подключены к входам схемы регистрации,выход которой под.ключен к входу Равно сумматора. Сброс а вход схемл подъезда тележки подключен, к выходу датчика насл езда осей.

/«

ri

/

Г

-

и

10

tf

5

У(РУ77

Фиг. /

/5

/7

16

fe)

tlV

Фиъ. 3

фиг ff