Устройство контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам
Владельцы патента RU 2778171:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) (RU)
Изобретение относится к устройствам управления стрелочными электроприводами. Устройство контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам содержит источник трехфазного переменного напряжения, индивидуальные предохранители фаз переменного напряжения, стрелочный двигатель переменного тока, нейтральное пусковое стрелочное реле, поляризованное пусковое реле стрелки, трансформаторные датчики, остряки стрелки, реле контроля положения стрелки, трансформатор контрольной цепи, двухполупериодный выпрямитель, однополупериодный выпрямитель с ограничителем тока и двухобмоточное контрольное реле состояния остряков. Трансформаторные датчики с разомкнутым магнитопроводом представляют собой П-образный сердечник, на котором установлены две катушки. При этом электродвижущая сила во вторичной обмотке трансформаторного датчика пропорциональна квадрату расстояния между остряком и рамным рельсом. По величине электродвижущей силы во вторичной обмотке идентифицируют заданное расстояние между остряком и рамным рельсом с помощью двухобмоточного контрольного реле состояния остряков. Технический результат заключается в повышении достоверности функционирования схемы контроля состояния стрелки. 1 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам управления стрелочными электроприводами в электрической централизации стрелок и сигналов.
Уровень техники
Известно устройство контроля прилегания остряков к рамным рельсам, патент РФ RU 2151706 С1 недостаток этого устройства заключается в том, что оно требует дополнительных кабельных жил для обеспечения работы устройства. В нем наблюдаются случаи ложного срабатывания сигнала тревоги при прохождении подвижного состава по стрелочной секции, кроме того вследствие сложного алгоритма обработки сигнала контроля, оно содержит значительный объем аппаратуры, что приводит к снижению надежности устройства управления стрелочным электроприводом в целом.
Известно также устройство контроля прилегания остряков к рамным рельсам. «Пятипроводная схема управления стрелочным приводом переменного тока», Учебник для Вузов «Станционные системы автоматики и телемеханики» под редакцией Вл. В. Сапожникова - М.: Транспорт, 1997, стр. 103 рис. 4.29.
Недостаток известного устройства заключается в том, что контроль плотности прилегания остряков контролируется косвенным способом, за счет выдвижения рабочей линейки на заданное расстояние, обеспечивающее требуемую плотность прилегания остряков к рамным рельсам. Учитывая, что стрелочный привод механически закреплен на рамных рельсах, такое выдвижение рабочей линейки обеспечивает необходимую плотность прилегания остряков к рамным рельсам, что косвенным образом регистрируется с помощью контрольных линеек и контактов автопереключателя стрелочного электропривода.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа «Пятипроводная схема управления стрелочным приводом переменного тока» Учебник для Вузов «Станционные системы автоматики и телемеханики» под редакцией Вл. В. Сапожникова - М.: Транспорт, 1997, стр. 103 рис. 4.29.
Недостаток прототипа заключается, в низкой достоверности информации о фактическом зазоре между остряком и рамным рельсом, в условиях уширения колеи между рельсами на стрелке, а также возможной разрегулировки тяг, обеспечивающих передвижение остряков между рамными рельсами.
Указанные обстоятельства вызывают необходимость частого контроля фактического прилегания остряков к рамным рельсам не более 4 мм обслуживающим персоналом железнодорожного транспорта, что приводит к удорожанию обслуживания стрелочного электропривода.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение достоверности функционирования схемы контроля состояния стрелки и обеспечения требований по безопасности движения поездов при использовании стрелочного электропривода, а также сокращение затрат на его обслуживание.
Технический результат достигается тем, что устройство контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам содержит трансформаторные датчики с разомкнутым магнитопроводом первичные обмотки которых соединены через контакты автопереключателей, контакты поляризованного пускового реле стрелки и тройниковые контакты нейтрального пускового реле к первичным обмоткам трансформаторов тока, а вторичные обмотки трансформаторных датчиков с разомкнутым магнитопроводом через контакты автопереключателя и через двухполупериодный выпрямитель подключены к одной обмотке двухобмоточного контрольного реле состояния остряков, к другой обмотке которого подключен однополупериодный выпрямитель с ограничителем тока, к последним через фронтовые контакты контрольного реле состояния остряков, контакты автопереключателя и контакты нейтрального пускового реле стрелки подключена обмотка реле контроля положения стрелки.
Сопоставленный анализ показывает, что указанные отличия, заявленные в устройстве контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам, от прототипа представляют ряд новых признаков, что обуславливает возможность отнести их к критерию новизны.
В патентной научно-технической литературе в том числе RU 2667049 C1, RU 2539619 C2, RU 2549316 C2, RU 2272730 C2, RU 2579242 C2, RU 2261814 C1, RU 2700248 C1, RU 2153433C2, RU 2145560 C1, RU 2664899 C2, SU 2047523 решений со сходными отличительными признаками не обнаружено. В связи с этим делается вывод о соответствии заявленного изобретения критерию существенные отличия.
Краткое описание чертежа
На чертеже фиг. 1 представлена схема устройства.
Устройство содержит:
источник трехфазного переменного напряжения - 1,
индивидуальные предохранители фаз переменного напряжения - 2, 3, 4, первичные обмотки питания трансформаторов тока - 5, 6, 7,
тройниковые контакты нейтрального пускового реле стрелки - 8.1, 8.2, фронтовой контакт нейтрального пускового реле стрелки - 9,
контакты поляризованного пускового реле стрелки - 10, 11, контакты автопереключателя стрелочного электропривода - 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
стрелочный двигатель переменного тока - 24,
трансформаторные датчики с разомкнутым магнитопроводом - 25, 26,
первичные обмотки трансформаторных датчиков - 27, 28,
вторичные обмотки трансформаторных датчиков - 29, 30,
остряки стрелки -31,
путевой ящик - 32,
двухполупериодный выпрямитель - 33,
двухобмоточное контрольное реле состояния остряков - 34,
фронтовые контакты контрольного реле состояния остряков - 34.1, 34.2,
ограничитель тока - 35,
однополупериодный выпрямитель - 36,
реле контроля положения стрелки - 37,
регулировочный резистор - 38,
запирающий конденсатор - 39,
трансформатор контрольной цепи - 40,
источник переменного тока контрольной цепи - 41
пост электрической централизации - 42.
Осуществление изобретения
Устройство контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам работает следующим образом. При переводе стрелки из одного состояния в другое происходит подключение контактов поляризованного пускового реле 10, 11, как показано на чертеже фиг. 1, затем замыкаются тройниковые контакты нейтрального пускового реле 8.1, 8.2 и фронтовой контакт нейтрального пускового реле 9 расположенные на посту электрической централизации 42, на стрелочный двигатель переменного тока 24 подается напряжение через контакты автопереключателя стрелочного электропривода 12, 16 от источника трехфазного переменного напряжения 1, одновременно от источника 1 напряжение подается на первичную обмотку трансформаторного датчика 28, это напряжение поступает через замкнутые контакты автопереключателя стрелочного электропривода 16 и 22. Во вторичной обмотке трансформаторного датчика 30, электродвижущая сила (Э.Д.С.) не наводится пока остряки стрелки 31 не дойдут до установленного положения показанного на фиг. 1. После окончания перевода стрелки, когда зазор между остряками и рамным рельсом будет меньше или равен 4 мм, во вторичной обмотке трансформаторного датчика 30 будет наводится Э.Д.С. достаточного уровня, которая поступит на двухполупериодный выпрямитель 33, от полученной Э.Д.С. сработает двухобмоточное контрольное реле состояния остряков 34 находящееся в путевом ящике 32, которое переключит фронтовые контакты контрольного реле состояния остряков 34.1, 34.2 в замкнутое положение. После этого произойдет размыкание контактов автопереключателястрелочного электропривода 12, 16, 14, 18, 20, 22 и замкнутся контакты автопереключателя стрелочного электропривода 13, 15, 17, 19, 21, 23, в результате этого произойдет переключение тройниковых контактов нейтрального пускового реле 8.1, 8.2 и к реле контроля положения стрелки 37, через контакты атопереключателя стрелочного электропривода 13 и 17, а также замкнутые фронтовые контакты контрольного реле состояния остряков 34.1, 34.2 будет подключен однополупериодный выпрямитель 36 и ограничитель тока 35, в результате такого подключения поляризованный якорь реле 37 зафиксирует заданное положение стрелки.
Краткие пояснения к элементам устройства контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам.
Трансформаторные датчики с разомкнутым магнитопроводом представляют собой, П-образный сердечник, на котором установлены две катушки, намотанные проводом. Трансформаторный датчик устанавливается под головкой рельса, таким образом, что остряки стрелочного перевода при прилегании к рельсам, в соответствующем положении стрелки, будут замыкать магнитный поток в П-образном сердечнике. При отведенном остряке от данного трансформаторного датчика в последнем образуется магнитное сопротивление для магнитного потока Ф. Величина магнитного сопротивления магнитной цепи датчика слагается из магнитного сопротивления стали Rм.ст и магнитного сопротивления двух воздушных зазоров Rм.в, т.к. у магнитопровода два наконечника.
Отсюда общее магнитное сопротивление будет зависеть от плотности прилегания остряка к рамному рельсу и составит величину:
где: 
- суммарная длина средней магнитной силовой линии в стали сердечника, SМ - площадь поперечного сечения магнитопровода в зоне воздушного зазора, 
- длина воздушного зазора 
- соответственно значение магнитной проницаемости материала магнитопровода и воздуха.
В результате прилегания остряка к рамному рельсу изменяется индуктивность первичной обмотки трансформаторного датчика и следовательно, изменяется ток в первичной обмотке. При малых зазорах, зависимость индуктивности от величины воздушного зазора имеет нелинейный характер. Это приводит к изменению электродвижущей силы Э.Д.С. во вторичной обмотке трансформаторного датчика пропорциональной квадрату расстояния между остряком и рамным рельсом.
Таким образом, по величине Э.Д.С. во вторичной обмотке легко идентифицировать заданное расстояние между остряком и рамным рельсом с помощью порогового устройства, в качестве которого используется двухобмоточное контрольное реле состояния остряков.
Двухобмоточное контрольное реле состояния остряков имеет замедление на отпускание необходимое для удержания якоря после срабатывания, которое требуется для подключения к контрольной цепи положения стрелки после переключения контактов автопереключателя и переключения контактов нейтрального пускового реле стрелки. Вторая обмотка реле 34 будет получать постоянную составляющую тока, также как и реле 37, за счет однополупериодного выпрямителя 36 и ограничителя тока 35. Таким образом, реле контроля положения стрелки получит питание от постоянной составляющей тока за счет однополупериодного выпрямителя 36 только в том случае, если зазор между остряком и рамным рельсом не превышает заданного предела.
Устройство контроля плотности прилегания остряков к рамным рельсам, содержащее источник трехфазного переменного напряжения, к которому через индивидуальные предохранители фаз переменного напряжения подключены первичные обмотки питания трансформаторов тока, к которым с одной стороны подключены два тройниковых контакта нейтрального пускового реле стрелки и один фронтовой контакт этого же реле, а с другой стороны - контакты поляризованного пускового реле, которые через кабельную линию соединяются с контактами автопереключателя стрелочного электропривода и стрелочным двигателем переменного тока, а также однополупериодным выпрямителем с ограничителем тока, другие тройниковые контакты нейтрального пускового реле соединены с реле контроля положения стрелки, которое подключено через регулировочный резистор и запирающий конденсатор к трансформатору контрольной цепи, соединенному с источником переменного тока контрольной цепи, отличающееся тем, что содержит трансформаторные датчики с разомкнутым магнитопроводом, первичные обмотки которых соединены через контакты автопереключателей, контакты поляризованного пускового реле стрелки и тройниковые контакты нейтрального пускового реле к первичным обмоткам трансформаторов тока, а вторичные обмотки трансформаторных датчиков с разомкнутым магнитопроводом через контакты автопереключателя и через двухполупериодный выпрямитель подключены к одной обмотке двухобмоточного контрольного реле состояния остряков, к другой обмотке которого подключен однополупериодный выпрямитель с ограничителем тока, к последним через фронтовые контакты контрольного реле состояния остряков, контакты автопереключателя и контакты поляризованного пускового реле стрелки и контакты нейтрального пускового реле стрелки подключена обмотка реле контроля положения стрелки.
