ПУТЕВОЙ ДАТЧИК
PATH-CONTROL TRANSDUCER

Изобретение относится к организации и управлению движением поездов, а именно к путевым устройствам, взаимодействующим с поездом и приводимым в действие с помощью магнитных средств, когда необходимо зафиксировать момент проследования колесной пары по заданном участку пути.
Известны путевые датчики, у которых сигнал фиксации проследования подвижного состава вырабатывается за счет просадки рельса относительно бетонного основания при движении колесной пары вагона над датчиком (Бухгольц В.П., Красовский Г.А, Штанке А.Э. Путевые датчики подвижного состава на рельсовом транспорте. - М.: Транспорт, 1976. - С.31, рис.6). Недостатком этого устройства является зависимость его функционирования от массы вагона, следующего над датчиком, а также высокая стоимость и низкая эксплуатационная надежность, что обусловлено необходимостью введения бетонного основания.
Лучшими характеристиками обладают путевые датчики, основанные на прогибе рельса от воздействия массы движущегося вагона, у которых отсутствует бетонное основание (Бухгольц В.П., Красовский Г.А, Штанке А.Э. Путевые датчики подвижного состава на рельсовом транспорте. - М.: Транспорт, 1976. - С.39, рис.13). Недостатком этого устройства является значительная зависимость его функционирования от массы вагона, следующего над датчиком.
Известны также путевые датчики, у которых отсутствует зависимость их функционирования от массы движущегося вагона, а принцип действия основан на изменении электромагнитных параметров измерительной цепи при наличии или отсутствии над датчиком реборды колесной пары вагона (Щиголев С.А., Сергеев Б.С. Анализ работы электромагнитного путевого датчика ДПЭП. // Электротехника. - 2000. - №7. - С.41, рис.1). В этом устройстве фиксация факта проследования элементов подвижного состава осуществляется путем регистрации прохождения над путевым датчиком реборды одного колеса колесной пары вагона. Это является недостатком путевого датчика, так как это обусловливает появление сбоев в работе датчика за счет его ложного срабатывания при движении, например модерона, и работе путейцев с ломом или лопатой.
Целью изобретения является повышение надежности работы путевого датчика.
Указанная цель достигается тем, что по п.1 формулы изобретения в путевой датчик введены прокладки из феррорезины, по п.2 в путевой датчик введены болтовые соединения, а по п.3 в путевой датчик введены пружинные шайбы с одним или несколькими витками.
Сущность изобретения по п.1 формулы изобретения заключается в том, что введенные прокладки из феррорезины установлены между торцами прямоугольного магнитопровода и внутренними шейками рельсов рельсовой колеи, по п.2 торцы прямоугольного магнитопровода прикреплены к шейкам рельсов через сквозные отверстия при помощи введенных болтов болтовых соединений, а по п.3 пружинные шайбы расположены между головками болтов болтовых соединений и наружными шейками рельсов.
На чертеже изображена схема путевого датчика.
Путевой датчик состоит из магнитопровода 1 с расположенной на нем катушкой индуктивности 2. Торцы магнитопровода 1 через прокладки 3 и 4 из феррорезины соприкасаются с внутренними шейками правого 5 и левого 6 рельсов рельсовой колеи соответственно. Кроме того, торцы магнитопровода 1 закрепляются при помощи болтов 7 и 8 болтовых соединений, через сквозные отверстия прикреплены к левому 5 и правому 6 рельсам. Между головками болтов 7 и 8 и внешними шейками левого 5 и правого 6 рельсов установлены пружинные шайбы 9 и 10 с одним или несколькими витками. На рельсах 5 и 6 показано условное расположение колесной пары 11 вагона, когда над датчиком находится (движется) подвижной состав. Катушка индуктивности 2 через последовательно включенный резистор 12 подключена к источнику переменного напряжения 13, а параллельно резистору 12 подключен преобразователь 14 аналогового сигнала в логический.
Путевой датчик работает следующим образом.
При наличии колесной пары на рельсах 5 и 6 и над магнитопроводом 1 с катушкой индуктивности 2 величина тока в этой катушке определяется полным магнитным сопротивлением магнитной цепи, состоящей из последовательного соединения ферромагнитных масс магнитопровода 1, прокладок из феррорезины 3 и 4, рельсов 5 и 6 и колесной пары 11. Образующийся при этом магнитный поток показан на чертеже пунктирной линией со стрелками.
Очевидно, что чем меньше сопротивление магнитной цепи, тем больше будет ток, протекающий через резистор 12. Так как магнитное сопротивление прокладок из феррорезины 3 и 4 достаточно мало, то влияние эксплуатационных изменений расстояния между рельсами 5 и 6 на работу путевого датчика будет минимизировано. Одновременно с этим для обеспечения более «мягкого» механического соединения рельсов 5 и 6 с магнитопроводом 1 служат пружинные шайбы 9 и 10.
Отсутствие колесной пары 11 над рельсами 5 и 6 приводит к увеличению сопротивления магнитной цепи. Это обусловит уменьшение тока, вырабатываемого генератором 13 и протекающего через резистор 12, что вызовет изменение входного электрического сигнала преобразователя 14 и получение соответствующего уровня измененного логического сигнала на его выходе.
Таким образом, движение колесных пар над зоной действия датчика приводит к изменению магнитного сопротивления магнитной цепи и, как следствие, к изменению тока, протекающего через резистор 12, что фиксируется преобразователем 14 аналогового сигнала в логический. Выходной сигнал преобразователя 14 поступает в соответствующие устройства счета осей для определения признаков свободности или занятости контролируемого участка пути или передачи сигнала в другие устройства, контролирующие число осей подвижного состава.
Как видно из схемы (см. чертеж), в полном сопротивлении магнитной цепи устройства воздушный зазор заменен прокладками из феррорезины 3 и 4.
При движении подвижного состава по рассматриваемому участку пути или при проведении путеремонтных работ происходит изменение расстояния между рельсами 5 и 6. Это обусловит изменение длины зазора между торцами магнитопровода 1 и внутренними шейками рельсов 5 и 6, что вызовет изменение магнитного сопротивления магнитной цепи путевого датчика и приведет к сбоям в его работе. Для компенсации изменений длины зазоров служат прокладки из упругой феррорезины 3 и 4, которые уменьшают изменения магнитного сопротивления и снижают зависимость величины индуктивности катушки 2 от взаиморасположения рельсов 5 и 6 относительно друг друга, чем повышается надежность работы датчика. Соединение торцов магнитопровода 1 при помощи болтов 7 и 8 с рельсами 5 и 6 фиксирует привязку магнитопровода 1 к рельсам 7 и 8, что исключает зависимость уровня выходного сигнала датчика от перемещения рельсов относительно пшальной решетки. Для обеспечения большей механической «мягкости» соединения рельсов 5 и 6 с магнитопроводом 1 служат пружинные шайбы 9 и 10, которые могут иметь один или несколько витков.
Таким образом, введение прокладок 3 и 4 из феррорезины и установка их между торцами магнитопровода 1 и внутренними шейками рельсов 5 и 6 позволяет снизить влияние изменений расстояния между рельсами 5 и 6 на функционирование путевого датчика. Кроме того, крепление магнитопровода 1 к рельсам 5 и 6 при помощи болтовых соединений 7 и 8 и введение пружинных шайб 9 и 10 не приводит к изменениям индуктивности катушки 2 при изменениях в расположении рельсов 5 и 6 относительно шпальной решетки или балласта.
Следовательно, изобретение позволяет повысить надежность функционирования путевого датчика.