ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ СТАНЦИЯ
RAILWAY STATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области рельсового транспорта, использующего направляющие для перемещения, например, железнодорожного и городского транспорта, а более конкретно к железнодорожным станциям, включающим в себя подходящие к станции главные пути, соединенные средствами перевода со станционными путями, предназначенными для остановки или проезда по ним подвижного состава и может быть использовано для разветвления путей на станциях, в локомотивных или трамвайных депо, сортировочных горках и подъездных путях потребителей.
Уровень техники
В настоящем описании под термином «железнодорожная станция» понимается объект, который предназначен для обеспечения возможности остановки подвижного состава на одном из его участков. Это может быть как пассажирская станция, в том числе и техническая, грузовая станция, техническая станция, в том числе сортировочная, участковая станция, промежуточная станция, а также станция, предназначенная для обгона поездов.
В целях ясности описания под «подвижным составом» подразумевается все, что может перемещаться по рельсам: поезда, пассажирские и товарные, локомотивы, трамваи, а также их модели, уменьшенные для целей имитации железнодорожного движения.
Из уровня техники известна железнодорожная станция, включающая в себя подходящие к станции главные пути, соединенные средствами перевода со станционными путями, предназначенными для остановки или проезда по ним подвижного состава, см. описание к патенту на изобретение РФ №2243114, опубликованному в 2004 году. Данное решение взято за прототип предлагаемого изобретения.
Недостатком данного решения является большая протяженность и занимаемая площадь горловины самой станции, т.н. «стрелочных улиц». Действительно, на станциях требуются сотни метров путей, чтобы обеспечить перевод подходящего пути на множество путей станции, и точно также еще сотни метров, чтобы соединить их все в главные пути. Кроме того, такое решение не является достаточно надежным, так как стрелочные переводы имеют ограниченный срок службы, требуют постоянного обслуживания, особенно затрудненного в зимнее время - смазка поверхностей скольжения, которая кроме прочего портит почвы; энергозатратная расчистка от снега (который приводит к образованию льда и возможному заклиниванию стрелочного перевода), в том числе ручным способом в условиях движения, что связано с высоким уровнем травматизма и смертности.
Раскрытие изобретения
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить железнодорожную станцию, включающую в себя подходящие к станции главные пути, соединенные средствами перевода со станционными путями, предназначенными для остановки или проезда по ним подвижного состава, позволяющую, по меньшей мере, сгладить один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить уменьшение габаритов железнодорожной станции при обеспечении высокой надежности ее работы, что и является поставленной технической задачей.
Для достижения этой цели по меньшей мере одно средство перевода выполнено в виде основания и расположенной на нем поворотной платформы, имеющей привод поворотной платформы. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность осуществлять перевод железнодорожных путей с помощью поворота платформы относительно основания и совмещения разных вариантов путей, что позволяет заменить множество последовательно расположенных стрелочных переводов в один.
Поворотная платформа содержит множество рельсовых участков, расположенных на ней таким образом, чтобы в разных положениях поворотной платформы относительно основания обеспечивать соединение по меньшей мере одного из главных путей и по меньшей мере одного из станционных путей. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность осуществлять перевод по меньшей мере одного из главных путей и по меньшей мере одного из станционных путей.
Поворотная платформа дополнительно содержит устройство фиксации поворотной платформы во всех положениях, обеспечивающих соединение одного из главных путей и одного из станционных путей. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность обеспечить надежность работы устройства, а именно предотвратить смещение путей во время движения поезда. Дополнительно устраняется возможность взреза стрелки, когда поезд проезжает на красный сигнал светофора, а стрелка сама переводится за счет усилия колес. Большинство крупных аварий происходит именно из-за взрезания стрелок, в том числе и лобовые столкновения.
Устройство фиксации поворотной платформы дополнительно содержит привод устройства фиксации. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность изменять положение поворотной платформы и фиксировать его с помощью привода.
Средство перевода железнодорожных путей дополнительно содержит блок управления, соединенный с приводом поворотной платформы и с приводом устройства фиксации. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность дистанционного управления положением поворотной платформы, и соответственно, соединением железнодорожных путей.
Средство перевода железнодорожных путей дополнительно содержит датчики контроля положения поворотной платформы и датчики положения устройства фиксации поворотной платформы, соединенные с блоком управления. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность дистанционно отслеживать и контролировать положение поворотной платформы.
Средство перевода железнодорожных путей дополнительно содержит блок сигнализации, соединенный с датчиками контроля положения поворотной платформы и датчиками положения устройства фиксации поворотной платформы. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность сигнализировать о положении поворотной платформы. Это можно использовать как на удаленном диспетчерском пункте, так и для информирования машиниста, который в условиях плохой освещенности, например в темное время суток или во время тумана, не видит, в правильном ли положении находится средство перевода.
Существует возможный вариант изобретения, в котором главные пути, станционные пути и соответствующие им рельсовые участки, расположенные на поворотной платформе, имеют ширину колеи нескольких разных типовых размеров. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность в тех случаях, когда на станции применяются колеи нескольких разных типовых размеров, например, на границе стран, с помощью одной поворотной платформы производить перевод рельсовых участков, имеющих разную ширину колеи. То есть с одной стороны к ней подходят как минимум два пути с разной шириной колеи, а отходят множество станционных путей также с разной шириной колеи. В разных положениях поворотной платформы возможно обеспечивать соединение каждого из главных путей с одним из станционных путей, имеющих такую же ширину колеи, что и указанный главный путь. Такое решение, очевидно, позволяет обеспечить дополнительное уменьшение габаритов железнодорожной станции в случае, когда используются рельсовые пути, имеющие разную ширину колеи.
Существует возможный вариант изобретения, в котором каждый участок из множества рельсовых путей, расположенных на поворотной платформе, имеет подуклонку, находящуюся в диапазоне от 1/60 до 1/12. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность обеспечить (наличие) непрерывность подуклонки на протяжении всей длины рельсовых путей. Так как подуклонка предназначена для повышения устойчивости подвижного состава во время движения, то такое решение призвано повысить надежность и безопасность движения по железнодорожной станции. Действительно, на железнодорожной станции, использующей типовые стрелочные переводы, на самих стрелочных переводах подуклонка отсутствует, что приводит к необходимости применять переводные шпалы для плавного изменения подуклонки при примыкании к станционным путям. В предлагаемом же решении такая проблема отсутствует.
Существует преимущественный вариант изобретения, в котором основание средства перевода дополнительно имеет защитное сооружение, включающее стойки и крышу, защищающее средство перевода от попадания на поворотную платформу атмосферных осадков. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность обеспечить защиту средства перевода от попадания на поворотную платформу атмосферных осадков, что позволяет повысить надежность работы средства перевода, освобождает от необходимости постоянно чистить стрелочные переводы в зимнее время от снега и наледи, постоянного смазывания маслом в летнее время во время дождей. Все это, кроме указанных преимуществ, позволяет снизить производственный травматизм, так как известно, что при работах по обслуживанию стрелочного перевода происходит множество несчастных случаев.
Существует опциональный вариант изобретения, в котором защитное сооружение дополнительно включает в себя помещение для обслуживающего персонала средства перевода. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность производить визуальный мониторинг стрелочного перевода в виде поворотной платформы представителем обслуживающего персонала средства перевода, что повышает надежность работы всей станции. Действительно, ранее ввиду наличия большого количества стрелочных переводов было невозможно обеспечить визуальный мониторинг в режиме реального времени каждого стрелочного перевода представителем обслуживающего персонала средства перевода.
Существует возможный вариант изобретения, в котором поворотная платформа выполнена в виде плоского диска, закрепленного на основании с помощью множества роликов или подшипников, расположенных по окружности поворотной платформы или основания. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность обеспечивать свободное движение поворотной платформы благодаря проверенным на практике механическим способам соединения движущихся относительно друг друга узлов.
Существует вариант изобретения, в котором устройство фиксации поворотной платформы выполнено в виде штыря конусной формы, расположенного на поворотной платформе и набора соответствующих углублений, расположенных на основании. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность обеспечить фиксацию поворотной платформы относительно основания в одном из положений. Штыри, например, под воздействием собственного веса могут подпадать в углубления и заклинивать поворотную платформу. Приводом устройства фиксации, например электромагнитом, возможно поднимать указанные штыри из углублений и обеспечивать возможность дальнейшего движения поворотной платформы.
Существует альтернативный вариант изобретения, в котором устройство фиксации поворотной платформы выполнено в виде штыря конусной формы, расположенного на основании, и набора соответствующих углублений, расположенных на поворотной платформе. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность появления альтернативного предыдущему устройства фиксации.
Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения. Также совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения не следует явным образом из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень» для изобретения.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые черьежи, на которых:
- фигура 1 схематично изображает внешний вид железнодорожной станции в одном из положений поворотной платформы, согласно изобретению;
- фигура 2 схематично изображает внешний вид одного из средств перевода путей железнодорожной станции, согласно изобретению;
- фигуры 3-5 схематично изображают варианты переключения путей железнодорожной станции согласно изобретению.
Согласно фигурам 1-2 железнодорожная станция включает в себя подходящие к станции главные пути 1, соединенные средствами перевода 2 со станционными путями 3, предназначенными для остановки или проезда по ним подвижного состава 4. По меньшей мере одно средство перевода 2 выполнено в виде основания 21 и расположенной на нем поворотной платформы 22, имеющей привод поворотной платформы 23.
Привод поворотной платформы 23 имеет одну из следующих природ - механическую, электрическую, жидкостную. Есть возможность использовать для привода как ручные механизмы, например как дублирующие при потере электропитания, так и электрические, а также и гидравлические. Последние могут выглядеть как гидравлический пресс, приводящий в движение поворотную платформу, также это может быть одновременно как обеспечивающий перевод вариант взаимодействия поворотной платформы и основания. Конкретнее - поворотная платформа и основание могут иметь между собой слой из специальной жидкости, например незамерзающего масла. При нагнетании насосом масла в это пространство поворотная платформа приподнимается и таким образом обеспечивается возможность поворота. При обратном процессе - выведении из внутреннего объема масла, поворотная платформа опускается и приходит в плотное соприкосновение с основанием. Как вариант, в качестве заполнения объема между поворотной платформой и основанием может быть использована реологическая эмульсия, которая в отсутствие тока - жидкая как масло, а при появлении тока работает как клей.
Поворотная платформа 22 содержит множество рельсовых участков 221, расположенных на ней таким образом, чтобы в разных положениях поворотной платформы 22 относительно основания 21 обеспечивать соединение по меньшей мере одного из главных путей 1 и по меньшей мере одного из станционных путей 3.
Поворотная платформа 22 дополнительно содержит устройство фиксации 24 поворотной платформы во всех положениях, обеспечивающих соединение одного из главных путей 1 и одного из станционных путей 3.
Устройство фиксации 24 поворотной платформы 22 дополнительно содержит привод 241 устройства фиксации.
Средство перевода железнодорожных путей дополнительно содержит блок управления 25, соединенный с приводом 23 поворотной платформы и с приводом 241 устройства фиксации.
Средство перевода 2 железнодорожных путей дополнительно содержит датчики контроля 26 положения поворотной платформы и датчики 27 положения устройства фиксации поворотной платформы, соединенные с блоком управления 25.
Средство перевода 2 железнодорожных путей дополнительно содержит блок сигнализации 28, соединенный с датчиками контроля 26 положения поворотной платформы и датчиками 27 положения устройства фиксации поворотной платформы.
Главные пути, станционные пути и соответствующие им рельсовые участки, расположенные на поворотной платформе, могут иметь ширину колеи нескольких разных типовых размеров. Это особенно важно при использовании устройства на станциях, где существуют одновременное использование колей разной ширины, например на границах (России и европейских стран, вариант стыковых международных станций). На фигурах это не отражено, чтобы не затруднять понимание принципа работы.
Основание 21, поворотная платформа 22 и привод 23 поворотной платформы могут быть выполнены в виде единого узла, адаптированного к сборке в заводских условиях.
Каждый участок из множества железнодорожных путей, расположенных на поворотной платформе - 221, может быть выполнен в виде пары типовых рельсов колеи 1520 и иной колеи. Они могут иметь общие шпалы, как на фиг. 2, или индивидуальные.
Изобретение может иметь вариант, когда каждый участок из множества рельсовых путей, расположенных на поворотной платформе, имеет подуклонку, находящуюся в диапазоне от 1/60 до 1/12.
Основание 21 средства перевода преимущественно дополнительно имеет защитное сооружение 5, включающее стойки и крышу, защищающее средство перевода 2 от попадания на поворотную платформу 22 атмосферных осадков.
Защитное сооружение дополнительно может включать в себя помещение 51 для обслуживающего персонала средства перевода.
Блок управления 25 может располагаться в помещении 51. См. фиг. 2.
Поворотная платформа 22 может быть выполнена в виде плоского диска, закрепленного на основании 21 с помощью множества роликов 29 или подшипников, расположенных по окружности поворотной платформы или основания. См. фиг. 2.
Устройство фиксации 24 поворотной платформы может быть выполнено в виде штыря конусной формы, расположенного на поворотной платформе и набора соответствующих углублений, расположенных на основании. Или альтернативно, устройство фиксации 24 поворотной платформы может быть выполнено в виде штыря конусной формы, расположенного на основании и набора соответствующих углублений, расположенных на поворотной платформе, как и показано на фиг. 2.
Направление движения устройства фиксации здесь изображено находящимся в плоскости поворотной платформы, а может в альтернативном варианте находиться в направлении силы тяжести. Размер основания и поворотной платформы изображен для наглядности не совпадающим, но они могут и совпадать. Дополнительно может иметься специальная защиту для предотвращения попадания в пространство между основанием и поворотной платформой посторонних предметов, мусора, грязи.
Стрелками показано возможное направление вращения поворотной платформы 22.
Осуществление изобретения
Работа железнодорожной станции производится следующим образом (приводится пример функционирования, не ограничивающий применение изобретения), согласно фигурам 3-4 приведен пример, когда железнодорожная станция содержит один главный путь 1 и семь станционных путей 3. Между этими путями могут располагаться пассажирские платформы, на фигурах не показаны. Согласно фигурам 3-4 изображен вариант с двумя средствами перевода, выполненными в виде поворотных платформ.
Расположение поворотных платформ на фигуре 3 соответствует прямому прохождению подвижного состава (поезда) 4.
Расположение поворотных платформ на фигуре 4 соответствует прохождению подвижного состава 4 по боковому станционному пути 3.
На фигуре 5 изображен вариант с двумя средствами перевода, выполненными в виде поворотных платформ, но с большим количеством главных путей, обеспечивающих реверсное движение поездов. Обозначены на фигуре 5 как 11, 12, 13 и 14. Также на фигуре 5 обозначены дополнительные тупиковые пути как 61, 62, 63 и 64.
Расположение левой поворотной платформы на фигуре 5 соответствует возможности проезда поезда 41 с места его расположения на тупиковый путь 61. Одновременно расположение левой поворотной платформы на фигуре 5 соответствует возможности проезда поезда 43 с места его расположения на путь 11. Это иллюстрирует возможность одновременного соединения разных участков путей в одном положении поворотной платформы.
Расположение правой поворотной платформы на фигуре 5 соответствует возможности проезда поезда 41 с места его расположения на тупиковый путь 63. Одновременно расположение правой поворотной платформы на фигуре 5 соответствует возможности проезда поезда 42 с места его расположения на путь 13.
Для обеспечения смены положения поворотной платформы 22 необходимо следующее. В исходном положении поворотной платформы 22, соответствующем соединению подходящего главного пути 1 и станционного пути 3, подают управляющий электрический сигнал на блок управления 25, электрически связанный с приводом 23 поворотной платформы и приводом 241 устройства фиксации.
Привод устройства фиксации 241 расфиксирует поворотную платформу 22 относительно основания 21. Например, электромагнит поднимает расположенные на поворотной платформе конические штыри 24, находящиеся в углублениях основания 21.
Привод 23 поворотной платформы приводит в действие поворотную платформу 22. Она изменяет положение относительно основания 51, совмещая главный путь 1 с другим станционным путем.
При совмещении главного пути 1 с другим станционным путем автоматически происходит срабатывание устройства фиксации 24 поворотной платформы в новом положении. Например, под собственным весом конические штыри могут опуститься в соответствующие им углубления (или, как изображено на фигуре 2, под действием пружины попадать в углубления поворотной платформы 21).
Датчик 26 контроля положения поворотной платформы и датчик 27 положения устройства фиксации поворотной платформы шлют электрический сигнал в блок управления 25, соответствующий положению поворотной платформы 22 относительно основания 21, при этом соединенный с датчиком 26 контроля положения поворотной платформы и датчиком 27 положения устройства фиксации поворотной платформы блок сигнализации 28 производит световое и/или звуковое оповещение, соответствующее положению поворотной платформы.
Промышленная применимость
Предлагаемая железнодорожная станция может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.
В соответствии с предложенным изобретением заявителем изготовлен макет железнодорожной станции из деталей детской железной дороги. В качестве привода был использован мотор постоянного тока, работающий от батарейки, который при помощи шестеренки поворачивал поворотную платформу. Средство фиксации рельсов не использовалось, в качестве него применялось трение привода в выключенном состоянии, обеспечивающее примыкание рельсов.
Первое средство перевода обеспечивало переключение одного из главных путей на три исходящих станционных. Второе средство перевода обеспечивало переключение одного из трех исходящих станционных на один главный путь.
С помощью открытых контактов было обеспечено замыкание в любом из трех положений каждой поворотной платформы соответствующей сигнальной лампы таким образом, чтобы каждая лампа загоралась только при замыкании соответствующего пути. Таким образом, сигнальные лампы частично выполняли роль датчиков положения для каждой поворотной платформы.
В результате испытаний макета железнодорожной станции было обнаружено, что изобретение позволяет:
- производить надежное переключение первого стрелочного перевода, соединяя один подходящий главный путь с любым из трех станционных путей;
- производить надежное переключение второго стрелочного перевода, соединяя один из трех станционных путей с исходящим главным путем;
- производить переключение каждого стрелочного перевода железнодорожных путей дистанционно;
- сигнализировать о положении каждой поворотной платформы;
- обеспечить существенное уменьшение габаритов железнодорожной станции;
- обеспечить высокую надежность работы железнодорожной станции.
Все это обеспечивает выполнение достигаемого технического результата, а именно: уменьшение габаритов железнодорожной станции при обеспечении высокой надежности ее работы.
Дополнительным эффектом настоящего изобретения является то, что оно:
- снижает трудоемкость изготовления железнодорожной станции;
- увеличивает срок эксплуатации железнодорожной станции;
- повышает надежность работы железнодорожной станции, так как снижается необходимость очистки от грязи и в зимнее время от снега стрелочных переводов;
- существенно повышает скорость и плавность хода движения поездов, так как стрелочная улица на любой железнодорожной станции, как правило заставляет сбрасывать скорость;
- значительно снижает эксплуатационные расходы, так как не требуется высокой периодичности очистки воздухом, постоянного электрообогрева стрелок, не требуется большого объема ручной очистки, особенно в период снегопадов и пыльных бурь;
- повышает экологичность, так как не производится загрязнение почвы (при смазке стрелочных переводов используется отработка масла, что при попадании в почву наносит вред экологии и создает опасность пожара);
- упрощает эксплуатацию железнодорожной станции (особенно в зимнее время и при пылевых бурях) из-за отсутствия остряков, рамных рельсов, крестовин и контррельсов.