Модульный блок выпрямителей для микропроцессорных устройств железнодорожной централизации

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике и может быть использована для работы в составе контрольной цепи схем управления и контроля стрелками при электрической централизации.
Известен выпрямительный блок, предназначенный для работы в схемах управления стрелками и содержащий пластиковый корпус, с размещенным в нем диодом, монтаж блока выполняется при помощи гибких проводов [В. И.Сороко, В. А. Милюков, «Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики справочник», Книга 2, 3-е издание, переработанное и дополненное, дата публикации: 31.12.2000 г.]
Недостатком известного технического решения является высокая трудоемкость монтажа выпрямительного блока при его замене или первичной установке, возникающая ввиду необходимости применения пайки для осуществления монтажа блока при помощи гибких проводов.
В качестве прототипа выбран модульный выпрямительный блок, предназначенный для работы в схемах управления стрелками и содержащий пластиковый корпус, с размещенным в нем диодом, монтаж блока происходит при помощи разъема и подключаемых к нему проводов [CN204859002U, дата публикации 09.12.2015 г., МПК: B61L25/06, H02M7/00].
Преимуществом прототипа является более низкая трудоемкость обслуживания устройств электрической централизации, за счет выполнения выпрямительного блокамодульным и содержащим разъем, что обеспечивает возможность быстрой установки и замены выпрямительного блока в случае его выхода из строя, однако недостатком прототипа и известного технического решения является высокий риск потери работоспособности блока в случае выхода из строя единственного диода, являющегося основным функциональным элементом схемы выпрямления тока, что может привести к невозможности смены полярности контрольной цепи до и после перевода стрелки и как следствие - утрате работоспособности оборудования для контроля и управления стрелками, играющего ключевую роль в процессе эксплуатации железнодорожного полотна, что существенным образом ухудшает эксплуатационные характеристики модульного блока выпрямителей.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик модульного блока выпрямителей.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности и снижении риска потери работоспособности модульного блока выпрямителей.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Модульный блок выпрямителей для микропроцессорных устройств железнодорожной централизации содержит корпус с размещенной в нем платой, содержащей схему выпрямления тока и электрический разъем для подключения к микропроцессорным устройствам железнодорожной централизации, при этом плата подключена к электрическому разъему. В отличие от прототипа схема выпрямления тока выполнена из по меньшей мере четырех диодов, соединенныхмежду собой параллельно-последовательно.
Корпус предназначен для размещения в нем основных функциональных элементов модульного блока выпрямителей и может быть выполнен монолитным или состоящим из двух и более частей, соединенных между собой при помощи любых видов разъемных и неразъемных соединений. Внутри корпуса может быть расположена плата, содержащая схему выпрямления тока, а также средства для крепления плат.
Корпус может быть выполнен из любого вида материалов, обеспечивающих необходимую прочность и имеющих достаточно широкий диапазон рабочих температур, необходимых для обеспечения работы блока как в теплый, так и в холодный период года.
Электрический разъем предназначен для подключения модульного блока выпрямителей к микропроцессорным устройствам железнодорожной централизации и может быть выполнен в виде любого типа разъема, соответствующего размеру или диаметру клемм, применяемых в путевых ящиках и муфтах, или может быть выполнен универсальным. Дополнительно электрический разъем может быть снабжен средствами для защиты электрического соединения от внешних механических воздействий, что дополнительно повышает надежность и снижает риск потери работоспособности модульного блока выпрямителей.
Плата предназначена для размещения и соединения между собой компонентов электрической цепи и представляет собой пластину из диэлектрика, на поверхности которой могут быть сформированы электропроводящие дорожки. Все электропроводящие дорожки могут быть продублированы с обеих сторон платы, для осуществления связи между компонентами электрической цепи и реализации схемы с горячим резервированием в случае утраты соединения на одной из электропроводящих дорожек. Плата может быть выполнена, например, из текстолита, стеклотекстолита, гетинакса или металлического основания, покрытого слоем диэлектрика.
Электрическая цепь предназначена для выпрямления электрического тока и может быть представлена однофазной однополупериодной схемой выпрямления тока.
Схема выпрямления тока содержит по меньшей мере четыре диода, при этом подключение между собой двух диодов, формирующих пару, осуществляется параллельно, а подключение каждой дополнительной пары диодов к имеющейся паре диодов выполнено последовательно. Параллельно-последовательное подключение диодов позволяет в случае выхода из строя одного или нескольких диодов обеспечить бесперебойную работу электрической цепи за счет реализации раздельного горячего резервирования и включения в цепь большего количества резервирующих друг друга диодов, что существенно повышает надежность и безотказность электрической цепи, содержащей диоды и, соответственно, повышает надежность модульного блока выпрямителей.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестными из уровня техники существенными признаками, заключающимися в том, что схема выпрямления тока выполнена из по меньшей мере четырех диодов включенных между собой параллельно-последовательно, что обеспечивает возможность реализации раздельного горячего резервирования компонентов схемы выпрямления тока, при котором, в случае выхода из строя одного или нескольких диодов, любой диод являющийся исправным может продолжать работу в прежнем режиме, сохраняя функциональные возможности схемы выпрямления тока, что обеспечивает ее бесперебойную работуза счет увеличения количества диодов, каждый из которых может выступать в качестве резервного.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и снижении риска потери работоспособности модульного блока выпрямителей, тем самым улучшаются его эксплуатационные характеристики.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 – Общий вид модульного блока выпрямителейдля микропроцессорных устройств железнодорожной централизации с корпусом и крышкой, изометрия.
Фиг. 2 – Общий вид модульного блока выпрямителей для микропроцессорных устройств железнодорожной централизации без корпуса и крышки, изометрия.
Фиг. 3 – Принципиальная электрическая схема модульного блока выпрямителей.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Модульный блок выпрямителей для микропроцессорных устройств железнодорожной централизации содержит корпус 1 и крышку 2 изготовленные из термоактивной пластмассы и соединенные между собой винтами 3, и электрический разъем 4 для подключения к устройствам микропроцессорной централизации, выполненный в виде разъема с винтовым подключением монтажных проводов, при этом винты разъема (не показаны на фигурах) защищены заглушкой 5.
Внутри корпуса 1 при помощи резьбового соединения 6 закреплена плата 7 изготовленная из стеклотекстолита и подключенная к электрическому разъему 4. На плате 7 смонтированы четыре диода 8, соединенные между собой параллельно-последовательно при помощи электропроводящих дорожек (не показаны на фигурах).
На принципиальной электрической схеме диоды обозначены как VD1-VD4, электрический разъем для подключения к микропроцессорным устройствам железнодорожной централизации обозначен как XP1, печатная плата обозначена как A1.
Полезная модель работает следующим образом.
В соответствии с указанным в проекте местом установки модульного блока выпрямителей электрический разъем 4 подключают к соответствующему разъему, установленному внутри микропроцессорного устройства железнодорожной централизации, фиксируют соединение при помощи винтов и закрывают их заглушкой 5. Устройство электрической централизации вводится в эксплуатацию.
В случае возникновения неисправности в работе элементов электрической цепи, размещенной на плате 5, выходе из строя диода или при потере электрического соединения на электропроводящих дорожках, диоды, подключенные параллельно-последовательно вышедшим из строя и выступающие в качестве резервных, продолжают работу в прежнем режиме, за счет чего реализуется принцип раздельного горячего резервирования внутри электрической цепи.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и снижении риска потери работоспособности модульного блока выпрямителей, тем самым улучшаются его эксплуатационные характеристики.