ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, ПИТАЮЩЕЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ В СТРЕЛОЧНЫХ ПРИВОДАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ ИЛИ ИМ ПОДОБНЫЕ УСТРОЙСТВА
HYDRAULIC CONTROL UNIT ENERGISING HYDRAULIC ACTUATORS IN POINT OPERATING GEARS OF RAILWAY TRACK SWITCHES OR SIMILAR DEVICES

Изобретение имеет отношение к гидравлическому устройству управления, питающему гидравлические исполнительные механизмы, рабочей жидкостью которых является масло (ниже называемым гидравлическим устройством управления и гидравлическими исполнительными механизмами, соответственно), в стрелочных приводах железнодорожных стрелочных переводов или им подобных устройствах, содержащему замкнутый контур циркуляции рабочей жидкости, представляющей собой масло (ниже называемой рабочей жидкостью), в котором предусмотрен по меньшей мере один циркуляционный насос, имеющий сторону подачи и впускную сторону, соединенные соответственно с линией подачи и линией возврата контура циркуляции упомянутой рабочей жидкости, и линии подачи и возврата контура циркуляции соответственно соединены с по меньшей мере одним гидравлическим исполнительным механизмом, переводящим остряки стрелочных переводов, для перемещения упомянутых остряков из первого во второе из двух конечных положений, причем первое из таких положений называется нормальным положением, тогда как второе из упомянутых двух положений называется переведенным положением, а также содержащему
электрические средства для функционального контроля перемещения остряков и/или контроля достижения остряками конечного положения;
способные измерять время средства для прекращения хода исполнительных механизмов, перемещающих остряки, при достижении одного из конечных положений и/или по истечении заранее заданного времени работы упомянутых исполнительных механизмов, перемещающих остряки, и
средства переключения направления хода исполнительного механизма путем реверсирования направления циркуляции рабочей жидкости к исполнительному механизму, переводящему остряки, для приведения его в движение в противоположном направлении.
Устройства управления такого типа известны и широко используются. Операция перемещения остряков стрелочных переводов вызывает перемещение одного из двух остряков в положение, в котором остряк прижат к рельсу, расположенному с той же самой продольной стороны железнодорожной линии, что и соответствующий остряк, тогда как противоположный остряк перемещается в положение, отдаленное от соответствующего рельса, или наоборот. Операции, а также положения остряков, полученные в результате их выполнения, условно называют нормальными и переведенными, поскольку стрелочные переводы своими действиями вызывают перевод поезда с определенного пути.
Для перемещения остряков в последние годы используются гидравлические исполнительные механизмы, рабочей жидкостью в которых является масло.
Линейный привод двойного действия или два независимых линейных привода, работающих во взаимно противоположных направлениях, соединены с линиями подачи гидравлического контура. Рабочая жидкость подается в исполнительные механизмы насосом, который приводится в действие электрическим двигателем и подает рабочую жидкость из резервуара или создает поток рабочей жидкости в замкнутом контуре, имеющем линию подачи и линию возврата.
Для выполнения перемещения из нормального положения в переведенное положение и в противоположном направлении - из переведенного положения в нормальное положение - в питающем контуре предусмотрены клапаны, которые управляются электрически и могут переключаться так, чтобы соединять сторону подачи циркуляционного насоса, то есть линию подачи контура, в первом состоянии, с входом одного из двух исполнительных механизмов или с одним из двух входов исполнительного механизма двойного действия, а во втором состоянии - со входом второго из двух исполнительных механизмов или со вторым входом исполнительного механизма двойного действия. Одновременно исполнительный механизм, в который не подается рабочая жидкость, или вход цилиндра двойного действия, не соединенный с линией подачи, соединен с впускной стороной циркуляционного насоса линией возврата контура циркуляции.
Резервуар для рабочей жидкости предназначен для подачи упомянутой рабочей жидкости и заполнения замкнутого контура или для сбора рабочей жидкости, сбрасываемой из одного или более выходов упомянутого контура.
Длительность подачи рабочей жидкости в исполнительные механизмы определяется электрическими средствами, такими как датчики давления и/или электрические таймеры, клапаны или сочетания таких средств.
Кроме того, что конструкция устройства управления является более сложной и дорогой, известные решения, предусматривающие электрические средства для переключения направления перемещения остряков и способные измерять время электрические средства, с функциональной точки зрения имеют сравнительно невысокую безопасность по сравнению с безопасностью высокого уровня, требуемой стандартами в железнодорожной и подобных отраслях.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование устройства управления описанного выше вида для уменьшения стоимости и сложности его конструкции, а также повышения надежности и безотказности работы.
В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение достигает вышеуказанных целей путем создания устройства управления описанного выше вида, представляющего собой гидравлическое устройство управления, питающее гидравлические исполнительные механизмы в стрелочных приводах железнодорожных стрелочных переводов или им подобных устройствах, содержащего замкнутый контур циркуляции рабочей жидкости, в котором предусмотрен по меньшей мере один циркуляционный насос, имеющий сторону подачи и впускную сторону, соединенные соответственно с линией подачи и линией возврата контура циркуляции упомянутой рабочей жидкости, и линии подачи и возврата контура циркуляции соответственно соединены с по меньшей мере одним гидравлическим исполнительным механизмом, переводящим остряки стрелочных переводов, для перемещения упомянутых остряков из первого во второе из двух конечных положений, причем первое из таких положений называется нормальным положением, тогда как второе из упомянутых двух положений называется переведенным положением, а также содержащего
электрические средства для функционального контроля перемещения остряков и/или контроля достижения остряками конечного положения;
способные измерять время средства для прекращения хода исполнительных механизмов, перемещающих остряки, при достижении одного из конечных положений и/или по истечении заранее заданного времени работы упомянутых исполнительных механизмов, перемещающих остряки, и
средства переключения направления хода исполнительного механизма путем реверсирования направления циркуляции рабочей жидкости к исполнительному механизму, переводящему остряки, для приведения его в движение в противоположном направлении,
причем устройство управления также отличается тем, что насос является реверсивным, как и приводной двигатель, а электрические средства, переключающие направление перемещения остряков, содержат переключатели, изменяющие на противоположную полярность сигнала источника электропитания электрического двигателя, приводящего в действие насос, для реверсирования направления вращения упомянутого двигателя и упомянутого насоса, и приводимые в действие при достижении остряками надлежащего конечного положения так, что производят упомянутое реверсирование направления циркуляции потока рабочей жидкости в контуре циркуляции.
При такой конструкции больше нет необходимости в применении клапанов с электрическим управлением, при помощи которых сторона подачи насоса соединяется с первым из приводных цилиндров, а затем со вторым, или же с первым, а затем со вторым из двух входов привода двойного действия.
Реверсивный насос может реверсировать направление потока рабочей жидкости на стороне подачи, а таким образом, и направление перемещения остряков, путем простого реверсирования направления движения насоса, то есть направления вращения, например, приводного электродвигателя.
Кроме применения простых электрических переключателей, которые просто изменяют на обратную полярность сигнала источника электропитания электрического двигателя, не требуется никакой управляющей электроники, необходимой в известных устройствах для осуществления переключения клапанов.
Кроме того, отсутствуют элементы управления переключением для упомянутых клапанов, которые были бы необходимы в любом другом случае.
В соответствии с другим аспектом, который может быть предусмотрен вместо описанного выше или в сочетании с ним, настоящее изобретение предусматривает гидравлическое устройство управления, питающее гидравлические исполнительные механизмы в стрелочных приводах железнодорожных стрелочных переводов или им подобных устройствах, содержащее замкнутый контур циркуляции рабочей жидкости, в котором предусмотрен по меньшей мере один циркуляционный насос, имеющий сторону подачи и впускную сторону, соединенные соответственно с линией подачи и линией возврата контура циркуляции упомянутой рабочей жидкости, и линии подачи и возврата контура циркуляции соответственно соединены с по меньшей мере одним гидравлическим исполнительным механизмом, переводящим остряки стрелочных переводов, для перемещения упомянутых остряков из первого во второе из двух конечных положений, причем первое из таких положений называется нормальным положением, тогда как второе из упомянутых двух положений называется переведенным положением, и также содержащее
электрические средства для функционального контроля перемещения остряков и/или контроля достижения остряками конечного положения;
способные измерять время средства для прекращения хода исполнительных механизмов, перемещающих остряки, при достижении одного из конечных положений и/или по истечении заранее заданного времени работы упомянутых исполнительных механизмов, перемещающих остряки, и
средства переключения направления хода исполнительного механизма путем реверсирования направления циркуляции рабочей жидкости к исполнительному механизму, переводящему остряки, для приведения его в движение в противоположном направлении,
в котором способные измерять время средства представляют собой гидравлические средства, обнаруживающие изменения параметров потока в гидравлическом контуре, на основании которых они осуществляют управление по меньшей мере электрическими переключателями, прерывающими подачу электропитания двигателя, приводящего в действие насос, и в этом случае - упомянутыми электрическими средствами, переключающими направление перемещения остряков, и/или средствами, осуществляющими функциональный контроль перемещения остряков и достижения ими надлежащего конечного положения.
Использование гидравлического таймера позволяет не только обеспечить вышеуказанные преимущества по сравнению с известными устройствами, но позволяет увеличивать среднюю наработку до отказа (MTBF - "mean Time Before Failure") способного измерять время блока устройства управления.
Несмотря на это в случае низких температур гидравлический таймер работает как подобие замкнутого контура обратной связи. При помощи него можно увеличить общее время, в течение которого доступно давление рабочей жидкости, необходимое для полного выполнения операции, что уменьшает опасность вероятного неправильного или неполного выполнения операции.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением способные измерять время средства представляют собой гидравлические средства, обнаруживающие изменения параметров потока в гидравлическом контуре, и на основании упомянутых изменений они осуществляют управление электрическими переключателями, прерывающими подачу электропитания двигателя, приводящего в действие насос, и в этом случае - упомянутыми электрическими средствами, переключающими направление перемещения остряков, а также средствами, осуществляющими функциональный контроль перемещения остряков и достижения ими надлежащего конечного положения.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутые способные измерять время средства осуществляют управление прерыванием подачи электропитания на электрический двигатель насоса и контур, контролируя положение остряков на основании количества рабочей жидкости, подаваемой насосом на цилиндропоршневой узел измерения времени.
В соответствии с одним из усовершенствований рабочая жидкость подается на цилиндропоршневой узел измерения времени через клапан, позволяющий прохождение рабочей жидкости при достижении определенного давления.
В одном из примеров цилиндропоршневой узел измерения времени соединен ответвлениями трубопроводов с по меньшей мере одной линией подачи гидравлического контура циркуляции, питающего линейный привод, перемещающий остряки, а также упомянутый цилиндропоршневой узел измерения времени соединен с механическими средствами, управляющими электрическими переключателями, образующими электрические средства для функционального контроля перемещения остряков и/или достижения ими конечного положения, а также с электрическими средствами для переключения направления перемещения остряков и с электрическими средствами, размыкающими цепи подачи электропитания на двигатель насоса.
Предпочтительно цилиндр для измерения времени представляет собой цилиндр двойного действия, а одна из линий подачи и возврата гидравлического контура циркуляции, питающего линейный исполнительный механизм, перемещающий остряки, соответствующим образом соединена с ним, то есть с одним из каналов впуска/подачи насоса.
В этом случае каждый вход/выход цилиндропоршневого узла измерения времени соединен с соответствующей линией подачи и возврата контура циркуляции, подающего рабочую жидкость, с использованием автоматического клапана с заслонкой, перемещаемой в открытое состояние давлением рабочей жидкости.
Согласно одной из особенностей настоящего изобретения цилиндро-поршневой узел измерения времени механически соединен - непосредственно или при помощи промежуточных элементов - с механическим элементом управления, переключающим электрические контакты.
По меньшей мере некоторая часть электрических контактов предусмотрена в цепях, формирующих контрольные сигналы функционального состояния и достижения остряками надлежащего конечного положения, и по меньшей мере некоторая часть электрических контактов представляет собой часть цепи подачи/изменения на обратную полярности сигнала источника электропитания двигателя.
Для соответствия или регулировки длительности промежутка времени работы исполнительных механизмов, перемещающих остряки, в соответствии с конкретными требованиями в устройстве управления согласно изобретению могут быть предусмотрены средства для изменения промежутков времени работы исполнительных механизмов, перемещающих остряки.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривает, что цилиндропоршневой узел измерения времени механически соединен промежуточными элементами с механическим элементом управления, переключающим электрические контакты, причем упомянутые промежуточные элементы позволяют регулировать соотношение хода на входе и хода на выходе упомянутых промежуточных элементов.
Один из вариантов осуществления, который может сочетаться с предыдущим вариантом осуществления настоящего изобретения, предусматривает, что устройство управления содержит регуляторы расхода в ответвлениях, соединяющих линии подачи и возврата гидравлического контура циркуляции, питающего исполнительный механизм, перемещающий остряки, с цилиндропоршневым узлом измерения времени, причем являются регуляторами расхода регулируемого типа.
Кроме того, для предохранения приводов и контуров от неисправностей, которые могут вызвать потенциально опасное повышение давления рабочей жидкости, устройство управления может также содержать автоматические клапаны сброса давления рабочей жидкости в случаях, когда давление упомянутой рабочей жидкости достигает заранее заданного максимального значения.
В соответствии с одним из усовершенствований, которое может быть выполнено в сочетании с одной или несколькими из упомянутых выше особенностей, контур циркуляции рабочей жидкости предусматривает по меньшей мере одну дополнительную линию подачи и по меньшей мере одну соответствующую дополнительную линию возврата для управления дополнительным стрелочным приводом.
Такой привод может быть промежуточным стрелочным приводом, подобным тем, которые обозначены позицией 2 на Фиг.1, или приводом для крестовины стрелочного перевода, подобным тем, которые обозначены позициями 3, 3' на Фиг.1.
Подобно упомянутому выше, привод может быть двойного действия или может состоять из пары линейных приводов, работающих во взаимно противоположных направлениях.
Согласно еще одной особенности настоящего изобретения с помощью средств ограничения давления возможна подача рабочей жидкости под различным давлением относительно давления первой пары линий подачи и возврата в каждой следующей паре линий подачи и возврата, причем упомянутое давление предназначено для управления приводом, подключенным к упомянутым линиям.
Такая особенность может быть предусмотрена отдельно от описанных выше, и поэтому настоящее изобретение предусматривает гидравлическое устройство управления, питающее гидравлические исполнительные механизмы в стрелочных приводах железнодорожных стрелочных переводов или им подобных устройствах, содержащее замкнутый контур циркуляции рабочей жидкости, в котором предусмотрен по меньшей мере один циркуляционный насос, имеющий сторону подачи и впускную сторону, соединенные соответственно с линией подачи и линией возврата контура циркуляции упомянутой рабочей жидкости, и линии подачи и возврата контура циркуляции соответственно соединены с по меньшей мере одним гидравлическим исполнительным механизмом, переводящим остряки стрелочных переводов, для перемещения упомянутых остряков из первого во второе из двух конечных положений, причем первое из таких положений называется нормальным положением, тогда как второе из упомянутых двух положений называется переведенным положением, и также содержащее
по меньшей мере одну дополнительную линию подачи и по меньшей мере одну соответствующую дополнительную линию возврата для управления дополнительным стрелочным приводом.
Эти особенности могут быть предусмотрены в сочетании с любыми другими особенностями, перечисленными выше, а особенно со следующими:
электрические средства для функционального контроля перемещения остряков и/или контроля достижения остряками конечного положения;
способные измерять время средства для прекращения хода исполнительных механизмов, перемещающих остряки, при достижении одного из конечных положений и/или по истечении заранее заданного времени работы упомянутых исполнительных механизмов, перемещающих остряки, и
средства переключения направления хода исполнительного механизма путем реверсирования направления циркуляции рабочей жидкости к исполнительному механизму, переводящему остряки, для приведения его в движение в противоположном направлении.
Изобретение имеет отношение к способу управления гидравлической системой перемещения остряков железнодорожных стрелочных переводов или им подобных устройств, предназначенной для выполнения операции перемещения упомянутых остряков из первого положения во второе из двух положений, причем первое из этих положений называется нормальным, тогда как второе из упомянутых двух положений называется переведенным положением, включающему
устанавливание заранее заданного промежутка времени для перемещения остряков из первого положения во второе из двух упомянутых положений - нормального и переведенного;
приведение в действие гидравлических средств, перемещающих остряки, путем подачи под давлением рабочей жидкости для выполнения упомянутой операции перемещения остряков из нормального положения в переведенное положение или наоборот;
измерение промежутка времени, на протяжении которого рабочая жидкость подается под давлением для выполнения упомянутой операции;
по меньшей мере прекращение подачи под давлением рабочей жидкости, когда длительность измеряемого промежутка времени становится равной длительности заранее заданного промежутка времени, который был установлен;
и по меньшей мере подготовку контура подачи рабочей жидкости к реверсированию направления потока рабочей жидкости для приведения в действие гидравлических средств, перемещающих остряки, в обратном направлении, для выполнения операции перемещения остряков в обратном направлении относительно предшествующей операции;
и в котором промежуток времени, на протяжении которого рабочая жидкость подается под давлением для выполнения упомянутой операции, измеряют гидравлически путем определения объема рабочей жидкости, подаваемой насосом.
Предпочтительно объем рабочей жидкости, подаваемой в контур подачи, определяют при помощи блока, преобразующего изменение объема рабочей жидкости в механическое движение, управляющее переключающими средствами/переключателями, прерывающими и/или реверсирующими направление подачи под давлением потока рабочей жидкости.
Что же касается питания замкнутого контура, выполненного в соответствии с одним или несколькими из предшествующих сочетаний особенностей и вариантов осуществления, а также что касается сохранения рабочей жидкости, возможно сброшенной из упомянутого замкнутого контура, когда превышены максимальные давления, предусмотренные предохранительными клапанами, в системе предусмотрен резервуар для рабочей жидкости, который служит для сбора упомянутой рабочей жидкости и питания замкнутого контура или для хранения рабочей жидкости, сброшенной из одного или нескольких каналов упомянутого контура.
Другие усовершенствования настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Особенности настоящего изобретения и достоинства, вытекающие из них, поясняются в последующем описании одного из вариантов осуществления, показанного на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг.1 представляет собой пример железнодорожных стрелочных переводов, содержащих множество стрелочных приводов, каждый из которых имеет исполнительные механизмы для перемещения остряков, причем упомянутые стрелочные приводы расположены в продольном направлении по всей длине остряков и в зоне крестовин, а исполнительные механизмы представляют собой гидравлические исполнительные механизмы, которые питаются от гидравлических устройств управления.
Фиг.2 представляет собой функциональную блок-схему гидравлического устройства управления, питающего гидравлические исполнительные механизмы железнодорожных стрелочных переводов.
Фиг.3 представляет собой принципиальную схему устройства управления, показанного на Фиг.2.
На Фиг.4 и Фиг.5 схематически показано одно из двух положений поршня цилиндра для измерения времени и рейки управления, переключающей контакты, отключающие и изменяющие на противоположную полярность электропитания электрического двигателя, приводящего в действие насос гидравлического устройства управления, а также переключающей контакты, контролирующие достижение остряками надлежащего конечного положения перевода стрелки.
Изобретение имеет отношение к гидравлическому устройству управления, питающему стрелочные приводы железнодорожных стрелочных переводов или им подобных устройствах. Стрелочный привод имеет гидравлические исполнительные механизмы, управляющие перемещением остряков и поступлением масла под давлением из гидравлического устройства управления.
На Фиг.1 показан один из конкретных примеров таких стрелочных переводов. Стрелочные переводы показанного типа используют для высокоскоростных путей, на которых остряки имеют значительную длину и на которых перемещение остряков управляется несколькими стрелочными приводами, то есть несколькими исполнительными механизмами, размещенными по всей длине остряков и в зоне крестовин стрелки.
Очевидно, что объем изобретения не ограничен стрелочными приводами для стрелочных переводов такого типа, а может быть применен также для обычных стрелочных переводов, имеющих один стрелочный привод, то есть один исполнительный механизм, установленный только в одном положении относительно остряков, а именно в большинстве случаев вблизи их концевых частей.
Позициями А1 и А2 обозначены остряки стрелочных переводов. Позициями 1, 2, 3, 3' обозначены гидравлические исполнительные механизмы, а позицией Т обозначены шпалы рельсовых путей. Крестовина стрелочных переводов обозначена позицией С, а гидравлические устройства управления питанием обозначены позициями 4, 4'.
Команда на выполнение операции перемещения остряков посылается из шкафа управления, и после ее приема устройство управления 4,4' начинает питание исполнительных механизмов для осуществления перемещения остряков A1, A2.
Остряки A1 и A2 могут перемещаться совместно один вместе с другим между двумя крайними положениями. На Фиг.1 показано так называемое нормальное положение, в котором остряк A2 находится в контакте с рельсом, непосредственно примыкающим к упомянутому остряку A2, тогда как остряк A1 находится на некотором расстоянии от примыкающего к нему рельса. При этом поезд продолжает движение по прямой.
Наоборот, в так называемом переведенном положении остряк A1 находится в положении, прилегающем к соответствующему рельсу, а остряк A2 находится на некотором расстоянии от примыкающего к нему рельса. В этом случае поезд должен быть переведен с прямого пути на ветку, показанную в направлении к низу листа.
Как обычно предусмотрено для известных стрелочных переводов, стрелочные приводы оснащены датчиками, при помощи которых можно контролировать достижение остряками надлежащего нормального или переведенного положения в конце каждой операции перемещения остряков. В этом случае они представляют собой контрольные контакты, замыкающие контрольные цепи, в результате чего формируются контрольные сигналы, передаваемые или считываемые шкафами, которые посылают команды для выполнения операций работы стрелочных переводов.
На Фиг.2 показана функциональная схема одного из устройств управления 4, 4', показанного на Фиг.1. Шкаф 5 формирует и посылает сигнал управления на перевод стрелок для перемещения остряков в заранее заданное положение (нормальное или переведенное).
Гидравлическое устройство 4 управления запускается и подает масло под давлением в гидравлические исполнительные механизмы 1, 2 или 3. Остряки А1 и A2 при этом перемещаются. Когда перемещение заканчивается после достижения нормального или переведенного конечного положения, подача масла прекращается, и формируются и передаются контрольные сигналы, указывающие, что остряки достигли надлежащего положения.
Кроме того, устройство 4 управления содержит пульты оператора, обозначенные позицией 7, при помощи которых оператор может выполнять операции регулировки, контроля и технического обслуживания, а при необходимости также возможно ручное управление средствами создания давления и подачи под давлением рабочей жидкости, такими как, например, ручной насос и или ему подобные средства.
Для обеспечения возможности перемещения остряков из одного из двух возможных - нормального и переведенного - положений стрелок в другое и наоборот, гидравлические исполнительные механизмы выполнены в виде двух действующих в противоположные стороны гидравлических линейных цилиндров, или более просто - в виде цилиндра двойного действия, такого как цилиндр, обозначенный позицией 1 на Фиг.3.
Общая конструкция стрелок в некоторых известных стрелочных приводах более подробно описана в ЕР 712772. В этом случае информация никоим образом не должна быть истолкована как ограничивающая объем настоящего изобретения, а только лишь как описание примера конструкторских решений, известных специалисту.
В отличие от некоторых известных устройств, предусматривающих подачу рабочей жидкости в расходный резервуар, в котором упомянутая рабочая жидкость хранится при рабочем давлении, гидравлическое устройство управления, соответствующее настоящему изобретению, непосредственно соединено с исполнительными механизмами, управляющими перемещением остряков, как показано на Фиг.3.
На этой фигуре показан гидравлический контур устройства управления.
Гидравлический исполнительный механизм двойного действия 1 стрелочного привода соединен своими входами с двумя линиями 10, 11 гидравлического контура, подающего рабочую жидкость. Насос 12, приводимый в действие электрическим двигателем 13, питается со сторон подачи/выходов 14, 15 из резервуара 16 для рабочей жидкости.
Насос выполнен реверсивным, то есть реверсирование направления вращения вызывает реверсирование направления потока рабочей жидкости. При этом сторона подачи становится выходом, а бывший выход становится стороной подачи. Таким образом, реверсирование направления потока рабочей жидкости в контуре вызывает в одном случае подачу этой рабочей жидкости в одну из двух камер, разделенных поршнем 101, и тем самым последний поступательно перемещается в первом направлении. Когда же направление работы насоса реверсируют, и тем самым реверсируется направление потока рабочей жидкости, она подается в камеру с противоположной стороны поршня, и таким образом последний перемещается в противоположном направлении. Таким образом, одновременно две линии 10 и 11 контура действуют как линия подачи и как линия возврата или наоборот.
В контуре подачи рабочей жидкости в каждой из линий предпочтительно предусмотрен редукционный клапан, снижающий давление рабочей жидкости, если превышено значение максимального давления 17, 18.
Направление потока рабочей жидкости реверсируют путем реверсирования направления вращения приводного электрического двигателя 13. Как более подробно описано ниже, это достигнуто сочетанием переключателей, которые приводятся в действие одновременно с достижением остряками А1 и А2 конечного положения и которые переключают цепи подачи электропитания двигателя так, что останавливают его работу в направлении вращения законченного хода и подают сигнал управления электропитанием двигателя, так что двигатель выполняет ход в противоположном направлении относительно предыдущего, когда он включается снова. Одновременно с таким действием, когда достигнуто конечное положение остряков А1 и А2, срабатывают контрольные переключатели, вызывая формирование управляющего сигнала, который распознается в шкафу, из которого исходит сигнал, приводящий в действие стрелочный привод, то есть электрический сигнал, приводящий в действие двигатель насоса.
От каждой из двух линий 10 и 11 контура подачи рабочей жидкости в привод, перемещающий остряки, отходит ответвление 20, 21, по которому осуществляется подача/возврат рабочей жидкости в гидравлическое способное измерять время средство, которое обозначено позицией 23, и которое устанавливает продолжительность периода времени на основании изменения рабочих физических параметров гидравлического контура, в частности, на основании поданного объема рабочей жидкости, находящейся под давлением.
Для надлежащей настройки измерения времени на основании изменения объема рабочей жидкости, то есть объема рабочей жидкости, поданной за время стадии работы насоса 12, регуляторы расхода установлены в этих двух ответвлениях. Кроме того, в этих ответвлениях 20 и 21 предусмотрены клапаны 25 для установки порогового давления рабочей жидкости, ниже которого клапаны остаются закрытыми и предотвращают подачу рабочей жидкости в цилиндр для измерения времени. Это минимальное давление для питания цилиндра для измерения времени устанавливают на значение незначительно ниже значения, установленного на редукционных клапанах 17, 18 в линиях 10, 11 подачи/возврата, ведущих в исполнительный механизм 1, перемещающий остряки.
Предпочтительно средство измерения времени на основании поданного объема рабочей жидкости включает в себя цилиндр двойного действия 23. Каждое из двух ответвлений 20, 21 соединено с одной из двух камер цилиндра, расположенных с противоположных сторон поршня 123.
Когда насос приведен в действие, рабочая жидкость подается в одну из двух линий 10 или 11 в зависимости от направления вращения приводного двигателя 13 и соответствующего направления работы насоса 12. Упомянутая рабочая жидкость подается как в исполнительный механизм 1, перемещающий остряки, так и - после достижения определенного давления - в цилиндр для измерения времени.
Аналогично исполнительному механизму, перемещающему остряки, в зависимости от направления работы насоса 12, поршень 123 цилиндра для измерения времени перемещается в одном или другом - противоположном ему - направлении. Так как рабочий объем цилиндра, то есть его длина и диаметр, являются фиксированными величинами, то ход поршня также является величиной постоянной и всегда точно соответствует одному и тому же количеству рабочей жидкости, а именно тому объему упомянутой рабочей жидкости, который должен быть подан в цилиндр для измерения времени.
Путем установки расхода рабочей жидкости, подаваемой в цилиндр 23 для измерения времени, при помощи регуляторов 24 расхода и заранее заданного порогового давления открывания клапанов 25 возможно установить режимы работы цилиндра для измерения времени. Настраиваемые клапаны 25 открываются, когда давление рабочей жидкости достигает заранее заданного порогового значения. Цилиндр для измерения времени питается при давлении, большем или равном пороговому значению давления, установленному в клапанах 25, и при давлении, меньшем или равном давлению, установленному в редукционных клапанах 17 и 18 максимального давления. Когда давление превышает значение, установленное в клапанах 25, и последние открываются, поршень выполняет ход между двумя заранее заданными положениями за установленное время, которое является заранее заданным и зависящим от упомянутых настроек. Таким образом, он может выступать в качестве гидравлического элемента измерения времени для управления операциями регулирования и контроля стадий работы устройства 4 управления. Кроме того, предпочтительно, чтобы, если давление упадет ниже значения, установленного в клапанах 25, то последние закрывались бы, а перемещение поршня - и тем самым измерение времени - были остановлены. Когда давление снова превышает значение, установленное в клапанах 25, они снова открываются, и поршень возобновляет свой ход, а также и функцию измерения времени.
Когда цилиндр для измерения времени представляет собой цилиндр двойного действия, переводная тяга 223 связана с поршнем, который непосредственно или при помощи промежуточных элементов приводит в действие элементы 26, 27, 28 и 29 управления одного или нескольких переключателей, которые в данном случае служат для выполнения нескольких функций, таких как, в частности, прерывание/переключение на противоположную полярности сигнала электропитания на двигатель 13 и формирование контрольных сигналов, когда остряки А1 и А2 достигают конечных положений.
Также на Фиг.3 позиции 110 и 111 обозначают соответственно дополнительную линию подачи/возврата и дополнительную линию возврата/подачи рабочей жидкости контура циркуляции. Линии 110, 111 предназначены для соединения с дополнительным исполнительным механизмом в стрелочном приводе стрелочных переводов. Он может быть, например, промежуточным исполнительным механизмом, подобным механизму, обозначенному позицией 2 на Фиг.1, или исполнительным механизмом для крестовины стрелочного перевода, подобным механизму, обозначенному позициями 3, 3' на Фиг.1.
Кроме того, в соответствии с другой особенностью настоящего изобретения дополнительные линии 110 и 111 снабжены редукционными клапанами, обозначенные позициями 117 и 118, которые уменьшают давление рабочей жидкости, управляющей дополнительными исполнительными механизмами, до значения, отличающегося от установленного в линиях 10 и 11, соединенных с исполнительным механизмом 101 двойного действия.
На Фиг.4 и Фиг.5 схематически показан пример упомянутых элементов 28, 29 управления.
Конструкция показана схематически, поскольку конкретная конструкция понятна специалисту в данной области техники, в частности, в отношении элементов 28 управления и многополюсного контрольного переключателя 26, описанного также в ЕР712772.
В конструкции, схематически показанной на Фиг.4 и Фиг.5, цилиндр 23 для измерения времени содержит тягу 223, непосредственно связанную с ползуном 30, несущим кулачок 29, в частности, трапециевидной формы, и зубчатую рейку 28. Два элемента управления - кулачок 29 и рейка 28 - не обязательно должны быть расположены на одном и том же ползуне или могут иметь любую другую конструкцию, в которой они не являются независимыми друг от друга.
Многополюсный контрольный переключатель 26 имеет вал 126, при помощи которого перемещение контактов осуществляется в нескольких положениях переключения и на валу которого установлено зубчатое колесо 226, зацепляющееся с зубчатой рейкой 28. Перемещение поршня вызывает перемещение рейки и изменение коммутации контактов многополюсного контрольного переключателя.
Переключатель 27 содержит элементы управления, такие как рычаги или кнопки 127, взаимодействующие с кулачком 29, имеющим такой профиль, что перемещение ползуна, на котором закреплен кулачок, вызывает изменение коммутации упомянутого переключателя 27 при перемещении тяги 223 цилиндра 23 для измерения времени, при помощи которого подача электропитания на двигатель 13 прерывается, и полярность электрического сигнала на двигатель изменяется на противоположную для подготовки двигателя к приведению в движение для осуществления действия в противоположном направлении относительно предыдущего.
На Фиг.4 и Фиг.5 показан цилиндр 23 для измерения времени и тяга 223, а также ползун с элементами 28 и 29 управления переключателей 26 и 27 в нормальном и переведенном состоянии стрелок, соответственно, то есть когда поршень 123 цилиндра 23 для измерения времени находится в соответствующих конечных положениях внутри цилиндра.
Следует отметить, что переключатели 26, 27, а тем самым и функции, определяемые несколькими состояниями их коммутации, управляются в течение периодов времени, определяемых цилиндром 23 для измерения времени, и что такие периоды времени зависимы и регулируемы, например, воздействием на расход регулирующих средств 24 в ответвлениях 20 и 21, питающих цилиндр для измерения времени.
В соответствии с непоказанным вариантом осуществления элементы 28, 29 управления могут быть соединены с тягой 223 цилиндра 23 для измерения времени при помощи промежуточных элементов, которые могут изменять свои характеристики в зависимости от расхода в соответствии с заранее заданными соотношениями или непрерывно, чтобы изменять длительность периодов времени, необходимых для перевода переключателей 26 и 27 из первого состояния коммутации во второе состояние коммутации.
Также важно отметить, что возможно выполнение нескольких независимых механических передач для элементов 28 управления переключателя 26 и для элементов 29 управления переключателя 27.
Следует также отметить, что механическое устройство, описанное выше для изменения длительности промежутков времени относительно фиксированного интервала цилиндра для измерения времени, может быть выполнено также в сочетании с гидравлическим устройством, обеспечивающим изменение расхода в ответвлениях 20 и 21 при помощи устройств 24, регулирующих расход рабочей жидкости.
Такие регулировки могут быть полезны, например, для обеспечения оптимизации условий работы при различных погодных условиях, которые существенно изменяют характеристики рабочей жидкости, или для эксплуатационных регулировок.
Конструкция устройства управления, описанного выше, обеспечивает питание и работу стрелочного привода в соответствии с режимами, описанными ниже:
Порядок работы устройства
При нормальных условиях работы последовательность событий, которые могут произойти, следующая:
- шкафом 5 электропитание подается;
- остряки А1 и А2 перемещаются;
- электрическое управление осуществляется при помощи цилиндра 23 для измерения времени, элементов 28 управления и многополюсного контрольного переключателя 26;
- питание электрической цепи подачи и переключения электропитания электрического двигателя прерывается для подготовки к приведению в движение двунаправленного насоса (в отношении направления потока рабочей жидкости) в направлении, противоположном предыдущему, когда двигатель заработает вновь. Это осуществляется при помощи цилиндра 23 для измерения времени, переключателя 27 и их элементов управления 29.
Контакты переключателя 26, предпочтительно "скользящего" типа, составляют единое целое с механическими элементами, перемещающимися вместе с ползуном и кулачком 29. Такие контакты, установленные в соответствующие гнезда, обеспечивают взаимосвязь конфигурации цепи с достижением устройством состояния "Конец Операции" для Нормального/Переведенного положения. Переключатель 26, управляемый цилиндром 23 для измерения времени, вызывает замыкание/размыкание контрольной цепи в соответствии с порядком действий, установленным Шкафом. Такая согласованность обеспечивается механическими элементами, передающими движение с цилиндра для измерения времени на переключатель.
После переключения контактов контрольного переключателя 26 работают контакты рабочего переключателя 27. Такая последовательность обеспечивает завершение операции, если подача электропитания на двигатель прервана перед осуществлением управления, и операция не может быть завершена по причине отсутствия электропитания.
В соответствии с предпочтительным режимом работы операции, производимые после команды из Шкафа и следовательно после выполнения определенных действий устройством управления, описаны ниже, исходя из того, что остряки А1 и А2 и привод, к которому подключено устройство управления в начале работы, находятся в Нормальном положении.
Операция 0
Остряки в Нормальном положении.
Шкаф: не подает электропитания.
Линии подачи и возврата гидравлического контура находятся под одинаковым давлением.
Контакты управления конфигурированы для Нормального положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводится в действие, чтобы перемещать остряки в Нормальное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из нормального состояния в переведенное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Цилиндр для измерения времени не работает, а элементы управления контрольных и рабочих переключателей расположены в требуемом положении.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 1
Рабочая команда от Нормального [положения] к Переведенному [положению].
Шкаф: подает электропитание.
Гидравлическое устройство управления начинает повышать давление масла в линии подачи.
Контрольные контакты конфигурированы для Нормального положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводится в действие, чтобы перемещать остряки в Нормальное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из нормального состояния в переведенное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Цилиндр для измерения времени не работает, а элементы управления контрольных и рабочих переключателей расположены в требуемом положении.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 2
Рабочая команда от Нормального [положения] к Переведенному [положению], регулирование давления согласно Порядку работы устройства.
Шкаф: подает электропитание.
Устройство управления обеспечивает поток рабочей жидкости.
Устройство управления подает рабочую жидкость на исполнительный механизм, перемещающий остряки.
Контрольные контакты конфигурированы для Нормального положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводится в действие, чтобы перемещать остряки в Нормальное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из нормального состояния в переведенное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Поршень и тяга цилиндра для измерения времени начинают поступательное перемещение.
Элементы управления контрольных и рабочих переключателей работают.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 3
Рабочая команда от Нормального [положения] к Переведенному [положению], регулирование давления.
Шкаф: подает электропитание.
Устройство управления подает рабочую жидкость на исполнительный механизм, перемещающий остряки.
В гидравлическом устройстве управления масло течет из линии подачи непосредственно в линию возврата в результате уменьшения давления редукционным клапаном в линиях подачи/возврата 10, 11.
Контрольные контакты конфигурированы для Нормального положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводится в действие, чтобы перемещать остряки в Нормальное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из нормального состояния в переведенное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Поршень и тяга цилиндра для измерения времени продолжают поступательное перемещение.
Элементы управления контрольных и рабочих переключателей работают.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 4
Достигнуто переведенное положение.
Шкаф: электропитание не подается.
Устройство управления не подает рабочую жидкость на исполнительный механизм, перемещающий остряки.
Контрольные контакты конфигурированы для Переведенного положения (событие, предшествующее переключению рабочих Контактов).
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводился в действие, чтобы перемещать остряки в Переведенное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из переведенного состояния в нормальное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель (событие, следующее за переключением Контактов управления).
Поступательное перемещение поршня и тяги цилиндра для измерения времени остановлено.
Элементы управления контрольных переключателей и рабочих переключателей принимают соответствующее положение.
Счетчик добавляет 1 к количеству выполненных операций.
Операция 5
Стрелки в переведенном положении.
Шкаф: не подает электропитания.
Линии подачи и возврата гидравлического контура находятся под одинаковым давлением.
Контрольные контакты конфигурированы для Переведенного положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводился в действие, чтобы перемещать остряки в Переведенное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из переведенного состояния в нормальное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Цилиндр для измерения времени не работает.
Элементы управления контрольных переключателей и рабочих переключателей принимают соответствующее положение.
Счетчик добавляет 1 к количеству выполненных операций.
Операция 6
Рабочая команда от Переведенного [положения] к Нормальному [положению]
Шкаф: обеспечивает подачу электропитания.
Гидравлическое устройство управления начинает повышать давление масла в линии подачи.
Контрольные контакты конфигурированы для Переведенного положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводился в действие, чтобы перемещать остряки в Переведенное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из переведенного состояния в нормальное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Цилиндр для измерения времени не работает.
Элементы управления контрольных переключателей и рабочих переключателей принимают соответствующее положение.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 7
Рабочая команда от Переведенного [положения] к Нормальному [положению], регулирование давления согласно Порядку работы устройства.
Шкаф: подает электропитание.
Устройство управления обеспечивает циркуляцию рабочей жидкости.
Устройство управления подает рабочую жидкость на исполнительный механизм, перемещающий остряки.
Контрольные контакты конфигурированы для Переведенного положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводился в действие, чтобы перемещать остряки в Переведенное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из переведенного состояния в нормальное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Поршень и тяга цилиндра для измерения времени начинают поступательное перемещение.
Элементы управления контрольных и рабочих переключателей работают.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 8
Рабочая команда от Переведенного [положения] к Нормальному [положению], регулирование давления.
Шкаф: подает электропитание.
Устройство управления подает рабочую жидкость на исполнительный механизм, перемещающий остряки.
В гидравлическом устройстве управления масло течет из линии подачи непосредственно в линию возврата по причине сброса давления редукционным клапаном в линиях подачи/возврата 10, 11.
Контрольные контакты конфигурированы для Переведенного положения.
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводился в действие, чтобы перемещать остряки в Переведенное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из переведенного состояния в нормальное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель.
Поршень и тяга цилиндра для измерения времени продолжают поступательное перемещение.
Элементы управления контрольных и рабочих переключателей работают.
Счетчик показывает количество выполненных операций.
Операция 9
Достигнуто Нормальное положение.
Шкаф: не подает электропитания.
Устройство управления не подает рабочую жидкость на исполнительный механизм, перемещающий остряки.
Контрольные контакты конфигурированы для Нормального положения (событие, предшествующее переключению рабочих Контактов).
Рабочие контакты, при помощи которых двигатель приводился в действие, чтобы перемещать остряки в нормальное положение, разрывают цепь подачи электропитания на Двигатель, в то время как рабочие контакты, при помощи которых на двигатель подается электропитание для приведения в действие в направлении движения для операции перемещения из нормального состояния в переведенное состояние, обеспечивают возможность подачи электропитания на двигатель (событие, следующее за переключением Контактов управления).
Цилиндр для измерения времени не работает.
Элементы управления контрольных переключателей и рабочих переключателей принимают соответствующее положение.
Счетчик показывает, что количество выполненных операций увеличилось на 2.
В случае неполного перемещения устройство управления находится в состоянии, когда Цилиндр для измерения времени находится в промежуточном положении, а контрольные контакты не переключены, в то время как рабочие контакты все еще установлены для выполнения начатой, но не законченной операции. В этом состоянии операция должна быть начата заново, чтобы дать устройству управления возможность достижения состояния "Конец Операции". Если повторный запуск операции не обеспечивает осуществления электрического управления устройством управления, то это представляет собой ситуацию, в которой устройство управления или внешние Устройства сопряжения могли быть подвергнуты сбоям. Неполное перемещение может быть обнаружено в случае внешних событий, воздействующих на устройство сопряжения со Шкафом, а отсутствие передачи электрических (рабочих или контрольных) сигналов вызывает потерю управления всей системой железнодорожных стрелочных переводов. Неполное перемещение может быть обнаружено в случае внешних событий, таких как возникновение препятствий или засорений, которые вызывают достижение давления, при котором срабатывают ограничители, раньше, чем ожидается начало работы устройства управления, в таком случае теряется электрическое управление всей системой железнодорожных стрелочных переводов. В случае утечек вследствие разрывов или им подобных неисправностей возможно, что устройство управления не сможет достичь состояния "Конец Операции", поэтому упомянутое событие обнаруживается как следствие неполучения электрического управления устройством управления и всей системой железнодорожных стрелочных переводов.
В случае перемещения медленнее ожидаемого по причине неисправностей (например утечек) устройства управления или по причине неисправностей привода, задержка, предусмотренная Шкафом, может быть реализована прерыванием подачи электропитания перед осуществлением электрического управления. Таким образом, данное событие обнаруживается как следствие неполучения электрического управления. В данном случае повторный запуск операции может дать возможность выполнения устройством управления своей Задачи, а неисправность - если она имеет место - обнаруживается непосредственной проверкой.