ЛИНЗОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СВЕТОФОРОВ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к железнодорожной технике и предназначена для применения в системах железнодорожной автоматики для организации движения и маневровой работы.
Известен «Светофор мачтовый» (патент на полезную модель РФ 24982, B61L 5/18 приоритет 25.04.2002 г., опубликовано: 10.09.2002 г.), содержит светофорную головку с оптической системой, кронштейны, укрепленные на мачте для крепления головки к мачте светофора, элементы регулирования и крепления головки светофора, установленные на подвижных кронштейнах, а также другие элементы оснастки светофора. Светофорная головка выполнена светодиодной, состоящей из отдельных светодиодных оптических систем, установленных на несущем фоновом щите, причем провода подсоединены на клеммах головки светофора, подведенные к мачте в гибких полимерных трубах, кроме того, ввод провода в мачту осуществлен через приварную втулку с резьбой, затягиваемую фигурной гайкой. К мачте светофора на кронштейнах также прикреплены светодиодные указатели маршрутные и положения, светодиодный указатель скорости.
К недостаткам данного технического решения относится то, что светодиодной система не адоптирована для установки в линзовых светофорах. Светодиодная система имеет свою оптическую систему и при установке такой светодиодной головки необходимо демонтировать оптическую систему светофора, которая рассчитана на 20 лет эксплуатации. Такая замена выгодна при выработке светофором всего ресурса.
Известны "Комплекты линзовые" (Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики: Справочник: Кн.2 - М НПФ «Планета», 200 г. стр.194-201). Данные линзовые комплекты устанавливаются на различных типах светофорах сдержат линзовую оптическую систему, состоящую из линзы ступенчатой бесцветной, линзы ступенчатой цветной, прижимного кольца, корпуса из алюминиевого сплава, держателя лампы, лампы, изготовленными в соответствии с ТУ 32 ЦШ 2015-94, имеющие в своем составе лампы накаливания.
Однако данная светофорная головка с оптической системой и лампами накаливания требует периодического обслуживания связанной с защитой корпуса от коррозии. Линзы выполнены и стекла, имеющего низкую ударную прочность и вандалозащищенность.
Известны светосигнальные приборы, для автомобилей изготовленные из пластмассы. Методом литья изготавливают корпуса, рассеиватели, элементы и детали светооптических систем для разных моделей автомобилей с учетом их конструктивных особенностей и внешних форм. В качестве материала для рассеивателей применяют прозрачные бесцветные или цветные пластмассы. На внутренней поверхности рассеивателей спрессованы микроэлементы (в виде линз) для требуемого светораспределения. В качестве прототипа принят задний комбинированный светосигнальный фонарь для автомобиля «Москвич 2141», состоящий из пластмассового рассеивателя, уплотнительной прокладки, ламп накаливания, которыми оборудуется каждая секция светосигнального фонаря, пластмассового корпуса, металлического основания с ламподержателями, прокладки между кузовом автомобиля и фонарем (М.Н. Фесенко и др., «Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования» под ред. М.Н. Фесенко, Москва «Машиностроение» 1992, стр.335-336).
Недостатком данных светосигнальных приборов является невозможность их использования в системах железнодорожной автоматики для организации движения и маневровой работы, низкая ударная прочность и вандалозащищенность пластмассы.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, повышение безопасного движения и четкой организации движения поездов и маневровой работы на железных дорогах.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении расходов эксплуатационного обслуживания светофорных головок, снижение времени простоев составов по причине технического обслуживания светофорных головок.
Технический результат, достигается при помощи линзовой оптической системы для железнодорожных светофоров из полимерного материала, содержащей лампу накаливания, основание с ламподержателем, корпус, отличающаяся тем, что линзы внешняя ступенчатая бесцветная и внутренняя ступенчатая цветная выполнены из ударопрочного прозрачного полимерного материала, линза внешняя ступенчатая бесцветная зафиксирована в корпусе прижимным кольцом, корпус выполнен из прочного полимерного материала, причем полимерные материалы в обоих случаях сохраняют свои свойства в температурном диапазоне от минус 60°C до плюс 55°C и обладают высоким сопротивлением деструкции материала от воздействия солнечного излучения, включая ультрафиолетовые лучи, видимый свет и рентгеновское излучение, микроорганизмов, повышенной влажности и промышленных выбросов.
Существует три возможных пути разрушения полимерных материалов: химический, состоящий в разрушении неустойчивых связей путем гидролиза, физический, состоящий в повреждении связей «полимер - наполнитель», и фотохимический. Изделия из пластика широко используется на железнодорожном транспорте. Постоянно проводятся исследования на предмет изучения разрушающего воздействия различных факторов на изделия из пластмасс. Процессы и типы разрушений пластмасс предлагаемых для использования в линзовой оптической системы для железнодорожных светофоров из полимерного материала определяются множеством факторов, причем важен не только химический состав полимера, но и климатические условия, в которых изделие эксплуатируется. Линзовая оптическая система для железнодорожных светофоров из полимерного материала эксплуатируются в широком температурном диапазоне. Поэтому полимерные материалы используемые в полезной модели должна сохранять свои физико-механические свойства в температурном диапазоне от минус 60°C до плюс 55°C К числу других, наиболее важных, факторов, которые способствуют разрушению пластмасс, относятся: солнечное излучение (включая ультрафиолетовые лучи, видимый свет и рентгеновское излучение), присутствие микроорганизмов, повышенная влажность, наличие воды, тепловая энергия, промышленные выбросы. Все эти факторы присутствуют при эксплуатации в линзовой оптической системы для железнодорожных светофоров из полимерного материала. Сочетание нескольких факторов может оказывать значительно более серьезное воздействие, в разы, ускоряя процесс деструкции. В реальных условиях эксплуатации линзовой оптической системы для железнодорожных светофоров из полимерного материала подвергается именно комбинированному воздействию.
На полимеры разрушающе действует солнечное излучение, но максимальный вред наносят лучи ультрафиолетовой части спектра. Объяснение этому факту состоит в том, что УФ-лучи имеют достаточную энергию для разрушения межатомных связей в молекуле полимера, что приводит к повышению хрупкости изделий, их выгоранию и снижению механических свойств. Эффективным способом защиты полимерных изделий линзовой оптической системы для железнодорожных светофоров от ультрафиолетового света является введение в состав полимера адсорберов, которые поглощают попадающее на поверхность УФ-излучение и рассеивают ее, при этом сам полимер не повреждается. Не меньшей эффективностью обладают стабилизаторы, препятствующие разрушению межатомных связей. Разрушающее воздействие микроорганизмов обусловлено наличием в составе полимера низкомолекулярных компонентов, которые могут сосредотачиваться на поверхности, способствуя росту количества микроорганизмов. Изделие становится менее прозрачным, возрастает его хрупкость. На скорость роста количества микроорганизмов влияют повышение температуры, увеличение влажности. Рост колоний подавляется введением в состав полимера специальных добавок (фунгисиды), которые являются высокотоксичными по отношению к низшим организмам.
Таким образом, в линзовая оптическая система для железнодорожных светофоров из полимерного материала с внутренней и внешней линзами выполненными из ударопрочного прозрачного полимерного материала, и корпуса из прочного полимерного материала, сохраняющих свои свойства в температурном диапазоне от минус 60°C до плюс 55°C и имеющих высокое сопротивление деструкции материала от воздействия солнечного излучения, включая ультрафиолетовые лучи, видимый свет и рентгеновское излучение, микроорганизмов, повышенной влажности и промышленных выбросов позволяют использовать их весь нормируемый срок эксплуатации светофорных головок, а кроме этого позволяют снизить расходы на эксплуатационное обслуживания светофорных головок, и уменьшить, время простоев составов по причине технического обслуживания светофорных головок.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показана принципиальная схема комплекта.
Линзовая оптическая система для железнодорожных светофоров из полимерного материала состоит из линзы внешней ступенчатой бесцветной 1, линзы внутренней ступенчатой цветной 2, прижимного кольца 3, корпуса 4, лампы 6, держателя лампы 5. Внутренняя 2 и внешняя 1 линзы выполнены из ударопрочного прозрачного полимерного материала, корпус 4 из прочного полимерного материала. В качестве материала линз и корпуса используется поликарбонат PC-010, высший сорт ТУ 2226-173-002033335-2007.Полимерные материалы, в обоих случаях, сохраняют свои свойства в температурном диапазоне от минус 60°C до плюс 55°C и имею высокое сопротивление деструкции материала от воздействия солнечного излучения, включая ультрафиолетовые лучи, видимый свет и рентгеновское излучение, микроорганизмов, повышенной влажности и промышленных выбросов. Расчетный срок службы комплекта линзового для железнодорожных светофоров с полимерными линзами составляет 20 лет.