УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РИСКА СХОДА С РЕЛЬСОВ И ОСВОБОЖДЕНИЯ ОТ ОБЛОМКОВ ИЛИ ПРЕДМЕТОВ НА РЕЛЬСОВОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR DEFINING RISKS OF DERAILMENT AND REMOVING SPLINTERS OR ARTICLES FROM TRACK

Представленное изобретение является устройством для определения риска схода с рельсов и освобождения от обломков и в целом препятствий для транспортных средств на железнодорожном пути вдоль рельс.
Управление дорожным транспортом с помощью направляющего блока с ходовым колесом, размещенным вдоль рельсы на земле, является идеальным решением для городского движения общественного транспорта.
Заявитель представил направляющий блок вдоль единого направляющего рельса, встроенного в землю, состоящий из двух наклонных ходовых колес, опирающихся на направляющий рельс с предварительно приложенным давлением. Данное устройство показало высокие результаты с точки зрения скорости, уровня звука и надежности.
Направляющие рельсы, встроенные в землю, могут быть расположены на общественных магистралях, а линейное полое пространство сформированное, по меньшей мере, канавкой по обеим сторонам направляющего рельса является сборником разнообразных объектов, что может создавать определенные препятствия функционированию направляющих, что может привести к сходу с рельсов.
Это также относится к предметам, которые забивают направляющую и расположены вдоль или поперек этого пути. Такими предметами могут быть обломки, оставшиеся после дорожно-транспортного происшествия или забытые, или оставленные предметы.
Также следует помнить о возможности обледенения или расширения канавок вдоль рельса, что может составить серьезные препятствия для управления зимой. Лед будет смешиваться с предметами, частями или обломками, что приведет к его деформации.
Для того чтобы избежать схода с рельсов из-за предметов и обломков, которые могут блокировать направляющие рельсы или застрять в боковом отверстии или проемах, образующих одну или две канавы вдоль направляющих рельсов, предусмотрено два способа эвакуации или удаления.
Первым способом является установка защитного очистителя колеи, главной функцией которого будет откидывать предметы, которые находятся на направляющих рельсах.
Ко второму способу относят материал, который будет частично заполнять канавки. Этот материал является эластичным, что позволяет получить внутри его объем с последующей осадкой, в случае необходимости. После прохождения ходового колеса мелкие предметы отталкиваются под натиском ходового колеса.
Остаются отдельные предметы, которые в случае их забивания могут спровоцировать поднятие вверх ходовых колес, что может привести к сходу с рельс.
Главной задачей данного изобретения является освобождение в ходе движения направляющих рельсов от многочисленных предметов, которые встречаются на пути направляющих ходовых колес. Изобретение подходит как для предотвращения схода с рельсов, так и для механизмов освобождения и мер предупреждения и безопасности, так как направляющие ходовые колеса всегда находятся в зацеплении на направляющих рельсах.
Для этого изобретение относится к устройству для извлечения предметов или обломков вдоль пути однонаправленного или двунаправленного транспортного средства, которое направляется по меньшей мере одним направляющим рельсом. Для определения риска схода механизм, закрепленный на переднем конце по меньшей мере одного из блоков направляющих ходовых колес на этом направляющем рельсе, содержит:
скользящий корпус, расположенный вдоль направляющего рельса и установленный на передней части по меньшей мере одного направляющего блока по направлению движения транспортного средства, причем скользящий корпус шарнирно соединен с по меньшей мере одним направляющим блоком посредством соединительной штанги, и указанный скользящий корпус выполнен с возможностью на по меньшей мере одной свободной стороне направляющего рельса поднимать и смещать предметы и обломки;
электрический контакт хотя бы одного участка с направляющим рельсом, соединенный или разъединенный со скользящим корпусом, электрический контакт, расположенный на электрическом контуре, разъединенное или соединенное состояние которого учитывается системой управления транспортного средства, отсутствие электрического контакта этой части с направляющим рельсом происходит в электрическом контуре, используемом для определения существующего риска схода с рельсов.
Устройство согласно данному изобретению дает преимущество, которое гарантирует безопасность управления, используя только простые наименее дорогостоящие средства с низким энергопотреблением.
Другие характеристики и преимущества изобретения находятся в описании, приведенном ниже и представленном в качестве примера, а также фигурах, на которых:
на фигуре 1 изображен общий вид устройства определения и освобождения в варианте осуществления, при котором устройство установлено на направляющем рельсе и направляющем блоке из двух наклонных ходовых колес;
на фигуре 2 изображен упрощенный вид в разрезе устройства определения и освобождения на фиг.1 на направляющем рельсе;
на фигуре 3 изображен общий вид варианта выполнения устройства определения и освобождения в соответствии с изобретением;
на фигуре 4 изображен вид сбоку устройства на фигуре 1;
на фигуре 5 изображен тот же блок в вертикальном продольном разрезе;
на фигуре 6 изображен вид сверху того же блока;
на фигуре 7 изображено продольное сечение устройства, контактный башмак которого состоит из двух последовательных блоков;
на фигуре 8 изображен вид сверху направляющего модуля на кривой;
на фигуре 9 изображена увеличенная часть, обведенная на фигуре 8, демонстрирующая возможное смещение оси на кривой в соответствии с изобретением между направляющим блоком и устройством определения и освобождения;
на фигуре 10 изображена блок-схема, демонстрирующая общий принцип работы конкретного примера данного контура проверки безопасности.
Далее, с помощью прилагаемых фигур, описывается пример осуществления изобретения, используемого в дорожных транспортных средствах с колесами, направляющимися по рельсам на земле. Это относится к множеству других случаев, в том числе к управлению на двух рельсах и, в частности, устройства определения риска схождения с рельсов и освобождения предметов и обломков из канавок рельсов.
К тому же под предметами имеются в виду весь мусор, создаваемый окружающей средой или человеком, в том числе влияние окружающей среды, климатические и погодные условия, такие как, например, лед.
Устройство определения и освобождения 1 является изобретением для удаления предметов и обломков, в целом препятствий, на транспортном направляющем рельсе дорожного транспорта, который идет по направлению движения, по направляющей оси 2, использующейся в данном конкретном случае на дорожном транспорте, включая общественный транспорт и городской транспорт.
Устройство для определения и освобождения 1 также может быть установлено на задней части заднего направляющего блока 3 оси 4 модуля двунаправленного транспортного средства, которое содержит два направляющих блока 2 и 3, и также два устройства определения и освобождения 1, как это показано на фигуре 8. Естественно, одновременно функционирует один направляющий блок. Функционирование происходит в направлении движения.
Управление осуществляется вдоль направляющего рельса 5, допустим, что он является единственным, на основании, включающем недвижимую подошву рельса 6 в глубине желоба 7, плоскость верхней части которого является конической головкой 8 и находится приблизительно на одном уровне с плоскостью проезжей части, как показано на примере.
Пример направляющего рельса 5 представлен на фигуре 1. Его коническая головка 8 имеет с каждой стороны желобы линейного полого пространства или канавки 9 и содержит в верхней части широкую среднюю часть 10 и две наклонных симметричных линии 11 и 12 для движения направляющих ходовых колес.
Каждая канавка 9 является сборником для предметов и обломков, которые могут мешать управлению.
В приведенном примере направляющие блоки 2 и 3 содержат направляющую головку 13, которая крепится шарнирно на кронштейне 14, она расположена на носовой части и, если транспортное средство двунаправленное, оно расположено на задней части оси 4.
Направляющая головка 13 состоит из двух ходовых колес 15 и 16, имеющих симметричный V-образный наклон, направленный вниз. Эти ходовые колеса расположены на кронштейне 17 роликодержателя. Каждое движется под определенным давлением в контакте с одной из наклонных линий 11 и 12 направляющего рельса соответственно.
На передней части направляющей головки 13 расположен предохранительный заслон толкателя-расширителя 18 на кронштейне роликодержателя 17, состоящий из двух симметричных V-образных лопастей 19 и 20, расположенных по центру направляющего рельса 5. Эти лопасти 19 и 20, выгнутые наружу, и включают на своих концах укрепленные лобовые поверхности 21 и 22, каждая из которых заканчивается поперечным устройством для удаления 23 и 24, которое работает по направлению вверх для защиты ходовых колес 15 и 16.
Каждая лобовая поверхность этого предохранительного заслона 18 образует толкающую пластинку, которая расширяется и таким образом выталкивает боком внешние предметы или обломки и другие препятствия на своем пути, чтобы удалить их с направляющей колеи.
На этом кронштейне роликодержателя 17 расположен спереди и на расстоянии от направляющей головки 13 скользящий корпус 25 на направляющем рельсе 5. Согласно с вышеупомянутым, конструкция построена по направлению движения транспортного средства. Она закреплена шарнирно и на расстоянии с помощью механической связи от направляющей головки 13 соединительной штангой 26. Эта соединительная штанга 26 частично сцеплена одной из своих граней с кронштейном роликодержателя 17 шарнирным соединением, вращающимся вокруг оси 27, для бокового смещения. Другой частью соединена со скользящим корпусом 25 устройства определения и освобождения 1 вторым шарниром 28, который вращается вокруг оси и также может использоваться для бокового смещения.
Соединения 27 и 28 являются предпочтительно шарнирными, вращающимися вокруг поперечной оси на направляющем рельсе 5.
Упругое предварительное напряжение вниз выполняется на скользящем корпусе 25 устройства определения и освобождения 1 с помощью нажимной пружины 29, которая установлена между передней частью кронштейна роликодержателя 17 и соединительной штанги 26. Соединительная штанга 26 называется хрупкой из-за своей склонности к разрыву, для того, чтобы знать свойства материалов, из которых она изготовлена, или сочетания материалов и средств, которые имеют хрупкие свойства, т.е. механический разрыв выше определенного силового ограничения, например продольного. Он может быть сделан, например, из материала, который после заданной механической нагрузки сломается, в том числе при попытке надавить с силой, превышающей определенную нагрузку. Эта деталь является гибкой, то есть может деформироваться, чтобы позволить скользящему корпусу 25 следовать по направляющему рельсу по кривой.
С другой стороны, соединительная штанга 26 гнется при боковом отклонении в горизонтальной плоскости. В противном случае, шарниры 27 и 28 позволяют прогибаться вокруг вертикальной оси, расположенной перпендикулярно к рельсу.
Скользящий корпус 25 является блоком, который механически соединен с направляющим рельсом 5, и движется по нему.
Блок выполнен монолитным или по меньшей мере составным, то есть он состоит из многих частей. Функционально он несет или содержит электрический контакт с направляющим рельсом, и оборудован, по крайней мере, одним устройством для подъема и удаления обломков и предметов из направляющей колеи.
Электрический контакт может быть выполнен как одно целое со скользящим корпусом 25 или быть съемным.
Ниже описываются два не ограничивающих примера осуществления, представленные на фигурах.
В примере, представленном на фигурах 1 и 2, скользящий корпус 25 состоит из цилиндрического элемента 30, который частично огибает направляющий рельс на боковой поверхности конической головки 8 своим корпусом за счет выполнения корпуса параллельно рельсу и каждой стороны нисходящей боковой поверхности 31, которая расположена близко с рельсом.
Как показано на фигурах 1 и 2, внутри цилиндрического элемента 30 на поверхности его верхней части может быть закреплен контактный башмак 32, выполненный как одно целое с ним или съемный, который служит электрическим контактом с рельсом. Его поверхность 33 расположена в соответствии с формой верхней части направляющего рельса 5, что таким образом позволяет осуществлять управление по рельсу.
Как было описано выше, механический блок включает контактный башмак и скользящий корпус 25 с одним или большим числом устройств подъема и удаления. Можно предположить усовершенствования или физическое разделение башмака (башмаков) и скользящего корпуса 25 с одним или несколькими устройствами подъема и удаления.
Электрический контактный башмак 32 является частью электрического контура определения риска схода с рельсов, которым оснащено транспортное средство, и приводится в действие в случае наступления подобного случая; устройства и мероприятия по обеспечению предохранительных и охранных мер действуют в то время, пока направляющие ходовые колеса находятся в зацеплении с направляющим рельсом.
Контактный башмак 32 имеет электрическую связь в точке электрического контакта 34 посредством гибкого электрического соединения 35, такого как токопроводящая оплетка, способного деформироваться, следуя движению скользящего корпуса 25. Электрический контур определения связан с точкой электрического контакта 34, присоединенной к транспортному средству через электрический кабель связи 36.
Как было указано выше, отсутствие электрического контакта с контактным башмаком 32 устройства определения и освобождения 1 на направляющем рельсе 5, передается через электрический контур, что приводит к его разъединению, и, таким образом, применяется как предупреждение системы безопасности через контур определения на корпусе транспортного средства, связанный с центральной системой управления.
Контактный башмак 32 скользящего корпуса 25 является монолитным или составным, составленным, например, из двух частей. Пример соединения двух частей представлен на фигуре 7.
Согласно этой схеме построения, два ведущих блока формируют башмаки 37 и 38, составные части которых разделены пустыми интервалами 39 или заполнены изоляционной прокладкой соответствующей толщины.
Блок 37, больший по размерам, поскольку он электрически связан с обратным вращением контура с высокой силой тока.
Указанные два ведущих электрических блока, которые формируют составной контактный башмак, состоят из двух контактных башмаков 37 и 38, и расположенных один за другим, но без механической и электрической связи. Они функционируют и закреплены таким образом, чтобы всегда оставаться электрически изолированными от ведущих блоков.
Оба механических блока формируют контактные башмаки 37 и 38, каждый из которых связан электрически, и защищен соответствующей электрической изоляцией 40, с одним или несколькими контурами, разделенными отдельными электрическими сцеплениями 41 и 42. Электрическое сцепление 41 связано с первым контактным башмаком 37 и занимает большую площадь для большей силы тока, которая может проходить через него.
Таким образом, именно проходя через контактный башмак 37, осуществляется возврат питания транспортного средства.
Среди возможных контуров выделяют две группы: первая для электропитания, а другая для управления.
Более того, это может быть выполнено в дополнение к контуру для наблюдения за безопасностью электрического контакта с рельсом и состояния напряжения электропитания транспортного средства, цепей питания и других контуров, отображающих многочисленные типы сигналов и функций.
Когда скользящий корпус 25 находится в контакте с направляющим рельсом 5, при помощи двух контаткных башмаков 37 и 38, таким образом, он получает три возможных контура. Первый между первым контактным башмаком 37 и рельсом, второй между вторым контактным башмаком 38 и рельсом, а третий между двумя башмаками, чье электрическое соединение обусловлено одновременным взаимодействием двух контактных башмаков с рельсом. Предпочтительно выполнение трех электрических контуров с возможностью разъединения.
Эти возможности используются для различных целей, связанных с контролем над функционированием, но прежде всего за безопасностью управления.
В зависимости от конкретного случая, то есть уровня, до которого поднимается скользящий корпус, одна или несколько точек электрического контакта могут быть прерваны, т.е. электрический контакт башмака с рельсом или башмаков, связанных между собой. Хотя бы один из двух контуров находится в разъединенном состоянии.
Действительно, достаточно контактной поверхности первого или второго контактного башмака 37 или 38, отдаленного поднятием или подобным действием, по отношению к направляющему рельсу 5, для того, чтобы состояние прерывания электрического контакта показало риск схождения с рельсов, и чтобы он был определен и установлен. Это состояние фиксируется центральной системой управления транспортного средства, в том числе системой защиты.
Один из контуров определения или контур определения может приводить в действие предотвращающие меры безопасности, которые могут совершаться по сигналам от зафиксированного установленного пути, например фиксированным генератором, который подает частотный электрический сигнал между линией электропередачи башмака, находящегося под напряжением, и рельсом. Этот сигнал передается транспортному средству через направляющий рельс и, возможно, линию электропередачи башмака, и анализируется и распознается внутри транспортного средства встроенным измерительным блоком. Неполученные сигналы свидетельствуют о разъединении контакта. Меры по обеспечению безопасности, такие, как экстренное торможение, существуют для использования в опасных случаях.
Один или несколько контуров обнаружения могут быть выполнены одинаково, и функционировать по команде бортового оборудования. Не является ограничивающим пример такого контура обнаружения, который схематично изображен на фигуре 10 для того, чтобы полнее описать изобретение.
Этот контур обнаружения позволяет контролировать электрический контакт между башмаками, установленными на транспортное средство и направляющий рельс.
Необходимы хотя бы два контакта для функционирования этого контура, это то, что делает его совместимым, например, с вариантом, изображенным на фигуре 7, на котором изображены два ведущих блока, образующих контактные башмаки 37 и 38, разделенные пустым интервалом 39 или заполненные электрической изоляционной прокладкой соответствующего размера. Однако этот контур обнаружения может приспосабливаться ко всем другим типам построения, имеющим, по меньшей мере, два контакта, связанных с направляющим рельсом, который может относиться как к электрическому контакту, так и к контакту обратного тока.
Для того чтобы определить состояние контактов по отношению к направляющему рельсу, то есть, чтобы знать находятся они в электрическом контакте с рельсом или нет, создается выходной сигнал. Для этого контролирующий контур располагается в электронной системе контроля 48. Внутри указанного контура направляющий рельс 5 представляет заземление для электрического тока.
Транспортное средство поставляет необходимую энергию для функционирования системы электронного контроля 48. Эта энергия должна быть электрически изолирована от земли, то есть от направляющего рельса 5. Система контроля 48, таким образом, электрически изолирована от транспортного средства изоляционным устройством 49.
Электронная система контроля 48 включает в себя генератор сигналов электрического намагничивания 50. Этот генератор излучает частотный сигнал электрического намагничивания в направлении первого башмака 51, под названием «башмак А» на фигуре 10.
В случае нормального функционирования башмак А находится в электрической связи со вторым башмаком 52, который называется «башмак В», и подключен через направляющий рельс 5.
Электронная система наблюдения 48 также включает устройство контроля 53, подключенное к башмаку В, которое подтверждает, что колебания электрического сигнала, выданного генератором 50, передается через башмак В, через башмак А и направляющий рельс 5.
Если устройство контроля 53 не получает колебания электрического сигнала, это означает, что электрический контур был прерван через разъединение хотя бы одного башмака 51 или 52, или из-за повреждения сегмента направляющего рельса 5 между двумя башмаками.
Устройство контроля 53 передает информацию о состоянии системы контроля 48 в центральную систему, которая обеспечивает центральное управление транспортного средства и его систему безопасности, которая, в случае необходимости, может запустить предупредительные меры безопасности, например, такие, как экстренное торможение в случае сигнала о повреждениях.
В основном, система контроля 48 позволяет выявлять полное отделение каждого башмака отдельно от состояния другого. Необязательно, чтобы оба башмака были отделены для выявления дефекта системой. Кроме того, система контроля 48 может обнаружить прерывания электрического контура между двумя башмаками 51 и 52, то есть дефект на части направляющего рельса 5, находящегося между ними.
Согласно предпочтительному варианту, электронная система контроля 48, которая была описана выше, может быть размещена в компактном корпусе, который также может крепиться сверху башмаков 51 и 52 скользящего корпуса 25.
Другой важной функцией скользящего корпуса является удаление обломков и предметов, находящихся на направляющей колее.
С этой целью скользящий корпус 25 в целом имеет форму плуга, поскольку он представляет собой клин, который расширяется в двух направлениях. Скользящий корпус 25 имеет на каждой из двух боковых поверхностей последовательность перегородок, которые каждый раз с каждой стороны формируют боковую рампу удаления 43 с каждой боковой поверхностью 31 скользящего корпуса 25.
Каждая боковая рампа подъема и удаления 43 содержит наклонный поддевающий дефлектор 44, меньший наклоненный вниз конец 45, дефлекторы, на которых расположена горизонтальная пластина 46, рампа с поперечным дефлектором 47 бокового удаления на конце в виде поперечной стенке, направленной под углом наружу.
Представленный вариант на фигуре 3 имеет такие же общие характеристики, которые были описаны выше. Он является более компактным вариантом, согласно которому рампы 43 и цилиндрический элемент 30 встроены в то же механическое соединение, то есть эти элементы могут быть выполнены монолитно, например, из гнутого листа.
Непрочность, то есть склонность к разрыванию соединительной штанги 26, которая несет на себе скользящий корпус, обусловлена требованиями, согласно которым соединительная штанга должна разорваться, в частности поднимаясь для предотвращения захвата направляющих ходовых колес вверх, достаточного для схода с направляющего рельса.
Устройство выполняет функцию предохранителя, который своим разрыванием прерывает механическое соединение с основанием, на котором он установлен, в случае чрезмерного воздействия силы, в ответ на сопротивление предмета или обломка, который блокирует направляющую колею.
Кроме того, из-за бокового смещения шарниров 27 и 28 и соединительной штанги 26 на основании 17 роликодержателя, с эластичной структурой, скользящий корпус может хорошо и легко идти по рельсу на всех поворотах. Также выгодным является, что в случае отклонения от оси или неисправного функционирования, что может привести к сходу с рельсов, выполняется автоматическое выравнивание, для предотвращения повреждения направляющих. Это преимущество иллюстрируется фигурами 8 и 9, на которых изображен модуль оси 4 с двумя направляющими блоками - 2 впереди и 3 сзади, каждый из которых подключен к устройству определения и освобождения в соответствии с изобретением. Этот блок имеет две направляющие головки и находится на двунаправленном транспортном средстве. Продольные оси направляющего блока и устройства определения и освобождения соответственно А и В сходятся под углом α, тем самым вводя свободное движение скользящего корпуса 25 за счет гибкости соединительной штанги и/или одного или более бокового отклонения шарниров.
В целом принцип действия очень прост.
Мелкие предметы или обломки удаляются скользящим корпусом 25 без препятствия езде.
Что касается других предметов и обломков большего размера, рампы бокового удаления 43 выполняют их удаление. Предметы или обломки, попадающие под дефлекторы, под влиянием горизонтальных и наклонных пластин удаляются наружу, за пределы колеи, движением направляющих блоков.
Для крупных предметов и обломков, или других серьезных препятствий, которые могут вызвать сход с рельсов, скользящий корпус 25 приподнят для того, чтобы переехать препятствия сверху, и дальше, за механическими ограничениями, обусловленным конструкцией, разрывается соединительная штанга 26, выполняя функцию предохранителя. Скользящий корпус 25 сходит с рельсы, что выявляет риск схождения с рельсов, в то время, когда направляющие ходовые колеса все еще находятся на рельсах.
На грани разрывания соединительной штанги 26, последняя может подниматься, проходя над препятствиями, что вызывает разрывание колодки, а также выявления риска схода с рельсов.
Конечно, если препятствие является слишком большим, скользящий корпус 25 получает фронтальный удар, после чего соединительная штанга 26 разрывается.
Устройство определения и освобождения, в соответствии с изобретением, доказывает эффективность, в большинстве случаев, обеспечения безопасности на железнодорожных путях транспортных средств и четкости выполнения команды остановки для предотвращения дальнейших повреждений.