СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РЕЛЬСОВОГО ПУТЕВОГО УПОРА ИЛИ АМОРТИЗАТОРА ПУТЕВОГО УПОРА
SYSTEM FOR INSPECTING RAIL-TRACK SUPPORT OR RAIL-TRACK CUSHION

Область техники
Изобретение относится к системе для контроля рельсового путевого упора или амортизатора путевого упора по пункту 1 формулы изобретения.
Уровень техники
На концах железнодорожных путей, как правило, предусмотрены рельсовые тупиковые упоры, преимущественно в форме путевых упоров. Среди путевых упоров различают жесткие путевые упоры и тормозные путевые упоры. Тормозные путевые упоры при наезде на них могут смещаться, находясь при этом в тормозящем взаимодействии с рельсами. У жестких путевых упоров имеется амортизирующее устройство, преимущественно механическое или гидравлическое, которое сдвигается наезжающим поездом. Если происходит смещение тормозного путевого упора или амортизатора жесткого путевого упора, после этого требуется возвращать детали в их начальное положение. Гидравлические амортизирующие устройства, как правило, возвращаются в исходное положение самостоятельно. В путевых упорах обычно предусмотрена сигнальная панель, которая состоит из отражающего знака, предписанного инструкциями по сигнализации железнодорожных компаний.
До сих пор состояние тупиковых упоров, а именно готовы ли путевые упоры к применению и не произошло ли допустимое или недопустимое их смещение, может определяться только инспектирующим персоналом на месте. Для этого эксплуатирующее предприятие с определенными интервалами проводит техническое обслуживание. Неудовлетворительное состояние тупикового упора может быть без труда обнаружено и документально подтверждено в случаях отсутствия частей путевых упоров, их ржавления, деформации путей и запущенного состояния путевых устройств. Профилактическое техническое обслуживание не производится.
Раскрытие изобретения
В основе изобретения лежит задача создания системы контроля рельсового путевого упора или амортизатора путевого упора, которая предоставляет возможность определять на расстоянии, произошло ли смещение путевого упора или его амортизатора и находится ли такое смещение еще в пределах допустимых значений.
Эта задача решена признаками пункта 1 формулы изобретения.
В системе согласно изобретению на каркасе путевого упора или на жестком относительно рельсов креплении размещен датчик или электрический выключатель. Датчик или выключатель соединен с возможностью передачи сигналов с передающим устройством, расположенном на каркасе или в области рельсов. Соединение может быть беспроводным или проводным. Передающее устройство может при помощи беспроводной или проводной связи соединяться с удаленным приемным устройством. Последнее может быть соединено, например, с компьютером завода-изготовителя путевого упора или с постом централизации или расположено в центре управления железнодорожного комплекса. На крупных предприятиях центр управления служит для управления всеми устройствами на территории обслуживания.
Далее, в системе согласно изобретению на рельсе или на путевом упоре размещена, по меньшей мере, одна точка распознавания датчика или зона срабатывания для контакта выключателя. В исходном или нормальном положении путевого упора датчик либо, соответственно, выключатель направлен на точку распознавания либо, соответственно, на зону срабатывания или находится в заданном соотношении с ними. Когда точка распознавания датчика и область его распознавания больше не совмещаются или зона срабатывания выключателя отходит от контакта выключателя или воздействует на него, генерируется сигнал для передающего устройства, которое в ответ на это генерирует сигнал оповещения для удаленного приемного устройства. Таким образом, если вследствие наезда происходит смещение путевого упора или амортизатора, это сразу фиксируется в приемном устройстве, так что имеется возможность путем последующего осмотра установить, находится ли произошедшее смещение еще в допустимых пределах, или требуется возврат путевого упора или, соответственно, амортизатора в исходное положение.
В одном из вариантов осуществления изобретения датчик предпочтительно представляет собой датчик приближения. Известны датчики приближения для самых различных прикладных задач. Оптический датчик, возможно, плохо подходит в данном случае, так как он должен быть защищен от загрязнения, что в открытых установках при определенных обстоятельствах трудно осуществимо.
В следующем варианте осуществления изобретения выключатель размещен вблизи рельса на каркасе, а зона его срабатывания размещена на рельсе, предпочтительно на подошве рельса, на креплении рельса, на шпале или на жестко соединенном с рельсом упорном выступе (упоре) для возвратного устройства на каркасе путевого упора. Подразумевается, что местонахождение зоны срабатывания не должно препятствовать перемещению тормозного путевого упора. Этого не происходит, если зона срабатывания размещается на подошве рельса. То же относится к закреплению на креплениях рельсов, которые в обычном случае состоят из так называемых зажимов, входящих в зацепление с противоположными сторонами подошвы рельса и укрепленных на шпале.
При обратном взаимном расположении датчика или выключателя и, соответственно, точки распознавания или зоны срабатывания нужно обеспечивать их защищенное расположение в области рельса. Датчики или выключатели располагаются, например, на креплении для дорожного столбика, а передающее устройство может быть закреплено, например, на дорожном столбике.
Для задания положения при возврате путевого упора, которое, таким образом, соответствует его начальному положению, существует известная возможность размещения упорного выступа для возвратного устройства на подошве рельса. Возвратное устройство расположено на нижней поперечной балке каркаса путевого упора и служит для зацепления с тяговым устройством для подтягивания путевого упора вперед. Это устройство связано с боковой консолью, которая наталкивается на упорный выступ, когда путевой упор при его возврате достигает своего начального положения. Таким образом, и упорный выступ также может быть носителем для точки распознавания датчика или, соответственно, зоны срабатывания для выключателя.
Точка распознавания датчика может предусматриваться на рельсе, на креплении для рельса, например на шурупе рельса (путевом шурупе), на шпале или на жестко соединенном с рельсом упорном выступе для возвратного устройства. Когда и выше, и в дальнейшем говорится о точке распознавания датчика, то при этом имеется в виду любое средство, с которым датчик может взаимодействовать с возможностью его идентификации, например отражающая поверхность, участок, оказывающий магнитное воздействие, и тому подобные. В любом случае точка распознавания датчика должна взаимодействовать с датчиком с целью определения относительного положения датчика относительно точки распознавания. В простейшем случае при отходе датчика от точки распознавания или, соответственно, при включении либо невключении выключателя генерируется тот или иной ступенчатый сигнал, которого вполне достаточно, чтобы оповестить о выходе путевого упора из его начального положения. Естественно, возможно также предусмотреть датчик или, соответственно, точку распознавания датчика таким образом, чтобы при этом более или менее отчетливо определялся не только факт отхода путевого упора от его положения, но и степень его смещения. Однако такие вычисления значительно дороже в сравнении с простым обнаружением его отхода от своего положения. То же самое относится также и к определению смещения амортизатора.
В тормозных путевых упорах инструкции предусматривают допускаемые пределы, в которых путевой упор может смещаться без необходимости его возврата в исходное положение. То же самое относится и к тормозным амортизаторам в жестких путевых упорах. В этом случае вариант осуществления изобретения предусматривает, что на расстоянии друг от друга в направлении пути расположены две точки распознавания датчика или две зоны срабатывания. С помощью такой меры возможна генерация трех сигналов, в частности первого сигнала, который соответствует начальному положению. Для передающего устройства это обозначает, например, нулевой сигнал. Если путевой упор смещается на определенное расстояние в пределах диапазона допуска, генерируется сигнал, который может передаваться передающим устройством на приемное устройство, однако в последнем он может идентифицироваться как сигнал, который еще не требует возврата путевого упора в начальное положение. Смещение путевого упора за вторую точку распознавания датчика или, соответственно, вторую зону срабатывания генерирует еще один сигнал, который также отображается в приемном устройстве или связанном с ним устройстве обработки данных и который инициирует возврат путевого упора. Но возможно также и сообщение только о смещении датчика за вторую точку распознавания датчика или, соответственно, о выходе из зоны срабатывания второго выключателя с помощью сигнала, который только в этом случае содержит инструкцию в месте его получения проинспектировать путевой упор и вернуть последний, при условии его исправности в остальных отношениях, в начальное положение.
Наконец, допустима также возможность при помощи датчика и точки распознавания датчика или, соответственно, выключателя и зоны его срабатывания определять, когда путевой упор достигает конца рельсов или вовсе выходит за него.
В настоящее время уже общепринято устанавливать в щебень на путях в области путевого упора дорожные столбики. Первый в направлении наезда дорожный столбик находится на высоте амортизатора путевого упора. Второй дорожный столбик находится на таком расстоянии от первого, которое соответствует допуску возможного смещения путевого упора. При визуальном осмотре обслуживающий персонал может установить, произошло ли смещение и в какой мере и находится ли оно в допустимых пределах или вне этих пределов. В одном из вариантов осуществления изобретения дорожные столбики закреплены на рельсе на расстоянии допускаемого смещения путевого упора, а точка распознавания датчика или зона срабатывания помещена на креплении для первого, в направлении наезда рельсового транспортного средства, дорожного столбика. В случае двух точек распознавания или двух зон срабатывания каждому из дорожных столбиков соответствует одна из точек распознавания или зон срабатывания. Дорожные столбики могут, например, закрепляться на пластине, которая расположена вне рельса и крепится к подошве рельса при помощи скоб (зажимов). Если дополнительно отслеживается достижение конца рельсов, то для рельса используется, например, третья точка распознавания.
В следующем варианте осуществления изобретения передающее устройство расположено за отражающим защитным сигналом, предназначенным для путевого упора. Возможно подключение передающего устройства к сети GSM.
По следующему варианту осуществления изобретения на каркасе может размещаться оптическое, акустическое и/или механическое индикаторное устройство, которое связано либо с датчиком или, соответственно, выключателем, либо с передающим устройством. Тогда совместно с генерацией сигнала датчиком или, соответственно, выключателем возможна также и подача сигнала на месте, если произошло смещение, в частности недопустимое смещение.
Для энергоснабжения передающего устройства предпочтительно имеется батарея, которая заряжается с помощью солнечного элемента.
Для тормозного путевого упора, который дополнительно связан с амортизирующим устройством, предпочтительно применяются два датчика, каждый из которых связан с передающим устройством. Один датчик фиксирует смещение амортизатора, а второй ориентирован (направлен) на рельс и работает описанным выше образом.
С помощью настоящего изобретения возможен автоматический контроль эксплуатационной готовности путевого упора. Оно позволяет осуществлять оповещение о необходимости проведения работ по техническому обслуживанию без необходимости произведения проверок путевых упоров в пределах периода, в течение которого в противном случае требуется инспектирование на месте.
Краткий комментарий к фигурам чертежей
Варианты осуществления изобретения более подробно разъясняются ниже на основе чертежей.
На фиг.1 схематично показан вид сбоку тормозного путевого упора с системой согласно изобретению.
На фиг.2 показан вид спереди путевого упора с фиг.1 в направлении стрелки 2.
На фиг.3 показан аналогичный вид, как и на фиг.1, причем дополнительно показаны дорожные столбики.
На фиг.4 показан вид спереди путевого упора в соответствии с фиг.3 в направлении стрелки 4.
На фиг.5 показан вид сверху конструкции в соответствии с фиг.3 в направлении стрелки 5.
На фиг.6 показан фрагмент 6 в соответствии с фиг.3. На фиг.7 показан фрагмент фиг.4.
На фиг.8 схематично показана сигнальная установка системы контроля согласно изобретению.
На фигурах 1 и 2 изображен каркас 10 типичного тормозного путевого упора с так называемым амортизационным треугольником 12 и с верхней траверсой 14, на которой на расстоянии амортизаторов непоказанного рельсового транспортного средства размещены амортизаторы 16 и, соответственно, 18. Как следует, в частности, из изображения на фиг.2, путевой упор размещен на рельсах 20, 22, в частности на головках рельсов, причем тормозные элементы 24 и, соответственно, 25 с усилием охватывают головки рельсов и производят тормозной момент, если транспортное средство наезжает на показанный путевой упор. Шпалы, на которых укреплены рельсы, обозначены цифрой 26. Крепление рельсов обычно, что не требует дальнейшего обсуждения. Для крепления служат, например, шурупы 28, которые расположены на противоположных сторонах подошвы каждого из рельсов.
Над амортизатором 18 расположена сигнальная панель 21 общеизвестным образом. За сигнальной панелью 21 (см. фиг.1) расположено передающее устройство 23. Передающее устройство служит для генерации сигнала оповещения, который либо беспроводным образом, либо по проводам посылается к непоказанному удаленному приемному устройству. Последнее находится, например, у поставщика путевого упора или в месте, в котором так или иначе производятся действия по контролю железнодорожного пути и управлению им. Солнечный элемент 30, который соединен также с амортизационным треугольником, служит для энергоснабжения аккумуляторной батареи, которая содержится в передающем устройстве 23.
На фиг.2 цифрой 32 обозначен датчик, который не описываемым подробно образом соединен с путевым упором. Датчик представляет собой, например, датчик приближения и направлен (ориентирован) на шуруп 28 на внутренней стороне рельса 22. Если путевой упор находится в исходном положении, как это представлено на фигурах 1 и 2, датчик 32 направлен в этом случае на шуруп 28. Если же амортизационный треугольник 12 смещается направо на фиг.1, т.е. в направлении наезда непоказанного рельсового транспортного средства, то датчик 32 отходит от шурупа 28, что приводит к генерации сигнала для передающего устройства 23. Оно сообщает о смещении путевого упора 10 приемному устройству.
На фигурах 3-5 представлен путевой упор, по существу аналогичный показанному на фигурах 1 и 2. Поэтому он снабжен теми же самыми обозначениями для деталей, обозначенных на фигурах 1 и 2.
Путевой упор в соответствии с фигурами 3-5 отличается от упора с фигур 1 и 2, во-первых, тем, что на верхней поперечной траверсе известным способом размещен средний амортизатор 33, над которым расположена сигнальная панель 35. Еще одно отличие - это такое же или альтернативное расположение первого датчика 34, который размещен на нижней траверсе 36 путевого упора 10 и направлен на крепление 37 для дорожного столбика 38. На фиг.3 видно, что наряду с первым дорожным столбиком 38 предусмотрен еще один дорожный столбик 40. Оба расположены на пластине 42, которая задвинута под подошву рельса 22, и закреплены с помощью уже упомянутого крепления 37. Дорожные столбики 38, 40 расположены на расстоянии друг от друга, которое соответствует области допуска, в пределах которой путевой упор 10 может смещаться без необходимости его возврата в исходное положение. Датчик 34 также коммуникативно связан с передающим устройством 23. Он фиксирует, произошло ли смещение путевого упора 10 относительно заданной точки крепления 37. Второй датчик 44 связан с консолью 46 возвратного устройства 48. С возвратным устройством 38 входит в зацепление тяговое устройство (не показано), которое подтягивает путевой упор из смещенного назад положения обратно в начальное или исходное положение. Это движение заканчивается, когда достигнут упор (упорный выступ) 50, жестко связанный с рельсом. На упоре 50 также находится точка распознавания датчика. Датчик, следовательно, обнаруживает, когда совершается отход от этой точки при смещении или когда она снова достигнута при возврате. Упор более отчетливо показан на фиг.6. Его крепление не показано детально. Но на фиг.7 представлена точка 52 крепления для упора 50, с которой также может взаимодействовать датчик.
С помощью описанной системы можно определять, находится ли путевой упор 10 в своем начальном положении, отошел ли от него или был ли сдвинут за пределы допустимого интервала, который определен на фигурах 3-5 дорожными столбиками 38, 40. Это определение можно проводить автоматически из удаленного места таким образом, что в этом месте имеется возможность в любое время автоматически контролировать путевой упор или множество путевых упоров в отношении их состояния. Кроме того, существует возможность при генерации сигнала датчиком или датчиками предусматривать устройства индикации для поездной бригады и эксплуатационного персонала, например, в виде проблескового маяка, сигнального рожка или механического поворотного сигнала. В частности, техническое обслуживание путевых упоров может производиться более целенаправленно и более централизованно, а ремонтные работы могут выполняться целенаправленно и своевременно. Документация для проведения работ по эксплуатации железной дороги становится проще и доступнее, что, таким образом, облегчает работу с ней пользователей и контролирующего персонала.
В приведенном выше описании отражено только применение датчика. Подразумевается, что определение положения путевого упора может производиться также с помощью одного или нескольких выключателей, которые размещены на путевом упоре и соединены с устройством сигнальной линией. Выключатель может приводиться в действие зоной срабатывания, которая жестко закреплена относительно шпал или рельсов и в случае тормозного путевого упора не препятствует смещению путевого упора. Кроме того, необходимо отметить, что в тормозных амортизаторах могут предусматриваться аналогичные меры для автоматического оповещения о недопустимом смещении амортизаторов.
Описание чертежа ограничивается тем, что датчик ставится в соответствие путевому упору. Подразумевается, что он может быть закреплен жестко относительно рельсов, а соответствующая точка распознавания - размещена на путевом упоре. Для описанной функции безразлично, где находится каждый из взаимодействующих компонентов, главное, чтобы они выявляли смещение путевого упора в желаемом смысле.
На фиг.8 в высшей степени схематично показаны соединения для передачи сигналов представленной системы. В блоке 58, очерченном пунктиром, находятся передающее устройство 23 с солнечным элементом 30 и датчиком 32. Эти компоненты соединены, что здесь не показано, с путевым упором, смещаемым относительно рельса 22 в направлении двойной стрелки 62. Цифрой 64 обозначено соединение для передачи сигнала от передающего устройства к приемному устройству 60, которое установлено в удаленном месте, например, там, где совместно осуществляются мероприятия по техническому обслуживанию и управлению для железнодорожного пути.