АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РЕЖИМОВ НАПРЯЖЕНИЯ ЛАМП СВЕТОФОРА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к системе регулирования движения поездов и их ограждения на перегонах с помощью светофоров, показания которых изменяются автоматически под действием самих движущихся поездов. Полезную модель можно применять во всех типах автоматических блокировок, а также на железнодорожных участках как электрифицированных на постоянном и переменном токе, так и на неэлектрифицированных.
Известно широким применением в автоматических блокировках устройство двойного снижения напряжения ламп светофоров [1], являющееся прототипом полезной модели.
Прототип имеет недостатки, которые ведут к снижению надежности работы автоблокировки и главное - безопасности движения поездов, что недопустимо, не говоря уже о задержках поездов, где потребуется переход на другой способ их движения, ведущий к дополнительным эксплуатационным расходам; то есть при отсутствии напряжения в линии двойного снижения напряжения ламп светофоров в дневное время, например, при обрыве одного из линейных проводов, практически прекращается работа автоблокировки, так как происходит понижение накала ламп светофоров, а в светлое время суток снижение напряжения на лампах равносильно гашению огней светофоров. Также присутствует человеческий фактор, так как дежурный по станции вручную управляет понижением накала ламп светофоров - нажатием кнопки, обесточивая тем самым линию двойного снижения напряжения ламп светофоров.
Технической задачей полезной модели является обеспечение безопасности движения поездов, повышение надежности работы автоблокировки, улучшение видимости сигнальных огней светофоров, увеличение ресурса светофорных ламп, снижение эксплуатационных расходов.
Техническая задача решена за счет того, что в релейный шкаф каждого светофора монтируется датчик освещенности и триггер, что позволяет не только быстро монтировать, а при необходимости и демонтировать автоматическое устройство переключения режимов напряжения ламп светофоров, но и затратить минимум средств на его оборудование. Полезная модель, состоящая из ламп светофоров, реле двойного снижения напряжения и его контактной группы, регулируемого резистора, отличается тем, что дополнительно содержит датчик освещенности и триггер, причем триггер включен последовательно в цепь питания реле двойного снижения напряжения, а управление триггером осуществляется сигналом с датчика освещенности в зависимости от естественной освещенности. Переключение режимов напряжения ламп светофоров происходит автоматически, без участия человека в зависимости от естественной освещенности, то есть в светлое время суток автоматически включается нормальное напряжение на светофорных
лампах, а в темное время на лампах включается величина 0,7-0,8 от этого напряжения. Видимость огней светофоров в ночное время хорошо обеспечена и при этом без снижения степени безопасности движения поездов достигается увеличение срока службы ламп светофоров, а также снижение эксплуатационных расходов.
На фиг.1 показана функциональная схема автоматического устройства переключения режимов напряжения ламп светофоров, на фиг.2 - пример принципиальной электрической схемы устройства, где обозначены следующие позиции:
поз.1 - светофор;
поз.2 - лампа светофора;
поз.3 - релейный шкаф;
поз.4 - реле двойного снижения напряжения;
поз.5 - контактная группа (фронтовой и тыловой контакты) реле двойного снижения напряжения;
поз.6 - первый регулируемый резистор;
поз.7 - датчик освещенности;
поз.8 - триггер;
поз.9 - первый транзистор;
поз.10 - первый диод;
поз.11 - второй диод;
поз.12 - третий диод;
поз.13 - конденсатор;
поз.14 - первый резистор;
поз.15 - фоторезистор;
поз.16 - второй резистор;
поз.17 - третий резистор;
поз.18 - второй регулируемый резистор;
поз.19 - второй транзистор;
поз.20 - первый стабилитрон;
поз.21 - четвертый резистор;
поз.22 - пятый резистор;
поз.23 - третий регулируемый резистор;
поз.24 - второй стабилитрон;
поз.25 - шестой резистор. Устройство работает следующим образом:
цепь питания реле двойного снижения напряжения 4 (фиг.1, фиг.2) ламп 2 светофора 1 подключена к триггеру 8 на двух транзисторах 9 и 19 разной проводимости. Одно состояние триггера 8, когда транзисторы 9, 19 открыты и реле двойного снижения напряжения 4 под током и его фронтовой контакт 5 замкнут, соответствует дневному режиму питания светофорных ламп, то есть включается нормальное напряжение на лампе 2 светофора 1. Другое состояние триггера 8 - когда транзисторы 9, 19 закрыты и реле двойного снижения напряжения 4 без тока и замкнут его тыловой контакт 5, что соответствует ночному режиму питания
светофорных ламп. Регулируемый резистор 6 изменяет напряжение на лампе 2 светофора 1, то есть позволяет установить такую величину снижения накала светофорных ламп (0,7-0,8 от нормального напряжения), при которой видимость в ночное время хорошо обеспечена. Сигнал на вход триггера 8, которым является цепь база-эмиттер транзистора 19, подается с нижнего плеча потенциометра, образованного фоторезистором 15 и резисторами 22, 23. Порог опрокидывания триггера 8 задан стабилитроном 20, включенным в эмиттерную цепь транзистора 19. Нижнее регулируемое плечо потенциометра - регулируемый резистор 23 - используется для установки напряжения прямого опрокидывания триггера 8. Процесс срабатывания триггера 8 происходит следующим образом. При увеличении освещенности сопротивление фоторезистора 15 начинает уменьшаться, в результате чего повышается потенциал средней точки потенциометра. Когда освещенность достигает 3-4 лк, потенциал средней точки становится равным напряжению стабилизации стабилитрона 20, и через цепь эмиттер-база начинает протекать ток. Он усиливается транзистором 19 и через резистор 17 подается в цепь эмиттер-база транзистора 9. Последний, приоткрываясь, увеличивает базовый ток транзистора 19, протекающий с коллектора транзистора 9 через резисторы 14, 18. Эта положительная обратная связь приводит к отпиранию транзисторов 19 и 9. Реле двойного снижения напряжения 4, включенное на выходе триггера 8, притягивает якорь. Обратное опрокидывание триггера 8 происходит при уменьшении освещенности до значения, находящегося в пределах 3,3 лк - 1,5 лк. Сопротивление фоторезистора 15 увеличивается до значения, при котором потенциал средней точки потенциометра становится меньше напряжения стабилизации стабилитрона 20. Транзистор 19, а за ним транзистор 9 закрываются. Реле двойного снижения напряжения 4 обесточивается. Чувствительность триггера 8 к освещенности регулируется резистором 18. Чем меньше это сопротивление, тем при меньшей освещенности происходит обратное опрокидывание триггера 8. Напряжение питания триггера 8 стабилизировано при помощи стабилитрона 24 и балластного резистора 25. В качестве датчика освещенности используется до десяти фоторезисторов, что снижает их общее сопротивление с 2-5 до 0,2-0,5 Мом и тем самым согласовывает его с достаточно низким входным сопротивлением триггера 8.
Таким образом, переключения режимов напряжения ламп светофоров происходят автоматически в зависимости от естественной освещенности. Видимость огней светофоров в ночное время хорошо обеспечена и при этом без снижения степени безопасности движения поездов достигается увеличение срока службы ламп светофоров, снижение эксплуатационных расходов. Полезную модель следует применять при проектировании и строительстве автоблокировки, а также при разработке инструктивных материалов по эксплуатации железных дорог.
Литература:
1. Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте:
Учебник для вузов ж.-д. трансп. А.С.Переборов, Ю.А.Кравцов, И.М.Кокурин и др. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1985. - 343 с.