Мобильный дефектоскоп-путеизмеритель
С целью повышения эффективности диагностики железнодорожных путей и повышения безопасность их эксплуатации заявляемый мобильный дефектоскоп-путеизмеритель выполнен в виде установленной на рельсах съемной тележки, на которой размещен автоматизированный диагностический комплекс, снабженный системой позиционирования, дефектоскопным оборудованием, путеизмерительным оборудованием и системным микропроцессорным блоком, благодаря чему обеспечивается комплексный подход к диагностике состояния железнодорожного пути, расширяется диапазон одновременно диагностируемых параметров пути, повышается качество и достоверность результатов замеров, а также их обработки и анализа.
Заявляемая полезная модель относится к мобильным контрольно-измерительным устройствам, предназначенным для проверки состояния железнодорожного полотна, и представляет собой средство диагностики рельсовых путей, содержащее установленную на рельсах тележку, оснащенную необходимой измерительной аппаратурой и приспособлениями для определения параметров пути и(или) диагностики дефектов рельсов. Тележка представляет собой съемную конструкцию, имеет небольшой вес, перемещается и снимается с рельсов обслуживающим персоналом вручную.
Известна съемная путеизмерительная тележка, содержащая раму и опирающиеся на измерительные колеса траверсы, одна из которых жестко закреплена на раме, а вторая закреплена на штоке, установленном на раме с возможностью перемещения вдоль нее и возможностью ограниченного вращения, смонтированные на раме датчик положения пути по уровню, датчик положения пути по ширине колеи, связанный с измерительными колесами через подвижную траверсу, и регистрирующий блок, связанный с указанными датчиками (см. а.с. SU 1041613, МПК Е 01 В 35/00, дата публикации 15.09.1983, «Путеизмерительная тележка»).
Недостатком известной конструкции является узкая направленность диагностики оборудования путеизмерительной тележки, заключающейся в измерении двух параметров рельсового пути: положение пути по ширине колеи и положение пути по уровню.
Однако в процессе эксплуатации рельсовых путей необходима также их проверка на наличие в них дефектов, которая требует наличия другого специального оборудования, например, для ультразвукового или магнитного контроля, и для этих целей применяется в настоящее время отдельная специальная тележка, оснащенная дефектоскопным оборудованием.
Известна также конструкция дефектоскопа, установленного на тележке и предназначенного для сплошного ультразвукового контроля эхо-импульсным и зеркально-теневым методами обеих нитей железнодорожного пути. Дефектоскоп содержит по пять независимых дефектоскопических каналов на каждую сторону тележки, два из которых работают с наклонными преобразователями (углы ввода 55° и
70°) для выявления эхо-методом внутренних дефектов в головке рельса, два - с наклонными преобразователями (углы ввода 45°) для выявления эхо-методом внутренних дефектов в шейке рельса, и один - с раздельно-совмещенным для обнаружения дефектов в шейке рельса эхо- и зеркально-теневым методами (Ультразвуковой дефектоскоп УДС2-РДМ-2, Республика Молдова, г.Кишинев, http://www.rdm.md/rus/rdm2.html).
Известный дефектоскоп предназначен для выявления и регистрации дефектов в обоих рельсах железнодорожного пути при сплошном контроле для выборочного ручного контроля сварных стыков, отдельных сечений и участков рельса, определения координат обнаруженных дефектов и их условной протяженности. Дефектоскоп запоминает и регистрирует дефектограммы проконтролированного пути с возможностью просмотра на экране его цветного матричного индикатора или на мониторе компьютера.
Но для измерения параметров пути он не предназначен. Поэтому кроме проверки рельсового пути дефектоскопом обязательно требуются проведение путеизмерительных замеров, которые осуществляются с помощью специальных путеизмерительных съемных тележек.
Невозможность осуществления диагностики рельсовых путей, состоящей из путеизмерительных замеров с одновременным выявлением дефектов рельсов, требует создания отдельных специализированных путеизмерительных тележек и дефектоскопных тележек с соответствующим оборудованием, что влечет за собой значительные материальные расходы на их создание и обслуживание, дополнительные затраты времени обслуживающего персонала для раздельного выполнения путеизмерительной и дефектоскопией диагностики, а также дополнительную загруженность железной дороги.
Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности диагностики железнодорожного пути путем расширения диапазона одновременно диагностируемых параметров, в снижении материальных, временных и трудовых затрат.
Поставленная задача решается благодаря созданию мобильного дефектоскопа - путеизмерителя, характеризующегося тем, что он выполнен в виде установленной на рельсах съемной тележки, на которой размещен автоматизированный
диагностический комплекс, снабженный системой позиционирования, путеизмерительным оборудованием, дефектоскопным оборудованием и системным микропроцессорным блоком.
Выполнение мобильного дефектоскопа-путеизмерителя в виде установленной на рельсах съемной тележки, оснащенной автоматизированным диагностическим комплексом, позволяет осуществить комплексный подход к оценке работоспособности железнодорожного пути за счет расширения диапазона одновременно диагностируемых параметров пути.
Наличие в автоматизированном диагностическом комплексе системы путеизмерительного и дефектоскопного оборудования обеспечивает его универсальность, позволяя одновременно, за один проход тележки, осуществлять замеры состояния рельсового пути и дефектоскопическую диагностику рельсов.
Объединение дефектоскопного и путеизмерительного оборудования в единый комплекс с общим системным микропроцессорным блоком и системой позиционирования обеспечивает повышение эффективности диагностики состояния рельсового пути за счет обеспечения комплексной проверки, анализа комплексных параметров. При этом применение автоматизированного диагностического комплекса повышает качество диагностики, увеличивает скорость и точность анализа измерений.
Кроме того, размещение универсального диагностического комплекса на одной тележке, вместо двух раздельно существующих специализированных тележек, позволяет сэкономить значительные материальные средства, затрачиваемые на их отдельное изготовление и обслуживание, а также уменьшить в целом трудозатраты на диагностику рельсовых путей.
Одновременно обеспечивается снижение загруженности железнодорожных путей сокращением времени на проведение необходимых диагностических работ. Габаритно-весовые характеристики мобильного комплекса остаются в пределах, характерных для одной дефектоскопной тележки.
Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
На фиг.1 показан общий вид мобильного дефектоскопа-путеизмерителя;
на фиг.2 - общий вид тележки сверху;
на фиг.3 - общий вид дефектоскопного оборудования,
на фиг.4 - структурная схема автоматизированного диагностического комплекса.
Мобильный дефектоскоп-путеизмеритель выполнен в виде съемной тележки, состоящей из рамы 1, на которую с одной стороны установлены два узла крепления 2, жестко закрепленные к раме. На осях этих узлов установлены ходовые колеса 3 - для перемещения тележки по рельсам 4, и фиксирующие колеса 5 - для фиксации и удержания тележки от скатывания с рельсов 4. На тележке установлены две поворотные рамки 6, на которых установлены подпружиненные узлы с осями для ходовых 3 и фиксирующих 5 колес. Для переноса тележки в нерабочем положении к месту работы служит рычаг-фиксатор 7, с помощью которого сжимают и фиксируют пружину поворотной рамки 6. Для снятия тележки с пути и переноса ее вне железнодорожного пути на раме 1 установлены выдвижные ручки 8.
Система позиционирования тележки содержит установленный на тележке спутниковый приемо-передатчик для определения месторасположения тележки на местности и датчик угловых перемещений, который установлен в одном из узлов крепления 2 и служит для измерения пройденного пути, а также синхронизирует работу микропроцессорного блока, который управляет работой путеизмерительного и дефектоскопного оборудования.
Путеизмерительное оборудование содержит электронные блоки 9 для приема сигналов от датчиков механизмов измерения шаблона (ширины) рельсовой колеи и для приема сигналов от датчиков измерения уровня рельсовых нитей. Механизм измерения шаблона рельсовой колеи соединен подпружиненным рычагом 10 с поворотной рамкой 6 тележки. Пружины 11, работающие на растяжение, обеспечивают постоянное боковое прижатие всех фиксирующих колес 5 тележки к внутренним боковым поверхностям головок рельсовой колеи, тем самым обеспечивая контроль ширины рельсовой колеи.
Дефектоскопное оборудование содержит: блок приемно-генераторный 12; искательную лыжу 13, систему центровки 14 искательной лыжи 13; оборудование для хранения и подачи контактирующей жидкости.
Блок приемно-генераторный 12 служит для приема, усиления и селекции эхо-сигналов и для возбуждения в ультразвуковых резонаторах ультразвуковых волн. На искательной лыже 13 устанавливают ультразвуковые резонаторы, которые соединены с входами приемно-генераторного блока 12. Система центровки 14 искательной лыжи
13 служит для центровки искательной лыжи 13 относительно центра головки рельса 4. Оборудование для хранения и подачи контактирующей жидкости под искательную лыжу 13 содержит: емкость для хранения контактирующей жидкости 15 (см. фиг.1), подающие шланги (на фиг. не показаны), по которым контактирующая жидкость из емкости для хранения 15 поступает под искательную лыжу 13; органы управления количественной подачей контактирующей жидкости.
Системный микропроцессорный блок 16 (фиг.4) автоматизированного диагностического комплекса содержит: интерфейсное устройство 17 приема синхросигнала от системы позиционирования; интерфейсное устройство связи с путеизмерительным оборудованием 18 и интерфейсное устройство связи с дефектоскопным электронным оборудованием 19; устройство визуального отображения информации 20; устройство накопления 21 полученных данных контроля; устройство управления 22 программным обеспечением комплекса; интерфейсное устройство 23 приемо-передачи данных внешним компьютерам.
После включения системного микропроцессорного блока происходит загрузка микропроцессора 16 программами начальной установки для инициализации внутренних и внешних интерфейсных устройств, подготавливая автоматизированный диагностический комплекс к работе. С устройства управления 22 вводятся начальные параметры настройки дефектоскопного и путеизмерительного оборудования.
Используя систему позиционирования, производим привязку тележки к местности. Все эти операции по настройке и привязке контролируются на экране устройства отображения 20. После ввода начальных параметров контролируемого участка начинают его диагностику.
При начале движения тележки с датчика угловых перемещений поступают сигналы в системный микропроцессорный блок 16. Эти сигналы, поступающие через одинаковое расстояния пройденного пути контролируемого участка, синхронизируют работу всех интерфейсов связи 17, 18, 19, 23 системного микропроцессорного блока 16. Через интерфейсы связи 17, 18, 19, 23 осуществляется обмен данными между системным микропроцессорным блоком 16 и системой позиционирования, путеизмерительным оборудованием и дефектоскопным оборудованием.
Полученные данные измерений поступают в устройство накопления данных 21 для хранения. Считываемые микропроцессором 16 данные с устройства накопления данных 21 поступают на устройство отображения 20 (экран).
Управление выбором информации из устройства накопления данных 21 и его вывод на экран устройства отображения 20, а также выбором режимов работы путеизмерительного и дефектоскопного оборудования или пунктов в меню программного обеспечения автоматизированного диагностического комплекса осуществляется устройством управления 22.
Полученные данные контроля можно переписать во внешний компьютер для дальнейшей обработки.
Таким образом, заявляемый мобильный дефектоскоп-путеизмеритель, снабженный новым автоматизированным диагностическим комплексом, состоящим из системы позиционирования, путеизмерительного оборудования, дефектоскопного оборудования и системного микропроцессорного блока, обеспечивает комплексный подход к диагностике состояния железнодорожного пути, позволяет расширить диапазон одновременно диагностируемых параметров пути, повысить качество и достоверность результатов замеров, а также их обработки и анализа.
Заявляемое техническое решение повышает экономическую эффективность как при изготовлении мобильного дефектоскопа-путеизмерителя, так и при его эксплуатации за счет однократного прохода при одновременном проведении путеизмерительных замеров и дефектоскопией диагностики.
Указанные технические преимущества обеспечивают в целом повышение эффективности диагностики железнодорожных путей, повышая безопасность их эксплуатации.
Мобильный дефектоскоп-путеизмеритель, характеризующийся тем, что он выполнен в виде установленной на рельсах съемной тележки, на которой размещен автоматизированный диагностический комплекс, снабженный системой позиционирования, путеизмерительным оборудованием, дефектоскопным оборудованием и системным микропроцессорным блоком.
