Устройство контроля схода подвижного состава
Решение относится к средствам блокировки движения подвижного состава. Техническим результатом решения является повышение надежности за счет исключения ложных срабатываний, вызванных изломом контрольных стоек, который может быть спровоцирован напряжениями, возникающими при вибрациях, вспучивании пути, несинхронным перемещением рельсов и т.д. Результат достигается тем, что устройство выполнено самоадаптирующимся под условия эксплуатации. Адаптация достигается тем, что напряжения в стойках, не связанные с воздействием подвижного состава, не доходят до стоек, они компенсируются в узле сочленения, встроенном между составными частями полки, установленной на стойки. Узел сочленения обеспечивает необходимое для этого ограниченное перемещение составных частей полки в нужных направлениях. В частном случае узел сочленения может быть выполнен в виде сопрягаемых пальца и втулки. При этом сочленение может быть снабжено специальным гибким тоководом.
Решение относится к средствам обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте, позволяет средствами централизации и блокировки зафиксировать факт схода с рельсов колес подвижного состава, волочения предметов вместе с подвижным составом, свисания объектов ниже уровня нижнего габарита подвижного состава.
Уровень развития техники известен из решения (патент РФ №2243119), где срабатывание устройства происходит за счет разрыва электрической цепи при разрушении стоек или установленных на них полок из-за воздействия на них колеса, сошедшего с рельса, свисающего или волочащегося предмета. Стойки и полки выполнены из электропроводного материала и их прочность ориентирована на предельно допустимое усилие воздействия в вертикальном или горизонтальном направлениях.
Недостатком решения является его низкая надежность, связанная с самопроизвольным изломом стоек, что является признаком ложного срабатывания устройства и влечет за собой остановку подвижных составов. Излом стоек происходит из-за избыточной жесткости устройства. Так, при высокоскоростном движении, при следовании длинных и тяжеловесных состав, при вспучивании балласта при минусовых температурах перемещения рельсов друг относительно друга в продольном или вертикальном направлениях относительно велики. Это приводит к деформациям несущих элементов устройства, деформации приводят к избыточным напряжениям в наиболее слабых местах (а ими-то и являются стойки), что и приводит к разрушению стек, т.е. к разрыву электрической рельсовой цепи и ложному срабатыванию.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности устройства за счет исключения ложных срабатываний путем предотвращения излома стоек. Это достигается за счет обеспечения адаптации устройства к условиям эксплуатации. Для этого в устройстве предусмотрены элементы, снижающие его жесткость без утраты прочности. Для этого полки выполнены составными (разрезными), составные части сочленены между собой с обеспечением возможности некоторого перемещения во всех трех взаимно-перпендикулярных направлениях,
причем составные части снабжены электропроводником. Усилие разрушения воспринимается узлом сочленения, электропроводник разрушается, цепь разрывается. Разгрузка устройства от напряжений, вызывающих ложное срабатывание, происходит в зазорах узла сочленения.
Узел сочленения может иметь разную конструкцию. С позиций простоты монтажа удобно одну из составных частей полки, установленной на одной стойке снабдить втулкой, вторую составную часть, установленную на второй стойке, снабдить пальцем, сочлененным с отверстием втулки с зазором, достаточным для компенсации тех перемещений, которые могли бы приводить к ложным срабатываниям. При этом электропроводник может быть в виде троса, концы которого соединены с указанными составными частями полки.
Таким образом, заявляемый объект, как и прототип, кроме основных узлов и агрегатов содержит изломные электропроводные стойки в качестве средства разрыва электрической цепи и установленные на стойках электропроводные полки (одна полка установлена на двух стойках). Полки предназначены для восприятия горизонтального и вертикального усилий от подвижного состава и передачи этого усилия на стойки.
Однако заявляемый объект отличается тем, что полки выполнены составными, составные части каждой полки взаимодействуют между собой посредством узла сочленения с возможностью ограниченного перемещения в трех взаимно-перпендикулярных направлениях и связаны электропроводным элементом.
В частном случае узел сочленения выполнен в виде втулки с пальцем, закрепленных на составных частях полки, причем втулка и палец сочленены между собой с зазором. Электропроводный элемент выполнен гибким, например, в виде троса, концы которого прикреплены к составным частям полки, например приварены.
Составные части полки для установки их на стойки могут быть дополнительно снабжены кронштейном, ориентированным вдоль колес железнодорожного пути.
На фиг.1 показано принципиальное устройство составных частей планки, на фиг.2 - поперечное сечение планки по узлу сопряжения, на фиг.3 - схема устройства, оснащенного кронштейном.
В общем случае устройство содержит несколько изломных стоек 1, которые попарно связаны полками 2. Материал стоек и планок токопроводен. Соседние пары
стоек связаны в единую электрическую цепь электропроводными перемычками 3. Стойки 1 смонтированы на шпале или специальной балке 4. Полки 2 выполнены составными, т.е. состоят из составных частей 2.1 и 2.2. Каждая из этих частей установлена на свою стойку 1. Составные части полки имеют общий узел сочленения 5, обеспечивающий возможность их ограниченного перемещения в трех взаимно-перпендикулярных поверхностях. Эти перемещения могут быть следствием как линейного движения составных частей полки, так и углового. Для обеспечения единой электрической цепи составные части полки соединены электропроводным элементом 6.
Например, узел сочленения может быть выполнен посредством зазорного соединения втулки с пальцем. Для этого втулка 7 может быть приварена к части 2.2 полки 2, а палец 8 - к части 2.1 полки 2 (либо наоборот). Зазор в узле сочленения 5 обеспечивается тем, что диаметр пальца меньше диаметра отверстия втулки.
Работа устройства состоит в следующем. При воздействии горизонтальной нагрузки (усилия) Р1 или вертикальной Р2 на полку 2 (или любую из ее составных частей 2.1, 2.2) от подвижного состава (колесо, сошедшее с рельса, свисающий или волочащийся предмет) нагрузка далее передается на стойки 1. Если нагрузки P 1 и Р2 меньше нормированных для срабатывания устройства, то прочности стоек хватает, они не ломаются, электрическая цепь не разрывается. Если прочности стоек не достаточно, то они (обе либо одна из них) ломаются, электрическая цепь разрывается и сигнал сработки устройства передается на пульт дежурного и т.д. вплоть до включения запрещающего сигнала светофора.
Передача нагрузки обеспечивается узлом сочленения 5. При этом размыкание (или поломка) узла сочленения от сверхнормативных усилий P1 и Р2 ведет к разрыву электропроводного элемента 6, что также является признаком штатного срабатывания устройства как и поломка стойки 1.
В случае исполнения узла сочленения в виде сопрягаемых с зазором втулки 7 и пальца 8 в первоначальный момент воздействия нагрузки P1 и Р2 происходит выборка зазора (диаметр пальца меньше диаметра отверстия втулки), затем палец во втулке защемляется и далее нагрузка передается как на сам узел сочленения, так и на стойки. При сломе пальца составные части проворачиваются вокруг стоек 1 или вместе с ними на некоторый угол, трос 6 натягивается и разрывается, что является
признаком штатной сработки устройства. Если слом пальца не произошел, то ломается стойка, что также является штатной сработкой.
Надежность штатного срабатывания устройства от воздействия вертикальной нагрузки Р2 возрастает, если точку приложения усилия Р2 сместить от оси стойки 1 на некоторое расстояние l, что создаст изгибной момент М. Для этого составные части полки для установки их на стойки должны быть снабжены кронштейнами 9, ориентированы вдоль рельсовой колеи (т.е. поперек полки).
Достижение технического результата, т.е. исключение ложных срабатываний от излома стоек при отсутствии нагрузок Р1 и Р2 от подвижного состава, но при воздействии вибраций, изгиба шпалы или балки 4, вспучивания балласта и т.д. обеспечивается следующим образом.
Узел сочленения должен обеспечивать свободу перемещения на некоторые расстояния в любом из трех взаимно-перпендикулярных направлениях. Это расстояние и является допуском (например, величина зазора между пальцем и втулкой) для этих вибраций, изгибов, вспучиваний и т.д., т.е. перемещения угловые или линейные (влево-вправо, вверх-вниз, вперед-назад) в пределах допуска (зазора) не ведут к нагружению стоек и не будут служить причиной излома.
1. Устройство контроля схода подвижного состава содержащее изломные стойки в качестве средства разрыва электрической цепи и установленные на них полки, предназначенные для восприятия горизонтального и вертикального усилий от подвижного состава, отличающееся тем, что полки выполнены составными, составные части каждой полки взаимодействуют между собой посредством узла сочленения и возможностью ограниченного перемещения в трех взаимно-перпендикулярных направлениях и связаны электропроводным элементом.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел сочленения выполнен в виде втулки, прикрепленной к одной из составных частей полки, и взаимодействующим с отверстием втулки пальцем, прикрепленным ко второй составной части полки, причем диаметр отверстия втулки больше диаметра пальца для образования зазора.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электропроводный элемент выполнен в виде троса, один конец которого прикреплен к одной составной части полки, второй конец - к другой составной части.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что составные части полки для установки их на стойки снабжены кронштейном, ориентированным вдоль колеи железнодорожного пути.
