BR102017012627A2

BR102017012627A2 - system and associated devices to promote mechanical locomotive blocking

Info

Publication number: BR102017012627A2
Application number: BR102017012627-7A
Authority: BR
Inventors: Marcos Vasconcelos Ferreira
Original assignee: Gesso Integral Exploração E Comercialização De Gipsita Grajaú Ltda
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2019-01-15

Abstract

a presente invenção refere-se a sistema e dispositivos associados para promover o bloqueio mecânico de locomotiva, inserida no campo técnico de equipamentos ferroviários especiais para locomotivas, por meio da interação de três módulos: módulo comando (1), módulo loco (2) e módulo remoto (3). o módulo comando é instalado no quadro de comando da locomotiva e executa as atuações eletropneumáticas diretas para realizar a parada e imobilização do veículo, bem como a neutralização dos comandos do maquinista e o desligamento do conjunto propulsor, o módulo loco fica localizado na superfície externa da locomotiva de modo que funcione como ponte para a comunicação entre o módulo comando e módulo remoto, sendo que este estará acessível ao operador externo a locomotiva por meio do dispositivo remoto. o dispositivo loco e remoto possuem alimentação elétrica por meio de cabos (2b)(3b) e se comunicam via emissão de sinal de rádio frequência por antenas, inseridas no conector (2a)(3a). estes dispositivos possuem indicadores luminosos que possibilitam a verificação das condições básicas para o bom funcionamento da tecnologia e indicam os estados de comunicação e atuação do sistema. o sistema conta ainda com a possibilidade de by pass, localizado no quadro de comando da locomotiva, que inibe rapidamente a atuação deste sistema em caso de emergências, quando acionado.The present invention relates to a system and associated devices for promoting mechanical locomotive blocking within the technical field of special rail locomotive equipment by the interaction of three modules: control module (1), loco module (2) and remote module (3). The control module is installed on the control panel of the locomotive and performs direct electropneumatic actuations to stop and immobilize the vehicle, as well as neutralize the driver's commands and shut down the powertrain, the loco module is located on the external surface of the engine. locomotive so that it acts as a bridge for communication between the command module and the remote module, which will be accessible to the operator outside the locomotive via the remote device. The loco and remote device are powered by cables (2b) (3b) and communicate via radio frequency signal transmission via antennas, inserted into connector (2a) (3a). These devices have light indicators that enable the verification of the basic conditions for the proper operation of the technology and indicate the communication states and system performance. The system also has the possibility of bypass, located in the control panel of the locomotive, which quickly inhibits the operation of this system in case of emergencies, when activated.

Description

SISTEMA E DISPOSITIVOS ASSOCIADOS PARA PROMOVER O BLOQUEIO MECÂNICO DE LOCOMOTIVA [001] A presente invenção refere-se a sistema e dispositivos associados para promover o bloqueio mecânico de locomotiva, inserida no campo técnico de equipamentos ferroviários especiais para locomotivas, o qual promove o bloqueio elétrico do sistema propulsor e o acionamento dos freios, por meio de ações definidas pelo acionamento de um dispositivo externo remoto associado, com o intuito de conferir maior segurança nas manutenções de locomotivas e composições ferroviárias.SYSTEM AND ASSOCIATED DEVICES TO PROMOTE MECHANICAL LOCOMOTIVE BLOCKING [001] The present invention relates to system and associated devices to promote mechanical locomotive blocking, inserted in the technical field of special railway equipment for locomotives, which promotes electrical blocking the propulsion system and the application of the brakes, through actions defined by the activation of an associated remote external device, in order to provide greater safety in the maintenance of locomotives and railway compositions.

[002] A demanda por uma solução mais segura nas manutenções ferroviárias surgiu da condição de não visibilidade do maquinista com relação ao agente ferroviário (operador/mecânico), pois, na maioria das vezes, o maquinista realiza suas tarefas sem contato visual com os agentes. Essa condição acarreta uma vulnerabilidade muito grande dos mesmos, e aumenta consideravelmente o risco de acidentes nestes tipos de operações.[002] The demand for a safer solution in railway maintenance arose from the condition of the driver's lack of visibility in relation to the railway agent (operator / mechanic), because, in most cases, the driver performs his tasks without visual contact with the agents . This condition causes a great vulnerability of the same, and considerably increases the risk of accidents in these types of operations.

[003] No estado da técnica, é de conhecimento geral que existem controles remotos e sistemas que gerenciam certas especificidades de movimentação de locomotivas, porém, estes se pautam principalmente em gerenciamento da frenagem para evitar descarrilamentos, e gerenciamento de posição de vagões em grandes locomotivas, nas quais existe um controle por uma locomotiva denominada líder.[003] In the state of the art, it is common knowledge that there are remote controls and systems that manage certain locomotive movement specificities, however, these are mainly based on brake management to avoid derailments, and management of wagons position on large locomotives. , in which there is a control by a locomotive called leader.

[004] O pedido de Patente US2010152934 abrange um controlador eletrônico remoto de freio a ar de locomotivas, porém, não inter-relaciona um desligamento do sistema propulsor. O pedido de Patente WO2007097845 cria um método computacional de comunicação sem fio entre uma unidade de controle externa a locomotiva e uma unidade localizada na mesma, de modo que a transmissão de mensagens codificadas seja mais simples, porém não o embarca em um dispositivo com a finalidade única de bloqueio do funcionamento.[004] Patent application US2010152934 covers a remote electronic air brake controller for locomotives, however, it does not interrelate a shutdown of the propulsion system. Patent application WO2007097845 creates a computational method of wireless communication between a control unit external to the locomotive and a unit located on it, so that the transmission of encrypted messages is simpler, but does not embark on a device for the purpose blocking operation.

Petição 870170040601, de 13/06/2017, pág. 13/21Petition 870170040601, of 06/13/2017, p. 13/21

2/5 [005] Com o intuito de solucionar os problemas e deficiências descritos desenvolveu-se a presente invenção, que abrange um sistema e um dispositivo remoto correlacionado, que atuam por meio da interação de três módulos: módulo remoto, módulo loco e módulo comando; sendo que, no módulo comando, executa-se o corte da corrente elétrica do conjunto propulsor, bem como o acionamento dos freios através da atuação de válvulas com atuador pneumático e solenoide eletropneumática, dispostas e instaladas em local específico.2/5 [005] In order to solve the described problems and deficiencies, the present invention was developed, covering a system and a correlated remote device, which act through the interaction of three modules: remote module, loco module and module command; in the control module, the electric current of the propulsion unit is cut, as well as the brakes are activated through the actuation of valves with pneumatic actuator and electro-pneumatic solenoid, arranged and installed in a specific location.

[006] O módulo comando é instalado no quadro de comando da locomotiva e sua ligação com a mesma é realizada por meio de cabos padronizados e identificados com cores. O módulo é ligado à alimentação do quadro de comando, de 74V, por um cabo preto (-) e um cabo vermelho (+), e, através de um cabo amarelo, é ligado aos comandos propriamente ditos da locomotiva, por meio de dispositivo que permite o corte da corrente elétrica do conjunto propulsor. Além disso, existe a ligação através de cabos azuis com duas válvulas esféricas que permitem o bloqueio/desbloqueio do sistema pneumático da locomotiva, em conjunto com um pressostato, que atua abrindo ou fechando o circuito elétrico em casos de sobre pressão ou sub pressão na tubulação do encanamento geral da locomotiva.[006] The command module is installed in the locomotive's control panel and its connection with it is carried out by means of standardized cables and identified with colors. The module is connected to the power supply of the 74V control panel, by a black cable (-) and a red cable (+), and, through a yellow cable, it is connected to the controls of the locomotive, by means of a device that allows the cutting of the electric current of the propeller assembly. In addition, there is a connection through blue cables with two ball valves that allow the lock / unlock of the locomotive's pneumatic system, together with a pressure switch, which acts by opening or closing the electrical circuit in cases of over pressure or under pressure in the pipeline the general plumbing of the locomotive.

[007] O módulo comando é responsável pela interface entre o módulo Loco e a Locomotiva, e mantém sempre o último status (bloqueado ou liberado) em caso de perda de sinal ou comando. Este módulo tem uma seletora que por padrão fica em modo desligado.[007] The command module is responsible for the interface between the Loco module and the Locomotive, and always maintains the last status (blocked or released) in case of loss of signal or command. This module has a selector that by default is in off mode.

[008] O módulo loco é um controle que se posiciona em um leito a ser fixado na superfície externa da locomotiva por meio de bases imantadas, em um nível superior a altura máxima dos vagões. Um cabo liga o módulo Loco ao módulo Comando através de galeria aberta no forro da locomotiva.[008] The loco module is a control that is positioned on a bed to be fixed on the external surface of the locomotive by means of magnetized bases, at a higher level than the maximum height of the cars. A cable connects the Loco module to the Command module through an open gallery on the liner of the locomotive.

[009] O módulo remoto constitui o dispositivo remoto industrial que deve ficar próximo do local no qual será feita a intervenção na composição ferroviária, ou seja, no local onde há exposição ao risco. Deve ser posto em local fixo e com[009] The remote module constitutes the industrial remote device that must be close to the place where the intervention in the railway composition will be made, that is, in the place where there is risk exposure. It must be placed in a fixed location and

Petição 870170040601, de 13/06/2017, pág. 14/21Petition 870170040601, of 06/13/2017, p. 14/21

3/5 antena direcionada para o sentido da locomotiva. Além disso, deve ter tomada com energia 110~220 vca para alimentação da bateria.3/5 antenna directed towards the locomotive. In addition, it must have an outlet with 110 ~ 220 Vac power for battery power.

[010] No dispositivo do módulo loco existe um conector de alimentação, um conector de antena, uma chave liga/desliga, e dois indicadores: um indicador de caixa ligada e um indicador de perda de sinal. No dispositivo remoto, que fica acessível às mãos do operador, além dos componentes supracitados, existem um indicador de bloqueio ativado, e uma botoeira de acionamento do bloqueio por chave.[010] On the device of the loco module there is a power connector, an antenna connector, an on / off switch, and two indicators: a box connected indicator and a signal loss indicator. In the remote device, which is accessible to the operator's hands, in addition to the aforementioned components, there is an activated lock indicator, and a button for activating the key lock.

[011] O cabo de alimentação e o cabo da antena, de ambos dispositivos, devem estar conectados em suas respectivas posições e, além disso, para efetuar a correta comunicação os dois dispositivos devem estar ligados e as antenas apontadas uma para a outra de modo a estabelecer a conexão via rádio frequência.[011] The power cable and the antenna cable, of both devices, must be connected in their respective positions and, in addition, to make the correct communication the two devices must be connected and the antennas pointed at each other in a way to establish the connection via radio frequency.

[012] As etapas para proceder com a comunicação correta dos dois dispositivos se iniciam com a ligação do dispositivo loco por meio da chave seletora, que deve acender o indicador de caixa ligada. Depois de verificada a alimentação do dispositivo loco, deve-se ligar o dispositivo remoto, que deve acender o indicador de caixa ligada e logo em seguida será emitido um sinal sonoro, com o subsequente a acendimento do indicador da perda de sinal. Esta indicação inicial significa que o dispositivo loco ainda não está conectado ao dispositivo remoto e, por padrão, o dispositivo remoto tem de 5 a 10 segundos para estabelecer a ligação, desde que satisfeitas as condições básicas. Quando estabelecida a conexão o indicador de perda de sinal se apagará e o sinal sonoro cessará mostrando que os módulos estão conectados e prontos para operar.[012] The steps to proceed with the correct communication of the two devices begin with the connection of the loco device by means of the selector switch, which should light the connected box indicator. After checking the power supply of the loco device, the remote device must be switched on, which must light the connected box indicator and immediately afterwards a sound signal will be emitted, with the subsequent switching on of the signal loss indicator. This initial indication means that the loco device is not yet connected to the remote device and, by default, the remote device has 5 to 10 seconds to establish the connection, provided the basic conditions are met. When the connection is established, the signal loss indicator will go out and the audible signal will cease showing that the modules are connected and ready to operate.

[013] O acionamento do bloqueio é realizado pressionando-se levemente o botão de bloqueio, em seguida, a luz do indicador de bloqueio ativado será acionada, indicando que o bloqueio está estabelecido. O desbloqueio é feito por meio de chave, girando-a no sentido horário.[013] The lock is activated by pressing the lock button lightly, then the light of the activated lock indicator will be activated, indicating that the lock is established. The unlocking is done by means of a key, turning it clockwise.

Petição 870170040601, de 13/06/2017, pág. 15/21Petition 870170040601, of 06/13/2017, p. 15/21

4/5 [014] O sistema conta ainda com a possibilidade de by-pass no painel da locomotiva, que deve ser utilizado em casos de emergência e situações atípicas, caso o sistema de bloqueio remoto não consiga funcionar corretamente por problemas técnicos. O by-pass é acionado por meio do rompimento de lacre de segurança, que contem uma chave, dentro do quadro de comando próximo ao maquinista. Com a chave, seleciona-se o modo “bypass” na seletora que por sua vez deixa a locomotiva sem nenhuma atuação do sistema remoto, independente do status do comando do controle remoto, conferindo ao Operador (Maquinista) o comando da mesma.4/5 [014] The system also has the possibility of bypass on the locomotive panel, which must be used in emergencies and atypical situations, in case the remote locking system cannot function correctly due to technical problems. The by-pass is activated by breaking the security seal, which contains a key, inside the control panel next to the driver. With the key, the "bypass" mode is selected on the selector, which in turn leaves the locomotive without any action from the remote system, regardless of the status of the remote control command, giving the Operator (Driver) control.

[015] A implementação desse sistema permite atividades mais seguras por parte dos operadores que realizarão tarefas ao longo da composição ferroviária, atividade rotineiras de atracação ou desatracação de vagões, troca de rodeiros, manutenções preventivas, entre outras, dando a estes o controle do movimento da locomotiva, que, associado ao radio de comunicação bilateral com o maquinista, reduz o risco de acidentes com alto potencial.[015] The implementation of this system allows for safer activities on the part of operators who will perform tasks along the railway composition, routine activities for docking or unberthing wagons, changing wheels, preventive maintenance, among others, giving them control of movement of the locomotive, which, associated with the radio of bilateral communication with the driver, reduces the risk of accidents with high potential.

[016] Desse modo, ressalta-se que o sistema atua diretamente na locomotiva, não permitindo que, um movimento acidental, ou, mesmo intencional nas manetes, possa provocar descolamento da locomotiva enquanto durar o acionamento pelo controle remoto, possibilitando ao agente exposto o controle sobre a locomotiva.[016] Thus, it is emphasized that the system acts directly on the locomotive, not allowing that an accidental movement, or even intentional on the levers, can cause the locomotive to detach while the activation by the remote control lasts, allowing the exposed agent to control over the locomotive.

[017] A Figura 1 apresenta um desenho esquemático da atuação do sistema, representando figurativamente o módulo remoto (1), o módulo loco (2) e o módulo comando (3). O módulo remoto se comunica com o módulo loco por meio de transmissão sem fios, através da emissão de sinal de rádio frequência via antenas, enquanto que, o módulo loco se comunica com o módulo comando por meio de fios.[017] Figure 1 presents a schematic drawing of the system's performance, figuratively representing the remote module (1), the loco module (2) and the command module (3). The remote module communicates with the loco module by means of wireless transmission, through the emission of radio frequency signal via antennas, whereas, the loco module communicates with the command module by means of wires.

[018] A Figura 2 apresenta a ligação do módulo comando nos elementos eletro/mecânicos chave para promover o bloqueio mecânico da mesma, nomeadamente: Alimentação do quadro de comando da locomotiva (4), dispositivo responsável pelo corte da corrente elétrica do conjunto propulsor[018] Figure 2 shows the connection of the control module to the key electro / mechanical elements to promote its mechanical blocking, namely: Power supply to the locomotive control panel (4), the device responsible for cutting the electric current of the powertrain

Petição 870170040601, de 13/06/2017, pág. 16/21Petition 870170040601, of 06/13/2017, p. 16/21

5/5 (5) , Válvulas esféricas com atuador pneumático e solenoide eletropneumática (6) , e tubulação geral da locomotiva (7).5/5 (5), Ball valves with pneumatic actuator and electropneumatic solenoid (6), and general locomotive piping (7).

[019] A Figura 3 representa o dispositivo remoto, que fica acessível às mãos do operador, de modo a possibilitar o manuseio remoto. Este dispositivo contém um conector de antena (3A), um conector de alimentação (3B), uma chave ligadesliga (3C), um indicador luminoso branco (3D), que indica que a caixa está ligada, um indicador luminoso amarelo (3E), que indica perda de sinal, um indicador vermelho (3F), que indica que o bloqueio da locomotiva está ativado, e uma botoeira de acionamento do bloqueio (3G).[019] Figure 3 represents the remote device, which is accessible to the operator's hands, in order to enable remote handling. This device contains an antenna connector (3A), a power connector (3B), a power switch (3C), a white indicator light (3D), which indicates that the housing is on, a yellow indicator light (3E), which indicates loss of signal, a red indicator (3F), which indicates that the locomotive lock is activated, and a button to activate the lock (3G).

[020] A Figura 4 representa o dispositivo loco, acoplado na parte externa do trem e responsável por estabelecer a comunicação entre os comandos da locomotiva e as ações requeridas pelo operador no dispositivo remoto. Este dispositivo contém um conector de antena (3A), um conector de alimentação (3B), uma chave liga-desliga (3C), um indicador luminoso branco (3D) e um indicador luminoso amarelo (3E).[020] Figure 4 represents the loco device, attached to the outside of the train and responsible for establishing the communication between the locomotive commands and the actions required by the operator on the remote device. This device contains an antenna connector (3A), a power connector (3B), an on-off switch (3C), a white indicator light (3D) and a yellow indicator light (3E).

Claims

1) SYSTEM AND ASSOCIATED DEVICES TO PROMOTE MECHANICAL LOCOMOTIVE BLOCKING characterized by the system acting through the interaction of command module (1), internal to the locomotive, loco module (2), fixed on the external surface of the locomotive, and, remote module (3), external to the locomotive, interacting to promote, when necessary, the electrical shutdown of the propeller assembly (5), as well as the activation of the electropneumatic devices, by blocking the main pipe (7) by the actuation of two spherical valves (6 ), arranged in a specific location, and equipped with pneumatic actuator and electro-pneumatic solenoid.

2) SYSTEM AND ASSOCIATED DEVICES TO PROMOTE MECHANICAL LOCOMOTIVE BLOCKING, according to claim 1, characterized in that the command module has the possibility of bypass, in the general panel of the locomotive, which removes the remote blocking action in situations emergency.

3) SYSTEM AND ASSOCIATED DEVICES TO PROMOTE MECHANICAL LOCOMOTIVE BLOCKING characterized in that the loco device has luminous indicators of connected box (3D) and signal loss (3E), and is fixed on the external surface of the locomotive, using magnetized bases , at a higher level the maximum height of the wagons, and be connected to the locomotive control module through an open gallery in the locomotive's liner.

4) SYSTEM AND ASSOCIATED DEVICES TO PROMOTE MECHANICAL LOCOMOTIVE BLOCKING, characterized in that the remote device has luminous indicators of a connected box (3D), signal loss (3E) and an activated lock (3F), in addition to the button for activating the lock, in which the unlocking is performed by key (3G).

5) SYSTEM AND ASSOCIATED DEVICES TO PROMOTE MECHANICAL LOCOMOTIVE BLOCKING, according to claims 3 and 4, characterized by the remote and loco devices feeding

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2/2 electrically by means of cables (2B) (3B) and to communicate through the emission of radio frequency signal via antennas inserted in the connectors (2A) (3A), and pointed towards each other.