CN101119882A - 铁道转辙设备的非电动牵引开关探测器 - Google Patents

Abstract

一种感测尖轨远离导轨选定的距离的运动的装置，通过断开开关来分路轨道电路，具有用于复位该装置的装置以导通该开关。

Description

铁道转辙设备的非电动牵引开关探测器

相关申请的交叉引用

本申请是题为“Non-Powered Trailed Switch Detector for Railroad TrackSwitching Equipment”、2005年2月11日递交的共同在审的美国专利申请No.11/057,289的继续申请。

技术领域

本发明涉及在两组铁轨合并成一组铁轨或者一组铁轨分成两组铁轨的点上能够使铁路车辆交通沿着两组铁道中的一组或另一组通行的铁道转辙(switch)设备，特别地涉及在合并/分岔点用来监控转辙设备的位置的设备。

背景技术

在引导一组轨道和两组分岔轨道之间的铁路车辆交通时，对于在任何一个方向上运动的车辆，众所周知横向移动一组尖轨(point rail)以使得尖轨中的一个或另一个接触静止的导轨(stock rail)。当从单组轨道来看时，如果右手尖轨与右手导轨对准，则交通将被引导为从单组轨道到左侧一组分岔轨道，或者从左侧一组分岔轨道来的交通可以转到该单组轨道上。相反，如果左手尖轨与左手导轨对准，则交通将被引导为从单组轨道到右侧一组分岔轨道，或者从右侧一组分岔轨道来的交通可以转到单组轨道上。

对于这种通常类型的转辙装置，如果右手尖轨与右手导轨对准，并且如果铁路车辆从右侧一组分岔轨道转到单组轨道上，则右手尖轨将强制离开右手导轨。在这种情形中，通常称作牵引转辙状态，右手尖轨可能仅仅偏转，然后几乎返回到其最初与右手导轨对准的情形，但是仍然与右手导轨略微分开。这在下一铁路车辆沿着单组轨道运动通过转辙点时导致引起出轨的状态，这是因为无论右手尖轨还是左手尖轨都没有与各自的导轨对准。换言之，铁路车辆的右轮试图沿右手一组分岔轨道行进，而铁路车辆的左轮试图沿左手一组分岔轨道行进。即使尖轨弹回到其与导轨接触的初始位置，则保持尖轨定位的转辙机器可能已经被损坏，并且被使得不能适当地保持尖轨抵靠在导轨的位置。这仍能导致通过该转辙的铁路车辆出轨。因此必须派出操作员到牵引转辙，以检查该转辙设备，并且并将该牵引转辙探测器复位。

众所周知有一种通常称为电路控制器开关的分路(shunt)开关，设定来感测尖轨离开导轨选定距离的运动，在该点上分路开关将分路相应的轨道电路，指示尖轨已经离开了导轨。提供该单独的电路控制器开关，可能需要额外的外壳和连接装置，显然对于转辙设置增加了一些花费和复杂性。此外，一些当前可用的转辙机器足够坚固，以在列车从错误的一组分岔轨道通过该转辙后，该转辙机器将使得尖轨返回到足够靠近导轨的位置，使得电路控制器开关将立即导通，并且轨道电路将不再被分路。因此，尽管增加成本来提供电路控制器开关以探测牵引转辙状态，但是已知的系统不能可靠地感测牵引转辙状态的存在。因此，必须具有传感设备检测何时存在牵引转辙状态，并防止即使尖轨返回接触其导轨时牵引转辙传感装置自身复位。

发明内容

本发明提供了一种装置，其中当尖轨与导轨接触时，致动器保持导通在轨道电路中的分路开关，其称为牵引运动探测器开关。当尖轨运动远离导轨选定距离时，致动器断开牵引运动探测器开关，分路轨道电路。致动器将不复位和重新导通牵引运动探测器开关，直到尖轨已经完全移动到复位位置，由此避免了如果尖轨弹回与导轨接触轨道电路只会立刻分路的情形。这要求操作员去到现场，并且在检查转辙机器和相关设备后复位传感设备。

在一个实施例中，致动器凸轮被弹簧加载，以在第一方向上旋转到第一致动器位置，以保持牵引运动探测器开关导通。尖轨位置传感器如轨道随动活塞与尖轨一起运动，并且与致动器凸轮互相作用。当尖轨运动引起尖轨随动活塞旋转致动器凸轮足以拉动凸轮负载弹簧通过“高点”或者最大延伸点时，然后负载弹簧在相反的第二方向上旋转致动器凸轮到第二致动器位置，以使得牵引运动探测器开关断开。即使尖轨向导轨弹回时，致动器凸轮也保持在“跳开(trip)”的第二致动器位置，完全在第二方向上旋转，并且它将导通牵引运动探测器开关。这使得牵引运动探测器开关保持断开。

然而，当尖轨被驱动通过其全部行程时，由尖轨随动活塞的运动驱动的复位板在第一方向上旋转致动器凸轮，直到凸轮负载弹簧返回运动通过其高点，此后再一次在第一方向上偏转致动器到第一致动器位置，由此“复位”致动器凸轮。然后，返回尖轨以与导轨接触将引起致动器凸轮再一次导通牵引运动探测器开关。

在第二实施例中，当尖轨与导轨接触时，接触基座在第一旋转方向上保持致动器棘爪在第一致动器位置，其中致动器棘爪保持牵引运动探测器开关导通。致动器棘爪由负载弹簧偏转以在相反的第二方向上旋转，从而远离牵引运动探测器开关并且朝着接触基座旋转。尖轨以选定距离远离导轨的运动引起尖轨随动活塞移动致动器棘爪远离接触基座，或者反之亦然，使得棘爪负载弹簧将致动器棘爪在第二方向上旋转远离牵引运动探测器开关到第二致动器位置，使得牵引运动探测器开关断开，由此分路轨道电路。即使在尖轨向导轨弹回时，致动器棘爪保持在其“跳开”的第二致动器位置，在第二方向上完全旋转，并且它将不导通牵引运动探测器开关。这使得牵引运动探测器开关保持断开。

然而，当尖轨被驱动通过其全部行程时，致动器棘爪接触安装到设备机架的复位条，其将致动器棘爪再一次在第一方向上旋转，直到致动器棘爪由闭锁保持在其第一位置，由此“复位”致动器棘爪。然后，返回尖轨以与导轨接触将引起致动器棘爪再一次导通牵引运动探测器开关。由于致动器棘爪运动与牵引运动探测器开关接触，一旦致动器棘爪再一次由接触基座保持在第一位置，则接触基座从锁闭释放致动器棘爪。

这两个实施例还可以结合电路控制器开关和致动器，如上所述。然而，该类型的致动器将导通电路控制器开关而不复位。该致动器的实例可以是适用于由尖轨随动活塞的运动而转动的杠杆，以导通和断开电路控制器开关。将该类型的电路控制器开关结合到与牵引运动探测器开关相同的外壳内，以及用相同的尖轨随动活塞以致动电路控制器开关，可以降低提供相关电路控制器开关的成本和复杂性。

结合下面的描述，从附图可以很好地理解本发明的新的特征以及本发明自身，在附图中相同的标号表示相同的部分，其中：

附图说明

图1是本发明装置的第一实施例的透视图；

图2是根据本发明的转辙布置的电路图；

图3是图1所示装置一部分的平面图；

图4和5是示出图1所示的开关跳开以分路轨道电路的平面图；

图6是本发明装置的第二实施例的正视图；

图7和8是示出图6所示的开关跳开以分路轨道电路的正视图；

图9是图6所示装置在复位位置的正视图；和

图10和11是示出在装置复位后图9所示开关导通的正视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的装置100的第一实施例包括外壳110，其中安装了一个或多个尖轨随动活塞112。套环114固定地安装在每个随动活塞112上，并且每个随动活塞112的远端116适用于保持接触和跟随尖轨PR，如图3所示。为了简单，图3中只示出了半个装置100。图3还示出了弹簧160可以用于偏置随动活塞112来保持与尖轨PR接触。

致动器凸轮118设置成与每个随动活塞112上的套环114互相作用，并且每个致动器凸轮118选择性地导通成对的牵引运动探测器开关122、126或132、136。还可以为每个随动活塞112提供电路控制器控制杠杆120，每个电路控制器控制杠杆120致动成对的电路控制器开关124、128或134、138。如图2所示，牵引运动探测器开关122、126、132、136和电路控制器开关124、128、134、138连接成选择性地分路一个或两个轨道电路，以警示操作员可能的牵引转辙状态。所有的八个开关可以通过连接如虚线所示的接线盒(terminal bar)连接到单个轨道电路，例如轨道1。如果有两个相邻的轨道要监控，则通过去除结合堤的虚线部分来分隔这些开关。任何一个开关的断开都将分路其各自的轨道电路。所有的开关朝着断开位置偏置。

如图3可更清楚地看到，致动器凸轮118绕凸轮轴152枢转。当装置100完全处于图1和3所示的复位位置时，凸轮负载弹簧154在第一方向(顺时针方向)偏置致动器凸轮118，导致致动器凸轮118上的开关接触面142接触并导通相关的牵引运动探测器开关122、126。这是致动器凸轮118的第一致动器位置。通过致动器凸轮118和凸轮位置止动柱144之间的接触防止致动器凸轮118进一步顺时针方向转动越过该点。起始扣钩140枢转地安装到致动器凸轮118上，当套环114在其最右边位置时，其左手钩端啮合套环114，这对应于尖轨PR接触其各自导轨的位置。起始扣钩140的左手钩端由扣钩弹簧156保持与套环114啮合，该扣钩弹簧156拉动始扣钩140的右手端远离随动活塞112。电路控制器控制杠杆120绕杠杆轴150枢转。电路控制器控制杠杆120的一端由杠杆弹簧162偏置抵靠在套环114。当套环114是在其最右边位置时，如图所示，其保持控制杠杆120的另一端的接触面146与相关电路控制器开关124、128接触，保持这些开关在导通位置。

如图4所示，当随动活塞112和套环114沿着尖轨PR向左运动时，套环114向左移动起始扣钩140，导致致动器凸轮118在提供偏转力的合适机构如凸轮负载弹簧154的作用下逆时针旋转。在向左边方向运动约3/16英寸时，随着凸轮负载弹簧154通过致动器凸轮118的转动中心，在凸轮轴152处，凸轮负载弹簧154达到其“高点”。在致动器凸轮118运动范围的该第一部分中，凸轮负载弹簧154在顺时针方向偏置该致动器凸轮。在该点后，在其运动范围的第二部分中，致动器凸轮118在逆时针方向上被偏置到致动器凸轮118的第二致动器位置。可以看到，当起始扣钩140绕扣钩轴172相对于致动器凸轮118转动时，扣钩弹簧156引起起始扣钩140的右手端与凸轮轴152接触，以停止起始扣钩140相对于致动器凸轮118的转动。也可以看到，大致在该点时，致动器凸轮118的接触面142不再接触牵引运动探测器开关122的接触按钮168。为了清楚起见，图4上省略了电路控制器控制杠杆120。

如图5所示，当套环114已经向左运动1/4英尺时，牵引运动探测器开关122的接触按钮168已经完全释放，断开该开关并且分路相关的轨道电路。这是致动器凸轮118的第二致动器位置。此外，起始扣钩140随致动器凸轮118继续转动，直到起始扣钩140的钩端离开套环114。还应该注意到，在此时，由于电路控制器控制杠杆120的远端跟随套环114，电路控制器控制杠杆120在控制杠杆弹簧162的偏转下已经逆时针旋转，直到电路控制器控制杠杆120的接触面146已经释放了电路控制器开关124的接触按钮170。这断开了电路控制器开关124，也分路了轨道电路。

如果此时尖轨PR向右弹回，则可以看到，电路控制器控制杠杆120会向右旋转，导通电路控制器开关124。然而，致动器凸轮118会保持在其逆时针旋转的第二致动器位置，由凸轮负载弹簧154保持在那里。因此，致动器凸轮118不导通牵引运动探测器开关122，并且轨道电路将保持分路。然后，操作员可以去现场，并且检查必要的设备。然后，操作员可以手动推动转辙机器通过其全部行程，并且将其返回到其初始设定。当尖轨被移动到其行程的左端时，套环114向左运动，直到它接触复位板130的左端上的垂直凸缘158，并且克服板弹簧164的偏置向左移动复位板130。在复位板130的右端上的延伸165具有垂直凸缘166。当复位板130向左运动时，板延伸165上的凸缘166接触致动器凸轮的边缘，如图5中的最佳表示。套环114继续运动到其行程的左端拉动凸缘166进一步向左，导致致动器凸轮118在顺时针方向上旋转。由于致动器凸轮118在顺时针方向旋转，凸轮负载弹簧154返回通过其“高点”，此后，凸轮负载弹簧154完全在顺时针方向上偏转致动器凸轮118，直到其达到其“复位”第一致动器位置，接触位置止档144。此后，由于尖轨PR返回向右运动以接触导轨，套环114返回向右运动，当其通过时偏转起始扣钩140的钩端。将装置100返回到图3所示的状态。

在图6所示的装置200的第二实施例中，随动块214安装到尖轨随动活塞212上。接触基座246安装到外壳210上，牵引运动探测器开关250安装到接触基座246上。牵引运动探测转辙250可以是例如简单电路板，该简单电路板带有朝着该电路板偏置的柔性接触臂252。当接触臂252接触开关250时，该开关闭合。致动器棘爪216可枢转地安装在随动块214上的棘爪轴224上。提供偏转力的合适机构如棘爪弹簧226在逆时针方向上偏转该致动器棘爪216。锁闭230可枢转地安装在锁闭柱238上至随动块214。锁闭弹簧236在逆时针方向偏置锁闭230。图6示出了装置200在其“复位”位置，牵引运动探测器开关250导通，对应于尖轨PR的最右边位置。可以看到，致动器棘爪216的接触延伸220推动牵引运动探测器开关250的接触臂252到导通位置。接触延伸220可以通过在开关250的电路板中的凹槽。接触延伸220由接触基座246的棘爪位置停止面248保持在该位置。这是致动器棘爪216的第一致动器位置。可以看到，此时锁闭230不啮合致动器棘爪216。

图7更好地示出了该位置。致动器棘爪216的开关接触面258接触开关接触臂252，而接触基座246的下延伸254的锁闭接触面256由锁闭230的基座接触面242接触。致动棘爪216的下凸缘222没有啮合锁闭230的钩234。由于尖轨PR向左运动，远离导轨，随动活塞212和随动块214向左运动。在向左运动1/4英尺后，致动器棘爪216的接触延伸220跳过(clear)接触基座246的棘爪位置停止面248。这使得棘爪弹簧226在逆时针方向上旋转致动器棘爪216，直到致动器棘爪216的复位延伸218接触棘爪停止柱228，如图8所示。这是致动器棘爪216的第二致动器位置。可以看到，接触臂252接触电路板，断开牵引运动探测器开关250。还可以看到，即使尖轨PR向右弹回，致动器棘爪216也不打开牵引运动探测器开关250。

然而，在检查必要的设备后，操作员可以移动尖轨通过其全程，以复位装置200以及转辙机器。图9示出了尖轨随动活塞212完全向左移动。致动器棘爪216的复位延伸218已经接触了安装到外壳210上的复位条260。这在顺时针方向上旋转致动器棘爪216，直到在致动棘爪216上的下凸缘222接触并且偏转锁闭230上的钩234，最后将凸缘222闭锁在钩234后面。锁闭弹簧236保持锁闭230抵靠锁闭停止柱240，并且棘爪负载弹簧226保持下凸缘222与钩234结合。这将致动器棘爪216保持在其复位位置。

如图10所示，由于尖轨PR和随动块214运动向右返回，致动器棘爪216的接触延伸220在接触基座246的棘爪位置停止面248的下面运动，锁闭230保持致动器棘爪216在其复位第一致动器位置。如图11所示，由于致动器棘爪216的接触延伸220在棘爪位置停止面248下运动，接触延伸220也导通牵引运动探测器开关250。此外，接触基座246的锁闭接触面256促使锁闭230在顺时针方向克服锁闭弹簧236的偏置，从锁闭230上的钩234释放在致动器棘爪216上的下凸缘222。这使得致动器棘爪216的接触延伸220仅由棘爪位置停止面248克服棘爪负载弹簧226的偏置保持在位置上，并且装置200已经返回到如图6所示的其完全复位的位置。

该公开只是对本发明优选实施例的说明，并且意味着对所附权利要求之外的限制。

Claims (10)

1.一种用于机械地探测在铁道转辙设备中的牵引转辙的事故的非电动装置，包括：

在相关轨道信号电路中的电接触，所述电接触具有第一位置和第二位置，其中在所述第一位置不分路所述轨道电路，并且在所述第二位置分路所述相关轨道电路；和

非电动的机械致动器，适用于保持所述电接触在所述第一位置，而相关尖轨保持在相关导轨的第一预定距离内，所述机械致动器还适用于，在所述相关尖轨运动远离所述相关导轨所述第一预定距离时，移动所述电接触到所述第二位置；

其中，所述机械致动器还适用于在所述第二位置离开所述电接触，直到所述相关尖轨除所述第一预定距离之外还远离所述相关导轨运动第二预定距离。

2.如权利要求1所述的装置，其中：

当所述致动器在其运动范围的第一部分内时，所述机械致动器被偏转以保持所述电接触在所述第一位置；

当所述致动器在其运动范围的第二部分内时，所述机械致动器被偏转移动所述电接触到所述第二位置；并且

所述相关尖轨运动所述第一预定距离将所述机械致动器从其运动范围的所述第一部分到其运动范围的所述第二部分。

3.如权利要求1所述的装置，其中：

所述机械致动器仅被偏转朝着所述第二位置移动所述电接触；

所述机械致动器被限制朝着所述第二位置移动所述电接触；并且

所述相关尖轨移动所述第一预定距离将所述机械致动器从所述限制释放，并且使得所述机械致动器移动所述电接触到所述第二位置。

4.如权利要求1所述的装置，还包括：

传感器，适用于跟随所述相关尖轨远离所述相关导轨的运动，以移动所述机械致动器；以及

复位元件，适用于在所述尖轨的运动通过所述第二预定距离时重新定位所述机械致动器。

5.如权利要求4所述的装置，其中：

所述机械致动器适用于，当所述机械致动器由所述复位元件重新定位时，重新定位所述电接触到所述第一电接触位置；并且

所述传感器适用于在所述致动器的所述复位后返回到其初始位置。

6.如权利要求4所述的装置，其中：

所述传感器运动从而移动所述机械致动器，且还移动所述机械致动器和所述电接触彼此远离；

所述传感器还适用于跟随所述相关尖轨的运动与所述相关导轨接触，以朝着所述电接触移动所述机械致动器；

所述电接触在所述机械致动器由所述复位元件重新定位时保持在所述第二电接触位置；并且

所述机械致动器适用于，当所述传感器移动而跟随所述尖轨运动与所述导轨接触的运动时，重新定位所述电接触到所述第一电接触位置。

7.一种在铁轨转辙设备中用于机械探测牵引转辙的事故的方法，所述方法包括：

提供具有第一电接触位置和第二电接触位置的电接触，其中在所述第一电接触位置没有分路相关轨道电路，在所述第二电接触位置分路所述相关轨道电路，所述电接触朝着所述第二电接触位置偏转；

定位机械致动器，以保持所述电接触在所述第一电接触位置；

感测尖轨远离导轨的运动；

响应所述尖轨以第一预定距离的所述运动，重新定位所述机械致动器，使得所述电接触重新定位到所述第二电接触位置，由此分路所述轨道电路，并且

通过所述机械致动器将所述电接触保持在所述第二位置，而所述尖轨除所述第一预定距离外还运动第二预定距离。

8.如权利要求7所述的方法，还包括在所述尖轨运动通过所述第二预定距离时复位所述机械致动器。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

当所述致动器复位时，通过所述机械致动器将所述电接触重新定位到所述第一电接触位置；并且

在所述致动器的所述复位后，将所述尖轨返回到其初始位置。

10.如权利要求8所述的方法，还包括：

在所述尖轨运动所述第一预定距离时，移动所述机械致动器远离所述电接触；

当所述机械致动器复位到所述第一致动器位置时，保持所述电接触在所述第二电接触位置；并且

当在所述致动器的所述复位之后所述尖轨返回到其初始位置时，通过所述机械致动器将所述电接触重新定位到所述第一电接触位置。

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