CS195063B1 - Akustický dotek - Google Patents

Description

Vynález se týká snadno instalovaného kolejnicového doteku sloužícího k detekci projíždějícího vlaku, případně k spolupůsobení na zabezpečovací zařízení.

Pro detekci projíždějícího vlaku a pro spolupůsobení na zabezpečovací zařízení se používají v největší míře kolejové obvody. Princip kolejnicového obvodu spočívá v tom, že oba kolejnicové pásy tvoří v určitém izolovaném useku tratě společně se zdrojem proudu, regulačním odporem a s cívkou relé přerušený elektrický obvod, který se vjezdem vlakového dvojkolí uzavře, a sepnutím relé hlásí např. příjezd vlaku a působí na další zabezpečovací zařízení.

Výše popsaný obvod, sériový, byl později nahrazen paralelním obvodem. Regulační odpor se zdrojem v sérii je svými konci napojen na oba kolejnicové pásy, na které je připojena paralelně i cívka relé. Procházející proud přitahuje kotvu relé. Vjezdem vlakového dvojkolí je proud mezi kolejnicovými pásy zkratován, kotva relé odpadne a hlásí příjezd vlaku jako v předcházejícím případě.

Jiný liniový obvod pro spolupůsobení vlaku na zabezpečovací zařízení se zakládá na tom, že v blízkosti koleje je uloženo vedení ve tvaru smyčky, speciálního kabelu nebo vlnovodu, do něhož se vysílají proudy, obsahující signály pro řízení vlaku, mezi vlakem a vedením je vazba prostřednictvím magnetického pole, kterého se využívá pro přenos signálů do vlaků z řídicího centra, ale i opačně.

Výše popsané způsoby patří mezi liniové obvody.

Dalšími prostředky na spolupůsobení vlaku na zabezpečovací zařízení jsou tzv. kolejnicové doteky. Tyto zabezpečovací prostředky mají pouze bodový účinek.

Pro činnost můstkového kolejnicového doteku· je využito průhybu zatížené kolejnice, uložené na dvou tuhých podporách v určité vzdálenosti. Uprostřed, mezi podpěrami, kde dochází k největšímu průhybu, je umístěna nádoba, která je hermeticky dělena na horní a dolní polovinu vodorovnou membránou. Druhou podstatnou částí můstkového doteku je trubička ze skla nebo umělé hmoty, zahnutá do tvaru písmene U, zaplněná částečně rtutí. Na horních koncích každého ramene trubičky jsou umístěny vždy dvě elektrody elektrického vedení, které zde plní funkci kontaktů. Jedno rameno zahnuté trubičky je spojeno s horní polovinou nádoby, druhé s dolní polovinou. Vlak svojí hmotností a dynamickými účinky prohne část kolejnice mezi oběma podpěrami, prohne i membránu, takže prostor pod ní se zmenší, což způsobí vzestup tlaku a nad membránou vznikne podtlak. Přetlak vzduchu v jednom ramení trubičky vytlačí rtut až k elektrodám, které spojí elektrický obvod.

Na výše popsaném principu je založeno několik, variant doteků, lišících se pouze nepatrněi Místo vzduchu v nádobce s membránou může být také kapalina, bud olej, nebo rtut; dotek je případně umístěn přímo nad pražcem a pod patou koleje apod.

Jiný dotek - hydraulicky - je upevněn na samostatném základě, zpravidla ve štěrku, a využívá nejen průhybu kolejnice, ale i dráhu, o kterou se zamáčknou pražce do štěr-.

3.

ku, Vlastní těleso doteku je tvořeno dvěma svislými válci s rozdílným průměrem. Ve větším válci je píst, který se prostřednictvím pístní tyče vedené nahoru opírá o patu kolej_nice. Spodní prostor pro větším pístem je spojen s ménšíra válcem, kde je rovněž píst, který je využit pro spínaní. Při poměru ploch obou pístů asi 1:50 způsobí rychlý pruhyb pístu o dvě až tři desetiny,·zdvih malého pístu až.o 10 mm, což je značná vý- * hoda.

Magnetický kolejnicový dotek je založen na tom, že železniční kolo, pohybující se v bezprostřední blízkosti., zkrátí magnetický obvod systému a napětí'indukované v cívce, kterou magnetický tok prochází, se v důsledku této změny zvětší, čímž je indikován průjezd kola.

Mechanické doteky jsou konstruovány tak, že železniční kolo, a to bud pojezdová část, nebo nákolek, způsobí odtlačení raménka, které zasahuje do jízdní dráhy. Pohyb raménka je potom.převeden na kontakty, které provedou vlastní spínání.

Všechna výše popsaná zabezpečovací zařízení mají několik nevýhod. Kolejové obvody jako takové jsou po investiční stránce velmi drahé, ani jejích údržba není -jednoduchá. Budují se proto převážně na hlavních tratích, na méně frekventovaných a okrajových tratích se neinstalují. Navíc, kus spadlého drátu, železná tyč, nebo jiný vodivý předmět mohou způsobit zkrat, což může ohrozit plynulost i, bezpečnost provozu,

Můstkové kolejnicové doteky mají společný nedostatek v nepatrné dráze prohnutí kolejnice, využité k jejich ovlivnění.

Dále rtut, kterou bývá prováděn spínací úkon, se dotykem s kovovými kontakty znečištuje, což má -za následek, že nezajištuje vodivé spojení nebo naopak, po nuceném klesnutí hladiny nerozpojí obvod.

Nevýhodou hydraulického doteku je skutečnost, že pemůže pracovat ve zmrzlém svršku, kdy pražcej štěrk i spodek jsou zmrzlé v jediný ledový blok.

Magnetické doteky nemají pohyblivé součásti, nejsou tedy na údržbu náročné. Mohou být však ovlivněny cizím polem; vzniklým na trakčním motoru nebo na brzdě vozidla, jedoucího např. ‘po vedlejší koleji, úderem blesku nebo velkým proudem v kolejnici.

Mechanické doteky jsou nespolehlivé, nebot tolerance kola, jejich profil, rozr . chod a tvar nákolků jsou různé.

Uvedené nedostatky odstraníme.řešením podle vynálezu, jehož podstatou .je akustický dotek, tvořený elektroakustickým měničem, z něhož je vyvedeno dotykové ústrojí vytvořené z trubky, která je na jedné straně zakončena hrotem pojištěným maticí, a na druhé straně opěrkou s pružinou, Elektroakustický dotek je tvořený bud cívkou, upevněnou na trubce, a uloženou mezi póly permanentního magnetu, nebo dvěma krystalovými destičkami položenými na sebe a připev• něnými jednou stranou k trubce zářezem, a druhou stranou k setrvačce. Zesilovač, reléový obvod zesilovače, kodér, generátor, výkonový zesilovač, elektroakustický měnič a část dotykového ústrojí jsou uzavřeny v pouzdře s těsněním.

Takto uspořádaný akustický dotek má několik výhod. Je umístěn v kompaktním pouzdře, do značné míry odolný vůči povětrnostním vlivům. Je téměř vyloučeno, aby byl vybuzen nepovolanou osobou, např. úmyslně.

Jeho činnost není závislá na prohnutí kolejnice, popřípadě kolejnicového pole, nebot tato hodnota je nejistá, mění se ve značném rozpětí. Signál do řídicího centra je spínán čistě elektrickými prvky, u nichž je předpoklad minimální poruchovosti. Také skutečnost, že přístrojová část, obsahující zesilovač, relé, kodér, generátor a výkonový zesilovač, je zabudována přímo v pouzdře, má za následek snížené nároky na dálkové vedení. Výhodná je zejména j-eho nenáročnost na provedenou instalaci, která je velmi rychlá a levná.

Jedno z možných provedení akustického doteku podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech.

Obr. 1 znázorňuje v řezu akustický dotek v provedení s cívkou a permanentním magnetem, obr. 2 znázorňuje v řezu akustický dotek v provedení s krystalovými destičkami , a obr. 3 znázorňuje blokové schéma akustického. doteku, dálkového vedení i přijímače s indikací.

Akustický dotek je hermeticky uzavřen v pouzdře 30 a lze jej rozdělit na tři části: dotykové ústrojí J., elektroakustický měnič 2 a elektrický obvod 3_.

Kmity kolejnice 10 se přenášejí, na elektroakustický měnič 2 pomocí dotykového ústrojí J_, které je tvořeno trubkou 1 1 , zakončenou na straně vedoucí ke kolejnici 1 0 hrotem 1 2, který je pojištěný maticí 17 . Druhá strana dotykového ústrojí J_, zasunutá v pouzdře.30 a utěsněná těsněním 15, je zakončena opěrkou 1 3 , případně šroubem s opěrkou 1 6. Ke stojině kolejnice 10 je dotykové ústroj í__1_ přitlačováno pružinou 1 4 . Proti vnikání nečistot vlhkosti je akustický dotek chráněn těsněním 15. Dorazovým ,šroubem 18 je dotykové ústrojí £ ustaveno v krajní pravé poloze,, a to pro snadnější transport a instalaci. Pro správnou funkci přístroje je vhodné, aby dotykové ústrojí £ bylo vyrobeno z lehkých slitin, nebo z plastických hmot z důvodů co nejmenší setrvačné hmoty.

Podstatnou částí akustického doteku je elektroakustický měnič 2, U první varianty podle obr. 1 jě tvořen cívkou 21 s mnoha závity, která je pevně nalisována na trubce 1 1 . Cívka 21 je těsně obklopena permanentním magnetem 20, který ji svojí šířkou přesahuje. Tím je vyloučena chyba funkce akustického doteku v případě.příčného pohybu kolejnice 1 0 , zapříčiněného např. tepelnou dilatací. Cívka 21 i v takovém případě kmitá v dostatečně silném magnetickém polí.

U druhé varianty podle obr. 2 jsou krysta love destičky 23 jednou stranou upevněny . v zářezu 25 trubky 11 a staženy šroubem s opěrkou 1 6. Druhá strana krystalových destiček 23 . j e upevněná v setrvačce 24 šroubkem'26. SetrvaČka 24 nemá pevnou mechanickou vazbu s pouzdrem 30. Je tím umožněn příčný pozvolný pohyb kolejnice vlivem tepelných deformací. Naproti tomu kmitání přenášené z kolejnice 10 způsobuje vlivem setrvačné hmoty setrvačky 24 ohýbání krystalových destiček 23., a tím. i vznik napětí na jejich polepech. Toto nppětí se odvádí do elektrického obvodu 3. dvoulinkou 22.

Elektrický obvod 3_, tedy zesilovač 40, reléový obvod zesilovače 41 , kodér 42., generátor 43 a výkonový zesilovač 44 je umístěn v přístrojové části 31 a spojení s dálkovým vedením 48 obstarává spojovací kabel 32.Akustický dotek se připevní ke kolejnici 10 šroubem 33.. Při instalací je nutné dbát toho, aby cívka 21 byla v pracovní poloze v nejsilnějším magnetickém poli, tedy přibližně uprostřed permanentního magnetu 20, popřípadě krystalová destička 23 se setrvackou 24 uprostřed prostoru elektroakustického.měniče 3 5. Toho lze dosáhnout šroubováním hrotu 12 a kontrolovat zaslepeným šroubem 34.

Řídicí centrum pro viz.uální kontrolu je vybaveno přijíraačem 45 pro zesílení signálu, dekodérem 46 .a příslušným počtem reléových obvodů přijímače 4 7 . Počet reléových obvodů přijímače 47 musí odpovídat poctu rozmístěných akustických doteků.

Akustický dotek pracuje tak, že kmitání kolejnice pod projíždějícím vlakem se přenáší dotykovým ústrojím na elektroakustický měnič _2. Kmitáním cívky 21 v magnetickém poli vzniká v jejich závitech.napětí, které se vede dvoulinkou 22 na vstupní obvod zesilovače 40 . Při dostatečně silném signálu dojde k sepnutí reléového obvodu zesilovače 41, Čímž se uvede v činnost kodér 42 a generátor 43 . Příslušně modulovaný signál je zesílen výkonovým zesilovačem 44 a dálkovým vedením 48 přiveden na vstup přijímače 45 řídicího centra. Zesílené signály jsou dále přivedeny do kodéru 4 6, který sepne příslušný reléový obvod přijímače 47 , prostřednictvím kterého lze vizuálně kontrolovat projetí vlaku.

Akustický dotek podle vynálezu je možno využít pro detekci projíždějícího vlaku na méně frekventovaných tratích, kde by bylo neekonomické budovat kolejové obvody, popřípadě na hlavních tratích s kolejovými obvody jako doplňkový a jisticí.prvek, např. u přejezdů apod. Vzhledem k velmi rychlé montáži je možné jej využít i jako výstražné zařízení pro Četu pracující na trati za plného provozu.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Akustický dotek pro indikaci projíždějícího kolejového těle.sa, vyznačující se tím, že je tvořen elektroakustickým měZ Q Z _ Z........4___,3-^..1.-..4 “ , - < , je v j v n w J Λ v .

   ústrojí /1/ vytvořené trubkou /11/, která je na jedné straně zakončena hrotem /12/ pojištěným maticí /17/, a na druhé straně opěrkou /13/ s pružinou /14/.
2. 2; Akustický dotek podle bodu 1, vyznačující se tím, že elektroakustický měnič /2/ je tvořen cívkou /21/, upevněnou na trubce /11/, uloženou mezi póly permanentního magnetu /20/.

   VYNÁLEZU
3. 3. Akustický dotek podle bodu 1, vyznačující se tím, že -elektroakustický měnič /2/ je tvořen dvěma krystalovými destičkami /23/, položenými na seoe a připevněnými jednou stranou k trubce /11/ zářezem /25/ a druhou stranou k setrvačce /24/.
4. 4. Akustický dotek podle bodů 1až 3, vyznačený tím, že zesilovač /40/, reléový obvod zesilovače /41/, kodér /42/, generátor /43/, výkonový zesilovač /44/, elektro. akustický měnič /2/ a část dotykového ústrojí /1/ jsou uzavřeny v pouzdře /30/ s těsněním /15/.

   2 listy výkresů