CS254366B1 - Nivelační zařízení s centrálním měřicím a řídícím pracovištěm, zejména pro kolejové stroje na čištění štěrkového lože - Google Patents

Abstract

V současné době vyráběné stroje na čištění štěrkového lože, vybavené nivelač- ním zařízením s centrální jednotkou, neumožňují automaticky řídit některé agregáty stroje a nedávají obsluze stroje potřebné množství informací pro komplexní’ sledování a řízení práce stroje. Řešení se týká vybavení a doplnění stávajícího zařízení stroje tak, aby bylo možno automaticky řídit srovnávací zařízení a obsluha stroje měla optimální množství informací pro práci. Geometrická poloha kolejového pole na štěrkovém loži, vyčištěném tímto strojem, umožňuje zvýšit tratovou rychlost po čištění na 50 km/h.

Description

Vynález se týká nivelačního zařízení s centrálním měřicím a řídicím pracovištěm, zejména pro kolejové stroje na čištění štěrkového lože, s výškově nastavitelným zařízením k odebíráni štěrku, například žlabem těžebního řetězu, výškově nastavitelným zařízením pro srovnání štěrku, například srovnávacím zařízením a dále obsahující nivelační zařízení, , vibrační třídič, zásobník štěrku, rozdělovač štěrku a centrální jednotku.

Známé kolejové stroje na čištění štěrkového lože jsou vybaveny nivelačním zařízením, sestávajícím se z hydrostatických hladinových měřidel propojených potrubím tak, že příslušné hladiny v měřidlech určují referenční rovinu. Každé měřidlo má snímač hladiny, který je napojen na centrální jednotku, na které je zobrazována a zaznamenávána geometrická poloha kolejového pole, v různých místech trati, s indikací výškové polohy těžebního řetězu.

Vybavení kolejového stroje na čištěni štěrkového lože nivelačním zařízením s centrální jednotkou je předmětem patentového spisu Anglie 2 080 858 A traok-bed cleaning machine incorporating a measuring, recording and optionally indicating unit. Předmětem tohoto patentu je vybavení kolejového stroje na čištění štěrkového lože zařízením pro přesnější určení a zpracování parametrů geometrické polohy kolejového pole a tím i přesnější požadovaná úprava štěrkového lože. Předmět patentu je dosažen tim, že stroj na čištění štěrkového lože je vybaven nivelačním zařízením s hydrostatickými hladinovými měřidly, za účelem vytvoření referenční základny pro určení převýšení, sklonu a poklesu nivelety štěrkového lože před a po čištění. Tato hydrostatická hladinová měřidla jsou umístěna souměrně na obou stranách stroje a to na předním podvozku, zadním podvozku, žlabu těžebního řetězu, na rámu stroje, měřicím vozíku a jsou napojena na centrální jednotku. Hydrostatická hladinová měřidla jsou realizována jednak na principu převodu přímočarého pohybu plováku hydrostatického hladinového měřidla', na pohyb otáčivý, který je využit na pohyb hřídele potenciometru, a také na využití prvku o vysoké impedanci, například ve tvaru smyčky, která je izolována a umístěna uvnitř pouzdra, kdy elektrická vodivost zajištuje propojení měřidla s centrální jednotkou.

U kolejových strojů na čištění štěrkového lože, vybavených podle patentového spisu Anglie 2 080 858, nemá obsluha stroje možnost sledovat důležitá pracovní místa, aniž by opustila pracovní kabiny, nelze ani provést automatizaci některých pracovních agregátů stroje. Jedná se především o zařízení na zásobu a rozdělování vyčištěného štěrku, který je vracen zpět do štěrkového lože, a automatické řízení srovnávacího zařízení, které vytváří novou geometrickou polohu štěrkového lože. I při použití zkušených pracovníků obsluhy stroje jsou individuální chyby polohy štěrkového lože nevyhnutelné. To pak vyžaduje poměrně nákladné úpravy štěrkového lože po vyčištění pomocí nivelačních strojů a podstatné omezení tratové rychlosti.

Nevýhodné je i použití analogových převodníků, použitých v hydrostatických hladinových měřidlech, které jsou nepřesné v případě kolísání napájecích napětí, změny okolní teploty a dávají chybné hodnoty, vlivem dlouhých přenosových cest, způsobené přítomností silných elektrických a magnetických polí. Centrální jednotka neumožňuje měřit ujetou dráhu stroje v reálném čase, čímž nelze realizovat automatické řízení pracovních agregátů stroje, zejména srovnávacího zařízení.

Očelem tohoto vynálezu je zdokonalit známá zařízení strojů na čištění štěrkového lože tak, aby neměla dosavadní nedostatky a umožňovala snadné, spolehlivé a flexibilní ovládání stroje s automatickým řízením pracovních agregátů stroje, zejména srovnávacího zařízení.

Podle vynálezu se toho dosahuje tim, že centrální měřicí a řídicí pracoviště, sestavené z měřicího a řídicího zařízení, realizované pomocí mikropočítače, spolupracuje s průmyslovou televizi, sestávající se ze tří kamer a čtyř monitorů. Monitorů průmyslové televize se s výhodou používá pro zobrazování důležitých informací obsluze stroje. Pro realizaci automatického řízení srovnávacího zařízení je centrální měřicí a řídicí pracoviště vybavené vnitřními časovači, které jsou součástí měřicího zařízení, a snímače ujeté dráhy stroje. Nivelační zařízení s výhodou využívá číslicových impulzních převodníků, využitých i na mechanických měřidlech polohy žlabu těžebního řetězu a srovnávacího zařízení.

Kolejové stroje na čištění štěrkového lože, vybavené nivelačním zařízením s centrálním měřicím a řídicím pracovištěm, upravují štěrkové lože tak, že na vyčištěném úseku trati je možno zvýšit trařovou rychlost z dosavadních 30 km/h na 50 km/h, bez nároků na použití nivelačních strojů a dalších výlukových hodin. Zvýšení trařové rychlosti má vliv i na zvýšení propustností tratí. Vnitřních časovačů spolu se snímačem ujeté dráhy a indikátorem pohybu těžebního řetězu je využito pro stanovení koeficientů výkonového a časového využití stroje.

Příklad umístění nivelačního zařízení znázorňuje obr. 1, což je bokorys kolejového stroje na čištění štěrkového lože a obr. 2, znázorňuje v půdorysu umístění nivelačního zařízení na tomto stroji. Umístění průmyslové televize je znázorněno v bokorysu na obr. 3, v půdorysu na obr. 4. Princip automatického řízení srovnávacího zařízení je na obr. 5, obr. 6 pak znázorňuje, v axonometrickém pohledu, napojení nivelačního zařízení, ústrojí ke spojitému řízení srovnávacího zařízení, průmyslové televize, snímače ujeté dráhy a indikátoru pohybu těžebního řetězu na centrální měřicí a řídicí pracoviště.

Na obr. 1 a 2 je znázorněno nivelační zařízení se snímacími prvky pro měření výškové polohy kolejového pole před a po čištění a měření výškových poloh srovnávacího ústrojí 33 a žlabu 34 těžebního řetězu. Hydrostatická hladinová měřidla 2 jsou pomocí pevných vedení připojena k ložiskovým domkům měřicího vozíku 15, předního podvozku 16, rámu 18 stroje a zadního podvozku 17. Hydrostatická hladinová měřidla 2 jsou pomocí propojovacích hadic £ připojena k průběžnému potrubí 22' procházejícímu v celé délce stroje. Mechanické měřidlo 2_ výšky srovnávacího ústrojí 33 je upevněno k rámu 18 stroje. Pohyblivé rameno 65 je zakončeno sférickou plochou, která se opírá o kluznou patku 66 srovnávacího ústrojí 22* Mechanické měřidlo 2 výšky žlabu 34 těžebního řetězu je upevněno k rámu 18 stroje, pohyblivé rameno 67 je zakončeno sférickou plochou, která se opírá o kluznou patku 68, upevněnou na žlabu 34 těžebního řetězu.

Na obr. 2 je též znázorněno umístění snímače 5 ujeté dráhy, který je svou hřídelí pevně spojen s osou měřicího vozíku 15.

Obr. 3 a 4 znázorňují umístění kamer 42' J2' 22' které jsou napojeny spojovacími kabely 47 na měřicí ústrojí 51 centrálního měřicího a řídicího pracoviště 22* Kamera 40 je umístěna nad zadním podvozkem 17 a je určena pro sledování rozdělování štěrku v rozdělovači 32 štěrku a sledování činnosti srovnávacího ústrojí 22* Kamery 42' 22 jsou umístěny na pevné podpěře 19 dopravníku, přičemž kamera 41 slouží pro sledování zásoby štěrku v zásobníku 31 štěrku, kamera 42 sleduje Činnost vibračního třídiče 22* Monitory 22' 22' 22' 22 j^sou připojeny k řídicímu ústrojí 52 centrálního měřicího a řídicího pracoviště 50 propojovacími kabely £8* Monitory 44, 46 jsou určeny též pro zobrazování výstupních dat z centrálního měřicího a řídicího pracoviště 22· Monitor 43 zobrazuje obraz snímaný kamerou 40, 41, nionitor 45 zobrazuje obraz snímaný kamerou 42. Monitory 45, 46 jsou umístěny v podvěsné pracovní kabině 22' monitory 43, 22 jsou umístěny v zadní pracovní kabině 61.

Automatické řízení výšky srovnávacího zařízení 33 (obr. 1, 2, 3 a 4), znázorněné na obr. 5, je realizované pomocí dvojice kyvných ramen 22' umístěných souměrně na rámu 18 stroje, a pluhu 25. Změnu polohy v podélném a příčném směru zajištují hydraulické pohony 20 připojené, souměrně na obou stranách, k rámu 18 stroje, jejichž pístnice 21 jsou připojeny na kyvná ramena 22· Oba hydraulické pohony 20 jsou spojeny potrubím 26, 27 s ovládacím ventilem 28, například elektricky ovládaným ventilem, který je přes výtlačné potrubí 35 spojen s hydraulickým čerpadlem 36 a přes zpětné potrubí 37 se zásobníkem 38 hydraulického systému. Magnetické cívky ovládacího ventilu 28 jsou vedením 39 připojeny k centrálnímu měřicímu a řídicímu pracovišti 50.

Obr. 6 znázorňuje centrální měřicí a řídicí pracoviště 22' které je sestaveno z měřicího ústrojí 51 a řídicího ústrojí 52. Měřicí ústrojí 51 obsahuje klávesnici 49, tiskárnu 53, magnetopáskovou jednotku 55 a alfanumerický displej 52· Na měřicí ústrojí 51 jsou připevněna hydrostatická hladinová měřidla 2 vedením Ί_, umístěná na měřicím vozíku 22' předním podvoz254366 ku 16, rámu 18 stroje a zadním podvozku 17. Na měřicí ústrojí 51 jsou pomocí vedení 2 připojena mechanická měřidla 2 srovnávacího ústrojí 33. Mechanická měřidla 2 jsou pomocí pohyblivých ramen 65 připojena na srovnávací ústrojí 32· Na měřicí ústrojí 51 jsou pomocí vedení 2 připojena mechanická měřidla 3 spojená se žlabem 34 těžebního řetězu pomocí pohyblivých ramen 67. Na měřici ústrojí 51 je pomocí vedení 2 připojen snímač 2 ujeté dráhy, indikátor pohybu těžebního řetězu 57 vedením 58 a kamery 40, 41, 2Z pomocí kabelů 47. ^Na řídicí ústrojí 52 jsou pomocí kabelů 48 připojeny monitory 43, 44, 45, 46. Řídicí ústrojí 52 ovládá ovládací ventil 28 vedením 39. Ovládací ventil 28 je připojen přes výtlačné potrubí 35 a zpětné potrubí 37 k zásobníku 38 hydraulického systému. Ovládací ventil 28 je pomocí potrubí 26, připojen k hydraulickým pohonům 20, které jsou pístnicemi 21 připevněny na srovnávací ústrojí 33.

Obsluha stroje před zahájením práce provede inicializaci centrálního měřicího a řídicího pracoviště 50 tak, že zadáním z klávesnice 49 nahraje řídicí program z magnetopáskové jednotky 55 do měřicího ústrojí 21· Dále z klávesnice 49 provede nastavení vnitřních časovačů a vloží údaje o geometrické poloze štěrkového lože. Tím je inicializace skončena a centrální měřicí a řídicí pracoviště 50 přejde z ručního režimu na režim automatický. V automatickém režimu jsou matematicky zpracovávána data podle řídicího programu centrálního měřicího a řídicího pracoviště 50, ^z hydrostatických hladinových měřidel _1' mechanických měřidel 2' -L ^a snímače 2 ujeté dráhy. Vypočtené hodnoty původní nivelety koleje, poklesu nivelety koleje, příčného sklonu štěrkového lože před a po čištění, výškové polohy žlabu 34 těžebního řetězu, výškové polohy srovnávacího ústrojí 33 a rychlost práce stroje s délkou vyčištěného úseku jsou pomoci monitorů 44, 46 zobrazovány v podvěsné pracovní kabině 60 a zadní pracovní kabině 61.

Matematicky zpracovaných dat z nivelačního zařízení, vložených údajů o geometrické poloze štěrkového lože a snímače 5 ujeté dráhy je využito pro automatické řízení výškové polohy srovnávacího ústrojí 32· Pomocí klávesnice 49 má obsluha stroje možnost ručně řídit výškovou polohu srovnávacího ústrojí 22/ což je důležité při zahájení a skončení práce stroje a při nepředvídaných okolnostech při práci stroje.

Matematicky zpracovaných dat z nivelačního zařízení a snímače 2 ujeté dráhy je dále využito pro výpis odchylek od zadaných parametrů, charakterizujících štěrkové lože po čištění. Tyto odchylky jsou vypisovány na tiskárně 53 a zaznamenávány na magnetopáskovou jednotku 55. Těchto záznamů je využito pro kontrolu práce stroje a pro nasazení nivelačních strojů, v případě vážných závad v úpravě štěrkového lože. Výstupní sestava tiskárny 53 obsahuje vypočtené hodnoty koeficientů časového a výkonového využití stroje. Pro stanovení těchto koeficientů se využívá vnitřních časovačů a indikátoru 57 pohybu těžebního řetězu.

Stroj podle tohoto vynálezu, je vybaven průmyslovou televizí realizovanou pomocí kamer 40./ 41, 42 a monitorů 43, 44, 45, 22- Kamera 40 snímá činnost rozdělovače 32 štěrku a srovnávacího ústrojí 22· Kamera 41 snímá množství štěrku v zásobníku 31 štěrku, který je rozdělován obsluhou stroje bud za hlavy pražců nebo do kolejového pole. Kamera 42 je využita pro snímání činnosti vibračního třídiče 30, který je možno příčně naklápět, čímž se dosáhne lepší kvalita čištění štěrku, pracuje-li stroj v oblouku. Monitorů 43, 44, 45, je tedy využito pro sledování činnosti pracovních agregátů stroje a dále se využívá monitorů 44, 46 pro zobrazováni výstupních dat z centrálního měřicího a řídicího pracoviště 50.

Vynálezu lze využít pro vybavení strojů na čištění Štěrkového lože, které nejsou vybaveny nivelačním, vyhodnocovacím a monitorovacím zařízením.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Nivelační zařízení s centrálním měřicím a řídicím pracovištěm, zejména pro kolejové stroje na čištění štěrkového lože, s výškově nastavitelným ústrojím k odebírání štěrku, například žlabem těžebního řetězu, výškově nastavitelným ústrojím pro srovnání štěrku, například srovnávacím zařízením a dále obsahující nivelační ústrojí, vibrační třídič, zásobník štěrku, rozdělovač štěrku a centrální jednotku, vyznačující se tím, že centrální měřicí, a řídicí pracoviště (50) je sestaveno z měřicího ústrojí (51) a řídicího ústrojí (52) přičemž na měřicí ústrojí (51) je pomocí vedení (6) připojen snímač (5) ujeté dráhy a vedením (39) je na řídicí ústrojí (52) připojen ovládací ventil (28) srovnávacího ústrojí (33).
2. 2. Nivelační zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že má hydrostatická hladinová měřidla (1) a mechanická měřidla (2, 3) pro signalizaci do měřicího ústrojí (51) stavu nivele ty koleje, výškové polohy srovnávacího ústrojí (33) , výškové polohy žlabu (34) těžebního řetězu a délky ujeté dráhy snímače (5) ujeté dráhy.
3. 3. Nivelační zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že na měřicí ústrojí (51) je pomocí vedení (58) připojen indikátor (57) pohybu těžebního řetězu.
4. 4. Nivelační zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že na měřicí zařízení (51) jsou připojeny kamery (40), (41), (42) pomocí kabelů (47) a kabely (48) jsou k řídicímu ústrojí (52) připojeny monitory (43), (44), (45), (46).