Zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je tvořeno snímačem (3) napětí a proudu, který je přes transformátor (4) s ochrannými prvky připojen dvěma vodiči ke kolejišti (8), přičemž ve vstupní větvi snímače (3) je zapojen generátor (1) pracovní frekvence řízený regulátorem (2) amplitudy generovaného signálu a zesilovačem generovaného signálu, zatímco ve výstupní větvi je snímač (3) proudu a napětí připojen do analogově digitálního převodníku, jehož výstupy jsou vedeny do počítače (5), řídícího svými povely regulátor (2), vypočítávajícího stavy zařízení a komunikujícího s návazným zařízením přes vstupně výstupní rozhraní (6). Ke kolejovému obvodu kolejiště (8) je připojen dynamický proudový omezovač (9) s procesorem a proudovým omezovačem.
CO b* σ> CN
N O
i/1
1______________________________
Zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení k bezpečné identifikaci volnosti kolejového úseku napájeného pouze z jedné strany a k bezpečné identifikaci jízdy vlaku nebo jeho dílu v tomto úseku analogovou metodou.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní kolejové obvody napájené z jedné strany kolejového úseku patří do kategorie kolejových obvodů s dvojím přenosem. Tyto tzv. ventilové kolejové obvody pracují na následujícím principu. Kolejnice jsou napájeny střídavým proudem a na druhém konci kolejového obvodu je tento signál usměrněn pomocí diody. Příjezdem vlaku dojde k elektrickému přemostění diody nápravou vozidla. Následným vyhodnocením střídavého a stejnosměrného proudu rozlišujeme stav kolejového obvodu. Nevýhodnou tohoto zařízení je pracné nastavení šuntové citlivosti, nespolehlivosti zařízení a nízká odolnost vůči atmosférickým poruchám.
Dalším prvkem je zařízení k identifikaci průjezdu vlaku podle české zveřejněné přihlášky vynálezu PV 2002-3924, kde se v krátkém kolejovém obvodu vyhodnocuje spolehlivě přiblížení či vzdálení vlaku nebo jeho dílu analogovou metodou. V tomto zařízení je kolejový obvod napájen ze dvou stran. Nevýhodu použití tohoto principu je napájení kolejového obvodu ze dvou stran a tím nutnost kopat kabelové trasy.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku, tvořené snímačem napětí a proudu, který je přes transformátor s ochrannými prvky připojen dvěma vodiči ke kolejišti, přičemž ve vstupní větvi snímače je zapojen generátor pracovní frekvence řízený regulátorem amplitudy generovaného signálu a zesilovačem generátorového signálu, zatímco ve výstupní větvi je snímač proudu a napětí připojen do analogově digitálního převodníku, jehož výstupu jsou vedeny do počítače, řídícího svými povely regulátor, vypočítávajícího stavy zařízení a komunikujícího s návazným zařízením přes vstupně výstupní rozhraní, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke kolejovému obvodu kolejiště je připojen dynamický proudový omezovač s procesorem a proudovým omezovačem.
Zařízení podle tohoto technického řešení generuje do kolejiště měřicí frekvenci a měří jeho skutečnou impedanci. Impedance kolejiště se mění jízdou vlaku, působením atmosférických vlivů a stárnutím materiálů. Hlavní a nedílnou součástí tohoto nového technického řešení je to, že měřicí frekvence napájí přes kolejnicové pásy dynamický proudový omezovač. Ten na základě napětí na jeho svorkách dohodnutým přesně definovaným způsobem mění impedanci kolejového obvodu.
Tímto způsobem je možné bezpečně zjistit volnost kolejového obvodu analogovou metodou a zároveň lze změřit vzdálenost vlaku nebo jeho dílu od napájecího konce.
Další podstatnou částí vynálezu je nastavení stále šuntové citlivosti, kterou dosáhneme změnou napětí generovaného signálu. Při velkém napětí jsou velké výkonové ztráty a kolejový obvod se stává neekonomický a při malém napětí dochází k nespolehlivému vyhodnocení jízdy. Toto technické řešení umožňuje sledovat napětí na začátku i na konci kolejového obvodu a změnou chování dynamického proudového omezovače regulovat optimálně generovaný signál na vstupu.
- 1 CZ 297348 B6
Zařízení umožňuje samočinné nastavení parametrů bez zásahu obsluhy, má svoji diagnostiku a jeho výstupy lze použít u koncepčně starých i nových zařízení.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, který znázorňuje zapojení jednoho bodu zařízení podle tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je podle přiloženého výkresu tvořeno snímačem 3 napětí a proudu, který je přes transformátor 4 s ochrannými prvky připojen dvěma vodiči ke kolejišti 8, přičemž ve vstupní větvi snímače 3 je zapojen generátor pracovní frekvence řízený regulátorem 2 amplitudy generovaného signálu a zesilovačem generovaného signálu, zatímco ve výstupní větvi je snímač 3 proudu a napětí připojen do analogově digitální převodníku, jehož výstupy jsou vedeny do počítače 5, řídicího svými povely regulátor 2 vypočítávajícího stavy zařízení a komunikujícího s návazným zařízením přes vstupně výstupní rozhraní 6, když ke kolejovému obvodu kolejiště 8 je připojen dynamický proudový omezovač 9 s procesorem a proudovým omezovačem.
Zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je podle předloženého výkresu tedy také tvořeno generátorem 1 signálu, regulátorem 2 amplitudy, snímačem 3 proudu a napětí a transformátorem 4, jehož sekundární vinutí je propojeno s jednotlivými kolejemi kolejiště 8. Na druhém konci kolejového obvodu je dynamický proudový omezovač 9.
Výstupy snímačů 3 proudu a napětí jsou převedeny na analogově digitální převodníky počítače 5, který zároveň vydává povely pro řízení regulátoru 2 amplitudy, povely pro vstupně výstupní rozhraní 6 a povely pro diagnostiku 7.
Generátor f generuje pracovní frekvenci celého zařízení. Regulátor 2 amplitudy upravuje amplitudu generovaného signálu. Snímače 3 proudu a napětí snímají proudy tekoucí do a z kolejiště 8 a napětí na transformátoru 4. Transformátor 4 zajišťuje galvanické oddělení kolejiště 8 od zařízení a spolu s ochrannými prvky chrání zařízení proti přepětí. Výstupy snímačů 3 proudu a napětí jsou zavedeny do analogově digitální brány převodníků počítače 5, kde se analogové hodnoty převedou na digitální, které se dále zpracují a vyhodnotí. Na základě vyhodnocených údajů se řídí regulátor 2 amplitudy a vstupně výstupní rozhraní 6. Všechny potřebné informace se zapisují do diagnostiky 7.
Kolejiště 8 je složené z vodivých kolejnicových pásů a nevodivých pražců. Dynamický proudový omezovač 9 je řízen mikroprocesorem a sleduje napětí mezi kolejnicemi. Při přivedení napětí na jeho svorky změří jeho velikost a po změření napětí změní svoji impedanci analogově podle předem definované křivky. Tvar křivky charakterizující velikost napětí je snímán snímačem 3 proudu a napětí a vyhodnocován počítačem 5.
Přejetím vlaku nebo jeho dílu dojde k vodivému spojení kolejnic nápravou. To má za následek pokles napětí na dynamickém proudovém omezovači 9, který přestane generovat domluvený tvar impedanční křivky. Při jízdě vlaku se impedance kolejové smyčky mění v závislosti na vzdálenosti vlaku.
-2CZ 297348 B6
Průmyslová využitelnost
Zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je průmyslově využitelné pro bezpečné sledování volnosti kolejového úseku a k bezpečnému sledování pohybu vlaku.