ITMI980696A1 - Dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari - Google Patents

Description

Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale a nome

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari.

Come noto, attualmente, per rilevare la temperatura che viene raggiunta in un reostato dagli elementi resistivi che lo compongono vengono generalmente impiegati dei termostati disposti in prossimità o in contatto con uno o più degli elementi resistivi o di resistenza.

La temperatura degli elementi resistivi di un reostato, infatti, tende a crescere quando questi ultimi vengono attraversati da una corrente predeterminata, indipendentemente dal fatto che gli elementi resistivi percorsi dalla corrente siano in serie o in parallelo e raffreddati con ventilazione naturale o forzata.

L’uso di termostati disposti a contatto o in prossimità di uno o più degli elementi resistivi o di resistenza implica il fatto che la temperatura che viene rilevata può essere influenzata da molteplici fattori esterni con la conseguenza di non corrispondere a quella effettivamente raggiunta dagli elementi resistivi causando, conseguentemente, la messa fuori uso degli stessi.

Infatti, nel caso in cui un termostato venga direttamente associato ad uno o più degli elementi resistivi è possibile che le carateristiche tecniche di funzionamento di questi ultimi vengano modificate essendo la loro struttura e morfologia alterata.

Nel caso invece un termostato venga disposto solo in vicinanza di uno o più degli elementi resistivi non si ha un rilevamento, da parte dello stesso, dell’ esatta temperatura raggiunta da questi ultimi anche per via di uno sfasamento tra il raggiungimento della temperatura prefissata da parte degli elementi resistivi ed il momento in cui questa temperatura viene segnalata.

In questo caso il ritardo di segnalazione del raggiungimento della temperatura può consentire agli elementi resistivi di raggiungere una temperatura più elevata che potrebbe risultare fatale alla loro struttura determinandone la bruciatura e, conseguentemente, la loro messa fuori uso.

Il compito che si propone il presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota. Nell’ambito di questo compito uno scopo importante del trovato è realizzare un dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari che sia in grado di rilevare la temperatura degli elementi resistivi presenti nel reostato in modo istantaneo e costante nel tempo e cioè senza sfasamenti di tempo tra il momento in cui viene rilevata la temperatura effetiva e dal momento in cui la stessa viene segnalata.

E’ ancora uno scopo del trovato realizzare un dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari che consenta di segnalare una situazione di sovratemperatura anomala sul reostato qualunque sia la causa che la determinata, ad esempio ventilazione insufficiente, corrente anomala sul reostato, ecc.

E<* >un ulteriore scopo del trovato realizzare un dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari che consenta di rilevare una tensione livellata in modo tale che la stessa sia in funzione della sola temperatura e non risulti influenzata dalla corrente circolante negli elementi resistivi del reostato.

Non ultimo scopo del trovato è realizzare un dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari che presenti un sistema di autocontrollo della sua efficienza per verificare eventuali anomalie di funzionamento.

Questo compito nonché questi ed altri scopi vengono raggiunti da un dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari alimentati con corrente alternata ottenuta chopperando la tensione continua della rete di alimentazione, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un pacco di elementi resistivi del reostato avente almeno un elemento campione di resistenza realizzato con un materiale diverso da quello degli altri elementi resistivi del pacco ma atto a reagire termicamente nello stesso modo degli altri elementi resistivi del pacco quando percorso dalla stessa corrente che percorre il pacco degli elementi resistivi in modo da presentare il coefficiente caratteristico dei materiali conduttori, che esprime la variazione della resistività al variare della temperatura, diverso da quello di detti elementi resistivi del pacco e un circuito di controllo associato a detto pacco di elementi resistivi atto a rilevare la loro temperatura rilevando le variazioni delle caratteristiche elettriche di detto elemento resistivo campione, detto circuito di controllo presentando primi e secondi mezzi per il livellamento della tensione ai morsetti ml e m2 e terzi mezzi per determinare un tempo di scarica superiore al tempo di carica di detti secondi mezzi in modo da avere una tensione che sia funzione della sola temperatura e non risulti influenzata dalla corrente circolante in detti elementi resistivi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’ invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del dispositivo secondo il trovato illustrato a titolo indicato e non limitativo nell’unito disegno in cui:

• l’unica figura mostra schematicamente la parte circuitale del dispositivo atta a rilevare una prefissata temperatura in una pluralità di elementi resistivi di un reostato secondo il trovato. Con riferimento alla figura sopra descritta il dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari alimentati con corrente alternata ottenuta chopperando la tensione continua della rete di alimentazione, indicato complessivamente con il numero di riferimento 1, comprende una pluralità di pacchi di elementi resistivi di cui per semplicità se ne prenderà ad esame uno solo.

Il pacco di elementi resistivi del reostato presenta una pluralità di elementi resistivi, ciascuno indicato con 3, tra i quali viene disposto, in una posizione variabile in funzione delle esigenze, almeno un elemento campione di resistenza 4 vantaggiosamente realizzato con un materiale diverso da quello degli altri elementi resistivi 3 del pacco ma atto a reagire termicamente nello stesso modo degli elementi resistivi 3 del pacco quando è percorso dalla stessa corrente che percorre questi ultimi.

In altre parole l’elemento campione di resistenza 4 presenta lo stesso comportamento termico di ciascuno degli elementi resistivi 3 che compone il pacco in quanto entrambi sono soggetti alle stesse leggi di scambio termico, quale conduzione, convezione ed irraggiamento.

Tuttavia, l’elemento campione di resistenza 4 pur presentando lo stesso comportamento termico di ciascuno degli elementi resistivi 3 presenta un coefficiente di temperatura a, che altro non è che il coefficiente caratteristico dei materiali conduttori che esprime la variazione della resistività al variare della temperatura, diverso da quello degli elementi resistivi 3 del pacco.

In particolare con a si intende il coefficiente caratteristico dei materiali conduttori che esprime la variazione della resistività al variare della temperatura secondo la nota formula

Chiaramente il numero di elementi campioni di resistenza 4 che viene introdotto in un pacco di elementi resistivi 3 varia da un minimo di 1 a salire in funzione delle richieste progettuali e dell’uso industriale che si deve fare degli elementi resistivi sia che questi siano posti in serie o in parallelo con ventilazione forzata o naturale.

Grazie a questa soluzione è possibile, come meglio verrà precisato in seguito, rilevare la temperatura degli elementi resistivi 3 utilizzando allo scopo un circuito di controllo 5 associato al pacco degli elementi resistivi tramite il rilevamento delle variazioni delle caratteristiche elettriche dell’elemento campione di resistenza 4 quando quest’ultimo insieme agli elementi resistivi 3 viene percorso dalla stessa corrente elettrica. Vantaggiosamente il circuito di controllo 5 presenta primi e secondi mezzi 6 e 7 per il livellamento della tensione ai morsetti mi e m2 del dispositivo.

Inoltre, il circuito di controllo 5 presenta terzi mezzi 8 per determinare un tempo di scarica superiore al tempo di carica dei secondi mezzi 7 in modo da avere una tensione che sia funzione della sola temperatura e non risulti influenzata dalla corrente circolante negli elementi resistivi 3.

Va, inoltre, specificato che il circuito di controllo 5 è autoalimentato così da non creare alcun tipo di inconveniente durante il suo funzionamento e che i primi mezzi di livellamento della tensione comprendono una induttanza 10.

In particolare i secondi mezzi di livellamento della tensione possono comprendere un condensatore 11 oppure, a secondo delle esigenze, un diodo di ricircolo.

I terzi mezzi che determinano il tempo di scarica superiore al tempo di carica della induttanza 10 e del condensatore 11 comprendono un diodo di blocco 12.

Come visibile nell’unica figura il circuito di controllo 5 comprende, inoltre, un contatto sottovuoto o relè reed e può essere munito di una bobina di test o di controllo 14 atta a verificare l’efficienza di funzionamento del circuito di controllo prima del suo utilizzo.

In particolare il dispositivo, come rappresentato in figura, è costituito da una pluralità di elementi resistivi 3 e da uno o più elementi campioni di resistenza 4 percorsi dalla stessa corrente ma realizzati in materiali avente differente coefficiente termico di resistività o coefficiente di temperatura a.

Tra gli elementi resistivi 3 e gli elementi o l’elemento campione di resistenza 4 si trovano i morsetti A, B e C in cui A è il morsetto negativo e C il morsetto positivo.

II circuito comprende, inoltre, delle resistenze di misura e taratura esterne al reostato e chiamate RA, RAI, RB e RB1 tra le quali è disposto il morsetto D di controllo.

L’andamento della corrente è rappresentato dalle frecce indicate con I, nella figura.

Sempre nella figura con 20 è indicato il contatto sottovuoto o relè reed e con 21, ad esempio, un organo di segnalazione posto all’ interno del locomotore e collegato con la bobina di controllo 14.

In particolare il circuito di controllo grazie al condensatore 11 ed all’ induttanza 10 è in grado di livellare la tensione ai morsetti mi e m2 mentre il diodo di blocco 12 permette di avere costanti di tempo TI e T2 differenziate per la carica e la scarica del condensatore 11 in cui TI , cioè costante di tempo della carica, deve essere quanto più piccola mentre T2, costante di tempo della scarica, deve essere quanto più possibile grande.

Forma oggetto del presente trovato anche un procedimento per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari alimentati con corrente alternata ottenuta chopperando la tensione continua della rete di alimentazione.

Il procedimento consiste nel posizionare in almeno un pacco di elementi resistivi del reostato almeno un elemento campione di resistenza atto a reagire termicamente nello stesso modo degli altri elementi resistivi del pacco, quando è percorso dalla stessa corrente che percorre il pacco degli elementi resistivi.

Opportunamente l’elemento campione resistivo è realizzato con un materiale diverso da quello degli altri elementi resistivi del pacco in modo da presentare il coefficiente caratteristico dei materiali conduttori che esprime la variazione della resistività al variare della temperatura, diversa da quello degli elementi resistivi del pacco.

In questo modo è possibile rilevare la temperatura degli elementi resistivi del pacco rilevando semplicemente le variazioni delle caratteristiche elettriche dell’ elemento campione di resistenza tramite un circuito di controllo.

Opportunamente il circuito di controllo consente di leggere una tensione che sia funzione della sola temperatura e che non risulti influenzata dalla corrente circolante negli elementi resistivi grazie alla presenza nello stesso di una induttanza, un condensatore ed un diodo di blocco.

Inoltre, il circuito di controllo è autoalimentato in modo da risultare estremamente semplice ed affidabile.

Si è in pratica constatato come il dispositivo secondo il trovato risulti particolarmente vantaggioso per consentire di conoscere momento per momento il valore della temperatura della pluralità di elementi resistivi e, quindi, impedire che questi raggiungano o sorpassino una temperatura prestabilita che ne determinerebbe una loro eventuale bruciatura.

Tale modo di rilevamento della temperatura, oltre a risultare estremamente semplice e funzionale, è del tutto scevro da influenze esterne o casuali.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati nonché le dimensioni potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari alimentati con corrente alternata ottenuta chopperando la tensione continua della rete di alimentazione, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un pacco di elementi resistivi del reostato avente almeno un elemento campione di resistenza realizzato con un materiale diverso da quello degli altri elementi resistivi del pacco ma atto a reagire termicamente nello stesso modo degli altri elementi resistivi del pacco quando percorso dalla stessa corrente che percorre il pacco degli elementi resistivi in modo da presentare il coefficiente caratteristico dei materiali conduttori, che esprime la variazione della resistività al variare della temperatura, diverso da quello di detti elementi resistivi del pacco e un circuito di controllo associato a detto pacco di elementi resistivi atto a rilevare la loro temperatura rilevando le variazioni delle caratteristiche elettriche di detto elemento resistivo campione, detto circuito di controllo presentando primi e secondi mezzi per il livellamento della tensione ai morsetti mi e m2 e terzi mezzi per determinare un tempo di scarica superiore al tempo di carica di detti secondi mezzi in modo da avere una tensione che sia funzione della sola temperatura e non risulti influenzata dalla corrente circolante in detti elementi resistivi.
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto circuito di controllo è autoalimentato.
3. 3) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi di livellamento della tensione comprendono una induttanza.
4. 4) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti secondi mezzi di livellamento della tensione comprendono un condensatore.
5. 5) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti terzi mezzi comprendono un diodo di blocco.
6. 6) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una bobina di controllo per verificare la sua efficienza di funzionamento prima del suo utilizzo.
7. 7) Procedimento per proteggere un reostato di frenatura di locomotori ferroviari alimentati con corrente alternata ottenuta chopperando la tensione continua della rete di alimentazione, caratterizzato dal fatto di consistere nel posizionare in almeno un pacco di elementi resistivi del reostato almeno un elemento campione di resistenza atto a reagire termicamente nello stesso modo degli altri elementi resistivi del pacco, quando percorso dalla stessa corrente che percorre il pacco degli elementi resistivi, detto elemento campione resistivo essendo realizzato con un materiale diverso da quello degli altri elementi resistivi del pacco in modo da presentare il coefficiente caratteristico dei materiali conduttori, che esprime la variazione della resistività al variare della temperatura, diverso da quello degli elementi resistivi del pacco, nel rilevare la temperatura di detti elementi resistivi del pacco rilevando le variazioni delle caratteristiche elettriche dell’elemento campione di resistenza tramite un circuito di controllo presentante primi e secondi mezzi per il livellamento della tensione ai morsetti mi e m2 e terzi mezzi per determinare un tempo di scarica superiore al tempo di carica di detti secondi mezzi in modo da avere una tensione che sia funzione della sola temperatura e non risulti influenzata dalla corrente circolante in detti elementi resistivi.
8. 8) Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che al raggiungimento di una temperatura prestabilita viene interrotta l’alimentazione, con una tensione costante chopperata, del reostato.
9. 9) Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito di controllo è autoalimentato.
10. 10) Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi di livellamento della tensione comprendono una induttanza.
11. 11) Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti secondi mezzi di livellamento della tensione comprendono un condensatore.
12. 12) Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti terzi mezzi comprendono un diodo di blocco. Il tutto come sostanzialmente descritto, illustrato, rivendicato e per gli scopi ivi specificati.