ITTO960004A1 - Gruppo di comando e di controllo della frenatura di un convoglio ferroviario. - Google Patents

Abstract

Gruppo (1) di comando e di controllo della frenatura di un convoglio ferroviario provvisto di una condotta pneumatica principale (2) atta ad essere collegata ad un generatore di aria compressa; di una condotta pneumatica generale (3) atta ad estendersi per tutta la lunghezza del convoglio e ad essere collegata ad una corrispondente pluralità di cilindri di frenatura; e di una valvola (4) a relè atta a collegare fra loro la condotta principale (2) e la condotta generale (3) ed a caricare e scaricare la condotta generale (3) stessa; il gruppo (1) essendo, inoltre, provvisto di un circuito (17) di by-pass della valvola (4) a relè per realizzare, a seguito di una azione di frenatura, un flusso di aria compressa direttamente dalla condotta principale (2) verso la condotta generale (3).

Description

D E S C R I Z I O N E

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di comando e di controllo della frenatura di un convoglio ferroviario, e, in particolare, di un convoglio ferroviario composto da un elevato numero di veicoli ferroviari .

Per il comando ed il controllo della frenatura di un convoglio ferroviario è noto di utilizzare un gruppo di comando e controllo del tipo descritto ed illustrato nelle domande di brevetto italiane n. 67282-A/85 e n.

67097-A/87 depositate in data 22/03/1985 e, rispettivamente, in data 13/02/1987 dalla stessa richiedente, e comprendente una condotta pneumatica principale collegata con un generatore di aria compressa; una condotta pneumatica generale estendentesi per tutta la lunghezza del convoglio e collegata, tramite una pluralità di distributori, ad una corrispondente pluralità di cilindri di frenatura; una valvola a relè interposta tra la condotta principale e la condotta generale per caricare e scaricare la condotta generale stessa, ed una o più valvole di scarico rapido interposte tra la condotta generale e la citata valvola a relè.

Normalmente, la frenatura del convoglio viene realizzata scaricando o depressurizzando la condotta generale tramite la valvola a relè ottenendo una frenatura graduale del convoglio stesso o, alternativamente, tramite la valvola di scarico rapido ottenendo un brusco arresto del convoglio.

Successivamente alla fase di frenatura, la condotta generale deve essere ricaricata o ripressurizzata e portata ad una pressione di esercizio determinata, generalmente dell'ordine dei cinque bar, in tempi estremamente brevi, ad esempio per evitare che il convoglio sia successivamente avanzato in condizioni di parziale frenatura.

Mentre tale operazione di ripressurizzazione è facilmente effettuabile nel caso di convogli relativamente "corti", ossia con un basso numero di veicoli, operando secondo la nota modalità di ripressurizzazione in "sovraccarico" (pressione di ripressurizzazione massima consetita dalla valvola a relè pari a 5.4 bar), crea invece una serie di problemi nel caso di convogli "lunghi" ossia con un numero di veicoli decisamente elevato.

Infatti, dal momento che la condotta generale si estende per tutta la lunghezza del convoglio, nel caso di convogli "lunghi" la condotta generale stessa presenta una lunghezza estremamente elevata che raggiunge in molti casi valori dell'ordine dei mille metri, e pertanto la fase di ripressurizzazione della condotta stessa nella citata condizione di "sovraccarico" richiede tempi estremamente lunghi, e, in particolare, dell'ordine di alcuni minuti, soprattutto nel caso in cui il convoglio è stato frenato "in rapida" e, quindi, la pressione della condotta generale è sostanzialmente nulla all'inizio della ricarica.

In altre parole, in fase di ripressurizzazione occorre attendere che la pressione all'interno dell'intera condotta generale, e, in particolare, all'interno di un tratto di condotta estendentesi in coda al convoglio, abbia raggiunto la normale pressione di esercizio richiesta (5 bar) prima di eseguire altre operazioni di comando. Tale periodo di attesa comporta, però, disagi e problemi non trascurabili durante la marcia del convoglio e soprattutto quando il convoglio stesso percorre tratti di percorso in discesa.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di comando e di controllo della frenatura di un convoglio, il quale permetta di risolvere in maniera semplice il problema sopra esposto, ed in particolare un gruppo di comando, in cui la condotta generale possa essere ripressurizzata in tempi estremamente brevi indipendentemente dal numero di veicoli componenti il convoglio.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di comando e di controllo della frenatura di un convoglio ferroviario, il gruppo comprendendo una condotta pneumatica principale atta ad essere collegata con un generatore di aria compressa; una condotta pneumatica generale atta ad estendersi per tutta la lunghezza del convoglio e ad essere collegata ad una corrispondente pluralità di cilindri di frenatura; ed una valvola a relè atta a collegare fra loro la condotta principale e la condotta generale ed a caricare scaricare, in uso, la condotta generale stessa, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi circuitali di bypass della detta valvola a relè per realizzare, in uso, un flusso di aria compressa dalla condotta principale verso la condotta generale.

Preferibilmente, nel gruppo sopra definito, i detti mezzi circuitali di bypass comprendono mezzi di selezione per collegare selettivamente la detta condotta generale con una tra la detta condotta principale e la detta valvola a relè.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura annessa, che illustra schematicamente una preferita forma di attuazione non limitativa del gruppo di comando e di controllo secondo la presente invenzione .

Nella figura allegata, con 1 è indicato, nel suo complesso, un gruppo di comando e controllo di un convoglio ferroviario (non illustrato) comprendete una pluralità di veicoli ferroviari (non illustrati), e presentante una lunghezza relativamente elevata e, in particolare, dell'ordine di diverse centinaia di metri.

Il gruppo 1 è del tipo descritto ed illustrato nella domanda di brevetto italiana n. 67282-A/85, che viene gui richiamata integralmente per completezza di descrizione e per le parti necessarie, e comprende una condotta pneumatica principale 2 atta ad essere collegata ad un generatore di aria compressa (non illustrato) e ad essere pressurizzata ad una pressione PI determinata normalmente dell'ordine degli 8-10 bar, ed una condotta pneumatica generale 3.

La condotta generale 3 presenta, in uso, una pressione variabile tra zero ed una pressione P2 massima di esercizio determinata e normalmente dell'ordine dei 5 bar, si estende sostanzialmente per tutta la lunghezza del convoglio (non illustrato), ed è atta ad essere collegata, tramite una pluralità di distributori noti e non illustrati, ad una pluralità di cilindri pneumatici di frenatura anch'essi noti e non illustrati portati dai citati veicoli ferroviari.

Il gruppo 1 comprende, inoltre, una valvola 4 a relè nota, la (piale presenta una porta 5 di ingresso collegata alla condotta principale 2 tramite un condotto 6, lungo il quale è disposto uno strozzatore 7 fisso, ed è comandata da un dispositivo 8 di pilotaggio, di per sé noto, per caricare e scaricare gradualmente la condotta generale 3, la quale, in assenza di azioni di frenatura del convoglio è mantenuta alla pressione P2 determinata di esercizio.

In particolare, la valvola 4 a relè comprende una camera 9 di comando, ed il dispositivo 8 comprende una elettrovalvola 10 di alimentazione o di sfrenatura, una cui porta di uscita è collegata alla camera 9, ed una cui porta di ingresso è collegata ad una porta di uscita di una valvola limitatrice di pressione, indicata con 11. La valvola limitatrice 11 costituisce parte del dispositivo 8, presenta una propria porta di ingresso collegata alla condotta 2 principale, ed è regolata per imporre in uscita un valore massimo di pressione preferibilmente pari a 5.4 bar.

II dispositivo 8 comprende, inoltre, una elettrovalvola 12 di scarico o di frenatura, ed una elettrovalvola 13 di sicurezza note, le quali sono entrambe del tipo a due posizioni operative normalmente chiuse, e sono collegate pneumaticamente con la camera 9 e disposte fra loro in parallelo.

Le elettrovalvole 10, 12 e 13 sono tutte collegate elettricamente ad una unità 14 elettronica di controllo nota atta ad eccitare, in uso, le elettrovalvole 10, 12 e 13 stesse in risposta ad una pluralità di segnali inviati all'unità 14 stessa da un manipolatore o selettore (noto e non illustrato) delle condizioni di funzionamento del gruppo 1.

Il dispositivo 8 comprende, infine, un trasduttore 15 di pressione, anch'esso collegato elettricamente all'unità 14, ed un manometro 16 interposti tra la valvola 4 a relè e le elettrovalvole 12 e 13 per rilevare, in uso, l'andamento della pressione all'interno della camera 9 della valvola 4 a relè stessa.

Sempre con riferimento alla figura allegata, il gruppo 1 comprende, inoltre, un circuito 17 pneumatico di bypass della valvola 4 a relè per collegare fra loro la condotta principale 2 e la condotta generale 3 e realizzare un flusso di aria compressa direttamente dalla condotta principale 2 verso la condotta generale 3.

Il circuito 17 comprende una elettrovalvola 18 di selezione, la quale presenta una prima porta 19 di ingresso/uscita collegata pneumaticamente ad una porta 5a di ingresso/uscita della valvola 4 a relè, ed una seconda porta 20 di ingresso collegata alla condotta principale 2 tramite un condotto 21. L'elettrovalvola 18 presenta, inoltre, una ulteriore porta 22 di ingresso/uscita collegata pneumaticamente alla condotta generale 3 tramite un condotto 23, ed è del tipo a due posizioni operative. In particolare, l'elettrovalvola 18 è commutabile tra una prima posizione operativa, nella quale è mantenuta da un pilotaggio pneumatico e collega pneumaticamente fra loro la valvola 4 a relè e la condotta generale 3, ed una seconda posizione operativa, nella quale collega direttamente la condotta principale 2 con la condotta generale 3.

L'elettrovalvola 18 è collegata elettricamente all'unità 14, la quale provvede a commutare l'elettrovalvola 18 stessa nella citata seconda posizione ogni qual volta è necessario operare in condizioni di "sovraccarico", ossia tutte le volte che è necessario pressurizzare, in tempi relativamente brevi, la condotta generale 3 e portare la pressione della condotta 3 stessa al valore P2 di esercizio. In particolare, l'unità 14 comprende un gruppo 24 temporizzatore noto atto a mantenere la detta elettrovalvola 18 nella seconda posizione operativa per un periodo di tempo T di commutazione o di permanenza regolabile, ed un dispositivo 25 regolatore, di per sé noto, per regolare il gruppo 24 temporizzatore stesso in modo da variare con continuità il citato periodo di tempo T di commutazione.

Secondo una preferita forma di realizzazione, il dispositivo 25 comprende una memoria 25a, nella quale è memorizzata una pluralità di mappe di funzionamento che correlano il tempo T di commutazione con dati o valori di parametri operativi di ingresso rilevati nel convoglio e, in particolare, durante l'avanzamento del convoglio stesso. Ad esempio, i citati dati o parametri possono comprendere il valore della pressione nella condotta principale 2, il valore istantaneo di pressione in almeno un punto della condotta generale 3, la velocità e/o la legge di crescita della pressione nella condotta generale 3 in un periodo di tempo susseguente la commutazione dell'elettrovalvola 18 nella sua seconda posizione operativa, oppure in un intervallo di pressioni stabilito, ed eventualmente la lunghezza della condotta generale 3.

All'unità 14 è, ancora, collegato elettricamente un dispositivo 26 di comando manuale, ad esempio del tipo a chiave, per inibire un segnale di eccitazione dell'elettrovalvola 18 emesso dall'unità 14 e mantenere, quindi, permanentemente l'elettrovalvola 18 stessa nella sua prima posizione operativa, ed un trasduttore 27 di pressione per rilevare la variazione di pressione in un punto della condotta generale 3 preferibilmente, ma non necessariamente adiacente all'elettrovalvola 18.

Ancora con riferimento alla figura allegata, il gruppo 1 comprende, infine, una elettrovalvola 28 di isolamento disposta tra l'elettrovalvola 18 di selezione e la condotta generale 3, ed una elettrovalvola 29 di scarico rapido collegata al condotto 23 tra l'elettrovalvola 28 di isolamento e la condotta generale 3. Alternativamente, secondo una variante non illustrata, l'elettrovalvola 28 di isolamento è sostituita con una valvola di isolamento comandabile meccanicamente agendo manualmente sul citato manipolatore o selettore (non illustrato).

Il funzionamento del gruppo 1 verrà ora descritto a partire dalla condizione in cui l'elettrovalvola 18 di selezione è disposta nella sua prima posizione operativa, il dispositivo 26 è disposto in una sua posizione di abilitazione dell'unità 14, e dall'istante in cui è appena terminata una fase di frenatura "graduale" o di frenatura "rapida" del convoglio, ed è, quindi, necessario ripressurizzare la condotta generale 3, ossia riportare la pressione all'interno della condotta generale 3 stessa al valore P2 di esercizio (5 bar).

A partire da tale condizione, a seguito di un segnale inviato da un operatore all'unità 14, ad esempio, mediante il citato manipolatore o selettore (non illustrato), l'unità 14 stessa eccita l'elettrovalvola 18 di selezione commutandola nella sua seconda posizione operativa; quando disposta in tale posizione, l'elettrovalvola 18 interrompe un flusso di aria compressa attraverso la porta 5a della valvola 4 a relè, e consente il passaggio di un flusso di aria compressa direttamente dalla condotta principale 2 che, come detto in precedenza è pressurizzata alla pressione PI (generalmente 8-10 bar), verso la condotta generale 3, la quale giace in un intervallo di pressione compreso tra zero e cinque bar, e viene, quindi, progressivamente pressurizzata .

A questo punto, l'elettrovalvola 18 di selezione viene mantenuta nella sua seconda posizione operativa dal citato gruppo temporizzatore 24, per un periodo T di tempo imposto dal gruppo 25, il quale determina il tempo T stesso, in modo di per sé noto, non appena l'elettrovalvola 18 viene commutata nella sua seconda posizione operativa.

In particolare, il dispositivo regolatore 25 opera in modo tale per cui in tutta la condotta generale 3 e, più in particolare, in un tratto terminale della condotta generale 3 stessa estendentesi in coda al convoglio venga raggiunta nel tempo T una pressione almeno pari alla citata pressione P2 di esercizio {5 bar) .

A questo punto, il gruppo temporizzatore 24 comanda la diseccitazione dell'elettrovalvola 18, la quale viene nuovamente riportata dal pilotaggio idraulico nella sua prima posizione operativa. Dopo di che, la pressione nella condotta generale 3 viene uniformata procedendo allo stesso modo in cui si procede, nei gruppi noti, a seguito di una fase di alimentazione in "sovraccarico". In particolare, la pressione all'interno della condotta generale 3, ovviamente inizialmente disuniforme tra un "capo" ed una "coda" del convoglio, viene uniformata agendo sulla valvola 4 a relè, la quale scarica lentamente la condotta generale 3 in modo tale da evitare un azionamento tempestivo dei cilindri di frenatura (non illustrati).

Da quanto precede appare evidente che la presenza del dispositivo 17 di bypass della valvola 4 a relè consente, rispetto ai gruppi noti, ed a seguito di una qualsiasi operazione di frenatura, di pressurizzare la condotta generale 3 e, in particolare di raggiungere in qualsiasi punto della condotta 3 stessa almeno la pressione P2 di esercizio (5 bar) in tempi estremamente brevi.

Infatti, nel caso in cui l'elettrovalvola 18 è disposta nella sua seconda posizione operativa, la condotta generale 3 è collegata direttamente alla condotta principale 2 e viene, quindi, alimentata con un flusso di aria compressa avente una pressione che non è di poco superiore (5.4 bar) alla pressione P2 come avviene nei gruppi noti in caso di rialimentazione in "sovraccarico", ma assume addirittura un valore che è circa il doppio della pressione P2 stessa. Inoltre, non appena l'elettrovalvola 18 è ricommutata nella sua prima posizione operativa, il gruppo 1 si comporta allo stesso modo e, in particolare, esegue le stesse funzioni dei gruppi noti senza comportare problemi, ad esempio, al conduttore del convoglio.

Da quanto precede appare, inoltre, evidente che al gruppo 1 descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione. In particolare l'elettrovalvola 18 di selezione può non solo essere realizzata in modo diverso da quello scritto, ma essere sostituita con una valvola o con un gruppo valvolare diversi, e può essere previsto un sistema di comando della commutazione dell'elettrovalvola 18 stessa diverso da quello descritto a titolo di esempio.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Gruppo {1) di comando e di controllo della frenatura di un convoglio ferroviario, il gruppo (1) comprendendo una condotta pneumatica principale (2) atta ad essere collegata con un generatore di aria compressa; una condotta pneumatica generale (3) atta ad estendersi per tutta la lunghezza del convoglio e ad essere collegata ad una corrispondente pluralità di cilindri di frenatura; ed una valvola (4) a relè atta a collegare fra loro la condotta principale (2) e la condotta generale (3) ed a caricare e scaricare, in uso, la condotta generale (3) stessa, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi circuitali (17) di bypass della detta valvola (4) a relè per realizzare, in uso, un flusso di aria compressa dalla condotta principale (2) verso la condotta generale (3). 2.- Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che 1 detti mezzi circuitali (17) di bypass comprendono mezzi (18) di selezione per collegare selettivamente la detta condotta generale (3) con una tra la detta condotta principale (2) e la detta valvola (4) a relè. 3.- Gruppo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di selezione comprendono almeno una valvola (18) di selezione associata alla valvola (4) a relè, e mezzi di comando e controllo (14) per commutare la valvola (18) di selezione stessa tra una prima posizione operativa, in cui la valvola (18) di selezione collega pneumaticamente la condotta,generale (3) con la valvola (4) a relè, ed una seconda posizione operativa, in cui la valvola (18) di selezione collega pneumaticamente fra loro la condotta generale (3) stessa e la condotta principale (2) per realizzare il detto flusso diretto di aria compressa. 4.- Gruppo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di comando e di controllo (14) comprendono mezzi temporizzatori (24) per imporre un tempo (T) di permanenza della detta valvola (18) di selezione nella detta seconda posizione operativa . 5.- Gruppo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di comando e di controllo (14) comprendono mezzi regolatori (25) per regolare i detti mezzi temporizzatori (24) e variare il detto di tempo (T) di permanenza in funzione di parametri operativi rilevabili. 6.- Gruppo secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriori mezzi di comando (26) azionabili manualmente per mantenere permanentemente la detta valvola (14) di selezione nella detta prima posizione operativa. 7.- Gruppo secondo una delle rivendicazioni precedenti da 3 a 6, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di isolamento (28) interposti tra la detta condotta generale (3) e la detta valvola (18) di selezione per isolare pneumaticamente la condotta generale (3) stessa. 8.- Gruppo secondo una delle rivendicazioni da 3 a 7, caratterizzato dal fatto che la detta valvola (18) di selezione è una elettrovalvola, ed i detti mezzi di comando e di controllo comprendono una unità elettronica 9.- Gruppo di comando e di controllo della frenatura di un convoglio ferroviario, sostanzialmente come descritto con riferimento alla figura annessa.