RU2775892C1 - Method for control of density of train brake line - Google Patents

Method for control of density of train brake line Download PDF

Info

Publication number
RU2775892C1
RU2775892C1 RU2021140018A RU2021140018A RU2775892C1 RU 2775892 C1 RU2775892 C1 RU 2775892C1 RU 2021140018 A RU2021140018 A RU 2021140018A RU 2021140018 A RU2021140018 A RU 2021140018A RU 2775892 C1 RU2775892 C1 RU 2775892C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
brake line
compressed air
train
density
control
Prior art date
Application number
RU2021140018A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Антропов
Игорь Владимирович Дмитриев
Сергей Александрович Пряников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2775892C1 publication Critical patent/RU2775892C1/en

Links

Abstract

FIELD: railways.
SUBSTANCE: invention relates to the control and testing of braking systems. A method for the control of density of a train brake line consists in that an air speed in a pipeline is measured by ultrasound sensors, and reduced mass flow of compressed air coming from a machinist crane or a brake control system to the train brake line is determined. At the same time, means of the control system or locomotive safety calculate and register indicators of volumetric and mass flow of compressed air, using readings of sensors of pressure and compressed air temperature, mounted in this system. After that, the indicator of compressed air flow is compared with previous registered values, and a conclusion is made according to detected changes in flow value about change in density of the train brake line.
EFFECT: increase in the safety of train movement.
1 cl

Description

Изобретение относится к диагностике тягового подвижного состава железных дорог и предназначено для контроля плотности тормозной магистрали поезда.The invention relates to the diagnosis of traction rolling stock of railways and is intended to control the density of the brake line of the train.

Расход сжатого воздуха из тормозной магистрали поезда является важным диагностическим средством контроля состояния тормозной системы подвижного состава. В настоящее время проверка плотности тормозной магистрали производится именно по расходу сжатого воздуха, в соответствии с таблицей IV. 1 Приложения 2, Правил технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава, в которой приводятся нормативы времени понижения давления в главных резервуарах на величину установленного перепада, для различного объема ГР локомотива и длины состава. По существу, в качестве показателя расхода воздуха, дается время в зависимости от числа вагонов в поезде и количества воздуха на пополнение утечек. Применяемый способ является весьма трудоемким, количе-, ство вагонов приводится с измерительным диапазоном 50 осей, что снижает точность проверки; измерения производятся вручную, при высокой плотности тормозной сети поезда процесс определения и контроля плотности занимает длительное время; кроме того, принятый способ не позволяет определить отдельный показатель плотности состава вагонов.The consumption of compressed air from the brake line of the train is an important diagnostic tool for monitoring the state of the brake system of the rolling stock. At present, the check of the density of the brake line is carried out precisely by the consumption of compressed air, in accordance with table IV. 1 of Appendix 2 of the Rules for the maintenance of brake equipment and control of the brakes of railway rolling stock, which contains the time standards for reducing pressure in the main tanks by the amount of the established differential, for various volumes of the locomotive GR and the length of the train. Essentially, as an indicator of air consumption, time is given depending on the number of cars in the train and the amount of air to replenish leaks. The method used is very laborious, the number of cars is given with a measuring range of 50 axles, which reduces the accuracy of the check; measurements are made manually, with a high density of the train brake network, the process of determining and controlling the density takes a long time; in addition, the adopted method does not allow determining a separate indicator of the density of the composition of cars.

Известен способ определения фактического объема пневматических питательных сетей локомотива (патент RU 2252884 С2 В60Т 17/22, опубл. 27.05.2005), основанный на методе сравнения. Согласно данному способу после определения расхода сжатого воздуха на утечки из пневматических сетей локомотива по расчетному объему главных резервуаров по времени снижения давления на величину установленного перепада к линии постоянного давления на выходе крана машиниста подключают атмосферный дроссель известного диаметра. Определяют расход сжатого воздуха на утечки из пневматических сетей локомотива при наличии искусственной утечки из атмосферного дросселя. Методом сравнения полученных результатов определяют фактический объем пневматических питательных сетей локомотива.There is a known method for determining the actual volume of the pneumatic feeding networks of the locomotive (patent RU 2252884 C2 V60T 17/22, publ. 27.05.2005), based on the comparison method. According to this method, after determining the consumption of compressed air for leaks from the pneumatic networks of the locomotive by the estimated volume of the main tanks by the time the pressure decreases by the value of the established difference, an atmospheric throttle of known diameter is connected to the constant pressure line at the outlet of the driver's valve. The consumption of compressed air for leakage from the pneumatic networks of the locomotive is determined in the presence of an artificial leakage from the atmospheric throttle. By comparing the obtained results, the actual volume of the locomotive's pneumatic feeding networks is determined.

Недостатком известного способа является то, что с помощью него осуществляют контроль тормозной сети по расходу сжатого воздуха из главных резервуаров, что не позволяет определить целостность тормозной магистрали поезда, выявить перекрытие концевых кранов в поезде, которое приводит к потере тормозной эффективности и отрицательно сказывается на безопасности движения поездов. Также к недостаткам данного способа относится низкая точность определения плотности, которая зависит от определяемого объема главных резервуаров, и в зависимости от расхода сжатого воздуха имеет значительные погрешности даже при незначительных изменениях времени падения давления.The disadvantage of the known method is that it is used to control the brake network by the consumption of compressed air from the main reservoirs, which does not allow to determine the integrity of the brake line of the train, to identify the overlap of the end valves in the train, which leads to a loss of braking efficiency and adversely affects traffic safety. trains. Also, the disadvantages of this method include the low accuracy of density determination, which depends on the determined volume of the main tanks, and depending on the compressed air consumption, has significant errors even with slight changes in the pressure drop time.

Также известен способ контроля плотности тормозной сети поезда посредством определения длины тормозной магистрали поезда и числа вагонов, включенных в тормозную систему (патент RU 2725834 В60Т 17/22, приоритет изобретения от 22.08.2019). Данный способ основывается на измерении темпов понижения давления в тормозной магистрали после ее дополнительной разрядки, вызванной кратковременным открытием концевых кранов и срабатыванием воздухораспределителей, а также после подключения к тормозной магистрали дополнительной утечки, с расходом известной величины. Далее длину тормозной магистрали поезда определяют по соотношению полученных темпов и удельному объему тормозной магистрали.Also known is a method for controlling the density of the brake network of a train by determining the length of the brake line of the train and the number of cars included in the brake system (patent RU 2725834 V60T 17/22, priority of the invention from 08/22/2019). This method is based on measuring the rate of pressure reduction in the brake line after its additional discharge caused by the short-term opening of the end valves and the operation of the air distributors, as well as after connecting an additional leak to the brake line, with a flow rate of a known value. Further, the length of the brake line of the train is determined by the ratio of the obtained rates and the specific volume of the brake line.

Все перечисленные способы, а также многие другие, основаны на контроле плотности тормозной магистрали путем измерения давления в питательной магистрали (главных резервуарах) локомотива или тормозной магистрали, имеют недостатки, обусловленные самим принципом диагностики. При измерении давления (и темпов его изменения) в питательной магистрали невозможно учесть все дополнительные источники расхода сжатого воздуха, располагающиеся на локомотиве и существенно влияющие на точность определения плотности тормозной магистрали поезда. Для исключения влияния дополнительных источников сжатого воздуха на точность измерения необходимо ограничивать контроль плотности, осуществляя его только в установившихся режимах (стоянка поезда или движение в режиме "выбега", при условии неиспользования звуковых сигналов и подачи песка). При измерении давления (и темпов его изменения) непосредственно в тормозной магистрали, для определения условной длины поезда необходимо вызывать срабатывание тормозов, что делает данный способ контроля возможным к применению только на стоянке поезда, по запросу локомотивной бригады.All of the above methods, as well as many others, are based on monitoring the density of the brake line by measuring the pressure in the supply line (main tanks) of the locomotive or brake line, and have disadvantages due to the very principle of diagnostics. When measuring the pressure (and the rate of its change) in the supply line, it is impossible to take into account all additional sources of compressed air consumption located on the locomotive and significantly affecting the accuracy of determining the density of the brake line of the train. To eliminate the influence of additional sources of compressed air on the measurement accuracy, it is necessary to limit the density control, exercising it only in steady-state modes (train parking or movement in the "run-out" mode, provided that sound signals and sand are not used). When measuring the pressure (and the rate of its change) directly in the brake line, to determine the conditional length of the train, it is necessary to trigger the brakes, which makes this control method possible to use only at the train stop, at the request of the locomotive crew.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в создании способа контроля плотности тормозной магистрали поезда, свободного от перечисленных недостатков, осуществляющего контроль посредством определения расхода сжатого воздуха, поступающего из тормозной магистрали локомотива в тормозную магистраль состава вагонов, на пополнение утечек и поддержание зарядного давления в тормозной магистрали поезда.The technical task of the invention is to create a method for controlling the density of the brake line of a train, free from the above disadvantages, which controls by determining the flow rate of compressed air coming from the brake line of the locomotive into the brake line of the train, to replenish leaks and maintain charging pressure in the brake line of the train.

Технический результат - повышение безопасности движения поездов за счет контроля состояния плотности и целостности тормозной магистрали поезда, выявления ледяных пробок или перекрытия концевых кранов в поезде, посредством определения изменения относительной величины расхода сжатого воздуха.EFFECT: increased safety of train traffic by monitoring the state of density and integrity of the brake line of the train, detecting ice plugs or closing the end valves in the train, by determining the change in the relative value of the compressed air consumption.

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата в способе контроля плотности тормозной магистрали поезда, основанном на измерении расхода сжатого воздуха в тормозной магистрали, согласно изобретению, расход сжатого воздуха, поступающего из тормозной магистрали локомотива в тормозную магистраль состава вагонов, определяется непрерывно в условных единицах и по изменению данного показателя в большую или меньшую сторону делается вывод о соответствующем изменении плотности тормозной магистрали поезда.To solve the problem and achieve the technical result in the method for controlling the density of the brake line of the train, based on measuring the flow of compressed air in the brake line, according to the invention, the flow of compressed air coming from the brake line of the locomotive into the brake line of the wagon train is determined continuously in conventional units and by changing this indicator up or down, a conclusion is made about the corresponding change in the density of the brake line of the train.

Повышение расхода сжатого воздуха свидетельствует о появлении дополнительных утечек в тормозной магистрали, и, следовательно, о возникновении таких отказов, как обрыв или излом тормозной магистрали, обрыв подводящего трубопровода или расцепление соединительных рукавов. Уменьшение расхода сжатого воздуха свидетельствует о сокращении существующих утечек в тормозной магистрали, а значит о возникновении таких отказов, как перемерзание магистрали с образованием ледяной пробки в трубопроводе, или перекрытии концевых кранов, в результате чего часть тормозной магистрали отсекается от пневматического соединения с тормозной магистралью локомотива, и, следовательно, отсекаются и существующие в отключенной части утечки. Таким образом, реализуется возможность качественного контроля плотности тормозной магистрали, целостности тормозной магистрали и выявления перекрытия концевых кранов в поезде, что обеспечивает повышение безопасности движения поездов.An increase in compressed air consumption indicates the appearance of additional leaks in the brake line, and, consequently, the occurrence of such failures as a break or break in the brake line, a break in the supply pipeline or disconnection of the connecting sleeves. A decrease in compressed air consumption indicates a reduction in existing leaks in the brake line, which means the occurrence of such failures as freezing of the line with the formation of an ice plug in the pipeline, or closing of the end valves, as a result of which part of the brake line is cut off from the pneumatic connection with the brake line of the locomotive, and, consequently, the leaks existing in the disconnected part are also cut off. Thus, the possibility of qualitative control of the density of the brake line, the integrity of the brake line and the detection of the overlap of the end valves in the train is realized, which ensures an increase in the safety of train traffic.

Сущность способа контроля плотности тормозной сети поезда состоит в следующем:The essence of the method for controlling the density of the brake network of the train is as follows:

Устанавливать тахометрические, вихревые, термометрические, термо-анемометрические расходомеры, или расходомеры перепада давления в тормозную магистраль нельзя, так как принцип действия данных типов расходомеров основан на изменении проходного сечения трубопровода, что недопустимо по условиям безопасности (запрещается изменять сечение тормозной магистрали, а также размещать в ее рабочем сечении любые элементы с целью недопущения ухудшения проходимости сжатого воздуха). Ультразвуковой расходомер как готовое техническое изделие устанавливать нецелесообразно, так как все необходимые измерительные элементы системы контроля плотности, за исключением ультразвуковых датчиков, уже есть на локомотиве в составе системы управления или системы безопасности. Дублирование компонентов только усложнит и повысит стоимость системы контроля.It is impossible to install tachometric, vortex, thermometric, hot-anemometric flowmeters, or flowmeters of differential pressure in the brake line, since the principle of operation of these types of flowmeters is based on changing the flow area of the pipeline, which is unacceptable for safety reasons (it is forbidden to change the section of the brake line, as well as to place any elements in its working section in order to prevent deterioration of the compressed air permeability). It is not advisable to install an ultrasonic flow meter as a finished technical product, since all the necessary measuring elements of the density control system, with the exception of ultrasonic sensors, are already on the locomotive as part of the control or safety system. Duplicating components will only complicate and increase the cost of the control system.

Поэтому в тормозную магистраль локомотива устанавливаются два ультразвуковых датчика (каждый выполняет функцию и передатчика и приемника) для определения скорости сжатого воздуха, проходящего внутри магистрали. Датчики устанавливаются на участке тормозной магистрали локомотива, после крана машиниста (или системы управления тормозами, выполняющей функции крана машиниста, такой как УКТОЛ или ТОЛ). Ультразвуковые датчики устанавливаются в тормозную магистраль друг напротив друга таким образом, чтобы никак не изменять проходное сечение магистрали (заподлицо трубопроводу). Ультразвуковые датчики определяют скорость движения воздуха в трубопроводе тормозной магистрали по известному принципу (скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении воздуха; если ультразвуковой сигнал идет по направления потока воздуха, то время уменьшается, если против - увеличивается; по разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается скорость движения воздуха) и непрерывно передают информацию в систему управления локомотива. Далее, по известной формуле:Therefore, two ultrasonic sensors are installed in the brake line of the locomotive (each performs the function of both a transmitter and a receiver) to determine the speed of the compressed air passing inside the line. The sensors are installed on the section of the brake line of the locomotive, after the driver's crane (or the brake control system that performs the functions of the driver's crane, such as UKTOL or TOL). Ultrasonic sensors are installed in the brake line opposite each other in such a way as not to change the flow section of the line in any way (flush to the pipeline). Ultrasonic sensors determine the speed of air movement in the brake line pipeline according to a well-known principle (the speed of the signal from the transmitter to the receiver will change every time the air moves; if the ultrasonic signal goes in the direction of the air flow, then the time decreases, if against - increases; by the time difference signal passing upstream and downstream and the air speed is calculated) and continuously transmit information to the control system of the locomotive. Further, according to the well-known formula:

Q=60π⋅r2⋅v,Q=60π⋅r 2 ⋅v,

где Q - объемный расход сжатого воздуха; r - внутренний радиус трубопровода; v - скорость воздуха, в микропроцессорной системе управления локомотива вычисляется текущий объемный расход сжатого воздуха. Затем, используя данные датчиков давления и температуры сжатого воздуха в тормозной магистрали, системой управления вычисляется и приводится к стандартным условиям массовый расход сжатого воздуха. Все вычисления производятся по общеизвестным формулам.where Q is the volume flow of compressed air; r is the inner radius of the pipeline; v - air speed, the current volume flow of compressed air is calculated in the microprocessor control system of the locomotive. Then, using the data from the pressure and temperature sensors of the compressed air in the brake line, the control system calculates and normalizes the mass flow of compressed air. All calculations are made according to well-known formulas.

Таким образом, системой управления (или системой безопасности) локомотива непрерывно определяется и регистрируется приведенный массовый расход сжатого воздуха, идущий в тормозную магистраль поезда. А контроль изменения этого показателя позволяет своевременно обнаружить соответствующий отказ тормозной системы поезда, связанный с изменением плотности тормозной магистрали, тем самым непрерывно обеспечивая безопасность движения в любых режимах эксплуатации локомотива и поезда в целом.Thus, the control system (or safety system) of the locomotive continuously determines and registers the reduced mass flow rate of compressed air going into the brake line of the train. And the control of the change in this indicator makes it possible to timely detect the corresponding failure of the brake system of the train, associated with a change in the density of the brake line, thereby continuously ensuring traffic safety in any operating modes of the locomotive and the train as a whole.

Claims (1)

Способ контроля плотности тормозной магистрали поезда, основанный на измерении ультразвуковыми датчиками скорости движения воздуха в трубопроводе и определении приведенного массового расхода сжатого воздуха, поступающего от крана машиниста или системы управления тормозами в тормозную магистраль поезда, отличающийся тем, что при измерении скорости движения сжатого воздуха в тормозной магистрали посредством ультразвуковых датчиков вычисление и регистрация показателей объемного и массового расхода сжатого воздуха производится средствами системы управления или безопасности локомотива с использованием показаний датчиков давления и температуры сжатого воздуха, установленных в этой системе, после чего показатель расхода сжатого воздуха сравнивается с предыдущими зарегистрированными значениями и по выявленным изменениям величины расхода делается вывод об изменении плотности тормозной магистрали поезда.A method for controlling the density of the brake line of a train, based on measuring the speed of air movement in the pipeline with ultrasonic sensors and determining the reduced mass flow rate of compressed air coming from the driver's crane or the brake control system into the brake line of the train, characterized in that when measuring the speed of compressed air in the brake line by means of ultrasonic sensors, the calculation and registration of indicators of volume and mass consumption of compressed air is carried out by means of the locomotive control or safety system using the readings of pressure and temperature sensors of compressed air installed in this system, after which the indicator of compressed air consumption is compared with the previous recorded values and according to the detected changes in the flow rate, a conclusion is made about a change in the density of the brake line of the train.
RU2021140018A 2021-12-30 Method for control of density of train brake line RU2775892C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775892C1 true RU2775892C1 (en) 2022-07-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004020498A1 (en) * 2004-04-26 2005-12-01 Railion Deutschland Ag Train air or hydraulic brake pipe flow rate sensor system has ultrasonic sensor on either side of reservoir in pusher engine unit
RU2546040C1 (en) * 2014-01-31 2015-04-10 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Train brake circuit control method
RU2608995C2 (en) * 2015-07-24 2017-01-30 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Train brake line tightness control device
RU2725834C1 (en) * 2019-08-22 2020-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Method for monitoring brake train network density

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004020498A1 (en) * 2004-04-26 2005-12-01 Railion Deutschland Ag Train air or hydraulic brake pipe flow rate sensor system has ultrasonic sensor on either side of reservoir in pusher engine unit
RU2546040C1 (en) * 2014-01-31 2015-04-10 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Train brake circuit control method
RU2608995C2 (en) * 2015-07-24 2017-01-30 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Train brake line tightness control device
RU2725834C1 (en) * 2019-08-22 2020-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Method for monitoring brake train network density

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5208943B2 (en) Flow diagnosis
CA3011456C (en) Train brake safety monitoring and fault action system with ptc brake performance assurance
CN102192767B (en) Ultrasound measuring device and method for monitoring the flow speed of a liquid
JP3579976B2 (en) Piping leak monitoring device
BRPI0616546A2 (en) determination of the speed of a locomotive
AU2015243113B2 (en) System and method for determining vehicle orientation in a vehicle consist
CN101558315A (en) Device for measuring the total pressure of a flow and method using said device
AU2011349876B2 (en) System and method for determining air propagation data in a braking arrangement of a train
US20160202098A1 (en) Acoustic Flow Measurement Device Including a Plurality of Chordal Planes Each Having a Plurality of Axial Velocity Measurements Using Transducer Pairs
CN108386726A (en) A kind of detection device and method of pipe leakage
RU2775892C1 (en) Method for control of density of train brake line
AU2011229236B2 (en) Method and device for train length detection
US9718452B2 (en) Brake monitoring system and method
JP2023537414A (en) Monitoring and measuring device and method for monitoring and measuring characteristic quantities of air supply systems of vehicles, in particular railway vehicles
CA2778002A1 (en) Brake pipe charge monitor system and method
AU2015202191B2 (en) Method and device for train length detection
RU2546040C1 (en) Train brake circuit control method
RU153536U1 (en) DEVICE FOR MONITORING THE BRAKE SYSTEM OF THE FREIGHT TRAIN
RU2725834C1 (en) Method for monitoring brake train network density
CN209441143U (en) A kind of air conditioning for automobiles, air conditioning for automobiles refrigerant monitoring system and vehicle
CN114454726A (en) Parking positioning method, system and storage medium for magnetic-levitation train
US4317988A (en) Air brake leak locator
RU2789927C1 (en) Method for monitoring the state of the brake line of the railway composition
RU2804897C1 (en) Control-measuring device and method for monitoring and measuring air supply system parameters of vehicles in particular rail vehicles
RU2338652C2 (en) Rolling stock brake control method