Способ определения состояния избыточного заряда тормозной системы вагона (варианты)
Номер инновационного патента: 24088
Опубликовано: 15.06.2011
Авторы: ДЕЛАРЬЮЭЛЛЬ, Дейл, Х., ХАЙНС, Карл, СМИТ, Юджин, А., мл., ДЖОНСОН, Дон, К., ДЕНО, Милтон, С.
Формула / Реферат
Схема обнаружения избыточного заряда тормозной магистрали определяет, когда происходит ситуация избыточного заряда с последующим прерыванием процесса медленного снижения давления тормозной магистрали при ассимиляции тормозной системы. При прерывании медленного процесса снижения давления железнодорожные вагоны могут оставаться в состоянии избыточного заряда (то есть тормозная система вагона заряжена до давления, превышающего нормальное давление тормозной магистрали). Когда давление в тормозной магистрали устанавливается на его нормальное значение отпускания тормозов, давление в тормозных системах вагонов будет больше, чем давление в тормозной магистрали. Тормозная система вагона будет интерпретировать этот положительный перепад давления как требование включения тормозов вагона и поэтому будет частично прикладывать тормоза вагона. В результате локомотив должен развивать дополнительные тяговые усилия по мере того, как он двигает состав, которые могут в результате привести к разделению состава и перегреву тормозных башмаков и колес и, как следствие, к тресканию колес и сходам с рельсов.
Текст
(51) 61 3/00 (2010.01) 61 23/00 (2010.01) 61 23/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ железнодорожные вагоны могут оставаться в состоянии избыточного заряда (то есть тормозная система вагона заряжена до давления,превышающего нормальное давление тормозной магистрали). Когда давление в тормозной магистрали устанавливается на его нормальное значение отпускания тормозов, давление в тормозных системах вагонов будет больше, чем давление в тормозной магистрали. Тормозная система вагона будет интерпретировать этот положительный перепад давления как требование включения тормозов вагона и поэтому будет частично прикладывать тормоза вагона. В результате локомотив должен развивать дополнительные тяговые усилия по мере того, как он двигает состав, которые могут в результате привести к разделению состава и перегреву тормозных башмаков и колес и, как следствие, к тресканию колес и сходам с рельсов.(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ЗАРЯДА ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ВАГОНА (ВАРИАНТЫ)(57) Схема обнаружения избыточного заряда тормозной магистрали определяет,когда происходит ситуация избыточного заряда с последующим прерыванием процесса медленного снижения давления тормозной магистрали при ассимиляции тормозной системы. При прерывании медленного процесса снижения давления Настоящее изобретение относится, в целом, к системам пневматических тормозов для железнодорожных составов и, в частности,направлено на обнаружение избыточного заряда или разделения тормозной магистрали и автоматическое управление локомотивом состава до тех пор, пока ситуация не будет исправлена. Одним из самых критических аспектов работы железнодорожных транспортных средств,в частности грузовых составов,является предсказуемая и успешная работа системы пневматических тормозов. Система пневматических тормозов подвергается многочисленным динамическим воздействиям не только в результате управляемого ею приложения и отпускания тормозов за счет изменения давления тормозной магистрали, но также и из-за различных ситуаций, с которыми сталкивается состав. На фиг. 1 показана типичная система,соответствующая тормозной системе предшествующего уровня техники, используемая железнодорожным грузовым составом. Тормозная система состава содержит тормозную систему локомотива, расположенную на локомотиве 100, и ряд тормозных систем вагонов, расположенных на ряде железнодорожных вагонов, показанных на примере вагона 200. Приложением и отпусканием торможения обычно управляет машинист локомотива, находящийся внутри локомотива 100. Локомотив 100 содержит систему 102 управления пневматическими тормозами,содержащую тормозную магистраль 101 заряжаемую управляемым образом. Тормозная магистраль 101 под давлением присоединяется (через один из ряда отсечных клапанов 120) к воздушной магистрали 201 состава. Именно через воздушную магистраль 201 состава давление для пневматических тормозов подается к каждому из вагонов 200 состава. Для подачи под давлением текучей среды (воздуха) система 102 управления тормозами также содержит входную магистраль 111 подачи воздуха, через которую загружаются тормозная магистраль 101 и воздушная магистраль 201 состава. В конечном счете, система 102 управления пневматическими тормозами управляет работой тормозных башмаков 233 пневматического действия на каждом из колес 235 вагона 200. Адаптер 113 измерения расхода и связанный с ним измеритель 115 скорости заряда соединен с магистралью 111 подачи воздуха. Адаптер 113 измерения расхода и измеритель 115 скорости заряда измеряют и отображают скорость заряда (как дифференциальное давление) системы 102 управления тормозами. Выходной вывод 116 адаптера 113 измерения расхода присоединяется во входному порту 121 золотникового клапана 117. Двунаправленный порт 122 золотникового клапана 121 присоединяется к тормозной магистрали 101. Золотниковый клапан 117 дополнительно содержит порт 123, который присоединяется через магистраль 103 управления давлением воздуха к уравнительному резервуару 105. Магистраль 103 управления давлением также присоединяется к клапану 107 управления давлением, через который уравнительный резервуар 105 заряжается и разряжается в процессе операции торможения. Порт 124 золотникового клапана 117 под действием управления выводится в атмосферу как порт выпуска. Соответствующие устройства 131 измерения давления и устройства 133 отображения соединяются с тормозной магистралью 101 и магистралью 103 управления давлением воздуха. Манометр 131 тормозной магистрали измеряет давление воздуха в тормозной магистрали 101 и манометр 133 уравнительного резервуара измеряет давление в уравнительном резервуаре. Компоненты системы 102 управления пневматическими тормозами вагона содержат управляющий клапан 203, имеющий порт 221,присоединенный к воздушной магистрали 201 состава. Управляющий клапан 203 также содержит порт 222, присоединенный к аккумулятору давления и эталонному резервуару 205. Наконец,управляющий клапан 203 содержит порт 223,присоединенный к цилиндру 231 пневматического тормоза,который управляет перемещением тормозного башмака 233 относительно колес 235 вагона 200. При работе отсечной клапан 120, через который тормозная магистраль 101 и последующие сегменты воздушной магистрали 201 состава присоединяются по порядку к коммуникации текучей среды, как предполагается, является полностью открытым, так что существует непрерывный путь прохождения текучей среды через тормозную магистраль/воздушную магистраль между локомотивом 100 и всеми вагонами 200 состава. Тормозная система первоначально накачивается за счет работы устройства 107 управления давлением,который управляет подачей воздуха в магистраль 103, чтобы полностью зарядить уравнительный резервуар 105. Затем срабатывает золотниковый клапан 117, чтобы соединить порт 121 с портом 122 так, чтобы воздух подавался через них к тормозной магистрали 101, и, таким образом, к воздушной магистрали 201 состава, чтобы зарядить тормозную магистраль/воздушную магистраль 101/201 до заданного давления заряда. Это давление (обычно 72 фунта/кв.дюйм на составах ) устанавливается с помощью давления уравнительного резервуара 105 внутри локомотива 100. Давление внутри тормозной магистрали 101 и воздушной магистрали 201 состава определяется так, что правильное давление достигается за счет установки давления в уравнительном резервуаре 105, когда давление в порту 122 (подключенном к тормозной магистрали 101) соответствует давлению в порту 123(подключенном к уравнительному резервуару 105). Через управляющие клапаны 203 в каждом из вагонов 200 аккумулятор давления и эталонный резервуары 205 полностью заряжаются, чтобы таким образом установить эталонное давление для максимального извлечения поршня каждого цилиндра пневматических тормозов 231 и, таким образом, полного отпускания тормозов 233 для каждого из вагонов 200. 2 Когда машинист локомотива желает приложить тормоза к колесам вагонов 200 состава,он управляет устройством регулирования давления 107,обычно через управляемый ручкой управляющий клапан, который присоединен к магистрали 103 управления давлением воздуха. Работа клапана 107 управления давлением вызывает частичную продувку магистрали 103 управления давлением воздуха и, таким образом, снижение давления внутри уравнительного резервуара 105. Это снижение давления в уравнительном резервуаре 105 воспринимается золотниковым клапаном 117 в порту 123.свою очередь, это заставляет двунаправленный порт 122 присоединиться к порту 124 выпуска и, таким образом, спускать давление тормозной магистрали 101 в атмосферу, пока давление внутри тормозной магистрали 101 не сравняется с давлением в уравнительном резервуаре 105. По мере того, как давление в тормозной магистрали 101 и, соответственно, в воздушной магистрали 201 состава падает, управляющие клапаны 203 в каждом из вагонов 200 воспринимают снижение давления в воздушной магистрали 201 состава посредством сравнения с давлением в аккумуляторе давления и эталонном резервуаре 205. Это вызывает соответствующее увеличение давления, прикладываемого к тормозным цилиндрам 231 со стороны порта 223, приводя в результате к прижиманию тормозных башмаков 233 к колесам 235 пропорционально воспринимаемому снижению давления в воздушной магистрали 201 состава. Дальнейшие снижения давления в уравнительном резервуаре 105 машинистом локомотива создают соответствующие снижения давления в воздушной магистрали 201 состава и,таким образом, дополнительное тормозное усилие тормозных башмаков 233 в каждом из вагонов 200. В итоге, целевая работа тормозной системы в вагонах 200 и, конкретно, тормозное усилие, приложенное в каждом из вагонов 200, пропорционально снижению давления в уравнительном резервуаре 105 внутри локомотива 100. Когда машинист локомотива желает отпустить тормоза вагонов состава, он использует устройство 107 управления давлением, чтобы произвести дополнительный перезаряд системы 102 управления пневматическими тормозами. Это осуществляется путем приведения давления внутри уравнительного резервуара 105 обратно к его заряженному состоянию, как описано выше. При вновь заряженном уравнительном резервуаре 105 снова существует перепад давлений (но противоположный по знаку предыдущему падению давления в магистрали 103 управления давлением) между портами 122 и 123 золотникового клапана 117. Это увеличение давления воспринимается управляющими клапанами 203 в каждом из вагонов 200, так чтобы заставить отпустить тормозные башмаки 233 под действием тормозного цилиндра 231. Во время нормальной работы приложение и отпускание тормозов управляется в соответствии с описанной выше последовательностью событий. Однако могут быть обстоятельства, продиктованные либо действием, предпринятым машинистом локомотива, либо другими непредсказуемыми явлениями, которые создают потенциальную возможность опасной работы тормозной системы. Одна из таких ситуаций связана со стандартами и работой тормозной системы на европейских поездах, имеющих тормозную систему. Составы смогут иметь разные рабочие давления тормозной магистрали 101. То есть нет стандартного давления тормозной магистрали для работы всех составов с . Поскольку вагоны состава отцепляются от одного состава и затем объединяются, чтобы сформировать новый состав поезда, аккумуляторы давления и эталонные резервуары 205 в каждом из вагонов могут быть предварительно заряжены до разных уровней из-за различных давлений в тормозных магистралях первоначальных составов. Неодинаковый предварительный заряд вагонов 200 может вызывать неодинаковое торможение, залипание тормозов или,возможно, отсутствие торможения у некоторых вагонов, когда машинист локомотива нового состава начинает торможение, снижая давление в тормозной магистрали. У машиниста локомотива нет никакой визуальной информации в отношении состояния торможения, то есть включены или выключены тормоза в каждом вагоне. Он предполагает, что если давление в тормозной магистрали 101 имеет нормальный уровень (например, 72 фунта/кв.дюйм),то тормоза вагонов отпущены, а если давление в тормозной магистрали ниже нормального, то тормоза в некоторой степени приложены. Чтобы решить эту проблему, для поездов стребуют провести процесс ассимиляции, чтобы нейтрализовать это неравное состояние начального заряда между вагонами 200. Успешное выполнение функции ассимиляции позволяет всем вагонам 200 меть тормозную магистраль, заряженную до текущей установки давления. Это осуществляется посредством избыточного заряда тормозной магистрали 101 (и, таким образом, магистрали 201 в составе) до уровня, намного более высокого, чем обычное рабочее давление тормозной магистрали, и затем медленного снижения давления Тормозной магистрали через золотниковый клапан 117 и порт 124 выпуска. Пример способа работы такой системы раскрыт в патенте 3799623. Как правило,медленный процесс снижения давления занимает одну-две минуты. Это снижение давления происходит с очень низкой скоростью (так, чтобы тормоза не прикладывались во время с пуска давления) и когда оно будет закончено, все вагоны 200 будут иметь свои аккумуляторы давления и эталонные резервуары 205 выровненными на новое давление тормозной магистрали 101 и воздушной магистрали 201 состава. Если функция ассимиляции инициируется так,что тормозная магистраль 101 заряжается с избыточным давлением заряда и затем в процессе ассимиляции происходит прерывание (например,авария поезда или отказ системы ассимиляции),3 тормозное оборудование (конкретно, аккумуляторы давления и эталонные резервуары 205) в каждом из вагонов 200 может остаться в состоянии с избыточным давлением заряда. Например,предположим,что функция ассимиляции предназначается для повышения давления тормозной магистрали 101 и воздушной магистрали 201 состава до 83 фунтов/кв. дюйм, чтобы преодолеть состояние избыточного заряда в одном или более вагонах 200. Функция ассимиляции инициируется и давление в тормозной магистрали/воздушной магистрали 101/201 состава увеличивается до 83 фунтов/кв.дюйм. Давление затем понижается с очень медленной управляемой скоростью с помощью управляющего клапана ассимиляции. Если процесс ассимиляции будет теперь прерван из-за аварийного состояния,например, в то время, когда давление понизилось до 80 фунтов/кв.дюйм, то аккумуляторы давления и эталонные резервуары 205 в каждом из вагонов 200 будут иметь давление 80 фунтов/кв.дюйм, а неожидаемое давление 72 фунта/кв.дюйм. После того, как авария закончилась и состав готов вернуться к нормальной работе, машинист локомотива отпускает тормоза и давление в тормозной магистрали устанавливается равным его нормальной установке отпускания 72 фунта/кв.дюйм. Так как вагоны 200 заряжены до 80 фунтов/кв.дюйм, они воспринимают пониженное давление 8 фунтов/кв.дюйм. Конкретно, это понижение давления воспринимается управляющим клапаном 202 путем сравнения с давлением в аккумуляторах давления и эталонных резервуарах 205. В результате присутствует торможение,соответствующее 8 фунтам/кв.дюйм снижения давления тормозной магистрали. У машиниста локомотива не будет никакой индикации, что тормоза вагонов приложены, что может привести к нежелательным и, возможно, опасным рабочим условиям. Например,может понадобиться дополнительная тяговая сила для движения состава при приложенных тормозах и будет потребляться больше топлива. Торможение вызовет выделение теплоты в тормозных башмаках 233 и колесах 235,возможно, приводя в результате к повреждениям ободов колес, трещинам колес и сходу состава с рельсов. Кроме того, поскольку вагоны состава тормозятся, силы на сцепке будут увеличиваться и могут, фактически, превысить максимальный порог силы и, таким образом, вызвать разделение состава. Ситуация усугубляется, когда блоки управления(зарегистрированная торговая марка компании-, ) используются в тяжелых грузовых составах,которые работают с головным локомотивом и хвостовым дистанционно управляемым локомотивом. В этом случае, дистанционно управляемый локомотив может создавать большие толкающие силы на вагоны, находящиеся перед ним в составе, особенно, если на этих вагонах установлены тормоза. В результате, вагоны могут быть сброшены с рельсов и вызвать крушение. Другой возможный сценарий продолжается следующим образом. Предположим, что процесс снижения давления при ассимиляции был прерван,когда тормозная магистраль 101 и воздушная магистраль 201 состава были заряжены до 79 фунтов/кв.дюйм при нормальном рабочем давлении 72 фунта/кв.дюйм. Если машинист локомотива желает включить тормоза, он делает это через клапан 107 управления давлением, сбрасывая давление в тормозной магистрали 101 в атмосферу через золотниковый клапан 117 и магистраль 103 управления давлением. Давление в тормозной магистрали внезапно доходит до 0 фунтов/кв. дюйм и давление в магистрали 201 состава следует за ним должным образом. Управляющий клапан 203 воспринимает перепад давления между воздушной магистралью 201 состава и аккумулятором давления и эталонным резервуаром 205 и прикладывает тормоз. Продолжая действие по этому сценарию,предположим, что машинист локомотива теперь желает отпустить тормоза, увеличивая давление в тормозной магистрали 101 до его нормального значения 72 фунта/кв.дюйм. Но напомним, что эталонный аккумулятор и эталонный резервуар 205 имеет давление 79 фунтов/кв.дюйм. Этот перепад давлений 7 фунтов/кв.дюйм будет восприниматься управляющим клапаном 203, интерпретируясь как требование торможения, и тормоза останутся частично приложенными, даже при том, что машинист локомотива инициировал полное отпускание тормозов. Разделение состава является другой аварийной ситуацией, которая должна обнаруживаться и против которой должны приниматься меры на составахспособом, отличным от тех, которые применяются для составов, работающих с тормозным оборудованием североамериканского типа. Когда разделение состава происходит на составах североамериканского типа, давление в тормозной магистрали 101 в точке разделения немедленно сбрасывается до нуля и каждый вагон 200 обнаруживает это быстрое падение давления тормозной, магистрали. Каждый вагон 200 затем включает свой предохранительный клапан и, таким образом, авария из-за разделения состава быстро распространяется на соседние вагоны. Предохранительный клапан также вызывает включение тормозов 233 на каждом вагоне 200. Аварийное состояние также передается на локомотив и когда оно там обнаруживается, заряд тормозной магистрали 101 через золотниковый клапан 121 приостанавливается. Кроме того,дроссельный клапан на локомотиве обычно устанавливается в холостое положение. Вагоны составов типаобычно не оборудуются предохранительными клапанами и поэтому не могут обнаруживать и распространять состояние, соответствующее аварии, связанное с разделением состава. Когда разделение состава происходит, давление в тормозной магистрали 101 в точке разделения сбрасывается до нуля и давление во всей тормозной магистрали должно быть затем сброшено через место разделения. В зависимости от 4 места разделения, время до полного сброса давления тормозной магистрали 101 может быть значительным, по меньшей мере, в относительном выражении. Поскольку передачи об аварийной ситуации разделения состава на локомотив не существует, локомотив сохраняет положение дроссельной заслонки и продолжает подавать воздух в тормозную магистраль 101 до тех пор, пока давление в тормозной магистрали 101 не упадет ниже заранее определенного значения отключения. Время, требующееся для того, чтобы давление в тормозной магистрали 101 локомотива достигло значения отключения, может быть значительным и в некоторых случаях давление может никогда не достигнуть точки отключения. Обнаружение разделений составов становится намного более существенным при работе составов с распределенной мощностью , т.к. необнаруженное разделение состава перед дистанционно управляемыми локомотивами может приводить в результате к тому, что эти локомотивы остаются в состоянии обеспечения энергией и,таким образом, создают потенциально опасные для состава силы вблизи отделившихся вагонов. Как указывалось выше, если происходит прерывание функции заряда с избыточным давлением до ее завершения, тогда тормозное оборудование вагона может остаться в состоянии избыточного заряда, притом, что тормозная магистраль локомотива будет показывать нормальное состояние отпускания тормозов. Такое состояние избыточного заряда тормозного оборудования может вызвать приложение тормозов без указания на это машинисту. Такое торможение может вызвать выделение теплоты в тормозных башмаках и колесах, приводя в результате к повреждениям ободов колес, трещинам колес и сходу состава с рельсов или к разделению вагонов. Патент США 3799623 раскрывает способ и систему избыточного заряда тормозной магистрали. Однако данный документ не решает потенциальную проблему системы, оставленной в состоянии избыточного заряда, и не предоставляет ее решения. Патент США 485900, относится к способу и системе контроля состояния тормозной магистрали и тормозов. Однако данный документ также не решает проблему, связанную с избыточным зарядом тормозной магистрали. Кроме того, если происходит разделение вагонов в составе, где не используется система экстренного распространения торможения (тормозные система типа ), то могут создаваться большие толкающие силы на вагоны в составе. Обнаружение такого состояния намного существеннее в составах с распределенной мощностью, где дистанционно управляемые локомотивы остаются в состоянии обеспечения энергией и, таким образом, создают потенциально опасные для состава силы, которые могут привести к сходу состава с рельсов. Патент 3799623 раскрывает тормозную систему и способ приложения и отпускания тормозов в составе. Однако данный документ не решает проблему обнаружения разделения вагонов. Патент США 4859000 относится к тормозной системе вагонов, но также не решает проблемы, связанные с разделением вагонов. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения,упомянутые выше недостатки традиционных систем управления тормозами ,использующих функцию ассимиляции, устраняются новой и улучшенной системой управления тормозами. В одном варианте осуществления система управления тормозами, соответствующая настоящему изобретению, контролирует давление в тормозной магистрали локомотива,чтобы определить, когда она находится в состоянии избыточного заряда. Если медленное снижение давления тормозной магистрали после состояния избыточного заряда прерывается до того, как достигается нормальное давление в тормозной магистрали,такое событие обнаруживается настоящим изобретением. Когда событие,вызвавшее прерывание процесса ассимиляции,закончилось, система управления тормозами повторно начинает процесс ассимиляции и заново заряжает тормозную магистраль до более высокого значения. После того, как магистраль повторно заряжена до более высокого значения, начинается медленный процесс снижения давления и когда он закончится, это означает, что система возвратилась к своему номинальному давлению. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, когда обнаруживается прерывание медленного процесса снижения давления, тяга локомотива автоматически переводится в режим холостого хода и машинисту локомотива сообщается о состоянии избыточного заряда аккумуляторов давления и эталонных резервуаров 205 вагонов. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения, на составах С разделение тормозной магистрали обнаруживается и локомотив автоматически переводится в режим холостого хода. Обнаружение осуществляется посредством, контроля давления в тормозной магистрали и воздушного потока. Настоящее изобретение может быть легче понято и дальнейшие его преимущества и применения могут быть более очевидны, когда они рассматриваются на основе описания различных вариантов осуществления и следующих чертежей,на которых Фиг.1 - блок-схема, поясняющая типичную систему управления пневматическими тормозами железнодорожного грузового состава,соответствующую предшествующему уровню Фиг.2 - модификация системы управления пневматическими тормозами, показанной на фиг.1,содержащая признаки настоящего изобретения и Фиг.3 и 4 - блок-схемы последовательностей выполнения операций системы управления тормозами,соответствующей настоящему изобретению, показанной на фиг.2. На фиг.2 показана система 102 управления тормозами, соответствующая фиг.1, содержащая монитор 300 расхода и давления тормозной 5 магистрали для обнаружения давления тормозной магистрали 101. Во время нормальной операции ассимиляции (под управлением контроллера 301 ассимиляции) система 102 управления тормозами увеличивает давление в тормозной магистрали 101 и в магистрали 201 состава до заданного давления ассимиляции, которое выше, чем нормальное давление в тормозной магистрали 101/воздушной магистрали 201 состава. После этого тормозная магистраль 102/воздушная магистраль 201 состава заряжается до этого значения повышенного давления, затем контроллер ассимиляции разрешает управляемое снижение давления с заданной скоростью до тех пор, пока не будет достигнуто нормальное давление в тормозной магистрали. Монитор 300 расхода и давления тормозной магистрали передает давление в тормозной магистрали на процессор 302. Ранее в процессоре 302 были запомнены заданная скорость снижения давления при ассимиляции и заданное избыточное давление заряда при ассимиляции. Используя эти запомненные значения, процессор 302 вычисляет ожидаемые давления тормозной магистрали в различные моменты времени в процессе снижения давления. Ожидаемое давление в процессоре 302 сравнивается с фактическим давлением, которое определяется монитором 300 расхода и давления тормозной магистрали. Таким образом, когда в процессе снижения давления при ассимиляции происходит прерывание, фактическое давление в тормозной магистрали и вычисленное значение будут различаться. Эта разница указывает, что в вагонах существует состояние избыточного заряда,а именно в аккумуляторе давления и эталонном резервуаре 205 в каждом вагоне 200. При обнаружении этого состояния избыточного заряда процессор 302 будет включать устройство 305 сигнализации тревоги. Это устройство сигнализации тревоги может располагаться, например, в кабине управления локомотива 100. После подачи сигнала тревоги машинист локомотива может предпринять соответствующее действие,гарантирующее отсутствие движения состава. В дополнение к подаче сигнала тревоги машинисту локомотива процессор может также управлять локомотивом,переводя его в режим холостого хода, например, до тех пор, пока состояние избыточного заряда тормозов вагонов не будет устранено. Этот вариант осуществления в общем виде представляется сигналом от процессора 302 на контроллер 306 локомотива. В другом варианте осуществления процессор 302 должен определить, была ли тормозная магистраль 101 в состоянии избыточного заряда, основываясь на сигнале от монитора 300 расхода и давления тормозной магистрали. Процессор 302 также должен определить, имела ли место авария во время процесса снижения давления при операции ассимиляции. Например, экстренное торможение может обнаруживаться по давлению тормозной магистрали 101, падающему ниже порогового давления. Это может быть обнаружено монитором 300 расхода и давления тормозной магистрали и введено на процессор 302. После выхода из аварии давление в тормозной магистрали 101 должно вернуться к нормальному под управление клапана 107 управления давлением органами управления машиниста локомотива. Это также будет обнаружено монитором 300 расхода И давления тормозной магистрали и процессором 302. После обнаружения этой последовательности событий (то есть, инициирование операции ассимиляции,инициирование процесса медленного снижения давления,прерывание процесса медленного снижения давления и возвращение к нормальному давлению тормозной магистрали), процессор 302 пошлет соответствующие сигналы на устройство 304 сигнализации тревоги и контроллер 306 локомотива, как обсуждалось ранее. В еще одном другом варианте осуществления процессор 302 может послать сигнал на контроллер 301 ассимиляции, который повторно инициирует операцию ассимиляции и, таким образом, исправит состояние избыточного заряда вагонов 200. Последовательность этапов,выполняемых процессором 302 для осуществления аспектов обнаружения избыточного заряда согласно настоящему изобретению, поясняется на блок-схеме последовательности выполнения операций процесса, показанной на фиг.3. Процесс, описанный блок-схемой, выполняется, когда процессор 302 включен и последовательность этапов циклически контролируется во время движения состава. На этапе 350 принятия решения процессор 302 определяет, существует ли избыточное давление заряда в тормозной магистрали, основываясь на информации, предоставленной монитором 300 расхода и давления тормозной магистрали. Если избыточное давление заряда в тормозной магистрали отсутствует, нормальное движение состава продолжается, как указано на этапе 352 и процесс циклически возвращается к этапу 350 принятия решения. Если тормозная магистраль имела избыточное давление заряда, обработка переходит к этапу 354, где процессор 302 определяет, была ли прервана операция медленного снижения давления. Как обсуждалось в связи с фиг.2, такое прерывание может заставить давление в эталонном резервуаре тормозов превысить нормальное давление торможения. Если процесс медленного снижения давления тормозной магистрали не был прерван, указывая, что давление в эталонном резервуаре тормозов вагона должно быть должным образом установлено, то процесс переходит к этапу 352, на котором состав движется нормально. В случае, если процесс медленного снижения давления был прерван, процесс обработки переходит к этапу 356, где может включиться устройство сигнализации тревоги, локомотив может быть автоматически переведен в режим холостого хода и/или процесс ассимиляции инициируется повторно. Существуют несколько различных способов,которые могут использоваться, чтобы определить,был ли прерван процесс медленного снижения,6 давления. Один способ использует контроль давления тормозной магистрали для определения,уменьшилось ли оно от избыточного давления заряда до нормального давления тормозной магистрали. Если нормальное значение давления никогда не достигается то, процесс медленного снижения давления должен быть прерван. В альтернативной схеме вычисляется скорость снижения давления тормозной магистрали во времени. Это вычисление выполняется в процессоре 302 и основано на запомненном значении избыточного давления заряда при ассимиляции и скорости медленного снижения давления. Фактическое давление в тормозной магистрали контролируется и сравнивается с вычисленным значением. Если при ассимиляции происходит прерывание процесса медленного снижения давления, то фактическое давление в тормозной магистрали будет отличаться от вычисленного давления тормозной магистрали. Другой вариант осуществления настоящего изобретения определяет схему обнаружения разделения состава для составов, оборудованных тормозами . Этот вариант осуществления будет обнаруживать разделение составов и в ответ на это будет автоматически переводить в режим холостого хода дроссельную задвижку локомотива и приостанавливать заряд тормозной магистрали. Монитор 300 расхода и давления тормозной магистрали обнаруживает давление(как обсуждалось ранее) и расход воздуха тормозной магистрали 101. Во время нормальной работы, когда тормозная магистраль 101 заряжается (то есть, когда тормоза отпускаются) расход воздуха тормозной магистрали 101 будет высоким и давление в тормозной магистрали будет увеличиваться. По мере того, как давление в тормозной магистрали достигает своего нормального значения, расход воздуха будет снижаться, пока давление в тормозной магистрали 101 не достигнет своего максимального давления и расход воздуха не станет минимальным (то есть равным утечке в воздушной магистрали 201). Когда машинист локомотива управляет клапаном 107 управления давлением, чтобы включить тормоза, давление в тормозной магистрали падает,но расход воздуха будет относительно малым, так как давление в тормозной магистрали 101 сбрасывается через золотниковый клапан 117 и выпускное отверстие 124. Когда происходит разделение состава, монитор 300 расхода и давления тормозной магистрали обнаруживает повышенный расход воздуха до относительно высокого значения, в то время как давление в тормозной магистрали начинает уменьшаться. Когда падение давления тормозной магистрали превысит заданный предел (например, в одном варианте осуществления, больше 4,4 фунтов/кв.дюйм) при максимальном расходе воздуха, то тогда процессор 302 интерпретирует последовательность событий как индикацию разделения состава. На контроллер 306 локомотива будет послан сигнал от процессора 302, чтобы установить тягу локомотива в режим холостого хода и приостановить заряд тормозной магистрали. Предохранительный клапан локомотива(не показанный на чертежах) также будет включаться,чтобы быстро сбросить давление в тормозной магистрали локомотива. Когда настоящее изобретение относится с составам с распределенной мощностью, разделение поезда, которое происходит вблизи от одного из дистанционно управляемых локомотивов, вызовет высокий расход воздуха с падением давления тормозной магистрали. Как обсуждалось выше, это состояние будет обнаружено очень быстро процессором 302 в ответ на сигналы монитора расхода и давления тормозной магистрали. В ответ на них, локомотив будет переведен в режим холостого хода и накачка тормозной магистрали приостанавливается, как показано в общем виде сигналом от процессора 302 на контроллер 304 локомотива. С другой стороны,если разделение поезда обнаруживается вблизи ведущего локомотива в составес распределенной мощностью,обнаружение разделения поезда процессором 302 может привести в результате к передаче сигнала на дистанционно управляемые локомотивы (опять показаны в общем виде как контроллер 306 локомотива). Сигнал заставит локомотив перейти в режим холостого хода, приостановить заряд тормозной магистрали и включить аварийные тормоза. Обнаружение разделений поездов с помощью настоящего изобретения не только улучшает предсказуемость и успешную работу системы пневматических тормозов, но также минимизирует тормозные пути составов и силы, действующие на конце составов. Последовательность этапов,выполняемых процессором 302 для осуществления аспектов обнаружения разделения состава в соответствии с настоящим изобретением, поясняется на блок-схеме последовательности выполнения операций,показанной на фиг.4. Операции согласно блок-схеме выполняются, когда процессор 302 включается и последовательность этапов, показанных на фиг.4,циклически проверяется при движении состава. На этапе 402 принятия решения процессор 302 вместе с монитором 300 расхода и давления тормозной магистрали определяет, падает ли давление в тормозной магистрали. Процесс возвращается назад к точке начала 401, если на этапе принятия решения ответом является нет . Если давление в тормозной магистрали падает, то процесс переходит к этапу 404 принятия решения, на котором процессор 302 (снова вместе с монитором 300 расхода и давления тормозной магистрали) определяет, превысил ли расход воздуха заданное значение. В одном из вариантов осуществления это значение дифференциального давления может быть 7 фунтов/кв.дюйм. С этапа 404 принятия решения процесс либо возвращается к начальному этапу 404,либо к этапу 406 принятия решения. На этапе 406 принятия решения процессор 302 определяет,достигло ли давление тормозной магистрали заданного значения. В одном из вариантов 7 осуществления это значение равно 72 фунта/кв.дюйм. Если ответом на этапе 406 принятия решения является да , объявляется о разделении состава и на этапе 408 локомотив переводится в режим холостого хода и включается сигнализация тревоги. Другой вариант осуществления связан с устройством управления для использования совместно с тормозной системой железнодорожного состава, имеющего локомотив и, по меньшей мере,один вагон, где локомотив содержит тормозную систему, которая под действием управления заряжается и разряжается, чтобы отпускать и прикладывать тормоза железнодорожного состава, и каждый вагон содержит тормозную систему вагона,по текучей среде соединенную с тормозной системой локомотива и заряжающуюся и разряжающуюся под управлением тормозной системы локомотива. Устройство может использоваться для определения, существует ли состояние избыточного заряда после процесса заряда до избыточного давления, посредством которого заряжаемая тормозная система заряжается до заданного избыточного давления заряда. В этом варианте осуществления устройство управления содержит средство контроля давления тормозной системы локомотива и средство, ответственное за упомянутое средство контроля для определения,когда давление тормозной системы локомотива увеличивается до заданного избыточного давления заряда с последующим инициированием медленного снижения давления в тормозной системе локомотива. Устройство управления также содержит средство создания выходного сигнала в ответ на сигналы средства контроля и средства определения, если медленное снижение давления не приводит в результате к достижению заданного значения давления тормозной системы локомотива. В другом варианте осуществления средство создания выходного сигнала вычисляет заданное значение давления тормозной системы локомотива с интервалами во время медленного снижения давления, основываясь на заданной скорости снижения давления, и создает выходной сигнал,если давление в тормозной системе локомотива больше, чем заданное значение в течение времени,превышающего заданное время. В другом варианте осуществления заданная скорость медленного снижения давления определяется заданными значениями для избыточного заряда и снижения давления. В других соответствующих вариантах осуществления устройства управления, как для вариантов осуществления, описанных выше, так и для описанных ниже, выходной сигнал включает сигнализацию тревоги,переключает тягу локомотива в режим холостого хода и/или повторно инициирует процесс заряда до избыточного давления для ассимиляции. Другой вариант осуществления относится к устройству управления для использования с тормозной системой железнодорожного состава,имеющего локомотив и, по меньшей мере, один вагон, где локомотив содержит тормозную систему,которая под действием управления заряжается и разряжается для отпускания и приложения тормозов железнодорожного состава, и каждый вагон содержит тормозную систему вагона, по текучей среде соединенную с тормозной системой локомотива, под управлением которой происходит ее заряд и разряд. Устройство может использоваться для определения, существует ли состояние избыточного заряда после процесса заряда до избыточного давления заряда, посредством которого накачиваемая тормозная система накачивается до заданного избыточного давления заряда. В этом варианте осуществления устройство управления содержит монитор, процессор, и контроллер. Монитор определяет давление в тормозной системе локомотива. Процессор реагирует на сигналы монитора, чтобы определить, когда давление в тормозной системе локомотива увеличивается до заданного Избыточного давления заряда, с последующим инициированием медленного снижения давления в тормозной системе локомотива. Контроллер создает выходной сигнал в ответ на сигналы монитора и процессора, если медленное снижение давления не приводит в результате к достижению заданного значения давления в тормозной системе локомотива. В другом варианте осуществления контроллер вычисляет заданное значение давления в тормозной системе локомотива с интервалами в течение медленного снижения давления, основываясь на заранее выбранной скорости снижения давления, и создает выходной сигнал, если давление в тормозной системе локомотива больше, чем заданное значение в течение времени,превышающего заданное время. В другом варианте осуществления заданная скорость снижения давления определяется заданными значениями избыточного давления заряда и продолжительностью снижения давления. Другой вариант осуществления связан с устройством управления(для определения,существует ли состояние разделения, состава) для использования с тормозной системой железнодорожного состава, имеющего локомотив и,по меньшей мере, один вагон, в котором локомотив содержит тормозную систему, которая под действием управления заряжается и разряжается,чтобы отпускать и прикладывать тормоза вагонов железнодорожного состава, и каждый вагон содержит тормозную систему вагона, по текучей среде соединенную с тормозной системой локомотива и заряжающуюся и разряжающуюся с помощью тормозной системы локомотива. Устройство содержит первое средство определения давления в тормозной системе локомотива, второе средство определения скорости заряда для расхода воздуха в тормозной системе локомотива, и третье средство, воспринимающее сигналы первого средства и второго средства для определения, когда скорость снижения давления тормозной системы локомотива превышает первое заданное значение, в то время, как расход воздуха превышает второе 8 заданное значение, и для создания выходного сигнала в ответ на это. Другой вариант осуществления относится к устройству управления(для определения,существует ли состояние разделения состава) для использования с тормозной системой железнодорожного состава, имеющего локомотив и,по меньшей мере, один вагон, где локомотив содержит тормозную систему, которая заряжается и разряжается под действием управления, чтобы отпускать и прикладывать тормоза вагонов железнодорожного состава, и каждый вагон содержит тормозную систему вагона, по текучей среде соединенную с тормозной системой локомотива и заряжающуюся и разряжающуюся тормозной системой локомотива. Устройство содержит измеритель давления, измеритель расхода воздуха и процессор. Измеритель давления определяет давление в тормозной системе локомотива. Измеритель расхода воздуха определяет скорость заряда для расхода воздуха в тормозной системе локомотива. Процессор реагирует на сигналы измерителя давления и измерителя расхода воздуха для создания выходного сигнала, когда снижение давления в тормозной системе локомотива превышает первое заданное значение, в то время, как расход воздуха превышает второе заданное значение. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ определения состояния избыточного заряда тормозной системы вагона после избыточного заряда,посредством которого тормозная система локомотива заряжается до заданного давления избыточного заряда, для использования с системой пневматических тормозов железнодорожного состава, содержащего локомотив и, по меньшей мере, один вагон, локомотив,содержащий тормозную систему, заряжаемую и разряжаемую под действием управления, чтобы отпускать и прикладывать тормоза вагонов железнодорожного состава, каждого вагона,содержащего тормозную систему, по текучей среде соединенную с тормозной системой локомотива,которая заряжается и разряжается под действием управления тормозной системы локомотива,содержащий этап, на котором (а) контролируют давление в тормозной системе локомотива,отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых определяют, когда давление в тормозной системе локомотива увеличивается до заданного давления избыточного заряда с последующим инициированием медленного снижения давления в тормозной системе локомотива и создают выходной сигнал, если медленное снижение давления не приводит в результате к достижению заданного значения давления в тормозной системе локомотива. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап(с) содержит этапы, на которых (1) вычисляют заданное значение давления тормозной системы локомотива с интервалами во время медленного снижения давления, основываясь на заданной скорости медленного снижения давления и(с 2) создают выходной сигнал, если во время медленного снижения давления в тормозной системе локомотива давление больше выбранного значения в течение времени, превышающего заданное время. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что заданная скорость медленного снижения давления определяется давлением избыточного заряда и продолжительностью медленного снижения давления. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выходной сигнал включает сигнализацию тревоги. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выходной сигнал переводит тягу локомотива в режим холостого хода. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что выходной сигнал повторно инициирует процесс избыточного заряда. 7.Способ определения, существует ли состояние разделения состава для использования с системой пневматических тормозов железнодорожного состава, содержащего локомотив и, по меньшей мере, один вагон, локомотив - содержащий тормозную систему, заряжаемую и разряжаемую управляемым образом, чтобы отпускать и прикладывать тормоза вагонов железнодорожного состава, каждого вагона имеющего тормозную систему, по текучей среде соединенную с тормозной системой локомотива и заряжаемую и разряжаемую под управлением тормозной системы локомотива,содержащий этапы, на которых измеряют скорость заряда для расхода воздуха в тормозной системе локомотива отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых по результатам этапов (а) иопределяют,когда скорость снижения давления в тормозной системе локомотива превышает первое заданное значение, в то время, как расход воздуха превышает второе заданное значение и создают выходной сигнал,когда удовлетворяются условия этапа (с). 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что выходной сигнал включает сигнализацию тревоги. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что выходной сигнал переводит тягу локомотива в состояние холостого хода.
МПК / Метки
МПК: B60T 13/68, B61L 23/02, B61L 3/00, B60T 17/22
Метки: системы, варианты, вагона, состояния, заряда, способ, тормозной, определения, избыточного
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/9-ip24088-sposob-opredeleniya-sostoyaniya-izbytochnogo-zaryada-tormoznojj-sistemy-vagona-varianty.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ определения состояния избыточного заряда тормозной системы вагона (варианты)</a>