Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств

Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств

Реферат

 

Изобретение относится к средствам для контроля состояния букс железнодорожных пассажирских вагонов, грузовых вагонов и любых других средств, применяемых на железнодорожном транспорте. Изобретение включает электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств и связанную с термодатчиком с помощью двух электропроводных элементов, подключенным к цепи задания кода сигнала электронной метки. Электронная метка размещена внутри чашеобразного элемента, закрепленного на головке одного из болтов, предназначенных для крепления крышки к буксе. Термодатчик включает корпус, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней полости упомянутого болта, внутри корпуса термодатчика размещены втулка из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы для размещения электропроводных элементов от электронной метки, плавкая перемычка, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина. Технический результат - повышение безопасности средств железнодорожного транспорта за счет повышения достоверности определения опасного нагрева букс. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, касающейся средств контроля и учета работы ответственных деталей подвижного состава, а именно к средствам для контроля состояния букс железнодорожных пассажирских вагонов, грузовых вагонов и любых других средств, применяемых на железнодорожном транспорте.

В уровне техники известны устройства для обнаружения перегретых букс, устанавливаемые на каждую буксу и связанные с тормозной магистралью поезда через гибкий шланг, см., например, SU 1497088 и US 3930629. При нагревании буксы легкоплавкий материал расплавляется и пропускает воздух во внутреннюю полость. Под давлением поступающего воздуха поршень поднимается и создает тормозную магистраль поезда с атмосферой, в результате чего происходит автоторможение поезда. Такие известные средства способствуют повышению безопасности на железнодорожном транспорте, однако не позволяют заранее предотвратить аварийную ситуацию, т.к. в них не предусмотрены средства, позволяющие проконтролировать температуру нагрева букс подвижного состава железнодорожного транспорта.

В уровне техники известны средства обнаружения опасно нагретых букс подвижного состава железнодорожного транспорта, в которых используются инфракрасные и другие источники излучения, известны системы дистанционного контроля температуры букс, в которых применяются электронные метки, устанавливаемые на буксы, и напольная аппаратура, включающая приемники излучения нагретых букс, известны средства для контроля перегретых букс, в которых используются элементы из легкоплавких материалов, см., например, RU 2093398, RU 2093398, RU 2115579, US 4029859, US 5446452, ЕР 092413, DE 19933302. При интенсивности излучения, превышающей допустимый порог, напольная аппаратура фиксирует это и передает информацию об опасном нагреве буксы на ближайшую на пути подвижного состава станцию, где принимаются необходимые меры для исключения опасной ситуации. Такие известные в уровне техники средства обеспечивают дистанционный контроль состояния букс подвижного состава, что способствует предотвращению аварийных ситуаций, связанных с недопустимым перегревом букс и тем самым способствует повышению безопасности, однако, эти известные средства не точны в определении допустимой температуры нагрева букс, поскольку в них на точность определения допустимой температуры нагрева буксы оказывают влияние многие факторы, например, такие как скорость движения подвижного состава, температура окружающей среды, точность и качество изготовления сложных составных частей используемой аппаратуры. Кроме того, производство таких известных средств и их внедрение в эксплуатацию требуют значительных материальных затрат, что снижает возможность их реального внедрения.

Изобретение направлено на исключение отмеченных недостатков известных в уровне техники средств и ее техническим результатом является повышение безопасности средств железнодорожного транспорта за счет повышения достоверности определения опасного нагрева букс, а также простота и дешевизна при изготовлении и внедрении в производство и в эксплуатацию.

Это достигается за счет того, что устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств включает электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств, при этом электронная метка размещена внутри чашеобразного элемента, закрепленного одним из болтов, предназначенных для крепления крышки к буксе, и связана с термодатчиком, который размещен во внутренней осевой полости этого же болта, с помощью двух электропроводных элементов, которые подключены к цепи задания кода сигнала, передаваемого электронной меткой, термодатчик включает корпус, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней полости упомянутого болта, внутри корпуса термодатчика размещены втулка из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы для размещения электропроводных элементов от электронной метки, плавкая перемычка, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина. Корпус термодатчика может быть закреплен во внутренней полости болта с помощью резьбового соединения. Предпочтительно такое выполнение корпуса термодатчика, когда он со стороны одного конца закрыт заглушкой, выполненной из теплопроводного материала (со стороны этого же конца в корпусе размещается слой парафина), а другим концом жестко связан со сплошной трубкой из электроизоляционного материала, размещенной во внутренней полости болта и в которой выполнены продольные каналы для размещения электропроводных элементов. Внутренняя осевая полость в болте выполнена со стороны его головки (т.е. открыта со стороны его головки). Электропроводные элементы, соединяющие электронную метку и термодатчик, имеют электроизоляцию, за исключением концов, между которыми размещена плавкая перемычка. Втулка, размещенная в корпусе термодатчика, может быть выполнена из текстолита. Электронная метка размещена в чашеобразном элементе с возможностью обрыва электропроводных элементов, связывающих ее с термодатчиком, при попытке ее извлечения для исключения возможности злоумышленного беспрепятственного воздействия. Электронная метка включает кодер, соединенный через модулятор с приемопередающей антенной.

Изобретение поясняется с помощью графических материалов, где на фиг.1 оно изображено в разрезе, на фиг.2 показана выноска А фиг.1, на фиг.3 изображена упрощенная функциональная схема возможного варианта выполнения электронной метки.

Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс 1 транспортных средств включает электронную метку 2, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств (не показано). Электронная метка 2 размещена внутри чашеобразного элемента 3, закрепленного под головкой 4 одного из болтов 5, предназначенных для крепления крышки 6 к буксе 1. Электронная метка 2 связана с термодатчиком 7, который размещен во внутренней осевой полости 8 этого же болта 5, с помощью двух электропроводных элементов 9. Термодатчик 7 включает корпус 10, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней осевой полости 8 упомянутого болта 5. Внутри корпуса 10 термодатчика 7 размещены втулка 11 из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы 12 для размещения электропроводных элементов 9, плавкая перемычка 13, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина 14, причем плавкая перемычка 13 размещена между оголенными от изоляции концами 15 электропроводных элементов 9 и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина 14. Слой парафина 14, размещенный в свободной полости корпуса 10 в непосредственной близости от плавкой перемычки 13 и заглушки 16, используется для улучшения теплопроводности от буксы 1 к плавкой перемычке 13. На чертежах изображено, что корпус 10 термодатчика 7 закреплен во внутренней полости 8 болта 5 с помощью стопорного кольца 19. Корпус 10 термодатчика 7 со стороны одного конца закрыт заглушкой 16, которая выполнена из теплопроводного материала, а другим концом жестко связан со сплошной трубкой 17 из электроизоляционного материала, размещенной во внутренней осевой полости 8 болта 5 и в которой выполнены продольные каналы 18 для размещения электропроводных элементов 9. Внутреннюю осевую полость 8 в болте 5 выполняют открытой со стороны его головки и глухой на конце. Электропроводные элементы 9, соединяющие электронную метку 2 и термодатчик 7, имеют электроизоляцию, за исключением концов 15, между которыми размещена плавкая перемычка 13. Втулка 11, размещенная в корпусе 10 термодатчика 7, выполнена из текстолита. Электронную метку 2 размещают в чашеобразном элементе 3 с возможностью обрыва электропроводных элементов 9, связывающих ее с термодатчиком 7, при попытке ее извлечения для исключения возможности злоумышленного беспрепятственного воздействия. Электронная метка 2 может быть выполнена любым образом, известным в уровне техники, обеспечивающим возможность дистанционной передачи сигнала ее состояния, но в ее схему в любом случае включены кодер 22, модулятор 23 и приемопередающая антенна 24. В уровне техники известны два основных типа ЭМ: активные (RU 2170684), т.е. содержащие в составе передатчик и источник питания, и пассивные (RU 2170684, US 3633158, US 4068232) - не имеющие собственного источника питания. В уровне техники известны системы дистанционного считывания кодированной информации для подвижного состава, передаваемой электронными метками, размещенными на разных элементах подвижного состава. Например, такая система описана в заявке WO 87/02165. Она включает электронную метку, расположенную на единице подвижного состава, и считывающие устройства для считывания информации с электронной метки. Такая метка также может быть использована в изобретении.

Осуществление изобретения происходит следующим образом. На каждую буксу 1 при прикреплении на нее крышки 6 вместо одного из обычных болтов используется болт 5, изготовленный, собранный и укомплектованный согласно настоящему изобретению, т. е. содержащий термодатчик 7, соединенный с электронной меткой 2 с помощью двух электропроводных элементов 9. Для фиксации термодатчика 7 внутри болта 5 служит стопорное кольцо 19. Когда термодатчик 7 вставляется внутрь болта 5, фаска 20 корпуса 10 термодатчика 7 раздвигает стопорное кольцо 19 и оно фиксирует корпус 10 термодатчика 7 после его прохода через стопорное кольцо 19. Для предохранения от самоотвинчивания болта 5 служит шайба 21 пружинная (гровера), размещаемая под головкой 4 болта 5. При этом чашеобразный элемент 3 с электронной меткой 2 размещается под шайбой 21. Соединение электронной метки 2 с термодатчиком 7 осуществляется по двум электропроводным элементам 9. Стопорное кольцо 19 защищает электронную метку 2 от скрытия следов попыток ее изъятия, т.к. при воздействии на чашеобразный элемент 3, например, трубным ключом, он вместе с размещенной в нем электронной меткой 2 провернется и произойдет обрыв электропроводных элементов 9. Во время эксплуатации транспортного средства при достижении температуры буксы 1 критической величины ее тепло через корпус 10 и заглушку 16, а также через слой парафина 14 передается на плавкую перемычку 13, выполненную из материала с заданной температурой плавления. Плавкая перемычка 13, которая под воздействием заданной (а значит, определенной) температуры расплавляется и растекается по свободным полостям и местам внутри корпуса 10 вместе с размещенным в ней расплавленным парафином 14. Конструктивные размеры устройства рассчитываются таким образом, чтобы в свободной полости с расплавленным парафином 14 было достаточно места для того, чтобы там разместился и расплавленный материал плавкой перемычки 13. В результате происшедшего происходит обрыв цепи между двумя оголенными концами 15 электропроводных элементов 9, и на электронную метку 2 поступает сигнал обрыва цепи, что идентифицируется электронной меткой 2 как достижение буксой 1 критического значения температуры.

Таким образом, изобретение в заявленной совокупности его признаков, каждый из которых выполняет свою функцию, а вместе во взаимосвязи они решают поставленную задачу, т.е. способствуют созданию устройства для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств простого и дешевого в изготовлении и внедрении в производство и в эксплуатацию, а также способствуют повышению безопасности движения средств железнодорожного транспорта за счет повышения достоверности определения опасного нагрева букс.

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств, включающее электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств, при этом электронная метка размещена внутри чашеобразного элемента, закрепленного одним из болтов, предназначенных для крепления крышки к буксе, и с помощью двух электропроводных элементов, которые подключены к цепи задания кода сигнала, передаваемого электронной меткой, связана с термодатчиком, который размещен во внутренней осевой полости этого же болта, термодатчик включает корпус, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней полости упомянутого болта, внутри корпуса термодатчика размещены втулка из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы для размещения электропроводных элементов от электронной метки, плавкая перемычка, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина.

2. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по п.1, отличающееся тем, что корпус термодатчика фиксируется во внутренней полости болта с помощью стопорного кольца.

3. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по п.1 или 2, отличающееся тем, что корпус термодатчика со стороны одного конца закрыт заглушкой, выполненной из теплопроводного материала, а другим концом жестко связан со сплошной трубкой из электроизоляционного материала, размещенной во внутренней полости болта и в которой выполнены продольные каналы для размещения электропроводных элементов.

4. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что внутренняя осевая полость в болте выполнена со стороны его головки, т.е. открыта со стороны его головки.

5. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по п.4, отличающееся тем, что электропроводные элементы, соединяющие электронную метку и термодатчик, имеют электроизоляцию, за исключением концов, между которыми размещена плавкая перемычка.

6. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что втулка, размещенная в корпусе термодатчика, выполнена из текстолита.

7. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что электронная метка зафиксирована в чашеобразном элементе с помощью стопорного кольца.

8. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что при соединении электронной метки с термодатчиком посредством двух электропроводных элементов обеспечивается возможность обрыва этих электропроводных элементов при попытке извлечения электронной метки из чашеобразного элемента для исключения возможности злоумышленного беспрепятственного воздействия на электронную метку и термодатчик.

9. Устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что электронная метка включает кодер, соединенный через модулятор с приемопередающей антенной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3