Светофоры со светодиодными головками на железнодорожных переездах
В правилах технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации указывается, что автоматическая переездная сигнализация должна начинать подачу сигнала остановки в сторону автомобильной дороги, а автоматические шлагбаумы принимать закрытое положение за время, необходимое для заблаговременного освобождения железнодорожного переезда транспортными средствами до подхода поезда к железнодорожному переезду, и должна продолжать действовать, а автоматические шлагбаумы должны оставаться в закрытом положении до полного освобождения железнодорожного переезда поездом.
При оборудовании переезда автоматической светофорной сигнализацией на обочине дороги с правой стороны по движению транспортных средств устанавливаются переездные светофоры с двумя сигнальными головками.
Красные огни светофоров направлены в сторону автомобильной дороги; они нормально не горят, указывая на возможное отсутствие на подходах к переезду поездов и не запрещают автотранспорту двигаться через переезд. В момент приближения поезда к переезду огни переездных светофоров начинают гореть попеременно красным мигающим светом, что для водителей транспортных средств означает сигнал “Стой! Движение через переезд запрещено”. Одновременно с горением мигающих красных огней светофоров звонят электрические звонки, установленные на мачтах переездных светофоров. После проследования поезда через переезд огни светофоров гаснут, а звонки выключаются.
Устройства автоматической светофорной сигнализации предназначены для обеспечения безопасности движения через переезд поездов и транспортных средств, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по надежности их функционирования.
Например, для исключения непрерывной работы и несвоевременного выключения сигнализации при наложении на рельсовые цепи искусственных шунтов предусмотрено последовательное с временной защитой срабатывание реле схемы счета, контролирующей последовательное занятие поездом участка приближения, вступление на переезд и проследование его.
На охраняемых переездах устройства автоматической светофорной сигнализации дополняются автошлагбаумами, которые являются дополнительными, дублирующими сигнализацию средствами ограждения переезда – при выходе из действия переездного светофора, переезд может быть огражден брусьями автошлагбаумов.
Для исключения движения через переезд в объезд заградительных брусьев шлагбаумов на проезжую часть дороги наносят белой краской осевую линию, запрещающую выезд на левую сторону дороги.
Основанием для широкого внедрения новых мощных источников света на основе полупроводниковых светодиодов, способных заменить лампы накаливания в широкой области светотехнических устройств, является более высокий коэффициент светоотдачи, высокая надежность, длительный ресурс работы, высокая механическая прочность и отсутствие разогреваемых элементов, конструктивная гибкость и быстрое снижение стоимости при массовом производстве. Например, расчетный срок службы светодиодного комплекта составляет 20 лет, а средняя наработка на отказ – 50000 ч. Надежность работы ламп накаливания частично повышалась путем резервирования нити накаливания, а использование 60 независимых светодиодных цепочек позволяет обеспечить высокую надежность светодиодной головки. Светодиодная головка считается неисправной, если число негорящих светодиодов превышает 40 штук, т. е. может быть неисправно до 10 светодиодных цепочек.
По светооптическим характеристикам, светодиодные головки значительно превосходят ламповые по силе света при различных углах от оси в горизонтальной и вертикальной плоскости. Например, при угле 35° в горизонтальной плоскости сила света превышает нормативную в десятки раз. Эксплуатационные испытания показали, что видимость сигнальных показателей светодиодного переездного светофора обеспечивается до 80° от оси. Использование светодиодных головок позволяет обходиться одним светофором при двух автомобильных подходах к переезду, с одной стороны.
Рисунок 10 - Светофорная светодиодная головка для железнодорожных переездов
Головка светофорная светодиодная для железнодорожных переездов (рисунок 10) состоит из светодиодной системы 1, стойки с фоновым 2, солнцезащитного козырька 3, входных клемм головки. С помощью фланца стойка соединяется с мачтой светофора.
Рисунок 11 – Светофорная светодиодная головка
Рисунок 12 - Общий вид головки спереди
Рисунок 13 – Разрез А-А на рисунке 12
Рисунок 14 – Вид сзади
Светофорная светодиодная головка содержит установленный на стойке 1 металлический корпус 2 со щитом 3, к которому прикреплены светодиодное оптическое устройство 4 и козырек 5.
Головка снабжена противосъемным устройством 6.
Светодиодное оптическое устройство 4 состоит из корпуса 7 и свето-прозрачной крышки 8, выполненных из ударопрочных полимерных материалов.
Противосъемное устройство 6 выполнено в виде средств крепления светодиодного оптического устройства при помощи шпилек 9, запрессованных в корпус 7 и эксцентриковых гаек 10 колпачкового типа. При этом резьбовое соединение закрыто скобой 11, приваренной к металлическому корпусу 2 головки. Противосъемное устройство 6 выполнено из высокопрочных материалов. Светопрозрачная крышка 8 прикреплена к корпусу 7 при помощи шести заклепок 12.
Монтаж головки осуществляется следующим образом.
Корпус 2 головки со щитом 3 устанавливают и закрепляют на фланце 13 кронштейна светофора, предварительно протянув через стойку 1 провода для подвода питания к головке.
Подключают провода к выводам, присоединяют светодиодное оптическое устройство 4 к щиту 3 при помощи шпилек 9, запрессованных в корпус 7 и равномерно заворачивают две пары гаек М6 и две эксцентриковые гайки 10 кулачкового типа.
Заворачивание и отворачивание эксцентриковых гаек 10 осуществляется специальным ключом, выполненным под эксцентриковые гайки 10 колпачкового типа.
Козырек 5 прикрепляют к щиту 3 четырьмя винтами 14.
Таким образом предлагаемые противосъемные средства крепления просты в конструкции, легки в изготовлении и достаточно эффективны.
Известная светофорная светодиодная головка, предназначенная для подачи световых сигналов красного цвета, регулирующих движение транспорта и пешеходов на железнодорожных переездах. Выпускаемая отечественным предприятием ЗАО «Транссигнал» (г.Нижний Новгород), содержит светодиодную оптическую систему, состоящую из стального корпуса и светопрозрачной крышки, которые прикреплены к фоновому щиту обычным резьбовым соединением.
Недостатком известной конструкции является возможность несанкционированного снятия (с помощью обычного инструмента) светодиодной системы со щита и всего изделия со светофора, что в условиях роста вандализма ограничивает возможность применения изделия на удаленных неохраняемых железнодорожных переездах.
Полезная модель направлена на создание крепежного противосъёмного устройства, применение которого исключает несанкционированный доступ внутрь светодиодного оптического устройства к микроэлектронным элементам схемы и снятие светодиодного оптического устройства со светофора, а также обеспечивает его защиту от вандализма.
Технический результат достигается тем, что светофорная светодиодная головка для железнодорожного переезда, содержащая установленный на стойке металлический корпус со щитом, к которому прикреплены светодиодное устройство, состоящее из корпуса и светопрозрачной крышки, и козырек, снабжена противосъемным устройством, выполненным в виде средств крепления светодиодного оптического устройства к щиту при помощи шпилек, запрессованных в корпус светодиодного оптического устройства и эксцентриковых гаек колпачкового типа. При этом резьбовое соединение закрыто скобой, приваренной к корпусу головки, а светопрозрачная крышка прикреплена к корпусу светодиодного оптического устройства при помощи жестких скрепляющих элементов, причем противосъемное устройство и жесткие скрепляющие элементы выполнены из высокопрочных материалов, а крышка и корпус светодиодного оптического устройства выполнены из ударопрочных полимерных материалов.
Светодиодная система состоит из основания и прозрачного ударопрочного колпака, соединенных между собой болтами через резиновую прокладку.
Основанием светодиодной системы является профильное кольцо из оксидированного дюраля с внешним диаметром 250 мм, закрепляемое в светофорной головке и служащее корпусом для печатной платы. На плате диаметром 200 мм равномерно распределены светодиоды. Световой блок (рисунок 6) состоит из 60 параллельных цепочек, в каждую из которых включено последовательно по четыре светодиода. Согласование с типовыми устройствами контроля целостности линзового комплекта на базе реле АОШ2-180/0,45, предусмотренное в переездной автоматике, осуществляется платой питания. Переменное напряжение 12 В подается на входные клеммы головки и через выпрямитель FU1 поступает на выпрямительный мост VD1 и VD2. С выхода выпрямителя напряжение постоянного тока поступает на плату со светодиодами через стабилизатор тока, собранный на элементах R5-R7, VD4, VD5, VT3, VT4. Стабилизатор ограничивает потребляемый схемой ток при напряжениях питания, превышающих номинальное значение. Резисторы R50-R54 обеспечивают срабатывание огневого реле при пониженной температуре среды.
Рисунок 15 - Электрическая схема светофорной светодиодной головки
Светодиоды в светофорах железнодорожного транспорта рассматриваются как рациональная альтернатива лампам накаливания. Разработаны и находятся в опытной эксплуатации переездные светофоры с применением светодиодных матриц (СДМ). Зарубежный опыт также свидетельствует о перспективности использования светодиодов в поездных светофорах. Значительный опыт накоплен рядом отечественных предприятий по изготовлению, эксплуатации и обслуживанию автотранспортных и пешеходных светофоров в городах.
Для определения возможности использования СДМ в светофорах железнодорожного транспорта в сформулированы проблемные вопросы, которые необходимо решить в процессе разработки. Они отражают довольно широкий круг технических задач, что видно на приведенном рисунке из этой
публикации.
Рисунок 16 - Проблемные вопросы разработки и применения светодиодных матриц
Специфика p-n переходов определяет ряд особенностей разработки и эксплуатации светофоров с применением СДМ. Например, существенная зависимость падения напряжения на излучающем переходе от температуры и технологического разброса его параметров.
Замена действующих светофоров с лампами накаливания на светофоры со светодиодными светооптическими системами.
|
