专利名称：铁路道岔密贴同步传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于铁路道岔信号检测技术，尤其涉及一种铁路道岔密贴传感器。
背景技术：
铁路机车头的转向、变道靠的是铁路转轨技术即铁路线上的各种道岔装置。铁路 道岔技术的先进性直接关系到铁路机车的行驶效率和安全性。如图1所示，铁路道岔主要 是由2条活动岔轨21、转辙机22、道岔灯开关23等组成。其中的转辙机22是推动活动岔 轨21的机械装置，使路轨变道转向。两侧平行轨上的道岔灯开关23是检测转辙后岔轨21 是否密贴于平行轨(铁道部标准其间隙不得大于4mm)。当密贴间隙大于4mm时，控制箱 就驱动信号灯(红色)闪烁，提示机车司机禁止通行。从现有技术可以看出，铁路道岔在转辙时一旦其可靠性不能保证的话，后果就不 堪设想。尤其是转辙机已经启动，而在岔轨和平行轨之间有石子等异物、或轨道转辙没有到 位等，就会使道岔呈“四开”状态(2条平行轨，2条活动岔轨均四不沾边)。道岔“四开”时 会快速启动“道岔灯开关”，并且驱动路轨旁的告急警示灯提示，机车司机根据告急警示灯 紧急停车。如果司机的注意力不集中或环境气候的影响、告急警示灯泡坏了等；出轨事故就 无法避免。多少年来人们一直在研究铁路机车防“出轨”的问题，在防止机车“出轨”的技术 领域，现有的如中国专利200420081589. 4《轨道机车无线自动停车器》。该技术在几年的实 施阶段中暴露了一个缺陷，即“四开”信号源来自同一个采集点“道岔灯开关”。由于“道岔 灯开关”原先只主管道岔指示灯，电源的质量和控制精密度都比较“粗糙”。目前轨道机车 无线自动停车器的信号采集并联于“道岔灯开关”共享，由此指示灯电路的干扰和“道岔灯 开关”行程动作的不匹配干扰了轨道机车无线自动停车器的精确性。所以，轨道道岔的信号 源精确性是轨道机车无线自动停车器的关键。要保证轨道机车无线自动停车器的精确可靠；其源头取决于信号采集的精确性， 而现有技术只能共享于“道岔灯开关”。由于现有的传统“道岔灯开关”的信号输出只有一 对开关量的信号源，除了共用并联没有其他办法。信号共享的结果是阻碍了轨道机车无线 自动停车器的精确性和可靠性。如要保证轨道机车无线自动停车器的精确可靠，必须要有 另一对集同步的、独立的、稳定的、一体化的、可调整的信号源给定。由此可见，要避免机车 “出轨”的源头，性能优良的铁路道岔密贴同步传感器是关键。由于铁路道岔是彻底暴露在光天化日之下的外置部件，在道岔位置应用的信号传 感器必须能在烈日暴晒下抵挡70°C的高温(钢铁企业内部轨道的铁水罐车经过时还可高 达200°C以上)。寒冬腊月时要能耐受零下25°C的低温，还有隆隆而过的机车震动冲击，磅 礴大雨的渗水、阴暗潮湿的侵害、工业粉尘腐蚀性气体等。这么苛刻的条件使得精密电子类 的元器件无法应用，抑制了铁路信号外置传感部件先进性。现有技术中与铁路道岔密贴同步传感器相类似的有2项，如中国专利 00249022. 6 一种非接触式道岔密贴传感器和00249024. 2 一种接近开关式道岔密贴传感器。该两项技术均是单对信号输出，无法满足轨道机车无线自动停车器的道岔信号传感要 求，而且均使用工作温度耐受性差的电子器件产品，根本无法应对实用的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种铁路道岔密贴同步传感器，能够独立同 步输出两路信号，一路给道岔灯开关，一路给轨道机车无线自动停车器，两路独立无干扰的 信号精确稳定，保证了岔轨变道的安全。一种铁路道岔密贴同步传感器，包括顶杆信号区和磁敏干簧管信号区两个部分；所述的顶杆信号区包括顶杆、导电金属套、磁场发生圈和一组电流静态触点，所述 的顶杆由非导磁金属材料制成，顶杆中部依次紧贴套装有前绝缘套、内绝缘套、磁场发生圈 和绝缘环形圈，所述的导电金属套为电流动态触点，装在内绝缘套外，所述的磁场发生圈外 套装有外绝缘套，顶杆尾部用螺栓压紧绝缘环形圈，并装有回位弹簧，电流静态触点位于外 绝缘套外部，当顶杆被推进时导电金属套随着顶杆向电流静态触点运动并与电流静态触点 相碰后导通电流；所述的磁敏干簧管信号区包括圆形的底座和底板，所述的底座可旋转安装在由非 导磁金属材料制成的底板上，磁敏干簧管放置在底座中间的凹槽中，底座通过外部安装的 环形固定盖由相配合的固定螺栓和固定螺帽紧固，底座上位于凹槽的两侧分别开有旋转调 整受力孔；所述的电流静态触点和磁敏干簧管都分别通过导线连接到底板，并分别和一个连 在底板上的传感输出接线柱相连。所述的磁场发生圈由间隔排列组合成为一体的环形磁钢圈和非导磁调整圈构成。所述的底座的底面开有滚珠槽，滚珠放置在滚珠槽内由弹簧压向底板支撑底座， 底座和环形固定盖之间有一定间隙。所述的导电金属套为铜套。本发明为机械结构，相对电子元器件的传感器来说耐高温、抗潮湿、抗震动、抗工 业粉尘和腐蚀性气体性能强，在现场实验时倾其高压水流，都能保证正常工作。本发明采用 全密封型结构，在顶杆后部装有磁场发生圈，在顶杆后部上方装有磁敏干簧管，磁敏干簧管 独立输出信号，通过调整磁敏干簧管角度来保持磁敏干簧管输出的信号和电流静态触点输 出的信号同步，满足了轨道机车无线自动停车器对信号稳定性、准确性的要求。非常适用于 大型钢铁企业的装载铁水、板坯机车的轨道铁路信号和安全自动化控制，避免因道岔出错 而造成的机车出轨的恶性事故。
图1为铁路岔轨示意图；图2为磁敏干簧管垂直于磁力线的示意图；图3为磁敏干簧管斜放于磁力线的示意图；图4为磁敏干簧管平行于磁力线的示意图。图5为本发明铁路道岔密贴同步传感器结构示意图；图6为图5的A-A剖视图。
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图中1顶杆、2导电金属套、3磁场发生圈、4电流静态触点、5前绝缘套、6内绝缘 套、7绝缘环形圈、8外绝缘套、9螺栓、10回位弹簧、11底座、12底板、13磁敏干簧管、14环 形固定盖、15固定螺栓、16固定螺帽、17旋转调整受力孔、18传感输出接线柱、19滚珠、20 弹簧、21岔轨、22转辙机、23道岔灯开关。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。如图5、6所示，一种铁路道岔密贴同步传感器，包括顶杆信号区和磁敏干簧管信 号区两个部分；所述的顶杆信号区包括顶杆1、导电金属套2、磁场发生圈3和一组电流静态触点 4，顶杆中部依次紧贴套装有前绝缘套5、内绝缘套6、磁场发生圈3和绝缘环形圈7，所述的 导电金属套2为电流动态触点，装在内绝缘套6外，所述的磁场发生圈3外套装有外绝缘套 8，顶杆1尾部用螺栓9压紧绝缘环形圈7，从而使整个顶杆轴部件一体化，螺栓9底部装有 回位弹簧10，电流静态触点4位于外绝缘套8外部，选取铜套作为导电金属套2，当顶杆1 被推进时导电金属套2随着顶杆1向电流静态触点4运动并与电流静态触点4相碰后导通 电流；顶杆主体采用不导磁、不易被腐蚀、耐磨损之特征金属材料制成，优选材料如不锈 钢、钛合金钢。所述的磁敏干簧管信号区包括圆形的底座11和底板12，所述的底座11可旋转安 装在由非导磁金属材料制成的底板12上，磁敏干簧管13放置在底座11中间的凹槽中，底 座11通过外部安装的环形固定盖14由相配合的固定螺栓15和固定螺帽16紧固，底座11 上位于凹槽的两侧分别开有旋转调整受力孔17 ；所述的电流静态触点4和磁敏干簧管13都分别通过导线连接到底板12，并分别 和一个连在在底板12上的传感输出接线柱18相连，一路接线柱信号传给道岔灯开关，另一 路传给轨道机车无线自动停车器；如果还需要多路独立的信号，可以再增加相应数量的磁 敏干簧管和传感输出接线柱，为了保证信号的稳定和精确性，磁敏干簧管数量最好不超过2 个。所述的磁场发生圈3由间隔排列组合成为一体的环形磁钢圈和非导磁调整圈构 成；由于环形磁钢圈的品种型号不同，磁强是有差异的，而且本铁路道岔密贴同步传感器的 安装位置和选用的磁敏干簧管的吸合灵敏度都是有差异，所以如图2、3、4所示，本铁路道 岔密贴同步传感器需要通过旋转底座调节磁敏干簧管在磁场中的角度，使得磁敏干簧管输 出的信号与电流静态触点输出的信号同步；参见图4，图中的磁力线已经覆盖了磁敏干簧 管的最大面积，所以磁敏干簧管极触点臂也最大量地被磁化，最终磁敏干簧管触点保持闭 合导通，输出信号；参见图3，当转动磁敏干簧管转过某一个角度时，磁力线的对应磁敏干 簧管覆盖面被减少；参见图2，当转动磁敏干簧管为直角垂直角度时，此时的磁力线与磁敏 干簧管相垂直时，磁力线对应覆盖磁敏干簧管面为最小，这种可旋转调节的布置，保证本发明使多路输出的信号实现同步。 所述的底座的底面开有滚珠槽，滚珠19放置在滚珠槽内由弹簧20压向底板12支 撑底座11，底座11和环形固定盖14之间有一定间隙，方便底座11旋转，调节时，先松开固 定螺栓15，底座11调节到位后再拧紧，使环形固定盖14压紧底座11。
权利要求
一种铁路道岔密贴同步传感器，其特征是包括顶杆信号区和磁敏干簧管信号区两个部分；所述的顶杆信号区包括顶杆(1)、导电金属套(2)、磁场发生圈(3)和一组电流静态触点(4)，所述的顶杆(1)由非导磁金属材料制成，顶杆中部依次紧贴套装有前绝缘套(5)、内绝缘套(6)、磁场发生圈(3)和绝缘环形圈(7)，所述的导电金属套(2)为电流动态触点，装在内绝缘套(6)外，所述的磁场发生圈(3)外套装有外绝缘套(8)，顶杆(1)尾部用螺栓(9)压紧绝缘环形圈(7)，并装有回位弹簧(10)，电流静态触点(4)位于外绝缘套(8)外部，当顶杆(1)被推进时导电金属套(2)随着顶杆(1)向电流静态触点(4)运动并与电流静态触点(4)相碰后导通电流；所述的磁敏干簧管信号区包括圆形的底座(11)和底板(12)，所述的底座(11)可旋转安装在由非导磁金属材料制成的底板(12)上，磁敏干簧管(13)放置在底座(11)中间的凹槽中，底座(11)通过外部安装的环形固定盖(14)由相配合的固定螺栓(15)和固定螺帽(16)紧固，底座(11)上位于凹槽的两侧分别开有旋转调整受力孔(17)；所述的电流静态触点(4)和磁敏干簧管(13)都分别通过导线连接到底板(12)，并分别和一个连在底板(12)上的传感输出接线柱(18)相连。
2.如权利要求1所述的铁路道岔密贴同步传感器，其特征是所述的磁场发生圈(3) 由间隔排列组合成为一体的环形磁钢圈和非导磁调整圈构成。
3.如权利要求1或2所述的铁路道岔密贴同步传感器，其特征是所述的底座的底面 开有滚珠槽，滚珠(19)放置在滚珠槽内由弹簧(20)压向底板(12)支撑底座(11)，底座 (11)和环形固定盖(14)之间有一定间隙。
4.如权利要求1所述的铁路道岔密贴同步传感器，其特征是所述的导电金属套(2) 为铜套。
全文摘要
本发明属于铁路道岔信号检测技术，尤其涉及一种铁路道岔密贴传感器。一种铁路道岔密贴同步传感器，包括顶杆信号区和磁敏干簧管信号区两个部分；顶杆信号区中的顶杆被推进时导电金属套随着顶杆向电流静态触点运动导通电流；所述的磁敏干簧管信号区中磁敏干簧管放置在底座中间的凹槽中，所述的电流静态触点和磁敏干簧管都分别通过导线连接到底板，并分别和一个连在在底板上的传感输出接线柱相连。本发明耐高温、抗潮湿、抗震动、抗工业粉尘和腐蚀性气体性能强，非常适用于大型钢铁企业的装载铁水、板坯机车的轨道铁路信号和安全自动化控制，避免因道岔出错而造成的机车出轨的恶性事故。
文档编号B61L5/02GK101927774SQ20091005401
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者孔利明, 孙琦, 李斌, 石磊 申请人:宝山钢铁股份有限公司