Kolej

Powrót

Urządzenia sterowania ruchem kolejowym

Urządzenia mechaniczne scentralizowane:

W nastawniach z urządzeniami mechanicznymi scentralizowanymi sterowanie zwrotnicami, wykolejnicami oraz sygnalizatorami kształtowymi realizowane jest przez nastawniczego z budynku nastawni.

Sterowanie zwrotnicami i wykolejnicami:
Nastawniczy steruje każdą zwrotnicą bezpośrednio za pośrednictwem specjalnej dźwigni nastawczej (zwrotnicowej). Od tarczy linkowej każdej z dźwigni odchodzi pędnia drutowa, która po specjalnych krążkach wychodzi z budynku nastawni i biegnie odpowiednio wzdłuż torów do odpowiadającego dźwigni mechanizmu napędowego zwrotnicy / wykolejnicy, a następnie przez krążek załomowy pędnia ta wraca do tarczy linkowej dźwigni nastawczej.
Pędnia ta składa się z odcinków linkowych i drutowych. Te pierwsze stosowane są na tarczy linkowej, naprężaczach i na zwrotach załomowych. Druty natomiast występują na odcinkach prostych.


Nastawianie zwrotnicy - schemat przykładowej pędni


Obrócenie dźwigni nastawczej o 180 stopni powoduje przeciągnięcie pędni o około 500 mm zmianę położenia zwrotnicy, wykolejnicy.

    Dźwignie zwrotnicowe w nastawni

    Dźwignia nastawcza (opis na powiększeniu)

    Przykładowe oznaczenia dźwigni (opis na pow.)


Każda dźwignia posiada dwa położenia podstawowe (krańcowe): położenie zasadnicze górne, czyli takie w którym sterowany przez nią element jest ustawiony w położeniu zasadniczym oraz położenie zasadnicze przełożone (dolne).
Przestawienie z jednego położenia krańcowego na drugie jest możliwe dopiero po zwolnieniu specjalnej blokady, której głównymi elementami są pręt zapadkowy połączony z uchwytem oraz dwie zapadki w podstawie dźwigni. Naciśnięcie uchwytu powoduje wyciągniecie pręta zapadkowego z zapadki w wyniku czego dźwignia może być przestawiona o 180 stopni, gdzie w końcowym położeniu po wcześniejszym puszczeniu uchwytu pręt zapadkowy na skutek działania sprężyny zakleszcza się w przeciwnej zapadce, blokując dźwignię.
Omówiony proces przedstawia poniższa animacja:


Schematyczna animacja przestawiania dźwigni


    Rękojeść i uchwyt prętu nastawczego (opis na pow.)


W przypadku konieczności zamknięcia dźwigni zwrotnicy / wykolejnicy, lub semafora nie wynikającej z tablicy zależności dla przebiegów, np. w czasie zamknięć torów, robót w urządzeniach, czy innych przypadkach, w których przekładanie takich dźwigni jest niewskazane lub zabronione – zakłada się pomiędzy rękojeść i uchwyt pręta zapadkowego pomocnicze zamknięcie dźwigni zwane też klinem dźwigni. W ten sposób zwrócona zostaje uwaga obsługi przed przypadkową próbą jej przekładania.

    Pomocnicze zamknięcie dźwigni


Trzeba tu jednak zauważyć, że trzon dźwigni nie jest trwale związany z tarczą linkową. Sprzęganie tych dwóch elementów ze sobą w celu przeciągnięcia pędni realizuje dźwigienka sprzęgająca oraz wspomniany wcześniej pręt zapadkowy.
Dźwigienka sprzęgająca połączona jest z trzonem dźwigni ruchomo i działa na zasadzie dźwigni dwustronnej. Na jednym z jej końców znajduje się rolka, która przy prawidłowym działaniu urządzenia zablokowana w specjalnej zapadce tarczy linkowej poprzez sprężynę dociskającą, rozpiętą pomiędzy drugim końcem dźwigienki, a trzonem dźwigni.

    Dźwigienka sprzęgająca (opis na pow.)


W przypadku zerwania się pędni lub rozprucia zwrotnicy przez pociąg, następuje tak zwane rozprzęgnięcie dźwigni w wyniku czego tacza linkowa na skutek zaistniałej różnicy naprężeń w pędni przeciwstawia się sile sprężyny - następuje obrót tarczy w wyniku którego rolka wykleszcza się z zapadki mimo, że trzon dźwigni pozostaje nadal w położeniu krańcowym.


Schemat rozprzęgnięcia dźwigni


Ponowne sprzęgniecie trzonu dźwigni z tarczą jest możliwe po usunięciu przyczyny rozprzęgnięcia poprzez użycie specjalnego drążka sprzęgającego, który osadza się w wycięciach tarczy. Drążkiem obraca się tarczę, aż do momentu zaskoczenia rolki dźwigienki sprzęgającej do zapadki na tarczy linkowej.
Po tej operacji pomiędzy tarczę linkową, a dźwigienkę sprzęgającą zakłada się plombę - poprzednia została zerwana przy rozprzęgnięciu.

Powyższą usterkę wraz z zużyciem drążka sprzęgającego należy odpisywać w książce kontroli urządzeń srk E1758

    Otwory w tarczy linkowej do zamocowania drążka


Podczas normalnego przestawiania dźwigni, dźwigienka sprzęgająca jest blokowana przez jeden z wypustów uniesionego pręta zapadkowego w wyniku czego nie jest możliwe rozprzęgniecie się dźwigni.

    Wypust pręta zapadkowego blokujący dźwigienkę (opis na pow.)


Tarcza linkowa pełni funkcję napędową dla pędni.
Pręt zapadkowy posiada oprócz blokowania trzonu dźwigni i dźwigienki sprzęgającej pełni jeszcze jedną bardzo ważną funkcję, a mianowicie realizowanie zależności położenia zwrotnic w określonym przebiegu i trzymanie (zamknięcie) tych zwrotnic w określonym przebiegu.
Pręt zapadkowy poprzez dźwignię kątową porusza poprzeczkę zależnościową w skrzyni kluczowej.

    Dźwignia kątowa i poprzeczka zależnościowa (opis na pow.)

    Skrzynia kluczowa z układami zależnościowymi



Ogólny schemat nastawiania zwrotnicy

    Napęd zwrotnicowy /d/ (opis na pow.)



Zwrotnice rozjazdów znajdujących się na torach głównych po których kursują pociągi z prędkościami powyżej 40 km/h, stosuje się dodatkowo zamknięcia mechaniczne zwrotnic w postaci rygli, które napędzane są również za pośrednictwem pędni przy użyciu dźwigni ryglowej. Gdy zwrotnica ustawiona jest w odpowiednim położeniu dźwignię ryglową przekłada się co powoduje ruch pędni, która obraca tarczę ryglującą. Obrót tej tarczy powoduje ruch suwaków ryglujących, które blokują położenie zwrotnicy uniemożliwiając jej przestawienie przez zestawy kołowe przejeżdżającego pociągu.

    Dźwignia ryglowa w położeniu dolnym - zwrotnica zaryglowana


W niektórych rozwiązaniach ryglowanie zwrotnicy może być realizowane dźwignią zwrotnicową.
Zwrotnice zaryglowane są nierozpruwalne.





Sterowanie sygnalizatorami kształtowymi:
Przy sterowaniu sygnalizatorami kształtowymi nastawniczy używa dźwigni sygnałowej, która posiada pędnię analogiczną jak przy zwrotnicach z tą różnicą, że zamiast krążka załomowego drut pędny "zawraca" na tarczy linkowej napędu sygnałowego. Obrócenie dźwigni sygnałowej o 180 stopni powoduje poprzez pędnię obrócenie tarczy napędu sygnałowego wyposażonej w żłobek nastawczy, którego obracanie wraz z tarczą powoduje ruch wodzika w żłobku, a co za tym idzie układu dźwigni, powodując tym samym odpowiednie ustawienie ramion semafora kształtowego lub tarczy.

    Dźwignie zwrotnicowe (niebieskie) / sygnałowe (czerwone)


Wyprowadzenie pędni dźwigni sygnałowej do sterowania semaforami jednoramiennymi (podającymi sygnały Sr1 i Sr2) i dwuramiennymi z ramionami sprzężonymi (podającymi sygnały Sr1 i Sr3) oraz tarczami (np. ostrzegawczymi, zaporowymi, manewrowymi) jest identyczne jak dla dźwigni zwrotnicowej.


Ogólny schemat układów napędowych semaforów jednoramiennych
i dwuramiennych sprzężonych oraz tarcz


    Pędnia doprowadzona do semafora kształtowego

    Tarcza napędowa semafora ze żłobkiem nastawczym (opis na pow.)

    Tarcza zaporowa i doprowadzona do niej pędnia


Semafory wyposażone są w tak zwane windy, czyli wciągi latarniowe, które służa do wyciągania latarni na maszt semafora. Latarnie sygnałowe są podwieszone do liny, która przechodzi na krążek na szczycie masztu. I w ten sposób latarnie można podnosić i opuszczać w celu napełnienia zbiorników latarni naftą.
Latarnie naftowe zastąpione zostały najpierw gazowymi, a następnie latarniami elektrycznymi w wyniku czego wind tych się nie używa.

    Napęd windy latarniowej



Gdy mamy do czynienia z semaforami kształtowymi dwuramiennymi rozprzężonymi, podającym sygnał zezwalający na jazdę jednym ramieniem i dwoma ramionami (sygnały Sr1, Sr2 i Sr3) wówczas do sterowania takimi semaforami stosuje się dwie dźwignie sygnałowe sprzężone ze sobą. Dźwignie te poruszają tą samą pędnię, tylko w przeciwnych kierunkach (linka z jednej dźwigni poprzez krążek pod ławą dźwigniową przechodzi na drugą dźwignię), a przekładanie jednej dźwigni powoduje równoczesny obrót tarczy linkowej na drugiej dźwigni. Dźwignia sygnałowa nie przekładania nie rusza się - następuje obrót tylko tarczy linkowej.
W takim rozwiązaniu sygnał Sr1 "Stój" podawany jest, gdy obie dźwignie sygnałowe znajdują się w położeniu górnym. Przełożenie jednej z dźwigni wprawia pędnię w ruch (skok pędni: 500mm), w danym kierunku w wyniku czego na semaforze podany zostaje sygnał Sr2 "Droga wolna". Przełożenie drugiej dźwigni z położenia zasadniczego do przełożonego powoduje ruch pędni w przeciwnym kierunku do poprzedniego (skok pędni: 500mm), co powoduje podanie sygnału sygnał Sr3 "Jazda ze zmniejszoną prędkością".
Przestawianie obu dźwigni jednocześnie jest z przyczyn oczywistych jest niemożliwe.


Ogólny schemat układów napędowych semaforów
dwuramiennych rozprzężonych / tarcz ostrzegawczych
mechanicznych trzystawnych


    Semafory i doprowadzone do nich pędnie


Kliknij tutaj i zobacz film - zmiana sygnału Sr1 na Sr2



Schemat sterowania i ruchu pędni przy sterowaniu semaforami
dwuramiennymi rozprzężonymi - sygnały Sr1 - Sr2



Schemat sterowania i ruchu pędni przy sterowaniu semaforami
dwuramiennymi rozprzężonymi - sygnały Sr1 - Sr3


Podobnie pracują sprzężone dźwignie ryglowe - gdy zwrotnica jest ryglowana w dwóch położeniach. Wówczas mamy dwie dźwignie ryglowe, sprzężone ze sobą poruszające pędnię każda w innym kierunku.



Przy sygnalizatorach kształtowych często można spotkać urządzenie zwane elektrycznym sprzęgłem sygnałowym.
Elektryczne sprzęgło sygnałowe to urządzenie elektromechaniczne, służące do samoczynnej zmiany sygnałow na sygnalizatorach kształtowych na skutek pojawienia / zaniku napięcia w obwodzie elektrycznym sprzęgła.
Omawiane urządzenie montowane jest na maszcie sygnalizatora i dzieli dźwignię nastawczą na dwie części. Głównymi jego elementami są elektromagnes wraz z układem dźwigni i blokad (zapadka, wahacz, hak sprzęgający).
Zastosowanie elektrycznego sprzęgła sygnałowego wpływa na zwiększenie bezpieczeństwa ruchu kolejowego. Przejeżdżający obok sygnalizatora kształtowego pociąg oddziaływuje na czujnik torowy, który zmienia stan zasilania elektromagnesu sprzęgła w wyniku, czego mechanizm sprzęgła rozprzęga dźwignię sygnałową i sygnalizator samoczynnie zmienia swoje położenie na zasadnicze.
W przypadku sprzęgła na semaforze sygnał zmienia się na "Stój" a w przypadku tarczy ostrzegawczej sygnał zmienia się na "Semafor wskazuje sygnał Stój".


Schemat działania elektrycznego sprzęgła sygnałowego


W przypadku nie stosowania sprzęgła sygnałowego, po przejechaniu pociągu sygnalizator wskazuje sygnał zezwalający na jazdę, aż do momentu, gdy dyżurny ruchu zmieni sygnał przestawiając dźwignię sygnałową nastawnicy w położenie zasadnicze ("Stój").
Przy zastosowaniu sprzęgła sygnał zmienia się samoczynnie po przejechaniu pociągu, a dźwignia sygnałowa w nastawni może być przełożona do położenia zasadniczego w dowolnym momencie przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa ruchu kolejowego.

    Elektryczne sprzęgło sygnałowe






Aby działanie pędni było prawidłowe, oba jej ciągi pędne muszą być odpowiednio naprężone przez działanie stałej siły naprężającej, którą wywołują ciężary naprężacza uzależnione zębatką. Poniżej przedstawione są wybrane elementy występujące na drodze pędni, zapewniające jej prawidłowe działanie:

    Wyprowadzenie pędni z nastawni

    Pędnie biegnące od nastawni do napędu

    Prowadzenie pędni po obszarze torowym

    Słupek pędniowy

    Wspornik pędni na konstrukcji wiaduktu

    Zwrot odchylny

    Krążki zwrotu odchylnego

    Przepust podziemny pędni

    Koło zwrotne drutu pędnego (zwrot załomowy)

    Napęd zwrotnicowy (opis na pow.)




Naprężacze pędni:
Rozróżnia się naprężacze zewnętrzne (lokalizowane wzdłuż szlaku kolejowego) i naprężacze wewnętrzne sytuowane w budynkach nastawni.
Nastawnie parterowe z urządzeniami mechanicznymi scentralizowanymi są często pozostałością po nastawniach z urządzaniami mechanicznymi kluczowymi ręcznymi. W takim przypadku stosowane są naprężacze zewnętrzne w związku z brakiem miejsca w budynku na zamontowanie tych urządzeń wewnątrz.
Naprężacze wewnętrzne występują w nastawniach piętrowych (na parterze budynku) gdzie w nowocześniejszych rozwiązaniach USRK znajduje się np. przekaźnikowa.
Na piętrze znajduje się natomiast między innymi nastawnica z dźwigniami i stanowisko dyżurnego ruchu.

    Nastawnia parterowa i naprężacze zewnętrzne

    Nastawnia piętrowa - naprężacze wewnątrz (parter)


Nastawnie piętrowe stosowane są na dużych okręgach nastawczych w celu zapewnienia prawidłowej widoczności na okręg z okien nastawni.



    Naprężacze zewnętrzne pędni zwrotnicowych

    Naprężacze zewnętrzne pędni zwrotnicowych

    Naprężacz zewnętrzny pędni sygnałowej



Zadaniami naprężaczy są:
- wyrównanie zmian długości pędni, wywołanych zmianami temperatury (rozszerzalność stali) i właściwe przeniesienie ruchów dźwigni nastawczej / sygnałowej,
- utrzymanie w obu pędniach (drutociągach) niezalezienie od stanu temperatury jednakowego naciągu wynoszącego około 70kg,
- sygnalizowania w nastawni zerwania pędni i uniemożliwienie podania sygnału zezwalającego na jazdę lub przełożenia zwrotnicy.

Każdy naprężacz składa się ze stojaka, z krążków liniowych, ciężarów oraz zacisków z zębatką.

Stojak stanowi konstrukcje wsporczą elementów naprężacza.

Krążki linowe występują w ilości czterech lub sześciu sztuk i służą do prowadzenia linek w postaci pętli tworząc tym samym jednostopniowe przekładnie krążkowe w naprężaczach zewnętrznych i wielostopniowe przekładnie krążkowe w naprężaczach wewnętrznych.
Każdy drutociąg pędni ma niezależne krążki i ciężar w naprężaczu.

Ciężary zamontowane są na ramionach i pełnią rolę przeciwwag - naprężają pędnię. Każdy ciężar z ramieniem ma odpowiadająca mu swoja parę krążków przez które przechodzi drutociag pędni.
Ciężary mogą być betonowe lub żeliwne.

Zaciski z zębatką to urządzenie mechaniczne służące do utrzymywania naciągu pędni podczas przekładnia dźwigni nastawczej / sygnałowej. Podczas przekładania dźwigni urządzenie to wytwarza różnice naciągów pomiędzy drutem ciagnionym, a ciągnacym pędni poprzez samoczynne zakleszczenie się zębatki w zębach zębnicy.
Brak powyższego mechanizmu powodowałby, że przy czynnościach przestawczych, przy oporze występującym na napędzie / sygnalizatorze ruch dźwigni powodowałby jedynie poruszanie się ciężarów.

Zakleszczenie zębatki w zębnicy musi wystąpić równocześnie na obydwu końcach zębatki (na obu ramionach ciężarów - czyli każdym ciągu pędni). W przeciwnym wypadku - co ma miejsce np. przy zerwaniu pędni - urządzenie to powoduje opadnięcie ciężarów, doprowadzenie pędni do krańcowego położenia - nastawienie sygnału "stój" na semaforze lub doprowadzenie iglic zwrotnicy lub napędu rygla do jednego ze skrajnych położeń oraz wyprzęgnięcie sprzęgła dźwigni nastawczej.

    Ramiona z ciężarami

    Krążki linowe na ramieniu i mechanizm zębatkowy

    Zębnica

    Krążki linowe dolne







W przypadku okręgów nastawczych, gdzie zwrotnice, wykolejnice sterowane są poprzez urządzenia mechaniczne scentralizowane, a zamiast sygnalizacji kształtowej zastosowano sygnalizację świetlną, do sterowania świetlnymi obrazami sygnałów pociągowych używa się dźwigni sygnałowych do semaforów świetlnych lub specjalnych przycisków zlokalizowanych na konsoli.
W przypadku dźwigni sygnałowych sygnalizatorów świetlnych różnią się od dźwigni wcześniej opisywanych tym, że nie posiadają tarczy linkowej - nie są z oczywistych przyczyn połączone pędnią z semaforem.
Dźwignie sygnałowe wyposażone są w zestyki realizujące załączanie obwodów przekaźników, które sterują semaforami świetlnymi.
Dźwignie te połączone są również poprzez układ drążków ze skrzynią zależnościową - poruszają poprzeczki zależności w skrzyni zależności.
Do podawania sygnałów manewrowych wykorzystuje się analogiczne dźwignie jak te do sygnałów pociągowych, zwane drążkami przebiegowo - sygnałowymi.

Poniższa fotografia przedstawia schematyczny plan torów na stacji Skawina wraz z powtarzaczami sygnalizatorów świetlnych. Nad planem znajduje się zespół manipulatorów (konsola) do sterowania sygnalizatorami pociągowymi.


    Schemat stacji i manipulatory sterowania sygnalizatorami

    Dźwignie sygnałowe świetlnych sygnałów manewr.





Nastawnica mechaniczna w skład której wchodzą powyżej opisane urządzenia nastawcze i zależnościowe oraz blokowe, o których będzie mowa poniżej służy do zrealizowania zależności pomiędzy zwrotnicami, wykolejnicami, rygalmi, blokami blokady stacyjnej i liniowej, a sygnalizatorami kształtowymi lub świetlnymi.

Wszystkie czynności nastawcze wykonywane w nastawniach przez nastawniczych /zwrotniczych muszą być realizowane na wyraźne polecenie dyżurnego ruchu nastawni dysponującej.
Do koordynowania i uzależnienia czynności nastawczych pomiędzy posterunkami ruchu na stacji (np. nastawnią dysponującą, a wykonawczą) służą elektromechaniczne urządzenia blokowe obsługujące tak zwaną blokadę stacyjną.
Urządzenia blokady liniowej służą do realizowania powyższych funkcji pomiędzy sąsiednimi posterunkami ruchu - na szlaku.


     

       
Aparat blokowy (opisy na powiększeniach)


Informacje na temat prowadzenia ruchu pociągów (obsługi blokad) znajdują się tutaj...



Nastawnia dysponująca w Skawinie:

    Budynek nastawni

    Stanowisko dyżurnego ruchu

    Rozkład jazdy pociągów

    Strona z dziennika ruchu posterunku zapow.

    Widok z okna nastawni



Szlak dwutorowy dochodzący od Krakowa wyposażony jest w samoczynną blokadę liniową (SBL) natomiast szlaki w kierunku Oświęcimia (dwutorowy) wyposażony jest w półsamoczynną blokadę liniową (PBL).

    3 powtarzacze stanu zajętości odcinków SBL (opis na pow.)


Informacje na temat prowadzenia ruchu pociągów (obsługi blokad) znajdują się tutaj...

Do początku strony


Powrót