Устройство для электрического освещения железнодорожных поездов

 

М 4894

»»--... и

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕН

Класс 21 с, 52

ОПИСАНИЕ устройства для электрического освещения железнодорожных поездов.

К патенту Г. С. Рыбичева, заявленному 23 февраля 1926 года (заяв. свид. Ма 7333).

О выдаче патента опубликовано 31 марта 1928 года. Действие патента распространяется на 13 лет от 31 марта 1928 года.

На фиг. 1 чертежа изображен регулятор, на фиг. 2 — деталь регулятора, на фиг. 3 и 4 — ограничитель заряда батареи, на фиг. 5 и б— электромагнитное реле и на фиг. 7 и 8 — схема предл а га ем о го устройства.

Регулятор напряжения состоит из ряда зажимов а и кожуха Ь, внутри которого имеются цилиндрические каналы; в этих каналах расположены цилиндрические кнопки b, утолщенная часть которых изолирована от остальной части кнопки.

K каждой кнопке b прикреплен гиб- кий шнур, и все эти шнуры подве- дены к одному общему зажиму, к которому подводится один конец, шунтовой цепи машины, второй конец которой подводится к пер.вому зажиму реостата. По кнопкам, катится ролик с, который, нажимая кнопки, заставляет их касаться зажимов а и, катясь в одйу или другую сторону по кнопкам, вводит или выводит сопротивление рео- (стата. Нажатая кнопка реостата,. после прохождения ее роликом с, размыкается своим собственным весом и пружинкой.

Ролик с берется таким, чтобы при прохождении по кнопкам он нажатую одну кнопку не освобождал до тех пор, пока не будет нажата соседняя смежная кнопка, с целью не допустить образования вольтовой дуги между кнопкой и клеммой.

Ролик с помещен в вилке рыsara d, на другом конце которого находится система балансов q с ограничителями о; система эта может подниматься и опускаться по сделанному прорезу 1 рычага и закрепляется винтом п.

Кроме того, может изменяться и угол между стержнями балансов.

Рычаг d при помощи втулки надет на алюминиевый цилиндр на периферии которого помещена обмотка. Цилиндр f (фиг. 2) покоится на стальных призмах, лежащих своим ребром на стальных с вырезом пластинках l, одна из которых помещена на дне алюминиевого стакана е, а другая на внутренней стороне скобы z и за.креплена двумя винтами и. Цилиндр f и полый железный цилиндр g помещены внутри алюминиевого стакана е, врезанного в передней доске автомата.

Ограничитель заряда батареи (фиг, 3 и 4) состоит из двух реле, соленоидно го а и электромагнитного d, расположенных взаимно перпендикулярно. Электромагнитное реле d имеет два якоря е с особыми выступами f,f на своей хвостовой части. Оба якоря удерживаются в оттянутом положении пружиной g, которая помещена в гнезде пластинки k и закрывается другой пластинкой, не показанной на чертеже, которая предохраняет пружину g от выпадения из гнезда. Соленоидное реле а имеет якорь b из немагнитного материала, который несет на себе .две контактные пластинки т, совершенно изолированные как от якоря, так и одна от другой, при чем одна из них служит для замыкания цепи батареи, а вторая — для замыкания шунтовой цепи машины. Сердечник С соленоида оттягивается вниз пружиной 1; на его нижней части имеется ограничитель под ема и

-со стопорным винтом, который регулирует угол, под ема якоря b с таким расчетом, чтобы оставить

его на выступах f, f õaîñòoBoé части якорей е электромагнитного реле d.

Из фиг. 3 видно, что выступы f, f

-сделаны так, что они могут двигаться по хвостовой части якоря е, закрепляясь стопорным винтом 0.

При наличии регулировки ограничителем и на нижней части соленоида надобность в регулировке выступами f, f отпадает.

На якоре b соленоидного реле имеются скосы z для более легкого

:скольжения по выступам f f. Принцип действия ограничителя заряда

-следующий: когда батарея зарядится полностью, обратный ток из батареи в машину, проходя по обмотке соленоида, заставит подниматься железный сердечник С, который, надавливая на якорь b, заставит его вращаться вокруг оси q.

Якорь b, скользя своими скосами z по выступам /, f якорей электромагнитного реле d, заставит сжиматься пружину g и вращаться якоря е вокруг своих осей я. Таким образом, хвостовые части якорей е будут расходиться и, когда якорь b соленоидного реле будет поднят чуть выше выступов f, f силой пружины g, якоря е будут приведены в свое первоначальное положение; якорь b окажется поднятым, при чем цепь батарей и шунта машины будет разомкнута.

При вырубании рубильника и пропускается ток через катушку электромагнитного реле d, оба якоря е притягиваются, освобождают якорь b соленоидного реле, который под влиянием собственного веса упадет, замкнет контакты батарейной и шунтовой цепи машины и прижмется плотно нижней частью выступов f, f.

Электромагнитных реле (фиг. 5 и б) два: одно реле, одноконтактное, замыкает цепь машины, второе, двухконтактное, замыкает цепь батарей для зарядки и делает переключение с магнита на батарею и обратно, Устройство их одинаково, а потому на чертеже изображено только двухконтактное реле, при снятии с которого контактной пластинки получается тип первого реле, т.-е. замыкающего цепь машины.

Принцип действия такой же, как и всякого электромагнитного реле, т.-е. он основан на притяжении якоря к сердечнику, но в виду того, что эти реле должны замыкаться при большем напряжении и размыкаться при меньшем, то хвостовые части их якорей имеют особое при способление, а именно: внутри хвостовой части имеется цилиндрический канал g, в котором свободно катается шарик k, на четверть выходящий наружу; так как при при тяжении якоря хвостовая часть его имеет наклон по оси и, то шарик Й перекатывается ближе к оси, уменьшает плечо, а вместе - с тем и отрывное усилие и, таким образом, реле разомкнется при напряжении меньшем, чем то, при котором оно замкнулось. Ограничители р и v позволяют регулировать реле на то или иное напряжение.

Работа предлагаемого устройства производится следующим образом: (фиг. 7 и 8).

Дневная поездка. По отправлении поезда со станции и по мере развития им скорости напряжение машины поднимается; когда оно. достигнет 52о, замыкается реле (, (благодаря прохождению тока в шунтовой обмотке 0,0> магнитной системы по пути:+машины, 1, 38, О,, рамка Я, О, 40, 17, 18 и машины), и приключает машину к сети. По достижении машиной 54 v, замы- кается реле И и приключает батарею к машине для зарядки. В это время замкнется реле V с зарядным током батареи и включит в действие вторую обмотку 9,9 магнитной системы, которая будет дей- ствовать в ту же сторону, как об- мотка 0,0 . Зарядный ток батареи пройдет по следующему пути:+ма- l шины 1, 2, 3, 4, контакты а и b I реле I, 5,6, 7,5, 7, контакты р и т, ограничитель заряда батареи и от- сюда по двум путям. Первый путь: контакт r, 56, обмотка реле Ч, 82, 83, 75, контакты e и сe, . 7766, . 6688, 31, 30, 29, 77, l,+áàòàðåè, батарея, — ба-., тареи 54, 55, 78, замкнутые кон-, такты d и п„81, 40, 17, 18 и — магниты. Второй путь параллельный: контакт v, 48, через замкнутые днем контакты g u h четвертого направленного вниз ножа рубильника Й (под некоторым углом к первым трем, с таким расчетом, что, когда первые три ножа размыкаются— четвертый замыкается), 15, 84, контакты 5 и 9 ., реле Ч, 87, 85, 41, обмотка 9 9,-, 37, 34, 88, контакты

4 и 6, реле V, 32, 70,75; контакты е и с и далее, по пути, указанному вы ше, к минусу ма шины.

Благодаря работе двух обмоток на магнитной системе, магнитный поток увеличивается, и рамка начнет вращаться вправо, увлекая за собой рычаг сИ, который, скользя по клеммам автоматического регулятора s„áóäåò вводить сопротивление в шунт машины до тех пор, пока будет создано новое напряжение, при котором зарядный ток батареи будет нормальный (так, например, при совершенно разряженной батарее 63 — 65 амп.). По мере заряда батареи сопротивление ее увеличивается, зарядный ток уменьшается, а вместе с ним и магнитный поток в системе. Рычаг М начнет вращаться влево, выводя сопротивление и увеличивает напряжение машины (для полного заряда батареи), которое в конце заряда батареи при зарядном токе

20 амп. достигает 68v. Чтобы получить 68о, рычаг М должен стать на первый контакт автоматического регулятора (где нет сопротивления), но при работе обмоток

9,9„0,0 в одну сторону это не будет достигнуто, равновесие наступит где-то раньше. Во избежание этого, существует реле V, которое при наступлении указанного равновесия разомкнется и пропустит ток через обмотку 9,9 в обратном направлении по пути:......

84, контакты 5 и 7, реле Ч, 88, 34, 37, обмотке 9,9„41, 85, 87, контакты 4 и 8, реле Ч, 32, 70, 75, контакты е и с и далее. Размагничивание шунтовой обмотки позволит рычагу М выйти на первую клемму регулятора.

Далее, в момент полного заряда батареи, когда кратковременно напряжение ее достигает 69 — 70 v, замкнется батарейное реле Ш, якорь которого отрегулирован на это напряжение. Затем будет зацеплен рычаг А с двумя изолированными один от другого контактами Х; из схемы видно, что тогда будут замкнуты контакты у и v, при чем будет пропущен ток в обмотку соленоидного реле ограничителя заряда IV по пути:+батареи 4, 77, 29,28, 27, контакты у и э 19, 20, 21, обмотки, соленоида Q, 59, 55, 54, — батареи., Сердечник соленоида поднимается вверх и, подняв свой якорь В, поставит его на выступы хвостовых частей якорей двухякорного реле.

Сердечник соленоида, по прекращении тока в обмотке, оттянется пружиной в свое исходное положение. Контакты р и г окажутся разомкнутыми и батарея отключенной из-под зарядки. Разомкнутые контакты s u f разорвут цепь возбуждения машины, питаемой током( по пути:+ машины, 1, 2, 3, 4, 71, 44, контакты s u t 558, 35, 36, рычаг Л, клеммы регулятора 33, 72, шунт Н, 73 — машины, Вторая параллельная ветвь питания шунта через рубильник k днем не работает, ибо рубильник разомкнут. Таким образом; машина будет вращаться без возбуждения.

Ночная поездка. Батарея остается заряженной и цепь возбуждения машины разомкнутой. С наступлением темноты, когда явится надобность в освещении вагонов, проводник вагона, согласно инструкции, замыкает рубильник Й ; этим он замыкает цепь возбуждения машины, дает ток в сеть освещения и выключает из действия обмотку 9,9., магнитной системы регулятора, проходящую через контакты g u h 4-го направленного вниз ножа рубильника, и плавно выводит реостат s, передавая регулировку на автоматический реостат s . Таким образом имеется возможность включения света на ходу поезда, когда освещение питается от машины. Могут быть два случая:

1-й случай (свет дан во время хода поезда). По включении рубильника и, замкнется цепь возбуждения машины по пути:+ машины, 1, 2, 3, 4, 71, 44, 43, 42, реостат s ä, 60, левый нож рубильника

k, 63, 62, 61, контакт t 58, 35, 36 рычаг Л, клеммы реостата s, 33, 72, Н, 73 — машины. Выведением реостата s ïëàâío поднимается напряжение и регулировка передается на автоматический реостатs.

Цепь освещения замкнется по пути

+ машины, 1, 2, 3, 4, контакты и и b, 5,6, 7, 8, 9, 10, средний нож рубильника k, 1„11, лампы, 12, правый нож рубильника и, 13, 16, 17, 18 и — машины.

При подходе к станции первым размыкается реле П и включает батарею в параллельную работу с машиной на короткое время (момент); вслед за тем размыкается реле (и сеть освещения получит питание от батареи по следующему пути:+батареи L, 29, 30, 31, 68, 76, замкнутые контакты с и f, 69, 79, 5, 6, 7, 8, 9, .10, средний нож рубильника k, l„11, лампы, 12, 14, 80,.замкнутые контакты d и и, 78, 55, 54 и — батареи.

Теперь, по отправлении поезда со станции, первым замкнется реле I, и машина вступит в кратковременную параллельную работу с батареей, но затем замкнется реле П и освещение перейдет на машину.

Такая кратковременная параллельная работа предусмотрена на предмет устранения мигания света при переходе с батареи на машину и обратно.

2-й случай (свет дан на остановке). Тогда также по включении рубильника k замкнется шунтовая цепь машины, выключится обмотка

9 9» регулировка напряжения с реостата ял передастся на реостат я„ и освещение сядет на батарею по пути указанному в первом случае.

В дальнейшем рассматривается работа батарейного реле П1, когда оно ставит батарею под зарядку.

Когда батарея разрядится на 40 — 50О О и напряжение ее упадет, реле, соответственно отрегулированное, разомкнется и своей хвостовой частью за мкнет конта кты х и у с конта ктом я (кратковременно); ток поступит в двухякорное реле ограничителя заряда, якоря его притянутся и освободят якорь В соленоидного реле, который, упав с приливов, замкнет контакты,о и г, поставив батарею дозарядиться; тогда контакты s u t замкнут шунтовую цепь машины по второй параллельной: ветви.

Затем рассматривается работа, особого приспособления z у рубиль/

1 ника k (на чертеже показан один рычажок е, но их два, один под другим попеременно за мыка емых на: один и тот же контакт двумя крюч-, ками, находящимися тоже один под другим с той только разницей, что один крючок длинее другого). К од- ному рычагу подведен ток от ма- шины, к другому ток от батареи, а к общему контакту, на который

- они попеременно замыкаются крюч- ками, подведен один конец размаг-, ничивающей обмотки реле Ш. Те-, перь во время размыкания рубиль-, ника А по, миновании надобности в освещении, крючки, установлен- ные на правом ноже рубильника k (изолированные от ножа и один от другого), попеременно приведут в соприкосновение с общим контактом и рычаг с током машины и с током батареи. Вне зависимости от того, будет ли выключен рубильник на ходу или остановке, ток в размагничивающую обмотку по- ступит, размагнитит сердечник, за- ставляя якорь отпасть, который своей хвостовой частью пропустит ток в двухякорное реле и поставит батарею под зарядку.

На схеме (фиг. 7) имеются еще следующие части: 1 рычаг с током батареи, 2 — рычаг с током, машины и 3 — общий контакт. Это приспособление устроено на случай, если надобность в освещении ми- новала, а батарея еще не разрядилась до того предела, когда реле III, самостоятельно поставит ее под зарядку, тогда это сделает особое приспособление рубильника, и бата-, рея за поездку днем зарядится полностью.

Предмет патента.

1. Устройство для электрического освещения железнодорожных поездов с применением работающей от оси вагона динамомашины,=аккуму-; ляторной батареи и шунтового реостата, управляемого подвижной обмоткой, подверженной действию магнитного поля, создаваемого электромагнитом, одна обмотка которого включена последовательно с подвижной обмоткой и присоединена параллельно к динамомашине, а другая обмотка которого включается последовательно с батареей в цепь главного тока динамомашины через посредство вспомогательного реле, характеризующееся тем, что, с целью автоматического включения и выключения динамомашины и батареи при наличии на зажимах динамомашины определенных напряжений, применены подверженные действию магнитного поля указанного электромагнита якори и И, снабженные перекатывающимися шариками Й (фиг. 5 и 6), из каковых якорей якорь I (фиг, 7 и 8)снабжен соединяемым с одним из проводов сети контактом а, служащим, при соприкасании с неподвижным контактом b, для включения динамомашины на сеть, а якорь II снабжен соединенными с зажимами батареи контактами c, d, служащими, при соприкасании с неподвижными контактами е, п, для присоединения батареи к динамомашине последовательно с указанным вспомогательным реле V, якорь какового реле V, с целью изменения направления тока в обмотках

9>, 9> электромагнита, выполнен в виде двухполюсного переключателя, неподвижные контакты б, 7, 8, 9 которого соединены с концами обмоток 9ь 9„а подвижные контакты 4, 5 которого присоединены к концам обмотки реле V.

2. При охарактеризованном в и. 1 устройстве применение, с целью выключения батареи по достижении полной ее зарядки, соленоида Q, включаемого в цепь батареи электромагнитным реле III, якорь которого отрегулирован, в отношении силы его притяжения, на напряжение батареи, соответствующее процессу ее кипения, сердечник какового соленоида Q снабжен контактом р, раз единяющим, при втягивании сердечника, цепь батареи, устанавливаемую контактами е, и (фиг. 7 и 8).

3. При охарактеризованном в п.п, 1 — 2 устройстве применение неподвижных контактов f, и, служащих, при соприкасании с контактами c, d якоря И, для включения батареи на сеть (фиг. 7 и 8).

4. При охарактеризованном в п.п.

1 — 3 устройстве применение трехполюсного рубильника Й, снабженного дополнительными контактами

Ь, g, служащими, при включенном рубильнйке Й, для размыкания цепи обмоток 9ь 9, устанавливаемой якорем вспомогательного реле Ч (фиг. 7 и 8).

5. При охарактеризованном в п.п, 1 — 4 устройстве снабжение реле Ш якорем, отрегулированном так, чтобы он отпадал при напряжении батареи, равном приблизительно половине нормального ее напряжения и при отпадении его, выводил из действия блокировочное реле якори е, е" которого снабжены выступами f, f, задерживающими сердечник соленоида Q (фиг. 3, 4, 7и8). б. При охарактеризованном в п.п.

1 — 5 устройстве снабжение реле Ш дополнительной размагничивающей обмоткой Р, замыкаемой при размыкании рубильника Й через посредство дополнительных контактов

1, 2, 3 этого рубильника (фиг. 7 и 8).

7. При охарактеризованном в п.п.

1 †устройстве скрепление подвижной обмотки шунтового регулятора динамомашины с роликом с, отжимающим, при перекатывании по пружинящим кнопкам б, эти кнопки к зажимам а регулятора (фиг. 1 и 2).

8. Видоизменение охарактеризованного в п.п. 1 — 7 устройства, отличающееся тем, что якори I и П подвергнуты действию магнитного поля Ы-образного электромагнита, обмотка которого соединена последовательно с подвижной обмоткой шунтового регулятора динамомашины.

К патенту Г. С, РЫБИЧЕВЯ № 4894

Фиг.( рано-литография «Красный Печатник», Ленинград, Международный, 7е.