专利名称：一种多功能自动闭塞机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能自动闭塞机，特别是一种用数字集成电路，固态继电器作为主要控制元件的多功能自动闭塞机。
现有的闭塞机用分立元件及普通的继电器作为控制元件，该机体积大，易受电磁干扰，由于是用普通继电器，使用时间久了，就会发生误动作，不能与计算机系统接口，并且只能用于两站单轨区间信号闭塞方式。
本实用新型的目的就是提供一种多功能自动闭塞机，它不仅能用于两站间单轨区间信号闭塞方式，也可以用于叁站间区间信号闭塞方式。
本实用新型的目的是这样实现的由数字集成电路和固态继电器构成的控制元件和发讯器组成多功能自动闭塞机，其特征在于控制电路是由询问发讯器，整形电路、询问锁存电路、门控电路、清除电路、转换锁存电路、转换发讯器、解除发讯器、延时电路、闭塞信号输出电路、占用锁存电路、信号机控制电路、信号机驱动电路、信号机、事故信号报警电路、闭塞信号输入电路、闭塞信号识别电路、事故信号锁存电路、复位电路和电源电路构成。其中询问发讯器(WF)的输出端接整形电路，整形电路输出端接询问锁存电路，询问锁存电路输出接门控电路，门控电路输出接转换锁存电路，转换锁存电路输出端分别接清除电路，占用锁存电路和信号机控制电路，清除电路输出端接询问锁存电路；转换发讯器(ZF)输出接整形电路，整形电路输出接转换锁存电路。解除发讯器输出接整形电路，整形电路输出接延时电路，延时电路输出接闭塞信号输出电路；占用锁存电路接闭塞信号输出电路。信号机控制电路输出接信号机驱动电路，信号机驱动电路接信号机。闭塞信号输入电路接闭塞信号识别电路，闭塞信号识别电路输出分别接门控电路和事故信号锁存电路，复位电路输出接事故信号锁存电路。门控电路输出端分别接占用锁存电路及另一门控电路。事故信号锁存电路的输出端分别接闭塞信号输出电路和事故信号报警电路，事故信号报警电路的输出端接信号机控制电路。
所述的发讯器是用架空线夹(8)固定在架空线(12)上，滑轮(10)安装于滑轮滑孔(9)中，且可上下运动，滑轮上方有滑块(6)，滑道(4)和干簧管或霍尔集成电路(3)；磁铁(5)位于滑块(6)中，接线端子(2)位于滑道外侧；滑块(6)，干簧管或霍尔集成电路(3)均位于滑道内侧。
所述的多功能自动闭塞机工作于叁站间信号闭塞方式时，端子L1和L2不连接；工作于两站间信号闭塞方式时，端子L1和L2连接。
由于采用上述技术方案，本多功能自动闭塞机具有如下优点a.具有功耗低、抗干扰能力强、反应速度快、稳定性好、可靠性高、体积小、成本低、适应性强；b.即可应用于两站间单轨区间信号闭塞方式，也可用于叁站间区间信号闭塞方式，不需要改变内部电路，是目前同类闭塞机中不具备的性能；c.可以和多种发讯器、传感器、各种开关接口，也可以和计算机系统接口；d.发讯器采用干簧管和霍尔集成电路两种方式，工作可靠、体积很小；e.采用基带传输方式传送闭塞信号。
f.输入电源电压为AC220V或127V，电源电压在＋20％～－35％范围内波动时，多功能自动闭塞机均能正常工作。
g.当电源发生瞬时断电时，本装置工作正常，不误动作。
h.当传输线路发生断路、短路故障时，多功能自动闭塞机不会误开放信号机，并能发出故报警信号；i.信号机开放次序在铁路闭塞区间无列车占用时，各站的多功能自动闭塞机按询间次序的先后开放信号机。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为两站间多功能自动闭塞机安装接线信号设备布置图。
图1(a)安装接线图，图1(b)信号设备布置图。
图2为叁站间多功能自动闭塞机安装接线信号设备布置图。
图2(a)安装接线图，图2(b)信号设备布置图图3为多功能自动闭塞机电路图。
图4为发讯器示意图。
图5为多功能自动闭塞机的原理框图。
图1中A.甲站闭塞机 B.乙站闭塞机A’.甲站 B’.乙站图2中A、B、C分别代表甲、乙、丙站闭塞机A’、B’、C’分别代表甲、乙、丙站图4中1.上盖；2.接线柱；3.干簧管或霍尔集成电路；4.滑道；5.磁铁；6.滑块；7.线夹位置调节孔；8.架空线夹；9.滑轮滑孔；10.滑轮；11.外壳侧板；12.架空线；13.堵板；14.动作行程。
多功能自动闭塞机工作原理本多功能自动闭塞机可以接成两站间信号闭塞工作方式，见图1和叁站间信号闭塞工作方式，见图2。现以两站间信号闭塞工作方式为例说明工作过程及电路工作原理，其他工作方式相同。
1.多功能自动闭塞机工作过程见图1该信号闭塞区间有两条列车进路第一条进路1→2→3
第二条进路4→2→5因为该闭塞区间有两条进路，所以使用两套闭塞机，见图1。假设甲站有列车甲到过甲站询问发讯器WF位置后，发出询问信号，这时有两种可能一是，本进路(1→2→3)被占用或敌对进路(4→2→5)已开放，这时多功能自动闭塞机继续保持询问状态；二是，本进路空闲和敌进路未被开放，这时多功能自动闭塞机开放甲站信号机绿灯XLD，指示该进路(1→2→3)开放，列车甲可以通过闭塞区间，同时闭塞敌对进路，当列车行驶到甲站转换发讯器ZF位置后，发出转换信号，关闭信号机绿灯XLD，打开信号机红灯XHD，防止后继列车发生追尾事故，同时闭塞敌对进路；当列车甲全部通过闭塞区间，到达乙站解除发讯器JF位置时，发出解除闭塞信号，解除对本进路(1→2→3)和敌对进路(4→2→5)的闭塞。乙站列车通过闭塞区间的工作过程和以上叙述相同。
多功能自动闭塞机电路工作原理集成电路名称说明施密特触发器(反相器)IC1－1、IC1－2、IC1－3、IC1－4、IC1－5双输入端或门IC2－1、IC2－2、IC2－3、IC2－4、IC5－2、 IC5－3、IC5－4、双输入端与门IC3－1、IC3－2、IC3－3、IC3－4、IC6－1、IC6－2、IC6－3、IC6－4同相器IC5－1反相器IC4－1、IC4－2、IC4－3、IC4－4、IC4－5、IC4－6IC7－1、IC7－2、IC7－4、IC7－5、IC7－6。
三端稳压器7815
光电耦合器GO1、GO2、GO3、GO4、GO5。
固态继电器SSR1、SSR2。
图3中的询问输入端W2、W3；转换输入端Z2、Z3；和解除输入端J2、I3主要是用于和各种现场应用的发讯器、传感器、计算机系统等设备接口。当然也可以和图3所示那样将发讯器中的开关直接接在端子W1或Z1或J1上。
询问锁存器，转换锁存器，占用锁存器和事故信号锁存器的工作原理是一样的，以询问锁存器为例说明工作原理见图3与门IC3－4、或门IC2－4和电阻R3组成询问锁存器电路。当询问信号经反相器IC1－1整形后为高电平信号送入询问锁存器的输入端(即或门IC2－4的输出端)锁存，其锁存信号经输出端(即或门IC2－4的输出端)，送入门控电路与门IC3－2，同时也送入到与门IC3－4的一个输入端，与门IC3－4的另一端是询问锁存器的清除端，低电平有效，平时为高平时，为询问锁存器接收信号做好准备。这样与门IC3－4两个输入端均为高电平，其输出也为高电平，送入或门IC2－4的另一输入端上，这时或门IC2－4的输出端保持为高电平，当或门IC2－4输入的询问信号消失时，(即询问锁存器的输入信号)询问锁存器仍锁存着询问信号，而达到保留询问信号的目的，需要清除询问锁存器中的询问信号时，只有将清除端置低电平即可。
闭塞信号输出电路工作原理反相器IC4－4、CI4－5电阻R9、R10电容C8组成多谐振荡器，由或门IC2－3、IC5－4和二极管D3控制其是否振荡，由反相器IC4－2推动三极管BG做功放输出，发出闭塞信号。当有解除信号，占用信号、闭塞信号三者之一时，经或门IC2－3、IC5－4二极管D3控制IC4－4、IC4－5、R9、R10、C8振荡，发出方波脉冲，推动IC4－2、BG发出闭塞信号。
延时电路由二极管D5、电容C6、电阻R15、R16组成，当整形电路IC1－3输出高电平信号时，经D5、R15向C6快速充电达到高电平，当IC1－3输出低电平信号时，C6经R16缓慢放电达到延时目的。
见图1、图2、图3，当甲站列车甲经询问发讯器WF发出询问信号，由询问锁存器IC2－4、IC3－4锁存，这时如果本进路被占用或敌对进路已开放，则询问信号不能通过门控电路IC3－1、IC3－2开放信号机绿灯。如果本进路空闲及敌对进路未被开放，则询问信号通过门控电路IC3－1、IC3－2被转换锁存器IC2－1、IC6－1锁存，其输出将询问锁存信号清除。为接收下一次询问信号作好准备；同时经信号机控制电路IC6－4、IC5－1驱动固态继电器SSR1将信号机绿灯XLD点亮，指示该进路开放，同时占用锁存器IC2－2、IC3－3锁存转换锁存器送来的信号，其输出关闭门控电路IC3－1，表明本进路被占用，并经闭塞信号输出电路IC2－3、IC5－4、IC4－5、IC4－4、IC4－2和BG发出脉冲闭塞信号，脉冲闭塞信号经过传输路传送到乙站的多功能自动闭塞机后，由光电耦合器GO4(当多功能自动闭塞机工作于两站信号闭塞工作方式时，端子L1和L2连接，工作于叁站间信号闭塞方式时，端子L1和L2不连接)输入，经信号识别电路IC1－4、IC5－2、IC7－6、IC6－3将脉冲闭塞信号识别检出，封锁门控电路IC6－2、IC3－2，从而使乙站的信号机不能开放，实现闭塞功能。当列车甲行驶到甲站转换发讯器位置后，发出转换信号，将转换锁存器IC6－1、IC2－1中的信号清除，关闭IC6－4信号控制电路，关闭信号机绿灯XLD，点亮红灯XHD，闭塞本进路后续列车。当列车到达乙站解除发讯器JF位置后，发出解除闭塞信号，经闭塞信号输出电路IC1－3、IC2－3、IC5－4、IC4－2、IC4－4、IC4－5和BG发出脉冲解除识别信号，经传输线路送回甲站多功能自动闭塞机GO4中，由信号识别电路IC1－5、IC1－4、IC5－2、IC7－6将脉冲解除信号检出。关闭门控电路IC6－2、IC2－2，清除占用锁存器中表明占用的信号，解除闭塞状态。
当多功能自动闭塞机未被占用或被闭塞时，闭塞信号输出电路IC5－4、IC4－5、IC4－4、IC4－2和BG直流信号，表明本闭塞机可以发出或接受闭塞信号。当传输线发生短路或断路故障时，光电耦合器GO4接收到的不是直流信号或脉冲闭塞信号，经信号识别电路IC1－4、IC7－6、IC1－5、IC5－2检测识别后，发出故障信号，关闭门控电路IC3－2，防止列车开放信号机，故障锁存电路IC5－2、IC6－3将故障信号锁存，关闭信号机，同时驱动事故报警电路IC7－4、IC7－5驱动信号机红灯发出闪光报警信号；驱动闭塞信号输出电路IC5－4、IC4－2、IC4－4、IC4－5和BG发出闭塞信号，闭塞敌对进路，防止发生对撞事故。当闭塞机发出事故报警信号后，需由维修人员排除事故后，按动复位开关RESET，解除报警状态后，才能开通多功能自动闭塞机。
当多功能自动闭塞机工作于叁站间信号闭塞方式时，端子L1和L2不连接，这时光电耦合器GO4和GO5组成逻辑“与”形式，实现站间信号闭塞方式转换功能，无闭塞信号输入时，光耦GO4和GO5接收到的是直流信号，GO4和GO5导通，信号识别电路中的IC1－4和IC1－5输入端为高电平，输出均为低电平，使IC5－2输出低电平，这时若没有占用信号或解除信号时，IC5－4输出低电平，使闭塞信号输出电路中的BG导通，输出直流信号，为接收或发出闭塞信号作好准备，同时封锁住事故报警电路IC2－5、IC7－4。
IC5－2的输出经IC7－2反相，为开放门控电路IC6－2和信号控制电路IC6－4作好准备；而IC7－6输出端为高电平，打开门控电路IC6－2，为开放IC3－2门控电路和开放占用锁存器IC2－2、IC3－3、作好准备。
当光耦GO4或GO5接收到的是脉冲闭塞信号或解除信号时，IC1－4、IC1－5输出脉冲，在高电平期间内IC1－4经R22、D9给C11快速充电，在低电平期间内，C11经R23慢速放电，使C11在脉冲周期内保持高电平，这样使IC7－6输出低电平，关闭门控电路IC6－2实现闭塞功能。在高电平时，IC1－5经R21给C10慢充电，在低电平时C10经D8、R20快放电，使C10在脉冲周期内保持低电平，这样就保持了IC5－2输出低电平。
当传输线路发生断路或短路故障时，光耦GO4或GO5因没有直流信号或脉冲闭塞信号输入而截止，使IC1－5、IC1－4输入端为低电平状态，IC5－2输出为高电平，启动事故报警电路IC7－4、IC7－5报警，驱动闭塞信号输出电路IC5－4、IC4－5、IC4－4、IC4－2和BG，发出脉冲闭塞信号；同时关闭门控电路IC6－2和信号控制电路IC6－4。
发讯器工作原理见图4，发讯器用架空线夹固定在架空线上，当机车通过发讯器时，滑轮在机车集电弓的弹力作用下，向上作垂直运动，推动滑块在滑道中向上移动，滑块中固定着磁铁也随滑块一起向上移动，并接近干簧管或霍尔集成电路，在动作行程内使干簧管或霍尔集成电路在磁铁的磁场作用下导通，发出信号，动作行程量的大小可以通过调节架空线夹在线夹位置调节孔中的位置决定。
权利要求1.一种多功能自动闭塞机，是由数字集成电路和固态继电器构成的控制元件和发讯器组成；其特征在于控制电路是由询问发讯器、整形电路、询问锁存电路、门控电路、清除电路、转换锁存电路、转换发讯器、解除发讯器、延时电路、闭塞信号输出电路、占用锁存电路、信号机控制电路、信号机驱动电路、信号机、事故信号报警电路、闭塞信号输入电路、闭塞信号识别电路、事故信号锁存电路、复位电路，以及电源电路构成。
2.根据权利要求1所述的多功能自动闭塞机，其特征在于(a)控制电路中询问发讯器(WF)的输入端为W1、W2、W3，输出端接整形电路IC1－1的输入端，IC1－1的输出端接询问锁存电路中IC2－4的输入端，IC2－4的输出端接门控电路中IC3－2的输入端，门控电路的输出端接转换锁存电路中IC2－1的输入端，转换锁存电路的输出，一路接清除电路中IC4－6的输入端，另一路接占用锁存电路(IC3－3、IC2－2)中IC2－2的输入端；清除电路的输出端接询问锁存电路的另一输入端；转换发讯器(ZF)的输入端为Z1或Z2、Z3端；输出端接整形电路(IC7－1、IC1－2)中IC1－2的输入端；整形电路的输出端接转换锁存电路中IC6－1的输入端；(b)解除发讯器(JF)的输入端为J1端或J2、J3端；输出端接整形电路IC1－3的输入端；IC1－3的输出端接延时电路(C5、R15、R16、D5)，延时电路的输出端接闭塞信号输出电路(IC2－3、IC5－4、IC4－5、IC4－4、IC4－2；BG、D3、R9－12、C8)中IC2－3的输入端；(c)闭塞信号输入电路(GO4、GO5、R19－17、D6、7)的输入端接传输线，输出端接闭塞信号识别电路(IC5－2、IC1－5、IC7－6、IC1－4、D8、R20、R23、C10、D9、R22、R23、C11)中IC1－5、IC1－4的输入端，闭塞信号识别电路的输出端，一路经IC7－6接门控电路(IC6－2、IC7－2)中IC6－2的输入端；另一路接事故信号锁存电路(IC6－3、IC5－2、R24)中的IC5－2的输入端；(d)门控电路的输出端IC6－2接门控电路IC3－2的输入端；复位电路(R27、C7、RESET)输出端接事故信号锁存电路中IC6－3的输入端；(e)事故信号锁存电路共有三路输出第一路经IC5－2输出端接门控电路IC7－2的输入端；第二路输出接闭塞信号输出电路中IC5－4的输入端；第三路输出接事故信号报警电路(IC7－4、IC7－5、R26、D10、C6、R25)中D10的负极；(f)门控电路IC6－2的输出接占用锁存电路(IC3－3、IC2－2、R8)中IC3－3的输入端；占用锁存电路的输出端；一路接闭塞信号输出电路中IC2－3的输入端；另一路接门控电路(IC3－2、IC4－1、IC5－1)中IC4－1的输入端；(g)事故信号报警电路IC7－4的输出端接信号机控制电路(IC5－1、IC5－3、IC4－3、IC6－4)中IC5－3的输入端；信号机控制电路的另一输入端为IC6－4的输入端接转换锁存电路的输出端，信号机控制电路的输出端IC5－1、IC4－3分别接信号驱动电路中固态继电器SSR1、SSR2的输入端，SSR1、SSR2的输出端分别接信号机中信号灯XLD(绿)、XHD(红)。
3.根据权利要求1所述的多功能自动闭塞机，其特征在于发讯器用架空线夹(8)，固定在架空线(12)上；滑轮(10)安装于滑轮滑孔(9)中，且可上下运动；滑轮上方有滑块(6)、滑道(4)、干簧管或霍尔集成电路(3)；磁铁(5)位于滑块(6)中，接线端子(2)位于滑道外侧；滑块(6)、干簧管或霍尔集成电路(3)均位于滑道内侧。
4.根据权利要求1所述的多功能自动闭塞机，其特征在于当多功能自动闭塞机工作于叁站间信号闭塞方式时，端子L1和L2不连接；工作于两站间信号闭塞方式时，端子L1和L2连接。
5.根据权利要求1所述的多功能自动闭塞机，其特征在于，叁站间多功能自动闭塞机的传输线分别接叁个站闭塞机的T1、T2、R1、R2、R3、R4端子，每一站与其它二个站的闭塞机相对应的端子连接。
专利摘要一种多功能闭塞机，是由数字集成电路和固态继电器构成的控制元件和发讯器组成，用输入输出直流信号和脉冲实现接收和发出闭塞信号或解除信号的功能，并根据直流信号或脉冲信号的有无判断传输信号线路是否发生断路或短路故障，三站间信号闭塞方式是采用光电耦合器逻辑“与”方式实现的，发讯器采用干簧管或霍尔集成电路两种开关型器件为主要形式。具有功耗低、抗干扰能力强、反应速度快、适应性强等特点，可应用于煤矿、冶金矿等地面、井下铁路运输。
文档编号H04L29/02GK2171176SQ9321320
公开日1994年7月6日 申请日期1993年5月19日 优先权日1993年5月19日
发明者祁振铎 申请人:祁振铎