Устройство светофора

Светофор любого типа содержит несущую конструкцию, на которой крепятся одна или несколько светофорных головок с оптическими системами для образования сигнального светового луча.

В зависимости от конструкции оптической системы различают линзовые светофоры и прожекторные.

Линзовые светофоры наиболее широко применяются на железных дорогах. У линзового светофора каждому сигнальному цвету соответствует отдельный линзовый комплект. Светофорная головка линзового светофора содержит один, два или три линзовых комплекта и устанавливается на железобетонной или металлической мачте - мачтовый светофор (рис. 7.а), на низком железобетонном основании - карликовый светофор (рис. 7.б) и на консольной или мостиковой опоре контактной сети (рис. 8).

Фоновые щиты черного цвета улучшают восприятие огня светофора, а козырьки защищают линзы от попадания на них прямых солнечных лучей, которые могут ухудшить цвет и видимость сигнального огня. Светофорная головка крепится на мачте с помощью двух кронштейнов, позволяющих регулировать направление светофорного луча.

В настоящее время применяются светофорные головки двух видов: в монолитном чугунном корпусе на один, два или три линзовых комплекта и сборные из необходимого числа секций. Каждая секция (рис. 9) имеет собственный корпус 1, выполненный из алюминиевого сплава, с плотно закрывающейся крышкой 2, в котором размещается один линзовый комплект. Линзовый комплект содержит две короткофокусные ступенчатые линзы

а) б)

Рис. 7. Мачтовый (а) и карликовый (б) светофоры

а) б)

Рис. 8. Консольный (а) и мостиковый (б) светофоры

(окрашенную 3 и бесцветную 4) жестко укрепленные в корпусе линзового комплекта 5, и светофорную лампу 6, нить которой с помощью ламподержателя

7 устанавливается по оптической оси в совмещенном фокусе обеих линз. Лучи источника света, проходя через линзы, окрашиваются, преломляются и в виде параллельного пучка света направляются вдоль оптической оси. Для улучшения видимости сигнала и защиты от солнечных бликов на линзах светофора к корпусу головки прикреплен козырек 8.

Для улучшения видимости светофора на кривых участках пути линзовые комплекты дополняются бесцветным рассеивателем, позволяющим рассеивать поток света в горизонтальной плоскости.

Рис. 9. Светофорная головка линзового светофора

В линзовых светофорах применяются однонитевые и двухнитевые лампы накаливания, рассчитанные на напряжение 12 В, мощностью от 15-35 Вт. Типы ламп и основные характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры светофорных ламп

Тип лампы	Номинальное значение	Продолжительность горения лампы не менее (час)	При- меча- ния
напряжение, В	мощность, Вт
ЖС12-15				одна нить накала
ЖС12-25
ЖС12-35
ЖЛС12-15+15			2000/300	две нити накала
ЖЛС12-25+25			2000/300

Прожекторные светофоры применяются на участках с полуавтоматической блокировкой и отличаются от линзовых тем, что светофорная головка сигнала имеет один оптический прибор (сигнальный механизм), способный подавать несколько сигнальных показаний (красный, зеленый, желтый цвета). Смена сигнала происходит путем перемещения перед источником света рамки со светофильтрами сигнальных цветов. Прожекторные светофоры могут иметь одну или несколько (одна под другой) светофорных головок, расположенных на мачте и смещенных относительно оси мачты в сторону пути.

Оптическая система прожекторного светофора представлена на рис. 10.

Рис. 10. Оптическая система прожекторного светофора

Световой поток создается электрической лампой 1, нить накала которой расположена в одном из двух фокусов эллипсоидного посеребренного отражателя 2. В другом фокусе отражателя установлена подвижная рамка с тремя цветными светофильтрами 3, управляемая поляризованным магнитным реле 4. Благодаря отражателю коэффициент использования светового потока лампы увеличивается до 70-80%. Лучи светового потока с помощью отражателя концентрируются в его вторичном фокусе, проходят через цветной светофильтр 3, и попадая на собирательные линзы 5 и 6, направляются вдоль пути с углом рассеивания 2-3°.

Вставка 7 отклоняет часть лучей под углом 40° вниз для лучшей видимости сигнала на близком расстоянии.

При отсутствии токов в управляющей обмотке рамка со светофильтрами под действием противовесов уравновешена и в фокусе оптической системы расположен красный светофильтр.

При прохождении постоянного тока по обмотке реле создаваемый ею магнитный поток перемещает рамку 3 вправо или влево в зависимости от направления тока. В фокусе отражателя при этом устанавливается либо желтый, либо зеленый светофильтр.

В настоящее время взамен линзовых комплектов с лампами накаливания разработаны светодиодные светооптические системы (ССС). Основными преимуществами ССС являются:

а) большая надежность, поскольку светодиоды не требуют замены в течение всего срока службы ССС;

б) большой угол рассеяния, что позволяет отказаться от применения отклоняющих вставок и рассеивающих линз;

в) вандалоустойчивость из-за отсутствия легко бьющихся стеклянных линз;

г) уменьшение потребления электроэнергии;

д) значительное снижение эксплуатационных расходов.

К недостаткам следует отнести бóльшую стоимость и невозможность проконтролировать горение светодиодов с помощью огневого реле.

Конструкция светодиодного железнодорожного модуля для мачтовых светофоров СЖДМ1 производства Уральского оптико-механического завода приведена на рис. 11. В модуле мачтового светофора используется девятнадцать сверхъярких светодиодов красного, желтого, зеленого, синего или белого цвета свечения, а в модуле карликового светофора — семь светодиодов.

Модуль состоит из корпуса 1, кольца 2 и защитного светопрозрачного кожуха 3. Внутри корпуса установлен излучатель 4, включающий концентратор 5 (представляющий собой ячеистую конструкцию), внутри каждой ячейки которого установлены светоизлучающий диод 6, коллимирующая линза 7 и антифантомная решетка 8. Электросхема, обеспечивающая свечение диодов, собрана на печатной плате 9. На задней стенке корпуса расположены два контактных зажима 10 для подключения питания модуля.

Модуль может монтироваться взамен линзового комплекта как в чугунном, так и в силуминовом корпусе светофорной головки.

Рис. 11. Светодиодный модуль СЖДМ1

Входные, выходные и маршрутные светофоры станций с пологими стрелками оборудуются зелеными светящимися полосами (рис. 12). Полоса состоит из чугунного корпуса 1 с дверцей 2, трех линзовых комплектов зеленого цвета 3, козырька 4 и кронштейнов 5, служащих для крепления к мачте светофора.

Рис. 12. Зеленая светящаяся полоса

В необходимых случаях станционные светофоры дополняются маршрутными указателями.

Цифро-буквенные маршрутные указатели (рис. 13) изготавливаются в двух исполнениях: с бесцветными светофильтрами-линзами для указания парка или пути приема поездов и с зелеными светофильтрами-линзами для указания номера пути, с которого разрешено движение поезду, при использовании группового выходного, маршрутного или маневрового светофора.

Рис. 13. Цифро-буквенный маршрутный указатель

Маршрутные указатели положения (рис. 14) с бесцветными светофильтрами-линзами предназначены для указания направления следования поезда или маневрового состава.

В маршрутных указателях применяются лампы типа С220-40 на напряжение 220 В и мощностью 40 Вт и светофильтры-линзы типа СЛР диаметром 70 мм. В настоящее время изготавливаются и светодиодные маршрутные указатели. Маршрутные указатели могут помещаться на мачте светофора или на отдельной мачте.

Рис. 14. Маршрутный указатель положения