2. Устройство мачтовых линзовых светофоров

Мачтовый линзовый светофор (см. прилож. №1) имеет железобетон­ную мачту 9, кронштейны 1(верхний) и 3(нижний), две двузначные и одну однозначную головки 2, световой указатель в виде зеленой полосы 4 и два световых указателя 6 с вертикальной светящейся стрелкой, номерные щитки 7, бронированный шланг 5, трансформаторный ящик 10 и кабельную муфту 11 для разделки кабеля. Электрические провода из кабельной муфты прокладывают к трансформатору, далее внутрь мачты и через отверстия в ней в бронированных шлангах вво­дят в светофорные головки и световые указатели. Число светофорных головок и световых указателей определяется назначением светофора. Рассматриваемый линзовый светофор используют в качестве входного или выходного светофора на станции.

В состав светосигнального устройства входят оптическая система, светофильтр и экономичная электрическая лампа.

Оптическая система концентрирует световой поток источника света в нужном направлении, позволяет снизить мощность источника света и увеличить дальность светового изображения. В оптических сис­темах используют явления преломления света, благодаря чему возрас­тает сила света в нужном направлении, так как световое изображение наблюдается не в виде светящейся поверхности источника света, а в виде световой поверхности всей линзы или зеркала. Достижение этой цели увеличением мощности источника света экономически невыгод­но, так как сами источники света излучают свет во все стороны.

Различают три вида оптических систем — линзовую, рефлектор­ную (отражательную) и прожекторную.

Линзовая оптическая система состоит из собиратель­ной линзы и источника света, помещенного в главном фокусе линзы . Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное двумя гладкими поверхностями: с одной стороны плоской, а с другой — выпуклой (одно выпуклая линза). Лучи источника света, падающие на поверхность линзы, преломляются дважды — при входе и выходе из нее и в виде параллельного пучка света направляются вдоль оптичес­кой оси. В оптической системе изменяется направление распростране­ния световых волн при переходе их из одной среды в другую. Прелом­ление волн возникает из-за различия скорости распространения волн в этих средах. Такую оптическую систему используют в линзовых свето­форах, так как она исключает появление ложного сигнала из-за отсут­ствия отраженных лучей. Для увеличения коэффициента усиления применяют короткофокусные линзы с большим углом охвата светово­го потока источника света.

Рефлекторная (отражательная) оптическая система состоит из вогнутого собирающего сферического зеркала, в главном фокусе F которого на оптической оси размещают источник света. При использовании параболического зеркала световые лучи источни­ка света, падающие на зеркальную поверхность, отражаясь, направля­ются параллельным лучом света вдоль оптической оси. Рефлекторная оптика обладает большим коэффициентом усиления за счет увеличен­ного угла охвата. Ее серьезным недостатком являются возможность возникновения мощного отраженного луча, например солнечного, вследствие чего при выходе из строя источника света появляется ложный световой поток.

Прожекторная оптическая система объединяет в себе линзовую и отражательную оптику. Она состоит из эллипсоидного отражателя, имеющего два фокуса и и линзы. Источник света помещается в фокусе. Световые лучи, отражаясь от зеркальной поверхности отражателя, концентрируются в фокусе падают на поверх­ность линзы и после преломления направляются вдоль оптической оси. Цветной световой луч можно получить, если в фокусе поместить светофильтр. Прожекторная оптика имеет большой коэффициент усиления благодаря большому углу охвата светового потока источника света и используется в прожекторных светофорах.

Четкая организация и безопасность движения поездов зависят от максимальной дальности видимости машинистом сигнального огня путевого светофора и наблюдения за ним во время движения до под­хода к светофору. Поэтому все светофоры имеют светосигнальное устройство, обеспечивающее максимальную дальность видимости.

Белый свет состоит из смеси лучей всех длин волн видимого спект­ра цветов. Каждой длине волны соответствует определенный цвет излу­чения. Например, у фиолетового цвета длина волны составляет 400— 450 м, а у красного - 620 - 750 нм. При равных условиях красный цвет распознается раньше, т.е. с большего расстояния, чем фиолетовый.

Для получения сигнальных огней разного цвета используют светофильтры красного, зеленого, желтого, синего и лунно-белого цветов. С помощью светофильтров изменяют спектральный состав излучения, распространяющегося от источника света. Например, красный свето­фильтр пропускает все лучи своего цвета и некоторую часть лучей оранжевого цвета, длина волны которого гранична с длиной красного цвета. Лучи источника света, не прошедшие через светофильтр, погло­щаются его средой. Это поглощение зависит от Химического состава светофильтра, его физических свойств и толщины. Светофильтры из­готовляют в виде линз и стекол. Линзы могут быть длиннофокусными и короткофокусными. С целью уменьшения размеров, увеличения угла охвата светового потока источника света и повышения коэффициента использования светового потока в линзовых светофорах устанавлива­ют ступенчатые светофильтры-линзы типа СЛ класса А красного, желто­го, зеленого, синего и лунно-белого цветов. Ступенчатые линзы имеют меньший вес и являются дешевыми.

В оптических системах линзового светофора используют светофильтры-линзы диаметром 139 мм с восемью зонами концентрации светового потока, изготовляющиеся путем прессования стеклянной массы в пресс-формах.

Для прожекторных светофоров светофильтры изготовляют в виде плоского цветного стекла с металлическими ободками диаметром 26,5 мм и толщиной 2 мм. Зеленый светофильтр состоит из двух половинок. Используемые стекла для светофильтров являются термически стойкими и при изменении температуры на 50°С не дают трещин. В сигнальных устройствах нужно применять такие свето­фильтры, которые не имеют сколов, выемок, трещин, воздушных пу­зырей внутри стекла и царапин на поверхности.

Светофорные лампы являются маломощными низковольтными источниками света с точечным устройством тела накала и прецизионным (особо точным) цоколем. Применяют одно- и двух нитевые лампы для линзовых светофоров .

Однонитевая лампа состоит из вольфрамовой нити накала (спира­ли), стеклянной колбы, на которой мастикой укреплено основное латунное кольцо и припаянное к нему латунное установочное кольцо со штырьками для фиксации в ламподержателе. Один вывод спирали (контакт) находится в центре цоколя лампы, а другой контакт — на основном кольце. Лампы рассчитаны на напряжение 12 В и мощность 15 Вт (ЖС12-15),25 Вт (ЖС12-25),35 Вт (ЖС12-35) и предназначены для использования в линзовых комплектах с горизонтальным распо­ложением ламподержателя (вертикальная установка лампы). Срок службы ламп более 1000 ч.

Двух нитевая светофорная лампа отличается двумя ни­тями накала — основной О и резервной Р, меньшими габаритными размерами и устройством цоколя. Общий вывод (контакт) от основ­ной и резервной спиралей находится на корпусе цоколя, а два других контакта — в его центре. Установочное (фланцевое) кольцо цоколя имеет выемку для точной установки лампы в ламподержателе. Тип цоколя Р42 d II , где буква d означает, что в центре имеются два кон­тактных вывода. Лампы имеют напряжение 12 В и мощность 15 Вт

(ЖС12-15+15) и 25 Вт (ЖС12 -25+25) и используются в линзовых комплектах с вертикальным расположением ламподержателя (горизонтальная установка лампы). Срок службы основной спирали 2000 ч, резервной — 300 ч.

Двухнитевые лампы устанавливают на всех огнях проходных светофоров автоблокировки, светофоров по главным путям и путям безостановочного пропуска со скоростями выше 50 км/ч и светофоров постов примыканий; на желтых огнях всех выходных светофоров, являющихся предупредительными к входному светофору следующей станции; на разрешающих огнях всех выходных светофоров, использу­емых в маршрутах отправления на перегоны с полуавтоматической блокировкой; на красных и зеленых огнях светофоров прикрытия и на красных огнях светофоров на боковых путях. В многозначном показании светофора при перегорании основной нити все лампы свето­фора переключаются на резервную нить. При перегорании обеих нитей лампы красного огня на входном или проходном светофоре при авто­блокировке предусматривается автоматический перенос красного огня на предыдущий светофор.

Светофорные лампы для сигнальных механизмов прожекторных светофоров отличаются формой стеклянной колбы. Лампы ЖС10-5 и ЖС10-10 имеют стеклянную колбу в виде шара и фокусирующий цоколь со штырьками для точной установки лампы в ламподержатель сигнального механизма. Один вывод от спирали находится в центре цоколя, а другой - на его корпусе. Лампы ЖС10-5-1 и ЖС10-10-1, а также ЖС10-5-2 и ЖС 10-10-2 отличаются от предыдущих моделей формой стеклянных колб. Кроме того, у ламп ЖС10-5-2 и ЖС10-10-2 имеется фиксирующий секторный цоколь, обеспечивающий более точ­ное положение лампы в ламподержателе. Лампы рассчитаны на напря­жение 10 В и мощность 5 или 10 Вт. Продолжительность горения ламп не менее 500 ч.

За 1000 ч горения лампы ЖС12-15 ее световой поток с номинально­го (130 лм) снижается до предельного (105 лм). Такую лампу оставлять для дальнейшей эксплуатации нецелесообразно из-за снижения дальности видимости сигнального огня.

Сигнальные огни входных, проходных, заградительных светофоров и светофоров прикрытия на прямых участках пути и кривой радиусом свыше 2500 м при ярком солнечном свете днем должны быть отчетливо различимы из кабины управления локомотивом приближающегося поезда на расстоянии не менее 1000 м. На кривых участках с меньшим радиусом показания этих светофоров должны быть отчетливо различи­мы на расстоянии не менее 400 м. В сильно пересеченной местности (горы, глубокие выемки) допускается видимость перечисленных сиг­налов на расстоянии менее 400 м,-но не менее 200 м. Показание выход­ных и маршрутных светофоров главных путей должны быть отчетливо различимы на расстоянии не менее 400 м, выходных и маршрутных светофоров боковых путей, а также пригласительных сигналов и манев­ровых светофоров — на расстоянии не менее 200 м.