ES2315522T3 - Dispositivo de control electro-fluidico y metodo para controlar un colector de corriente electrica. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de control (26) para controlar una presión entregada a un accionador accionado por fluido para accionar un conjunto (10) de colector de corriente eléctrica que transmite energía entre una línea eléctrica (20) y un vehículo (12), comprendiendo el dispositivo de control (26): un circuito de fluido (24) que comprende una entrada de presión (28) para conectar el circuito de fluido (24) a una alimentación de presión (22), y una salida de presión (29) para conectar el circuito de fluido (24) al accionador (18) hecho funcionar por un fluido; un regulador de presión (44) accionado eléctricamente para entregar una primera presión de salida regulada en respuesta a un valor de ajuste eléctrico; un segundo regulador de opresión (46) para entregar una segunda presión de salida regulada en respuesta a un valor de ajuste no eléctrico; medios de selección para detectar al menos una condición específica y para dirigir selectivamente el fluido desde la entrada de presión (28) a la salida de presión (29) a través del segundo regulador de presión cuando la condición específica es detectada.
Description
Dispositivo de control
electro-fluídico y método para controlar un colector
de corriente eléctrica.
El presente invento se refiere a un dispositivo
de control accionado por un fluido para controlar un colector de
corriente eléctrica y, más específica pero no exclusivamente, para
ajustar la fuerza de contacto entre un colector de corriente de un
vehículo eléctrico y la línea aérea eléctrica.
Un dispositivo de control neumático del tipo
general antes mencionado es conocido a partir del documento de la
técnica anterior GB 2.319.761,A. Un mecanismo de pistón y cilindro
neumático actúa sobre un soporte articulado de un colector de
corriente para empujar el conjunto del colector a aplicación con el
cable aéreo. Un movimiento de pivotamiento del conjunto del
colector es detectado por una válvula que tiene un miembro
operativo, que puede girar en cualquiera de los dos sentidos desde
una posición inoperante para efectuar o bien un aumento o bien una
disminución de la presión suministrada al mecanismo de pistón y
cilindro neumático por medio de un regulador de presión neumático.
El movimiento de pivotamiento del conjunto del colector es
considerado como representativo de la fuerza de contacto del
conjunto del colector con el cable aéreo. La válvula está dispuesta
de modo que la presión suministrada al sistema de pistón y cilindro
neumático mantiene la fuerza de contacto del conjunto del colector
con el cable aéreo.
Este tipo de simple dispositivo de control
neumático con entrada mecánica ha tendido a ser reemplazado por
sistemas más sofisticados con señales de entrada eléctricas, que
proporcionan muchas ventajas tales como la adaptabilidad a
diferentes velocidades del vehículo, a diferentes líneas de contacto
aéreas, a diferentes tensiones de línea o a condiciones
meteorológicas variables. Un dispositivo de control que incluye un
accionador neumático controlado por una unidad de control
electrónico de bucle abierto está descrito en el documento US
5.115.405,A. Un dispositivo de detección de fuerza mide la fuerza de
contacto entre el colector y la línea aérea, y suministra una señal
que es procesada por una unidad de control electrónica. La presión
del accionador es regulada cuando la fuerza de contacto medida
excede de un umbral de fuerza máximo predeterminado o en respuesta
a señales de control externas predeterminadas, incluyendo la
velocidad del vehículo. Cuando una condición de fallo, tal como el
fallo del sensor de fuerza, es detectada, la unidad de control
electrónico genera una señal de control para efectuar un descenso
del colector y la desconexión del vehículo de la línea aérea. Como
resultado, este sistema no es muy fiable.
Se ha sugerido además usar una unidad de control
electrónica de bucle cerrado para controlar el suministro de
presión a un accionador neumático como una función de distintos
parámetros, incluyendo la velocidad del vehículo y la propia fuerza
de contacto. Algunas variaciones de este principio están descritas
en el documento DE 101 26 042,A. Una disposición combina una unidad
de control de bucle abierto electrónica con un circuito de control
de bucle cerrado neumático. La unidad electrónica define un valor de
ajuste para la presión como una función de la velocidad del
vehículo y de distintos parámetros. Un regulador de presión compara
este valor de ajuste a un valor real entregado por un sensor de la
fuerza de contacto y suministra aire al accionador neumático como
una función de esta diferencia. Sin embargo, el control electrónico
y el control neumático están en serie, de modo que el dispositivo
falla tan pronto como uno de sus componentes falla, dando de nuevo
como resultado una pobre fiabilidad.
A fin de aumentar la fiabilidad, y de modo más
importante la disponibilidad del dispositivo, sería posible
insertar una unidad de control electrónica redundante que comprende
dos subunidades de control idénticas, tomando una el control cuando
la otra falla. Sin embargo, cualquier interrupción o corte de la
alimentación de corriente a la unidad de control electrónica daría
como resultado aún un fallo del sistema de control. Además, el
dispositivo sería costoso, ya que los sensores de presión y las
subunidades electrónicas tendrían que estar duplicados. Un
accionador hecho funcionar mediante un fluido con dos reguladores de
presión accionados mecánicamente está descrito en el documento GB
1.128.563.
Consiguientemente, existe la necesidad de una
unidad de control mejorada que ofrezca fiabilidad de servicio, sin
una duplicación de componentes inaceptable del sistema de
control.
De acuerdo con el presente invento, como se ha
descrito en la reivindicación 1ª, se ha proporcionado un dispositivo
de control para controlar una presión entregada a un accionador
hecho funcionar por un fluido para accionar un conjunto de colector
de corriente eléctrica que transmite energía entre una línea
eléctrica y un vehículo, comprendiendo el dispositivo de
control:
un circuito de fluido que comprende una entrado
de presión para conectar el circuito de fluido a una alimentación
de presión, y una salida de presión para conectar el circuito de
fluido al accionador hecho funcionar por un fluido;
un regulador de presión accionado eléctricamente
para entregar una primera presión de salida regulada en respuesta a
un valor de ajuste eléctrico;
un segundo regulador de presión para entregar
una segunda presión de salida regulada en respuesta a un valor
ajustado no eléctrico;
medios de selección para detectar al menos una
condición específica y para dirigir selectivamente el fluido desde
la entrada de presión a la salida de presión a través del segundo
regulador de presión cuando se detecta la condición específica.
El dispositivo de control del presente invento
reduce significativamente los inconvenientes encontrados en la
técnica anterior, de un modo simple y efectivo en costes. En
particular, el dispositivo de control del presente invento ofrece
una fiabilidad incrementada y, más específicamente, la
disponibilidad de un dispositivo para controlar la fuerza de
contacto de un colector sobre un cable aéreo, mientras mantiene la
flexibilidad de control proporcionada por una unidad de control
electrónica.
Los medios de selección hacen posible conmutar
entre un primer modo de regulación de la presión de fluido que usa
el regulador de presión accionado eléctricamente y un segundo modo
de regulación que usa el regulador de presión accionado no
eléctricamente. En la práctica, las condiciones específicas bajo las
cuales se hace tal conmutación incluirán al menos condiciones
anormales tales como un fallo del regulador de presión accionado
eléctricamente. Adicionalmente pueden también incluir otras
situaciones específicas tales como una orden de elevación o
descenso específica.
El valor de ajuste eléctrico puede ser
proporcionado por una unidad de control electrónica como una función
de parámetros tales como señales, o valores memorizados o
calculados representativos de la velocidad del vehículo, de la
posición del vehículo en la vía memorizada, de la fuerza aplicada
por la línea aérea sobre el colector, de las fuerzas externas
aplicadas al enlace del colector, de la dirección o fuerza del
viento, de la tensión de la línea, de la posición del conjunto de
colector o de la distancia entre el techo del vehículo y la línea
aérea, por nombrar unos pocos. El valor de ajuste no eléctrico puede
ser un valor de ajuste constante o ajustable. Como se ha indicado
por su nombre, ambos reguladores incluyen medios para comparar el
valor de salida regulado al valor de ajuste, de modo que
proporcionen una compensación con respecto a las condiciones
exteriores, tales como la presión de entrada y la temperatura.
Ventajosamente, los medios de selección dirigen
el fluidos desde la entrada de presión a la salida de presión a
través del regulador de presión accionado eléctricamente cuando no
se ha detectado una condición específica. El modo de regulación
preferido es realizado por el regulador de presión accionado
eléctricamente, mientras que el segundo modo accionado no
eléctricamente es un modo de regulación alternativo o de
contingencia.
Ventajosamente, los medios de selección pueden
comprender, solos o en combinación:
medios para detectar que la primera presión de
salida regulada está por debajo de un valor de umbral inferior
ajustado y para dirigir selectivamente el fluido desde la entrada de
presión a la salida de presión a través del segundo regulador de
presión cuando la primera presión de salida regulada está por debajo
del valor de umbral inferior ajustado;
medios para detectar que la primera presión de
salida regulada excede de un valor de umbral superior ajustado y
para dirigir selectivamente el fluido desde la entrada de presión a
la salida de presión a través del segundo regulador de presión
cuando la primera presión de salida regulada excede del valor de
umbral superior ajustado;
medios para detectar una interrupción o corte de
una alimentación de corriente eléctrica del regulador de presión
accionado eléctricamente y para dirigir selectivamente el fluido
desde la entrada de presión a la salida de presión a través del
segundo regulador de presión cuando dicha interrupción es
detectada;
medios para detectar que una presión aguas
arriba del regulador de presión accionado eléctricamente está por
debajo de un valor de presión de entrada ajustado y para dirigir
selectivamente el fluido desde la entrada de presión a la salida de
presión a través del segundo regulador de presión cuando dicha
presión aguas arriba del regulador de presión accionado
eléctricamente está por debajo de dicho valor de presión de entrada
ajustado.
Los valores de umbral inferior y superior de la
primera presión de salida regulada, así como la pérdida de
corriente eléctrica, indican condiciones anormales de la parte
electrónica del dispositivo, que a continuación es conmutado al
modo de control no eléctrico. La pérdida de presión aguas arriba del
regulador de presión accionado eléctricamente puede ser bien debida
a un fallo de la alimentación de presión o puede ser debida a una
orden de descenso. Los medios de selección pueden ser un circuito
eléctrico-de fluido, que incluye conmutadores de
presión para proporcionar una señal de salida binaria eléctrica en
respuesta a la primera presión de salida regulada y una válvula de
control direccional electromagnética para seleccionar la línea.
Alternativamente, los medios de selección pueden ser un circuito de
fluido, incluyendo conmutadores de umbral de fluido que proporciona
una señal binaria de fluido a una válvula de control direccional
accionada mediante fluido.
Ventajosamente, pueden ser añadidos medios para
desconectar el regulador de presión accionado eléctricamente cuando
dicha presión aguas arriba del regulador de presión accionado
eléctricamente está por debajo del valor de presión de entrada
ajustado, de modo que ahorren energía y aumenten la vida del
componente eléctrico.
\newpage
Ventajosamente, los medios de selección
comprenden una válvula de control direccional conectada entre el
regulador de presión accionado eléctricamente, el segundo regulador
de presión y la salida de presión. La entrada de presión está
conectada preferiblemente al regulador de presión accionado
eléctricamente y al segundo regulador de presión a través de una
conexión en línea. Cuando uno de los reguladores de presión está
conectado a la salida de presión, el otro regulador de presión
permanece conectado a la entrada de presión, de modo que esté en
estado de recuperación rápida, listo para tomar la regulación en
caso de una situación anormal. El tiempo de respuesta es por ello
muy corto y no hay perturbaciones o inestabilidades cuando se
conmuta de un modo al otro.
Ventajosamente, los medios de selección
comprenden un conmutador indicador para indicar si los medios de
selección dirigen el fluido desde la entrada de presión a la salida
de presión a través del regulador de presión accionado
eléctricamente o a través del segundo regulador de presión. Este
conmutador indicador da una realimentación a la interfaz de control
del vehículo. Puede también ser usado como parámetro por la unidad
de control electrónica que proporciona el valor de ajuste eléctrico
al regulador de presión accionado eléctricamente.
Ventajosamente, el circuito de fluido es un
circuito neumático. Alternativamente, puede ser un circuito
hidráulico.
El invento también contempla un método según la
reivindicación 12ª para controlar la presión entregada a un
accionador hecho funcionar por un fluido para accionar un conjunto
de colector de corriente eléctrica que transmite energía entre una
línea eléctrica y un vehículo, comprendiendo el dispositivo de
control:
un circuito de fluido que comprende una entrada
de presión para conectar el circuito de fluido a una alimentación
de presión, y una salida de presión para conectar el circuito de
fluido al accionador hecho funcionar por un fluido;
un regulador de presión accionado eléctricamente
para entregar una primera presión de salida regulada en respuesta a
un valor de ajuste eléctrico;
un segundo regulador de presión para entregar
una segunda presión de salida regulada en respuesta a un valor de
ajuste no eléctrico;
en el que el fluido es dirigido desde la entrada
de presión a la salida de presión a través del segundo regulador de
presión cuando es detectada una condición específica.
\vskip1.000000\baselineskip
Otras ventajas y características del invento
resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de
realizaciones específicas del invento dadas como ejemplos no
limitativos solamente y representadas en los dibujos adjuntos en los
que:
La fig. 1 es una vista diagramática general de
una primera realización del invento;
La fig. 2 es una vista diagramática general de
un regulador de presión accionado eléctricamente usado en la
primera realización del invento;
La fig. 3 es una vista diagramática general de
una segunda realización del invento;
La fig. 4 es una vista diagramática general de
otro regulador de presión accionado eléctricamente que puede ser
usado como alternativa al regulador de la fig. 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Con referencia a la fig. 1, un conjunto 10 de
colector de corriente eléctrica para un vehículo eléctrico 12
provisto de una cabeza colectora 14 soportada por un soporte
articulado 16, es levantado y bajado por medio de un accionador
neumático 18. El accionador 18 aplica también en la posición
levantada una fuerza necesaria para mantener la cabeza colectora 14
en contacto con una línea eléctrica aérea 20.
Aire a presión es conducido desde una
alimentación 22 presión de aire al accionador 18 a través de un
circuito neumático 24, que es parte de un dispositivo 26 de control
electro-neumático para controlar la fuerza de
contacto entre la cabeza colectora 14 y la línea aérea 20. El
circuito neumático 24 tiene un puerto de entrada 28 conectado a la
alimentación 22 de presión de aire y un puerto de salida 29
conectado al accionador 18. El puerto de entrada 28 está conectado
a una válvula 30 de control direccional de 3/2 vías magnética con
retorno elástico, que actúa como una válvula de elevación y
descenso y accionada por un conmutador 31 situado en una interfaz
de control en el vehículo. La válvula 30 de elevación y descenso
está también conectada a la atmósfera a través de un silenciador
32. El flujo de aire de entrada es depositado a través de un filtro
de aire 33 y una válvula 34 de control de flujo ajustable de un
solo sentido a una conexión en línea 36 con una primera línea de
operación 38 en el lado derecho de la figura, y una segunda línea
40 de operación en el lado izquierdo. La primera línea de operación
38 está conectada a un primer puerto de una válvula de selección 42
a través de un regulador de presión 44 accionado eléctricamente. La
válvula de selección 42 tiene una válvula de control direccional de
3/2 vías. la válvula de selección 42 tiene un segundo puerto
conectado al accionador 18 a través de una válvula 45 de control de
flujo ajustable de un solo sentido. La segunda línea 40 de operación
está conectada a un tercer puerto de la válvula de selección 42 a
través de un regulador 46 de presión neumático. El regulador 46 de
presión neumático es una válvula proporcional ajustable para regular
la presión aguas abajo de acuerdo con un valor preajustado
ajustable. Además, la válvula 46 es del tipo que permite
comunicación entre sus puertos de entrada y de salida cuando la
presión de entrada es menor que la presión de salida. Una válvula de
seguridad 47 limita la presión entre la válvula de selección 42 y
el accionador 18.
La válvula de selección 42 es accionada
magnéticamente y cargada por un resorte de modo que en ausencia de
corriente eléctrica, el segundo puerto está conectado al tercer
puerto. La válvula 42 también acciona un conmutador 48 indicador
eléctrico para dar una realimentación a la interfaz de control del
tren.
El regulador de presión 44 accionado
eléctricamente está conectado a una alimentación de corriente
eléctrica 50 a través de un conmutador 52 de presión normalmente
abierto y una línea 54 de alimentación eléctrica. El accionador de
presión del conmutador 52 de presión está conectado a la conexión en
línea 36. El conmutador de presión 52 es abierto y el regulador de
presión 44 accionado eléctricamente es desconectado cuando la
presión en la conexión en línea 36 es demasiado baja. Un conmutador
56 de presión normalmente abierto y un conmutador 58 de presión
normalmente cerrado están también conectados en serie entre el
conmutador de presión 52 y el accionador electromagnético de la
válvula de selección 42, en una conexión 59 de derivación paralela a
la línea de alimentación 54. Los dos conmutadores de presión 56, 58
tienen un accionador de presión conectado al puerto de salida del
regulador de presión 44 accionado eléctricamente y un resorte de
carga. El resorte de carga del conmutador 58 de presión normalmente
cerrado está ajustado de modo que el conmutador 58 esté abierto
cuando la presión en el puerto de salida del regulador de presión 44
accionado eléctricamente excede de un valor de umbral superior. El
resorte de carga del conmutador 56 de presión normalmente abierto
está ajustado de modo que del conmutador 56 esté cerrado cuando la
presión en el puerto de salida de presión del regulador de presión
44 accionado eléctricamente excede de un valor de umbral inferior.
Como resultado, la línea eléctrica 59 está cerrada siempre que la
presión en el puerto de salida del regulador de presión 44
accionado eléctricamente está entre los valores de umbral inferior y
superior.
El regulador de presión 44 accionado
eléctricamente está mostrado en más detalle en la fig. 2. Comprende
una válvula 66 de control proporcional con un puerto de entrada
conectado a la primera línea 38, un puerto de alivio conectado a la
atmósfera a través de un silenciador 67, un puerto de salida
conectado al primer puerto de la válvula de selección 42 y un
puerto de control conectado al puerto de entrada a través de una
primera válvula de obturación 68 y al silenciador 67 a través de
una segunda válvula de obturación 70. Ambas válvulas de obturación
68, 70 son accionadas magnéticamente y cargadas elásticamente hacia
una posición cerrada.
El regulador de presión 44 accionado
eléctricamente también comprende un circuito eléctrico que incluye
un comparador 71 para comparar un valor de ajuste eléctrico
representativo de la fuerza de contacto entre el colector de
corriente y la línea aérea y entregado por un controlador
electrónico 72, a un valor eléctrico medido real, que es dado por
un sensor de presión 73 que mide la presión en el puerto de salida
de la válvula 66 de control de presión. Como resultado de la
comparación, una u otra de las dos válvulas de obturación 68, 70
accionadas magnéticamente es accionada para controlar la presión del
puerto de control de la válvula de control de presión 66.
El controlador electrónico 72 entrega el valor
de ajuste eléctrico en función de uno o más parámetros tales como
señales medidas o valores calculados o memorizados representativos
de la velocidad del vehículo, de la posición del vehículo sobre una
vía conocida, de la fuerza aplicada por la línea aérea sobre el
colector, de las fuerzas externas aplicadas al enlace del colector
de corriente 10, de la dirección o fuerza del viento, de la tensión
de la línea, de la posición del accionador 18 o del conjunto 10 de
colector de corriente, a o de la distancia entre el techo del
vehículo y la línea aérea, por nombrar unos pocos. El controlador
electrónico 72 puede ser del tipo descrito en el documento DE 101
26 042 A o en el documento US 5.114.405A por ejemplo, cuyas
descripciones están incorporadas aquí a modo de referencia.
El dispositivo funciona como sigue.
Comenzando desde una posición retraída del
colector de corriente 10 con la válvula de elevación y descenso 30
en su posición de retorno y sin presión en el circuito neumático 24,
el accionador electromagnético de la válvula de elevación y
descenso 30 es excitado para conectar la alimentación de presión 22
a la conexión en línea 36. La válvula de selección 42 está en su
posición de retorno, y el aire circula a través de la válvula 34 de
control de flujo ajustable de un solo sentido, del regulador de
presión neumático 46 al accionador 18, para elevar el colector de
corriente 10. La velocidad de elevación puede ser ajustada con la
válvula 34 de control de flujo ajustable. Tan pronto como la
presión en la conexión en línea 36 excede del valor ajustado por el
resorte de retorno del conmutador de presión 52, el conmutador de
presión 52 se cierra y el regulador de presión accionado
eléctricamente es excitado. La presión comienza a crecer en el
puerto de salida del regulador de presión 44 accionado
eléctricamente. Cuando esta presión excede del valor de presión
inferior ajustado por el conmutador 56 de presión abierto
normalmente, el conmutador 56 se cierra y el accionador
electromagnético de la válvula direccional 42 es excitado para
forzar la válvula 42 a conectar el regulador de presión 44 accionado
eléctricamente al accionador 18. El regulador de presión accionado
eléctricamente toma la regulación de la presión de acuerdo con el
valor ajustado entregado por el controlador electrónico 72.
\newpage
Si por cualquier razón la presión de salida del
regulador de presión accionado eléctricamente sube o baja más allá
de los límites ajustados por los conmutadores de presión 56, 58, por
ejemplo si el valor ajustado entregado por el controlador
electrónico 72 es incorrecto o si el propio regulador de presión
accionado eléctricamente está desconectado, uno de los conmutadores
56, 58 se abrirá y el accionador electromagnético de la válvula 42
será desexcitado. La válvula 42 se moverá a la posición no accionada
y conectará el accionador neumático 18 al regulador 46 de presión
neumático. El regulador 46 de presión neumático regulará entonces la
presión del accionador neumático 18 en función de su valor de
ajuste.
Si falla la alimentación 50 de corriente
eléctrica, la válvula 42 volverá automáticamente a la posición no
accionada y la presión del accionador 18 será regulada a través del
regulador neumático 46.
Así, están cubiertos los casos de fallo más
comunes del sistema de control, y un modo de regulación alternativo
a través del regulador de presión neumático está disponible.
Para bajar el colector de corriente 10, la
válvula de elevación y descenso 30 es desexcitada y vuelve a su
posición no accionada. El aire es evacuado través del silenciador 32
de modo que la presión en la conexión en línea 36 cae. El
conmutador de presión 52 abre el circuito eléctrico que alimenta
energía eléctrica al regulador de presión 44 accionado
eléctricamente y al accionador electromagnético de la válvula 42. La
válvula 42 vuelve a la oposición no accionada. El aire fluye de
nuevo desde el accionador 18 a la atmósfera a través de la válvula
45 de control de flujo ajustables de un solo sentido, de la válvula
de selección 42, del regulador 46 de presión neumático, de la
válvula de elevación y descenso 30 y del silenciador 32.
Se apreciará que cuando el circuito neumático 24
está ventilado y el colector de corriente es bajado, no hay presión
en la conexión en línea 36, de modo que del conmutador presión 52 y
el regulador de presión 44 accionado eléctricamente es desconectado
para ahorrar energía y aumentar su vida de los componentes
eléctricos y electromecánicos.
Una segunda realización del invento está
mostrada en la fig. 3. El dispositivo 26 de control
electro-neumático de acuerdo con la segunda
realización del invento es de constitución similar al de la primera
realización, de modo que los mismos signos de referencia han sido
tomados para designar elementos idénticos o similares. El
dispositivo de control de acuerdo a la segunda realización difiere
del previo esencialmente por el hecho de que la válvula de control
42 es controlada neumáticamente por una subunidad neumática 80 que
entrega a la válvula de selección 42 una señal binaria que depende
de si la presión en el puerto de salida del regulador de presión 44
accionado eléctricamente está dentro de un intervalo de presión
predeterminado o no. La subunidad neumática 80 comprende una
primera válvula de umbral 82 que entrega una señal de presión de
salida cuando la presión de entrada está por encima de un primer
valor de umbral inferior, una segunda válvula 84 de umbral que
entrega una señal de presión de salida cuando la presión de entrada
está por debajo de un segundo valor de umbral superior, y una
válvula de obturación 86 que tienen una función Y. se apreciará que
la subunidad 80 puede ser realizada con varias válvulas separadas o
una única válvula integrada. El regulador de presión accionado
eléctricamente está diseñado de modo que su entrada y salida están
conectadas entre sí siempre que la presión de entrada cae por
debajo de la presión de salida.
Otra realización del regulador de presión
accionado eléctricamente está mostrada en la fig. 4. Este regulador
de presión 44 accionado eléctricamente comprende un comparador
eléctrico 90 conectado a un regulador 92 de integral más derivada
que entrega una señal de control a una válvula 66 proporcional de
3/2 vías a través de un convertidor 94 de corriente de tensión. Un
sensor de presión 96 conectado en el puerto de salida de la válvula
proporcional 66 proporciona una realimentación. El regulador está
provisto de una entrada analógica 97 y una entrada digital 98 para
el valor de ajuste. La entrada digital 98 está conectada al
comparador a través de un convertidor 99 digital/analógico. Este
tipo de regulador de presión es preferido al tipo mostrado en la
fig. 2 cuando el tiempo de respuesta del regulador de presión 44
accionado eléctricamente es crítico, y en particular para trenes de
alta velocidad.
Aunque se han descrito realizaciones preferidas
del invento, los expertos en la técnica han de comprender que el
invento no está naturalmente limitado a estas realizaciones. Son
posibles muchas variaciones.
El regulador de presión accionado eléctricamente
ha sido descrito como un circuito con partes elementales, que son
elegidas para satisfacer los requisitos ambientales, en particular
los requisitos de temperaturas de la industria del ferrocarril. Sin
embargo, estas partes elementales pueden ser también sustituidas por
una válvula integrada. Más generalmente, el regulador de presión
accionado eléctricamente puede ser cualquier válvula o circuito
electro-neumático que es controlado por una señal
eléctrica (corriente, tensión, señal analógica o digital) y
provista con un bucle de control interno que asegura que las
variaciones de la presión de entrada, temperatura, etc. son
internamente compensadas.
La válvula de elevación y descenso 30, el filtro
33, las válvulas 34 y 35 de control de flujo ajustable de un solo
sentido y la válvula de seguridad 47 no están necesariamente
integradas en el dispositivo de control
electro-neumático 26, ya que la función básica del
dispositivo de control es controlar la presión entregada al
accionador 18 en la posición elevada. De hecho, el puerto de entrada
28 podría estar definido directamente aguas arriba de la conexión
de línea 36 y el puerto de salida directamente aguas abajo de la
válvula de selección 42.
Las válvulas de control proporcional 46, 66
podrían ser del tipo que aisla la salida cuando la presión de
entrada está por debajo de la presión de salida. En tal caso, una
ligera modificación en el circuito neumático sería necesaria para
ventilar el circuito neumático en respuesta a una orden de
descenso.
En la primera realización del invento, el
circuito eléctrico puede ser modificado de modo que tenga una
primera rama que incluye el conmutador de presión 52 y el regulador
de presión 44 controlado eléctricamente, y una segunda rama
paralela que incluye los conmutadores de presión 56, 58 y la válvula
42.
La válvula de selección puede estar provista de
un accionador manual adicional que permite forzar la válvula a la
posición accionada o a la no accionada.
El accionador puede ser un cilindro único o de
doble acción. El circuito neumático puede ser sustituido por un
circuito hidráulico. Otras variaciones serán fácilmente evidentes
para los expertos en la técnica.
Claims (17)
1. Un dispositivo de control (26) para controlar
una presión entregada a un accionador accionado por fluido para
accionar un conjunto (10) de colector de corriente eléctrica que
transmite energía entre una línea eléctrica (20) y un vehículo
(12), comprendiendo el dispositivo de control (26): un circuito de
fluido (24) que comprende una entrada de presión (28) para conectar
el circuito de fluido (24) a una alimentación de presión (22), y
una salida de presión (29) para conectar el circuito de fluido (24)
al accionador (18) hecho funcionar por un fluido; un regulador de
presión (44) accionado eléctricamente para entregar una primera
presión de salida regulada en respuesta a un valor de ajuste
eléctrico; un segundo regulador de opresión (46) para entregar una
segunda presión de salida regulada en respuesta a un valor de ajuste
no eléctrico; medios de selección para detectar al menos una
condición específica y para dirigir selectivamente el fluido desde
la entrada de presión (28) a la salida de presión (29) a través del
segundo regulador de presión cuando la condición específica es
detectada.
2. Un dispositivo de control según la
reivindicación 1ª, en el que los medios de selección dirigen el
fluido desde la entrada de presión (28) a la salida de presión (29)
a través del regulador (44) de presión accionado eléctricamente
cuando no se ha detectado una condición específica.
3. Un dispositivo de control según cualquiera de
las reivindicaciones 1ª o 2ª, en el que los medios de selección
comprenden medios para detectar que la primera presión de salida
regulada está por debajo de un valor de umbral inferior ajustado y
para dirigir selectivamente el fluido desde la entrada de presión
(28) a la salida de presión (29) a través del segundo regulador de
presión (46) cuando la primera presión de salida regulada está por
debajo del valor de umbral inferior ajustado.
4. Un dispositivo de control según cualquiera de
las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el que los medios de selección
comprenden medios para detectar que la primera presión de salida
regulada excede del valor de umbral superior ajustado y para
dirigir selectivamente el fluido desde la entrada de presión (28) a
la salida de presión (29) a través del segundo regulador de presión
(46) cuando la primera presión de salida regulada excede del valor
de umbral superior ajustado.
5. Un dispositivo de control según cualquiera de
las reivindicaciones 1ª a 4ª, en el que los medios de selección
comprenden medios para detectar una interrupción o corte de una
alimentación de corriente eléctrica (50) del regulador de presión
(44) accionado eléctricamente y para dirigir selectivamente el
fluido desde la entrada de presión (28) a la salida de presión (29)
a través del segundo regulador de presión (46) cuando dicha
interrupción es detectada.
6. Un dispositivo de control según cualquiera de
las reivindicaciones 1ª a 5ª, en el que los medios de selección
comprenden medios para detectar que una presión aguas arriba del
regulador de presión (44) accionado eléctricamente está por debajo
de un valor de presión de entrada ajustado y para dirigir
selectivamente el fluido desde la entrada de presión (28) a la
salida de presión (29) a través del segundo regulador de presión
(46) cuando dicha presión aguas arriba del regulador de presión
(44) accionado eléctricamente está por debajo de dicho valor de
presión de entrada ajustado.
7. Un dispositivo de control según la
reivindicación sexta, que comprende además medios para desconectar
el regulador de presión (44) accionado eléctricamente cuando dicha
presión aguas arriba del regulador de presión (44) accionado
eléctricamente está por debajo de dicho valor de presión de entrada
ajustado.
8. Un dispositivo de control según cualquiera de
las reivindicaciones 1ª a 7ª, en el que los medios de selección
comprenden unos medios (42) de válvula de control direccional
conectados entre el regulador de presión (44) accionado
eléctricamente, el segundo regulador de presión (46) y la salida de
presión (29).
9. Un dispositivo de control según la
reivindicación 8ª, en el que la entrada de presión (28) está
conectada al regulador de presión (44) accionado eléctricamente y
al segundo regulador de presión (46) a través de una conexión en
línea (36).
10. Un dispositivo de control según cualquiera
de las reivindicaciones 1ª a 9ª, en el que los medios de selección
comprenden un conmutador indicador (48) para indicar si los medios
de selección dirigen fluido desde la entrada de presión (28) a la
salida de presión (29) a través del regulador de presión (44)
accionado eléctricamente o a través del segundo regulador de
presión (46).
11. Un dispositivo de control según cualquiera
de las reivindicaciones 1ª a 10ª, en el que el circuito de fluido
es un circuito neumático.
12. Un método para controlar la presión
entregada a un accionador hecho funcionar por un fluido para
accionar un conjunto colector (10) de corriente eléctrica para
trasmitir energía entre una línea eléctrica (20) y un vehículo
(12), usando un dispositivo de control (26) que comprende: un
circuito de fluido (24) que comprende una entrada de presión (28)
para conectar el circuito de fluido (24) a una alimentación de
presión (22), y una salida de presión (29) para conectar el
circuito de fluido (24) al accionador (18) hecho funcionar por
fluido; un regulador de presión (44) accionado eléctricamente para
entregar una primera presión de salida regulada en respuesta a un
valor eléctrico ajustado; un segundo regulador de presión (46) para
entregar una segunda presión de salida regulada en respuesta a un
valor de ajuste no eléctrico; en el que el fluido es dirigido desde
la entrada de presión (28) a la salida de presión (29) a través del
segundo regulador de presión (46) cuando es detectada una condición
específica.
13. Un método para controlar la presión
entregada a un accionador hecho funcionar según la reivindicación
12ª, en el que el fluido es dirigido desde la entrada de presión
(28) a la salida de presión (29) a través del regulador de presión
(44) accionado eléctricamente cuando no se ha detectado una
condición específica.
14. Un método para controlar la presión
entregada a un accionador hecho funcionar por un fluido según la
reivindicación 12ª o 13ª, en el que el fluido es dirigido desde la
entrada de presión (28) a la salida de presión (29) a través del
segundo regulador de presión (46) cuando se ha detectado una orden
de descenso.
15. Un método para controlar la presión
entregada a un accionador hecho funcionar por un fluido según
cualquiera de las reivindicaciones 12ª a 14ª, en el que el fluido
es dirigido desde la entrada de presión (28) a la salida de presión
(29) a través del segundo regulador de presión (46) cuando es
detectada una condición anormal.
16. Un dispositivo de control para controlar la
presión entregada a un accionador hecho funcionar por un fluido
para accionar un conjunto de colector de corriente eléctrica que
transmite energía entre una línea eléctrica y un vehículo
sustancialmente como se ha descrito anteriormente y con referencia a
las figs. 1, 2 y 4 o a la fig. 3.
17. Un método para controlar la presión
entregada a un accionador hecho funcionar por un fluido para
accionar un conjunto de colector de corriente eléctrica para
trasmitir energía entre una línea eléctrica y un vehículo
sustancialmente como se ha descrito anteriormente y con referencia a
las figs. 1, 2 y 4 o a la fig. 3.
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| GB0221551 | 2002-09-18 | ||
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