2.3 Класифікація і будова світлофорів

Світлофори є оптичними сигналами. Залежно від виду оптичної системи світлофори поділяються на лінзові та прожекторні. Лінзовий світлофор для кожного сигнального показання має окрему оптичну систему - лінзовий комплект. Прожекторний світлофор має оптичну систему, поєднану зі спеціальним механізмом, який дає змогу при одній оптичній системі отримати три різних за кольором сигнальних показання. Зважаючи на складність конструкції і меншу надійність роботи порівняно з лінзовими світлофорами, прожекторні світлофори під час нового будівництва не застосовують, а під час реконструкції пристроїв СЦБ на станціях і перегонах замінюють їх лінзовими.

За конструкцією лінзові світлофори можуть бути щоглові (див.рис.нижче, а, б), карликові (див.рис.нижче, в) і консольні (див.рис.нижче, г). Щоглові світлофори встановлюють на перегонах, головних коліях станцій і на бокових коліях, якими здійснюється беззупинний пропуск поїздів зі швидкістю понад 50 км/год, а також як групові та гіркові світлофори та їхні повторювачі, загороджувальних світлофорів і маневрових із під'їзних колій і з тупиків. Карликові світлофори використовують на станціях в якості вихідних з відправних колій, якими не передбачається беззупинний пропуск поїздів, маневрових і вхідних світлофорів для приймання поїздів і підштовхувальних локомотивів по неправильній колії на двоколійній ділянці. Консольні світлофори застосовують там, де за умовами габариту не можна встановити світлофор у міжколії.

Щогловий світлофор (див. рис. а вище) складається з щогли 1, на якій за допомогою кронштейнів кріпиться одна або кілька світлофорних головок 5. Щогла світлофора може бути залізобетонною або металевою. Залізобетонна щогла являє собою порожнисту конічну безстикову стійку, яка встановлюється безпосередньо в ґрунт. Металеві щогли (див. рис. б вище) використовують тоді, коли світлофори із залізобетонними щоглами не можна застосовувати за умовами габариту або довжина їх не достатня для встановлення необхідної кількості світлофорних головок і покажчиків. Металева щогла 3 закріплюється в стяжному стакані 2, розміщеному на бетонному фундаменті 1.

Головки лінзових світлофорів (див. рис. а і б) залежно від числа показань виконують одно-, дво- і тризначними і збирають з одного, двох або трьох корпусів з алюмінієвого сплаву, лінзових комплектів, козирків і деталей фонового щита. Фоновий щит 6 чорного кольору встановлюється на корпусі світлофорної головки для поліпшення видимості сигнальних вогнів. Для захисту від прямих сонячних променів, що викликають відблиски на лінзах, кожен лінзовий комплект забезпечується козирком 7.

Прожекторна світлофорна головка являє собою чавунний корпус, з одного боку якого укріплено плосковипуклу лінзу, круглий фоновий щит і козирок, а з іншого - дверцята. Усередині корпусу встановлюється сигнальний механізм, що має поляризоване реле й оптичну систему.

Щоглові світлофори можуть мати різні покажчики (див. рис. а), що розміщуються під нижньою світлофорною голівкою: зелена світлова смуга, світловий або маршрутний покажчик. Зелена смуга вмикається з показанням світлофора і вказує швидкість, якщо поїзд приймається на колію по пологим стрілкам.

Світлові покажчики 3 застосовують на світлофорах, коли відстань між суміжними світлофорами менша за гальмівний шлях. При цьому на світлофорі, що огороджує ділянку, меншу за гальмівний шлях, установлюють світловий покажчик з двома вертикальними стрілками білого кольору, що світяться, а на попереджувальному до нього світлофорі - такий самий покажчик у вигляді однієї стрілки білого кольору.

Маршрутні покажчики призначені для зазначення напрямку руху поїзда і маневрових составів (праворуч, ліворуч або прямо) і номера колії приймання або відправлення.

На відміну від щоглового світлофора карликовий лінзовий світлофор (див. рис. в вище) не має щогли та складається зі світлофорної головки 3 з лінзовими комплектами, козирками 2 і без фонового щита, яка встановлюється безпосередньо на бетонний фундамент 1.

Основною частиною світлофорної головки лінзового світлофора є лінзовий комплект (див. рис. нижче), який складається з корпусу 1, зовнішньої безбарвної ступінчастої лінзи 2, внутрішньої кольорової лінзи 5 червоного, зеленого, жовтого, синього або місячно-білого кольору, лампотримача 3 з лампою розжарювання 4.

Нитка світлофорної лампи перебуває у фокусі лінз комплекту. За рахунок ступінчастих лінз світловий потік збирається і концентрується. Проходячи через лінзу-світлофільтр, світловий потік забарвлюється, а пройшовши через безбарвну лінзу, перетворюється на прямолінійний сигнальний промінь із малим кутом розсіювання (2°). Якщо світлофор розташований на кривих ділянках залізничної колії, в лінзовий комплект перед зовнішньою лінзою встановлюють лінзу 6 з кутом розсіювання 10° або 20°.

Оптична система прожекторного світлофора складається з двох безбарвних лінз і дзеркального рефлектора. Електрична лампа розташовується в першому фокусі рефлектора, а в другому фокусі - світлофільтри рухомої рамки (жовтий, червоний, зелений). Промені світлового потоку лампи відбиваються від стінок рефлектора і концентруються в другому його фокусі, де проходять через кольоровий світлофільтр і надходять спочатку на внутрішню, а потім на зовнішню лінзи і спрямовуються вздовж колії з невеликим кутом розсіювання (2-3°).

Рамка з кольоровими світлофільтрами керується поляризованим реле. Вона переводиться із середнього положення в одне з крайніх під дією постійного струму прямої або зворотної полярності, що проходить через котушку реле. Під дією магнітних потоків котушки і постійного магніту рамка повертається в одне з крайніх положень, і тоді у фокусі променя рефлектора розташовується зелений або жовтий світлофільтр. Під час вимкнення струму рамка зі світлофільтрами повертається в середнє положення і на світлофорі загоряється червоний вогонь.

Зараз впроваджують світлофори зі світлодіодними лінзовими комплектами, які мають такі переваги: високу надійність і механічну міцність, тривалий ресурс роботи, відсутність елементів, що нагріваються, швидкодією, мініатюрністю і конструктивною гнучкістю.

Світлодіодний лінзовий комплект складається з плати зі світлодіодами, яку кріплять до типового кільця-основи, плати живлення з випрямляльними діодами та елементами захисту від перенапруг, захисного ковпака з високоміцного полімерного скла і задньої кришки з клемами підключення. Конструктивно світлодіоди виконані в корпусах з лінзами, які не вимагають фокусування. Потужність випромінювання світлодіодного комплекту набагато вища за ламповий, тому при світлодіодному комплекті покращується видимість сигнального показання в кривих ділянках колії.