إطار الرافعة

صُمم إطار الرافعة الميكانيكية للاستفادة من الميزة الميكانيكية لتشغيل نقاط التبديل أو الإشارات أو كليهما، وذلك تحت حماية منطق التعشيق . تُوصل الروافع بالأجهزة الميدانية عبر أنابيب صلبة أو أسلاك مشدودة، بحيث يؤدي تحرك الرافعة بالكامل إلى تحرك الجهاز بالكامل بشكل موثوق. يرتبط كل رافعة بمنطق التعشيق، بحيث لا يُمكن تحريكها إلا عند استيفاء جميع الشروط اللازمة. قد يكون التعشيق ميكانيكيًا أو كهربائيًا (عبر ملفات لولبية ) أو كليهما، مع تركيب الجهاز أفقيًا خلف إطار الرافعة ^{[ 3 ] : 125} أو رأسيًا أسفله.

لمساعدة المشغل في تحديد وظائف الأذرع، يُوضع عادةً ملصق فريد على كل ذراع في الإطار، ومن الطرق الشائعة ترقيم الأذرع من اليسار إلى اليمين. قد يُرسم تعريف الذراع على جانبه أو يُنقش على شارة أو لوحة مثبتة عليه أو خلفه. وقد يُرفق ذلك بوصف لوظيفة الذراع. عادةً ما يُوضع مخطط كبير للمسار في مكان يسهل على المشغل رؤيته، يُظهر بوضوح رقم كل ذراع بجوار الرموز التي تُمثل المعدات التي يُشغلها. تُلوّن الأذرع عادةً وفقًا لنوع المعدات التي تتحكم بها، ويختلف نظام الألوان بين إدارات السكك الحديدية المختلفة. على سبيل المثال، في الممارسة البريطانية، يُطبق النظام التالي عمومًا: يتحكم الذراع الأحمر في إشارة التوقف أو إشارة التحويل، ويتحكم الذراع الأصفر في إشارة بعيدة، ويتحكم الذراع الأسود في مجموعة من نقاط التحويل، ويتحكم الذراع الأزرق في قفل نقطة التحويل ، والذراع الأبيض احتياطي. تُستخدم الأذرع البنية لقفل بوابات معابر السكك الحديدية. عادةً ما تكون مقابض الرافعات مصنوعة من الفولاذ المصقول غير المطلي، ويستخدمها عمال الإشارات بقطعة قماش لمنع الصدأ الناتج عن عرق أيديهم. ^{[ 4 ]} في ألمانيا، تكون رافعات الإشارات حمراء، بينما تكون رافعات نقاط التحويل وأقفال المسارات زرقاء، ورافعات أقفال المسارات خضراء. كما تُستخدم الأرقام والحروف للدلالة على كل عنصر تشغله الرافعة في ألمانيا. ^{[ 3 ] : 126}

تم دمج بعض الهياكل الميكانيكية مع مجموعة من الرافعات أو المفاتيح الكهربائية لتحسين كفاءة تشغيل الإشارات الكهربائية أو الأجهزة الأخرى غير الميكانيكية. وعادةً ما تُترك نقاط التحويل تعمل ميكانيكيًا، نظرًا لأن الأجهزة الأخرى تستهلك طاقة كهربائية قليلة نسبيًا، ويمكن تشغيلها بواسطة بطاريات أو نظام طاقة منخفض السعة تابع للسكك الحديدية.

يستخدم إطار التعشيق الذي يعمل بالطاقة نوعًا من أنواع المساعدة الكهربائية لتشغيل المفاتيح والإشارات وغيرها من أجهزة التعشيق في الموقع. ويمكن أن تأتي الطاقة من مصادر هيدروليكية أو هوائية أو كهربائية، مع تحكم مباشر أو تحكم كهربائي بجهد منخفض. ^{[ 3 ] : 250}

في إطارات الرافعة الهيدروليكية، يؤدي تحريك الرافعة إلى تشغيل صمام هيدروليكي بدلاً من الأسلاك والقضبان. ولمنع الحوادث، يتطلب تشغيل مجموعة من المحولات سحب الرافعة الخاصة بها ورافعة فحص ثانوية. ثم تُحرك المحولات بواسطة محرك هيدروليكي. يتميز هذا النوع من إطارات الطاقة بقصر المسافة نسبيًا بين المحولات وغرفة الإشارات (حوالي 200-250  مترًا) وبطء سرعة التشغيل. وقد شاع استخدامه في إيطاليا وفرنسا فقط. ^{[ 3 ] : 250.} أما إطارات الرافعة الهوائية، فتعتمد مبدأ تشغيلها على مبدأ تشغيل إطارات الرافعة الهيدروليكية، إلا أنها تستخدم الهواء المضغوط بدلاً من السائل الهيدروليكي. ويشترك النوعان أيضًا في نفس العيوب، مثل ضرورة مدّ الأنابيب المضغوطة مباشرةً بين الجهاز الميداني وإطار الرافعة. وكان التحكم الكهربائي في المشغل الهيدروليكي أو الهوائي في الميدان أبسط وأكثر موثوقية، مما يسمح بمسافة أكبر بين غرفة الإشارات والمحولات. على الرغم من شيوع هذا النظام في البداية في الولايات المتحدة الأمريكية بفضل جهود شركة يونيون سويتش آند سيجنال (إحدى أقسام شركة ويستنجهاوس إير بريك )، فقد استُخدم لاحقًا في المملكة المتحدة ودول الكومنولث الأخرى التي كانت لشركة ويستنجهاوس إير بريك وجود فيها. ^{[ 3 ] : 251}

في النمسا، قامت شركة سيمنز وهالسكه ببناء هيكل طاقة كهربائي بالكامل عام 1894، لا يعتمد على الهواء المضغوط، بل على محركات كهربائية لتحريك نقاط التحويل. لاحقًا، استُخدم هذا النظام أيضًا في ألمانيا. ^{[ 3 ] : 252} وفي الولايات المتحدة، طورت شركة تايلور سيجنال، التي اندمجت لاحقًا مع شركة جنرال ريلواي سيجنال، نظام تعشيق يعمل بالطاقة الكهربائية، ويستخدم منزلقات ميكانيكية لتفعيل نظام القفل الميكانيكي التقليدي. وفي وقت لاحق، عدّلت شركة يونيون سويتش آند سيجنال نظامها الكهروهوائي ليصبح كهربائيًا بالكامل في وقت مبكر من عام 1896.

كانت إحدى المشكلات الرئيسية في إطارات الطاقة هي ضمان تمثيل موضع الأذرع على الإطار لموضع المفتاح أو أي جهاز آخر في الموقع بدقة. على عكس الوصلات الميكانيكية، قد تتسرب الخطوط الهوائية أو الهيدروليكية، مما يؤدي إلى انحراف نقاط التحويل عن موضعها، وبالتالي حدوث عواقب وخيمة. استخدم نظام إطار الطاقة الكهربائية من تايلور/جي آر إس ميزة تُسمى "المؤشر الديناميكي"، حيث تُشير القوة الدافعة الكهربائية المعاكسة المتولدة عند وصول المحرك الكهربائي إلى أقصى مدى حركته إلى منطق التعشيق بأن نقاط التحويل قد انتهت من الحركة، ولكن ليس إلى موضعها بشكل مستمر. ^{[ 5 ]} تم استبدال هذا النظام ، وأنظمة الحلقة المفتوحة الأخرى التي صُممت في القرنين التاسع عشر وأوائل القرن العشرين لتوفير تكاليف المرحلات الباهظة، بأنظمة الحلقة المغلقة بعد وقوع عدد من الحوادث. في أمريكا الشمالية، يُعرف هذا النظام باسم "حماية إشارة المفتاح"، وأي تغيير في موضع أي جهاز ميداني سيؤدي فورًا إلى تعريض الإشارات الكهربائية التي يتحكم بها إطار الطاقة للخطر. ^{[ 6 ]}