Керуючий клапан з регульованим поперечним розрізом сопла для автоматичних пневматичних гальм
Номер патенту: 109027
Опубліковано: 10.07.2015
Автори: Крилов Владімір, Петтер Томас, Романов Сєргєй, Хеллер Мартін
Формула / Реферат
1. Керуючий клапан для непрямодіючих пневматичних гальм залізничних транспортних засобів, який містить орган трьох тисків (24) та орган двох тисків (1), який має розподільний поршень (2; 2'), на який з одного боку діє тиск повітря магістрального повітропроводу (L), а з протилежного - тиск повітря золотникової камери (S), і який через штовхач (5) взаємодіє з прискорювальним клапаном (6), який у відкритому стані з'єднує повітряну магістраль (L) через зворотний клапан (12) і золотникову камеру (S) через клапан (8; 8") або отвір (9) з каналом (7), і далі з каналом (13) для додаткового сполучання з атмосферою на початку гальмування через орган трьох тисків (24) і зі шляхом випускання повітря (14) в органі двох тисків (1) з атмосферою, який відрізняється тим, що на шляху випускання повітря (14) розміщена щонайменше одна точка дроселювання (10), ефективний поперечний розріз якої регулювальним засобом в органі двох тисків (1) може змінюватися від закритого або недіючого стану, або мінімального поперечного розрізу до максимального поперечного розрізу.
2. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що на шляху випускання повітря (14) каналу (7), паралельно або послідовно одна за одною розташовано декілька точок дроселювання (10, 11), в якому одна із точок дроселювання (10) має регульований ефективний поперечний розріз, а інша точка дроселювання (11) має фіксований ефективний поперечний розріз, причому регулювання поперечного розрізу здійснюється керуючим засобом органу двох тисків (1), за допомогою якого точка дроселювання (10) може відкриватися, закриватися, зменшуватися, перекидатися поза діючими потоками стисненого повітря або збільшуватися шляхом відкривання обвідного каналу.
3. Керуючий клапан за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для керування регулюванням поперечного розрізу точки дроселювання (10') використовують шток (17') у подовженні прискорювального клапана (6'), в який включають принаймні точки дроселювання (10" і 11') на шляху випускання повітря (14), в якому при закритому прискорювальному клапані (6) всі точки дроселювання (10", 11') встановлюють сполучення каналу (7') з атмосферою, а після відкривання прискорювального клапана (6') точка дроселювання (10') відокремлюється штоком (17') від закріпленого нерухомо на корпусі динамічного ущільнення (16'), внаслідок чого вона більше не встановлює сполучення каналу (7) з атмосферою.
4. Керуючий клапан за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для сполучення каналу (7") з атмосферою передбачені щонайменше дві паралельно включені точки дроселювання (10", 11"), з яких одна точка дроселювання (11") постійно сполучає канал (7") з атмосферою, а керування відкриванням і закриванням сполучення каналу (7") з атмосферою здійснюється через іншу точку дроселювання (10") через поршень (20"), на який в напрямку закривання діє натискна пружина (19") і тиск каналу (7"), а в протилежному напрямку діє опорний тиск (S).
5. Керуючий клапан за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для сполучення каналу (7'") з атмосферою передбачені щонайменше дві включені послідовно точки дроселювання (10'", 11'"), з яких одна точка дроселювання (11'") постійно сполучає канал (7'") з атмосферою, а ефективний поперечний розріз другої точки дроселювання (10'") регулюють за допомогою, включеного через клапан (21), обвідного каналу, таким чином, що керування відкриванням і закриванням клапана (21) здійснюється поршнем (20'"), на який у напрямку закривання діє натискна пружина (22) і тиск повітря із каналу (7'"), а в протилежному напрямку - тиск повітря із золотникової камери (S).
6. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (8) для опорного тиску (S) є інтегрованим у розподільний поршень (2).
7. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (8') для опорного тиску (S"), що може керуватися розподільним поршнем (2') через шток (17'), розташований зовні розподільного поршня (2'), завдяки чому стиснене повітря із керуючої камери (S') є відокремленим від каналу (7') або зв'язаним з ним.
8. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (8"") для опорного тиску (S""), що може керуватися розподільним поршнем (2"") через шток (17""), розташований зовні розподільного поршня (2""), завдяки чому стиснене повітря із керуючої камери (S"") проміжного простору (31"") між зворотним клапаном (1"") і прискорювальним клапаном (6"") є відокремленим або зв'язаним.
9. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що для регулювання поперечного розрізу точки дроселювання (10"") використовують розташований у подовженні прискорювального клапана (6"") шток (17""), який, переміщуючись уздовж осі, накладається на ущільнення (16""), в якому щонайменше до одного із ущільнень (16"") прикладається тиск каналу (7""), а в шток інтегровані сопла (10'"" і 11""), а також отвір (23""), в якому при закритому прискорювальному клапані (6"") ущільнення перекривають вихід із каналу (7"") в атмосферу, при обмеженому відкриванні прискорювального клапана (6"") отвір (23"") пересувається над одним із ущільнень (16"") таким чином, що воно утворює обвідний канал до цього ущільнення, на іншому кінці якого паралельно розташовані точки дроселювання (10"" і 11""), при подальшому відкриванні прискорювального клапана (6"") над ущільненням (16"") опиняється додатково також точка дроселювання (10""), в результаті чого точка дроселювання (11"") в ряду до паралельного включення отвору (23"") з соплом (10"") являє собою зменшений обвідний шлях для каналу (7"") в атмосферу.
10. Керуючий клапан за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на шляху стисненого повітря крізь сопла (10 і/або 11) або отвір (23) в атмосферу розміщений ще один канал (15) з певним дроселюванням для вихідного потоку стисненого повітря.
11. Залізничний транспортний засіб, який містить пневматичний гальмовий пристрій з щонайменше одним пневматичним керуючим клапаном за будь-яким із попередніх пунктів.
Текст
Реферат: Винахід стосується керуючого клапана для непрямодіючих пневматичних гальм залізничних транспортних засобів, який містить орган трьох тисків (24) та орган двох тисків (1), який має розподільний поршень (2; 2'), на який з одного боку діє тиск повітря магістрального повітропроводу (L), а з протилежного - тиск повітря золотникової камери (S) і який через штовхач (5) взаємодіє з прискорювальним клапаном (6), який у відкритому стані з'єднує повітряну магістраль (L) через зворотний клапан (12) і золотникову камеру (S) через клапан (8; 8") або отвір (9) з каналом (7) і далі з каналом (13) для додаткового сполучання з атмосферою на початку гальмування через орган трьох тисків (24) і зі шляхом випускання повітря (14) в органі двох тисків (1) з атмосферою, де на шляху випускання повітря (14) розміщена щонайменше одна точка дроселювання (10), ефективний поперечний розріз якої регулювальним засобом в органі двох тисків (1) може змінюватися від закритого або недіючого стану, або мінімального поперечного розрізу до максимального поперечного розрізу. UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до керуючого клапана для автоматичних пневматичних гальм, зокрема, для створення тиску в гальмовому циліндрі відповідно до різниці між тиском у повітряній магістралі поїзда та опорним тиском, що накопичується і є похідною від тиску в повітряній магістралі. Винахід призначається для застосування в конструкціях залізничних транспортних засобів. Залізничні транспортні засоби у більшості випадків обладнуються автоматичними пневматичними гальмами, в яких падіння тиску в повітряній магістралі від рівня нормального робочого тиску викликає створення тиску в гальмових циліндрах. Функцію перетворення цього падіння тиску в повітряній магістралі на зростаючий тиск в гальмових циліндрах і навпаки виконують керуючі клапани. Швидкість передачі змін тиску в повітряній магістралі, градієнти і рівномірність зростання і падіння тиску в гальмовому циліндрі при гальмуванні і відпусканні гальм є головними параметрами, якими визначається безпечна експлуатація довгих, важких і швидких поїздів без виникнення небезпечних поздовжніх динамічних сил. Для цього керуючі клапани обладнуються пристроєм для керування цими процесами в часі. Ефективність цього пристрою безпосередньо впливає на надійність та економічність експлуатації залізничних транспортних засобів. У принципі є кращим, коли процес зростання тиску в гальмових циліндрах, наприклад при несподіваному повному або екстреному гальмуванні, відбувається уніфікованим чином. Уніфікованим процес екстреного гальмування називають, якщо час наповнення гальмового циліндра не залежить від величини об’єму гальмового циліндра або величини максимального тиску в гальмовому циліндрі в певному інтервалі цих величин. Наповнення гальмового циліндра не повинно відбуватися занадто швидко, щоб у поїзді не виникло небезпечних поздовжніх сил, у той час як занадто повільне наповнення призвело б до непотрібно довгого гальмового шляху, і тому також є небажаним. Відповідно до загальновідомого стану техніки уніфікований процес гальмування здійснюється за допомогою релейних клапанів, від яких вмикаються керуючі клапани. Але необхідність застосовувати в допомогу до керуючого клапана релейний клапан є суттєвим недоліком цього рішення. Із патентного опису DD 239 166 є відомим спосіб реалізації уніфікованого процесу за допомогою керуючого клапана трьох тисків без використання релейного клапана, де перед з’єднаною з повітряною магістраллю камерою керуючого клапана трьох тисків розміщали калібровані сопла для визначення часу наповнення і спорожнення гальмового циліндра. Але це рішення мало той недолік, що повітря із керуючої камери могло витікати в повітряну магістраль і, таким чином, спричиняти в ній шкідливе уповільнення передачі сигналів. У книзі (Крылов В.И. "Автоматические тормоза подвижного состава", Москва, изд. Транспорт, 1968, стр. 147) описаний пневматичний керуючий клапан, який дозволяє опорний тиск S, перепусканням через головну частину керуючого клапана, перетворювати на тиск в гальмовому циліндрі. Головна частина керуючого клапана створює тиск в гальмовому циліндрі, у той час як стиснене повітря проходить крізь отвори певної величини із запасного резервуара в гальмовий циліндр. Таким чином, час наповнення гальмового циліндра залежить від відношення розміру цих отворів до величини об’єму гальмового циліндра. Але, для реалізації уніфікованого процесу гальмування з ефективним прискоренням гальмових сигналів в повітряній магістралі час гальмування повинен бути незалежним від величини отворів головної частини та від об’єму гальмового циліндра, тобто треба мати в розпорядженні уніфікований керуючий клапан універсального застосування. Із RU 481480 є відомою магістральна частина, де із ходу в ній тиску створюється хід тиску в опорному об’ємі, який зветься золотниковою камерою. Ця камера, в якій міститься рухомий поршень, що перебуває під дією тиску із повітряної магістралі та опорного тиску, керує клапаном додаткового випускання повітря в атмосферу і клапаном для випускання повітря із цієї золотникової камери, паралельно з яким включено сопло нечутливості. Виведення стисненого повітря із клапана додаткового випускання повітря в атмосферу здійснюється через відгалуження в каналі додаткового випускання повітря в атмосферу та сопло сполучення з атмосферою. Недоліком цього технічного рішення є те, що при його реалізації для можливості здійснення ефективного прискорення передачі сигналу в повітряній магістралі сопло сполучення з атмосферою повинно мати достатньо великі розміри, а для можливості здійснення достатньо повільного зниження тиску в золотниковій камері, це сопло повинно мати набагато менші розміри. Достатньо повільне зниження тиску в золотниковій камері потребується для того, щоб здійснювати достатньо повільне зростання тиску в гальмових циліндрах в передній частині поїзда. 1 UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Небезпечні поздовжні сили в ланцюзі поїзда можуть виникати як внаслідок неефективного прискорення передачі сигналів уздовж залізничного складу, так і внаслідок недостатньо повільного зростання тиску в гальмових циліндрах. Для того, щоб цьому запобігти, необхідно або обмежувати довжину і вагу поїзда, або застосовувати додаткові пристрої для уповільнення зростання тиску в гальмовому циліндрі - тобто очевидною є недостатня ефективність розглянутого відомого рішення. З огляду на вищевикладене, перед даним винаходом було поставлене завдання створити пневматичний керуючий клапан для автоматичних пневматичних гальм, який би містив магістральну частину, відповідальну за подання опорного тиску для вироблення потрібного часового ходу тиску в гальмовому циліндрі і водночас - за забезпечення ефективного прискорення зниження тиску в повітряній магістралі децентралізовано уздовж поїзда. Поставлене завдання вирішується даним винаходом у пневматичному керуючому клапані згідно з обмежувальною частиною п. 1 формули винаходу і у сполученні з його відмітними ознаками. У подальших, залежних пунктах формули винаходу окреслені кращі запропоновані вдосконалення. Даний винахід включає у себе технічне рішення, за яким на шляху випускання повітря із керуючої камери S в атмосферу передбачено щонайменше одне сопло з регульованим поперечним розрізом, керованим за допомогою регулювального засобу, який змінює його від закритого стану або від мінімального поперечного розрізу до максимального поперечного розрізу. Варіювання сопла при цьому може здійснюватися як у ступінчастий, так і неступінчастий спосіб. Поряд з щонайменше одним соплом можуть включатися паралельно одне одному або послідовно одне за одним багато сопел, із яких щонайменше одне сопло згідно з винаходом служить регульованим. За допомогою регульованого поперечного розрізу можна в умовах швидкого падіння тиску в повітряній магістралі здійснювати достатньо повільне зниження опорного тиску S, який, таким чином, буде служити опорним рівнем тиску для часу наповнення гальмового циліндра в уніфікованому процесі. В умовах повільного зниження тиску в повітряній магістралі поперечний розріз сопел може бути збільшений настільки, що буде можливим випускати таку кількість повітря, яка є потрібною для прискорення гальмування. Таким чином, керуючий клапан за даним винаходом має ту перевагу, що його прискорювальна дія на зниження тиску в повітряній магістралі є оптимальною також на кінці залізничного складу великої довжини завдяки можливості добору відповідного максимального поперечного розрізу. Аналогічним чином можливість шляхом відповідного добору мінімального поперечного розрізу для голови поїзду дозволяє здійснювати достатньо повільне зростання тиску в розташованому тут гальмовому циліндрі, щоб упередити виникнення небезпечних поздовжніх сил у довгому ланцюзі із одиниць рухомого залізничного складу. В обох цих крайніх випадках є можливими вищі швидкості руху або більші довжини поїзда. З погляду впливу поперечного розрізу сопла на темп зниження опорного тиску шляхом випускання повітря із постійного об’єму в атмосферу даний винахід має ще одну перевагу, котра полягає в тому, що встановлювані градієнти є незалежними від кількості і величини гальмових циліндрів, а також від найвищого тиску в гальмовому циліндрі, що дає можливість виготовляти уніфікований керуючий клапан економічно вигідним чином. Нижче описані чотири кращі варіанти здійснення винаходу, котрі мають інші додаткові переваги. У першому варіанті здійснення винаходу пропонується керування регульованими соплами здійснювати за допомогою штока на корпусі прискорювального клапана. У цьому штоку розміщені два сопла, з’єднані через отвір, який проходить крізь відокремлену затвором порожнину та отвір або сопло випускання повітря у корпус клапана, утворюючи повітропровід сполучення з атмосферою. Зазначений отвір має настільки великі розміри, що він не впливає скільки-небудь суттєво на дроселювання вищезгаданого повітропроводу порівняно з соплами. У повністю закритому або у трохи відкритому стані прискорювального клапана обидва сопла утворюють зв’язок каналу ДВП крізь отвір або сопло випускання повітря з атмосферою. Це відповідає стану "повільного зниження тиску L з більшим випусканням повітря із каналу ДВП з метою прискорення гальмування", наприклад, в кінці більш довгого поїзда. Ефективно діє поперечний розріз випускання повітря, який відповідає обом паралельно включеним соплам в ланцюзі з отвором або соплом для випускання повітря. При цьому немає значення те, який елемент цього ланцюга спричиняє більший опір. Після достатньо широкого відкривання прискорювального клапана разом з відкриванням клапана випускання повітря одне із сопел зсувається по жорстко зв’язаному з корпусом динамічному затвору, розриваючи будь-який 2 UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зв’язок каналу ДВП з атмосферою. Ця конфігурація відповідає стану "швидкого зниження тиску L з меншим випусканням повітря із каналу ДВП з метою помірно повільного наповнення гальмового циліндра при уніфікованій дії", наприклад, у головній частині поїзда. Перевага цього варіанта здійснення винаходу полягає в тому, що регулювальний засіб для керування поперечним розрізом сопла має просту конструкцію у формі подовження прискорювального клапана, а завдяки примусовому регулюванню спільно з клапаном прискорення можливим є досягнення високої функціональної надійності. У другому варіанті здійснення даного винаходу два паралельно включені сопла розташовані напроти рухомого поршня, який служить регулювальним засобом. У цьому варіанті даний поршень керує соплами незалежно від керуючого поршня магістральної частини. Він служить тут для запирання сідельного клапана шляхом взаємного позиціонування ущільнення, закріпленого на корпусі, і торцевої стінки поршня. При цьому на поршень в напрямку запирання діє тиск із каналу ДВП і від натискної пружини. У протилежному напрямку на поршень діє опорний тиск S. При приляганні поршня до затвора одне із сопел ще сполучає канал ДВП з атмосферою, у той час як інше є вимкненим через закритий сідельний клапан. Така конфігурація установлюється при швидкому спорожненні повітряної магістралі, а її головною особливістю є приблизна рівність величин тиску в каналі ДВП і в керуючій камері S. У цьому випадку відкритим є лише малий поперечний розріз отвору випускання повітря, що уповільнює зниження S-тиску. При повільному спорожненні повітряної магістралі, відмітною ознакою чого є більший перепад тиску між керуючою камерою S і каналом ДВП, поршень рухається вгору, і діючий поперечний розріз в сумі разом з сумою від двох сопел стає більшим і прискорює спорожнення повітряної магістралі. Цей варіант конструкції має ту перевагу, що він дозволяє здійснювати регулювання незалежно від вже існуючих керуючих клапанів, а також від просторових і техніко-виробничих обмежень, працюючи як незалежний конструктивний вузол. Третій із можливих варіантів здійснення винаходу є аналогічним другому з тією лише відмінністю, що сопла тут включені послідовно одне за одним. Відповідне такому послідовному включенню перемикання з меншого поперечного розрізу сполучення з атмосферою на більший здійснюється шляхом підключення регулювальним засобом до одного з сопел обвідного каналу. Для виконання цієї функції передбачений клапан, який відкривається поршнем проти сили натискної пружини. Одне із сопел включено паралельно цьому клапану, а інше включено слідом за клапаном у напрямку виходу в атмосферу. На поршень клапана діє опорний тиск в напрямку відкривання. В напрямку запирання поршень переміщується під тиском із каналу ДВП, що підтримується натискною пружиною. У цьому варіанті здійснення винаходу поршень також є запірним елементом сідельного клапана, у той час як затвор, у разі його потреби, може розміщуватися на стороні корпуса або на стороні поршня. Є можливою заміна сідельного клапана на шиберний без заміни принципу дії. Є також можливим замість одного сопла підключати або відключати декілька сопел, або поступово змінювати одне сопло, наприклад, шляхом наближення до нього конуса в його отворі, здійснюючи, таким чином, більш ніж одноступінчасте регулювання. Цей варіант втілення винаходу має ту перевагу, що завдяки послідовному включенню сопел він дозволяє добирати більший мінімальний діаметр сопла, ніж при їх паралельному включенні, і цим відвернути небезпеку закупорки і знизити вимоги щодо точності виготовлення сопел. Четвертий варіант здійснення даного винаходу також передбачає для регулювання сопел використовувати шток на прискорювальному клапані. Цей шток має в собі коаксіальний отвір, а також поперечні отвори відповідного діаметра в трьох місцях по осі штока. Два із цих трьох поперечних отворів виконують функцію регульованих або стаціонарних сопел, а третє, повернуте убік прискорювального клапана, є у поперечному розрізі більшим, ніж сопла, так само як і коаксіальний отвір. Шток, маючи можливість переміщуватися притиранням у двох затворах, після стикання відкриває клапан випускання повітря для створення опорного тиску, коли прискорювальний клапан при інтенсивному або екстреному гальмуванні широко відкривається. Внутрішній простір між двома затворами служить для відведення стисненого повітря крізь отвір або сопло випускання повітря в корпус, зовнішній простір або канал, який охоплює ззовні внутрішній простір, приймає стиснене повітря із відкритого прискорювального клапана і клапана випускання повітря. Поки відбувається регулювання сопел, отвір більшого розміру та два поперечні отвори не пересуваються або пересуваються по ущільненнях між внутрішнім і зовнішнім просторами, залежно від того, є клапан випускання повітря з закритим, трохи відкритим або більш відкритим штоком. При цьому є можливими такі стани. 3 UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У закритому стані (стані руху транспортного засобу) всі поперечні отвори перебувають у внутрішньому просторі, і, таким чином, немає будь-якого сполучення з зовнішнім простором та атмосферою. У стані з трохи відкритим прискорювальним клапаном один поперечний отвір перебуває в зовнішньому просторі, а два поперечні отвори - у внутрішньому просторі. Завдяки точно визначеним розмірам поперечних отворів і, особливо, достатньо великого, найбільш зовнішнього третього поперечного отвору, це відповідає відносно інтенсивному випусканню повітря із зовнішнього простору через внутрішній простір, у результаті чого створюється бажане ефективне прискорення децентралізованого випускання стисненого повітря із магістралі. У стані з широко відкритим прискорювальним клапаном шток упирається у клапан випускання повітря, тобто зняття опорного тиску, і відкриває його. У цьому стані у внутрішньому просторі ще перебуває лише один отвір. Завдяки точно визначеним розмірам поперечних отворів і особливо достатньо малого, найбільш внутрішнього поперечного отвору, в цьому стані створюється малий поперечний розріз для випускання повітря, який відповідає уніфікованій дії потрібних градієнтів зняття опорного тиску. Не змінюючи принципу запропонованого рішення, можна в залежності від обставин принаймні один із вищезгаданих поперечних отворів замінити багатьма отворами, розподіленими в межах тих же координат уздовж штока. Це дає в залежності від конструкції затвора більшу чи меншу перевагу в довговічності, оскільки вимоги до шиберного затвора з кількома отворами можуть бути менш жорсткими, ніж при наявності в ньому одного великого отвору. Нижче представлено більш докладно кращі варіанти здійснення винаходу разом з описом чотирьох кращих варіантів здійснення винаходу на доданих фігурах креслення, де показано: Фіг. 1 - схематичний вигляд збоку магістральної частини пневматичного керуючого клапана в загальній формі; Фіг. 2a і 2b - деталізована схема регульованої соплової конструкції за винаходом у магістральній частині відповідно до першого варіанта здійснення винаходу у двох можливих положеннях руху; Фіг. 3 - деталізована схема регульованої соплової конструкції за винаходом у магістральній частині відповідно до другого варіанта здійснення винаходу Фіг. 4 - деталізована схема регульованої соплової конструкції за винаходом у магістральній частині відповідно до третього варіанта здійснення винаходу; Фіг. 5 - деталізована схема регульованої соплової конструкції за винаходом у магістральній частині відповідно до четвертого варіанта здійснення винаходу. На Фіг. 1 показаний розподільний поршень 2, який являє собою орган 1 двох тисків пневматичного керуючого клапана, який зветься тут також магістральним клапаном. З одного боку на цей поршень через першу керуючу камеру 3 подається тиск L магістрального повітропроводу. З протилежного боку на розподільний поршень 2 діє опорний тиск S, створений у приналежній до цього вузла другій керуючій камері 4. Від розподільного поршня 2 відходить шток 5, який своїм кінцем керує прискорювальним клапаном 6. При цьому шток 5 спирається на клапан випускання повітря 8 для опорного тиску S, який утримується в закритому стані натискною пружиною. Ця натискна пружина є сильнішою, ніж пружина прискорювального клапана 6, у зв’язку з чим останній спочатку відкривається. В результаті відкривання прискорювального клапана 6 штоком 5 розподільного поршня 2 відбувається прискорення гальмування, під час чого додатково стиснене повітря L із повітряної магістралі через зворотний клапан 12 та інтегрований у магістральній частині 1 канал 7 ДВП (канал додаткового випускання повітря в атмосферу) випускається у навколишнє середовище. Для цього канал ДВП може мати перший шлях 13 випускання повітря в орган 24 трьох тисків, який описується тут як головна частина керуючого клапана; через цей орган на початку процесу гальмування в атмосферу може виходити більша кількість повітря. Крізь отвір клапана 8 випускання повітря установлюється сполучення опорного тиску S з каналом ДВП, внаслідок чого величини тисків в обох них є приблизно однаковими, зворотний клапан 12 є закритим, а із повітряної магістралі L повітря не відбирається, проте добрий потік йде із камери опорного тиску. Відповідно до даного винаходу на шляху 14 випускання повітря по каналу 7 ДВП в атмосферу розташовані перша точка дроселювання 10 і друга точка дроселювання 11. У той час як друга точка дроселювання 11 має фіксований поперечний розріз, у першої точки дроселювання 10 поперечний розріз є регульованим. Поперечний розріз регульованої точки дроселювання 10 може змінюватися від його мінімальної до максимальної величини для забезпечення уніфікованого часу наповнення гальмового циліндра без погіршення ефекту прискорення. Достатня змінність забезпечується вже тоді, коли точки дроселювання можуть 4 UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бути або повністю відкритими або повністю закритими. І все ж замість закритого стану може використовуватися також певний мінімальний поперечний розріз, у випадку чого друга точка дроселювання 11 є непотрібною. У варіанті здійснення, зображеному на Фіг. 2a і 2b, керування точками регульованого дроселювання 10' і 11' здійснюється за допомогою штока 17' на корпусі прискорювального клапана 6'. У штоку 17' розташовані точки дроселювання 10' і 11', які сполучаються між собою отвором 14', який через відокремлений ущільненням простір і або сопло 15' випускання повітря утворює шлях проходження повітря із каналу ДВП в атмосферу. Шлях випускання повітря 14' має настільки великий поперечний розріз, що він практично не впливає на дроселювання шляху проходження повітря порівняно з точками дроселювання. У показаному на Фіг. 2a закритому або трохи відкритому стані прискорювального клапана 6' обидві точки дроселювання 10' і 11' утворюють прохід із каналу 7' ДВП крізь отвір або сопло 15' випускання повітря в атмосферу. Цей стан відповідає "повільному зниженню тиску L з більшим випусканням повітря із каналу ДВП з метою прискорення гальмування", наприклад в кінці більш довгого поїзда. Ефективним є поперечний розріз випускання повітря, який відповідає точкам дроселювання 10' і 11' в ланцюзі з отвором або соплом 15' сполучення з атмосферою. При цьому немає значення який елемент цього ланцюга чиніть потоку більший опір. Після достатньо широкого розкривання прискорювального клапана 6' на Фіг. 2b, з’єднаного з отвором клапана випускання повітря 8' змінна точка регульованого дроселювання 10' зсувається по динамічному затвору 16', жорстко зв’язаному з корпусом, у результаті чого точка дроселювання 10' більше не утворює сполучення каналу 7’ ДВП з атмосферою. Ця конфігурація відповідає стану "швидкого зниження тиску L з меншим випуском повітря із каналу ДВП з метою помірно повільного наповнення гальмового циліндра з уніфікованою дією", наприклад, у головній частині поїзда. В ілюстрованому на Фіг. 3 другому варіанті здійснення винаходу передбачені дві паралельні одна одній точки дроселювання 10" і 11", розташовані напроти рухомого поршня 20", який є засобом керування. Поршень 20" служить при цьому для запирання сідельного клапана, де жорстко зв’язаний з корпусом затвор 18 взаємодіє з торцевою поверхнею поршня 20". Поршень 20" у напрямку запирання перебуває під дією натискної пружини 19" і тиску із каналу 7" ДВП. У протилежному напрямку на поршень 20" діє опорний тиск S. При приляганні поршня 20" до ущільнення 18" ланцюг сполучення каналу 7 ДВП з атмосферою через коаксіальний усередині поршня 20" канал 14 випускання повітря в навколишнє середовище установлює лише точка 11" дроселювання. Це сполучення забезпечує швидке спорожнення повітряної магістралі, а його відмітною ознакою є приблизна рівність тисків в каналі ДВП і в керуючій камері S. У цьому випадку в точці дроселювання 11" взагалі діє лише менше дроселювання, що уповільнює зниження тиску S. При повільному спорожненні повітряної магістралі, відмітною ознакою якого є більша різниця тисків між керуючою камерою S і каналом ДВП, поршень 17 рухається вгору, і в сумі фактичне дроселювання в точках 10" і 11" є більшим і прискорює спорожнення повітряної магістралі. У представленому схематично на Фіг. 4 третьому варіанті здійснення даного винаходу передбачені дві включені послідовно одна за одною точки дроселювання 10'" і 11'", а також клапан 21. Клапан відкривається поршнем 20'" проти сили натискної пружини 22. Точка дроселювання 11"' включена паралельно клапану 21, а точка дроселювання 10"' розміщена на випуску повітря в атмосферу після клапана 21. Поршень 20"' перебуває під дією опорного тиску S, спрямованого на його відкривання. У напрямку запирання на поршень 20"' діє тиск з боку каналу 7 ДВП, підтримуваний натискною пружиною 22. Отже регулювання точки дроселювання здійснюється через такий, що підключається, обвідний канал клапана 21. У представленому на Фіг. 5 конструктивному варіанті здійснення даного винаходу показаний засіб керування регульованими точками дроселювання, яким також є шток 17"" на корпусі прискорювального клапана 6"", в якому передбачені дві включені взаємно паралельно точки дроселювання 10"" і 11"", а також великий порівняно з точками дроселювання отвір 23"" у формі поперечних отворів з одним коаксіальним зв’язувальним отвором. У зображеному тут замкненому стані прискорювального клапана 6"" немає сполучення каналу 7"" ДВП через точки дроселювання з атмосферою. Як тільки прискорювальний клапан 6"" починає відкриватися, отвір 23"" пересувається в канал 7"" ДВП, у результаті чого установлюється сполучення з атмосферою через обидві точки дроселювання 10"", 11"" та отвір 15 випускання повітря. Ця конфігурація відповідає стану "повільного зниження тиску L зі збільшеним випуском повітря із каналу ДВП з метою прискорення гальмування", наприклад, в кінці більш довгого поїзда. 5 UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 При подальшому відкриванні прискорювального клапана 6"" точка регульованого дроселювання 10"" пересувається по нерухомо закріпленому на корпусі динамічному ущільненню 16"", внаслідок чого встановлюється лише вузький прохід для сполучення каналу 7"" ДВП з атмосферою через точку дроселювання 11"". Ця конфігурація відповідає стану "швидкого зниження тиску L з меншим випуском повітря із каналу ДВП з метою помірно повільного наповнення гальмового циліндра з уніфікованою дією", наприклад, у головній частині поїзда. Даний винахід не обмежується описаними вище чотирма варіантами його практичного здійснення. Можливими є також інші численні вдосконалення, які лежать у межах правової охорони, окреслених доданою формулою винаходу. Так наприклад, є можливим приналежні до предмету даного винаходу точки регульованого дроселювання для реалізації уніфікованої дії побудувати також зі ступінчастим регулюванням поперечного розрізу. Перелік позицій, позначених на кресленнях 1 Орган двох тисків 2 Розподільний поршень 3 Перша керуюча камера 4 Друга керуюча камера 5 Шток 6 Прискорювальний клапан 7 Канал ДВП 8 Клапан випускання повітря 9 Дросель 10 Точка дроселювання 11 Точка дроселювання 12 Зворотний клапан 13 Канал 14 Шлях випускання повітря 15 Отвір або сопло випускання повітря 16 Динамічне ущільнення 17 Шток 18 Ущільнення 19 Натискна пружина 20 Поршень 21 Клапан 22 Натискнапружина 23 Отвір 24 Орган трьох тисків S Опорний тиск L Тиск повітряної магістралі KZE Канал додаткового випускання повітря (ДВП) ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Керуючий клапан для непрямодіючих пневматичних гальм залізничних транспортних засобів, який містить орган трьох тисків (24) та орган двох тисків (1), який має розподільний поршень (2; 2'), на який з одного боку діє тиск повітря магістрального повітропроводу (L), а з протилежного тиск повітря золотникової камери (S), і який через штовхач (5) взаємодіє з прискорювальним клапаном (6), який у відкритому стані з'єднує повітряну магістраль (L) через зворотний клапан (12) і золотникову камеру (S) через клапан (8; 8") або отвір (9) з каналом (7), і далі з каналом (13) для додаткового сполучання з атмосферою на початку гальмування через орган трьох тисків (24) і зі шляхом випускання повітря (14) в органі двох тисків (1) з атмосферою, який відрізняється тим, що на шляху випускання повітря (14) розміщена щонайменше одна точка дроселювання (10), ефективний поперечний розріз якої регулювальним засобом в органі двох тисків (1) може змінюватися від закритого або недіючого стану, або мінімального поперечного розрізу до максимального поперечного розрізу. 2. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що на шляху випускання повітря (14) каналу (7), паралельно або послідовно одна за одною розташовано декілька точок дроселювання (10, 11), в якому одна із точок дроселювання (10) має регульований ефективний поперечний розріз, а інша точка дроселювання (11) має фіксований ефективний поперечний розріз, причому регулювання поперечного розрізу здійснюється керуючим засобом органу двох 6 UA 109027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тисків (1), за допомогою якого точка дроселювання (10) може відкриватися, закриватися, зменшуватися, перекидатися поза діючими потоками стисненого повітря або збільшуватися шляхом відкривання обвідного каналу. 3. Керуючий клапан за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для керування регулюванням поперечного розрізу точки дроселювання (10') використовують шток (17') у подовженні прискорювального клапана (6'), в який включають принаймні точки дроселювання (10" і 11') на шляху випускання повітря (14), в якому при закритому прискорювальному клапані (6) всі точки дроселювання (10", 11') встановлюють сполучення каналу (7') з атмосферою, а після відкривання прискорювального клапана (6') точка дроселювання (10') відокремлюється штоком (17') від закріпленого нерухомо на корпусі динамічного ущільнення (16'), внаслідок чого вона більше не встановлює сполучення каналу (7) з атмосферою. 4. Керуючий клапан за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для сполучення каналу (7") з атмосферою передбачені щонайменше дві паралельно включені точки дроселювання (10", 11"), з яких одна точка дроселювання (11") постійно сполучає канал (7") з атмосферою, а керування відкриванням і закриванням сполучення каналу (7") з атмосферою здійснюється через іншу точку дроселювання (10") через поршень (20"), на який в напрямку закривання діє натискна пружина (19") і тиск каналу (7"), а в протилежному напрямку діє опорний тиск (S). 5. Керуючий клапан за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для сполучення каналу (7'") з атмосферою передбачені щонайменше дві включені послідовно точки дроселювання (10'", 11'"), з яких одна точка дроселювання (11'") постійно сполучає канал (7'") з атмосферою, а ефективний поперечний розріз другої точки дроселювання (10'") регулюють за допомогою, включеного через клапан (21), обвідного каналу, таким чином, що керування відкриванням і закриванням клапана (21) здійснюється поршнем (20'"), на який у напрямку закривання діє натискна пружина (22) і тиск повітря із каналу (7'"), а в протилежному напрямку - тиск повітря із золотникової камери (S). 6. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (8) для опорного тиску (S) є інтегрованим у розподільний поршень (2). 7. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (8') для опорного тиску (S"), що може керуватися розподільним поршнем (2') через шток (17'), розташований зовні розподільного поршня (2'), завдяки чому стиснене повітря із керуючої камери (S') є відокремленим від каналу (7') або зв'язаним з ним. 8. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (8"") для опорного тиску (S""), що може керуватися розподільним поршнем (2"") через шток (17""), розташований зовні розподільного поршня (2""), завдяки чому стиснене повітря із керуючої камери (S"") проміжного простору (31"") між зворотним клапаном (1"") і прискорювальним клапаном (6"") є відокремленим або зв'язаним. 9. Керуючий клапан за п. 1, який відрізняється тим, що для регулювання поперечного розрізу точкидроселювання (10"") використовують розташований у подовженні прискорювального клапана (6"") шток (17""), який, переміщуючись уздовж осі, накладається на ущільнення (16""), в якому щонайменше до одного із ущільнень (16"") прикладається тиск каналу (7""), а в шток інтегровані сопла (10'"" і 11""), а також отвір (23""), в якому при закритому прискорювальному клапані (6"") ущільнення перекривають вихід із каналу (7"") в атмосферу, при обмеженому відкриванні прискорювального клапана (6"") отвір (23"") пересувається над одним із ущільнень (16"") таким чином, що воно утворює обвідний канал до цього ущільнення, на іншому кінці якого паралельно розташовані точки дроселювання (10"" і 11""), при подальшому відкриванні прискорювального клапана (6"") над ущільненням (16"") опиняється додатково також точка дроселювання (10""), в результаті чого точка дроселювання (11"") в ряду до паралельного включення отвору (23"") з соплом (10"") являє собою зменшений обвідний шлях для каналу (7"") в атмосферу. 10. Керуючий клапан за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на шляху стисненого повітря крізь сопла (10 і/або 11) або отвір (23) в атмосферу розміщений ще один канал (15) з певним дроселюванням для вихідного потоку стисненого повітря. 11. Залізничний транспортний засіб, який містить пневматичний гальмовий пристрій з щонайменше одним пневматичним керуючим клапаном за будь-яким із попередніх пунктів. 7 UA 109027 C2 8 UA 109027 C2 9 UA 109027 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюHeller, Martin, Krylov, Vladimir, Petter, Thomas, Romanov, Sergey
Автори російськоюХеллер Мартин, Крылов Владимир, Петтер Томас, Романов Сергей
МПК / Мітки
МПК: B60T 15/52, B60T 13/46, B60T 8/17, B60T 15/34, B60T 13/26, B60T 17/22, B60T 13/36, B60T 7/12, B60T 15/22, B60T 15/42, B60T 13/57, B60T 15/18, B60T 15/48, B60T 8/18
Мітки: гальм, автоматичних, клапан, сопла, керуючий, пневматичних, регульованим, поперечним, розрізом
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/12-109027-keruyuchijj-klapan-z-regulovanim-poperechnim-rozrizom-sopla-dlya-avtomatichnikh-pnevmatichnikh-galm.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Керуючий клапан з регульованим поперечним розрізом сопла для автоматичних пневматичних гальм</a>
Попередній патент: Кріплення для туристичних або бігових лиж
Наступний патент: 2-гетарил-2-(1,3-дигідро-1-ізобензофураніліден)ацетонітрили та спосіб їх отримання
Випадковий патент: Застосування насіння розторопші плямистої як стимулятора імунітету поросят