Вузол керуючих клапанів пневматичного гальма залізничного транспортного засобу

Реферат: Вузол керуючих клапанів для приведення в дію щонайменше одного відповідного гальмового циліндра (17) пневматичної гальмової системи залізничного транспортного засобу, змонтований на рамі (20) залізничного транспортного засобу поблизу гальмового циліндра (17) із забезпеченням легкого доступу до нього ззовні, в якому для розподілу стисненого повітря передбачені з'єднувальні патрубки (11а, 11b, 11с) на повітророзподільнику (1), на якому з можливістю демонтажу закріплені принаймні одна магістральна частина й одна головна частина через відповідні поверхні під фланцеві з'єднання (6а; 6b), причому зазначені поверхні під фланцеве з'єднання (6а, 6b) повітророзподільника (1) є взаємно суміжними і розташовані одна відносно одної під певним кутом. UA 110494 C2 (12) UA 110494 C2 UA 110494 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується вузла керуючих клапанів для приєднання щонайменше одного гальмового циліндра пневматичного гальма залізничного транспортного засобу до закріпленого на транспортному засобі повітророзподільника, який містить множину з'єднувальних патрубків для розподілу стисненого повітря і до якого через дві відповідні поверхні під фланцеві з'єднання приєднані принаймні два знімні конструкційні вузли. Винахід призначений для застосування в конструкціях залізничних транспортних засобів. Залізничні транспортні засоби обладнуються переважно 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 зростання тиску в гальмових циліндрах і навпаки виконують керуючі клапани. Крім того, керуючі клапани виконують також інші функції, що є пов'язаними з заповненням повітрям запасних ємностей стисненого повітря, перекриванням потоку повітря і випусканням повітря із запасних ємностей, з установленням визначених статичних кривих тиску в гальмових циліндрах і з прискоренням передачі кодованих сигналів величини тиску в повітряній магістралі. Крім того, вони виконують також функцію забезпечення поступової зміни тиску в гальмових циліндрах у випадках швидких і сильних змін тиску в повітряній магістралі, що необхідно для обмеження виникнення поштовхів та їхньої поздовжньої сили, що діє на одиниці рухомого складу в ланцюзі поїзда. Вузли керуючих клапанів конструктивно можуть виконуватися в одному, спільному корпусі або у множині окремих корпусів. Вузол керуючих клапанів може складатися із головної частини і магістральної частини. Магістральна частина в ньому виконує керуючу функцію, в якій створюється опорний тиск, який передається із головної частини. Відповідно до величини цього тиску вона створює тиск в гальмовому циліндрі. Обидві ці частини виконують також інші функції. Даний винахід спрямований на створення особливої конструкції вузла керуючих клапанів такого типу, що складається з двох або більше частин. Із DE 1 092 949 А1 відомий вузол керуючих клапанів, де керуючий клапан закріплений фланцем на повітророзподільнику, який, у свою чергу, кріпиться з можливістю його демонтажу під несучою рамою залізничного транспортного засобу. На повітророзподільнику змонтовані також з'єднувальні патрубки для сполучення з пневмотрубопроводами, що ведуть до керуючих клапанів і від нього - на гальмовий циліндр. На цьому повітророзподільнику можуть монтуватися різноманітні агрегати пневматичної системи. Лита конструкція повітророзподільника дозволяє інтегрувати в ньому пневмотрубопроводи та потрібні розгалуження між агрегатами пневматичної системи і з'єднувальними патрубками і в разі потреби забезпечувати їм точно визначені об'єми. Завдяки фланцевим з'єднанням навісні пристрої тут герметично сполучаються з повітророзподільником. Оскільки завдяки повітророзподільнику тут надається можливість уникнути витратних рішень із застосуванням відокремлених з'єднувальних патрубків і тим самим залишити незмінними положення з'єднувальних патрубків, монтаж і демонтаж різноманітних пристроїв, і особливо керуючих клапанів, передусім при виконанні їх регламентного обслуговування, є вкрай простим і нетривалим. Цей повітророзподільник, поряд зі збільшеним додатковим об'ємом, що виконує роль напірної камери, включає у себе також відстійну порожнину для збирання конденсату, який може видалятися через нижній зливний вентиль. У повітророзподільника описаного вище рівня техніки передбачено розташування в одному єдиному корпусі лише одного керуючого клапана, який прикріплюється до повітророзподільника за допомогою фланцевого з'єднання. При цьому в розпорядженні повинно бути багато типів фланців, щоб можна було залишати незмінною несучу основу повітророзподільника. Цей повітророзподільник, який має прямокутну форму поперечного розрізу, орієнтує прикріплений до нього фланцем керуючий клапан в напрямку потоків у трубопроводах, до яких, поряд з повітряною магістраллю, належать також повітропровід запасного резервуара і трубопровід гальмового циліндра. У випадку кріплення цього повітророзподільника знизу на несучій рамі залізничного транспортного засобу керуючий клапан міг би розташовуватися збоку, з орієнтацією в напрямку поздовжньої осі вагона. Але в такому монтажному положенні болти фланцевого з'єднання, як правило, є важкодоступними, що утруднює монтаж і демонтаж керуючого клапана. Крім того, при такому розміщенні повітророзподільника монтажник був би змушений працювати, перебуваючи під вагоном, тобто у важких і небезпечних умовах. Ще одним недоліком розглянутого повітророзподільника є його геометрична форма з доволі глибоко розташованим центром ваги, що може стати причиною виникнення великих навантажень в зоні підвісу на 1 UA 110494 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 несучій рамі залізничного транспортного засобу. Для того щоб ці навантаження не могли призводити до руйнування кріпильних болтів, їхні розміри повинні бути досить великими. У книзі (Асадченко В.Р. "Автоматические тормоза подвижного состава железнодорожного транспорта" Москва, 2002, стр. 50) описаний повітророзподільник, в якому керуючий клапан, що складається із магістральної частини і головної частини, знімним чином закріплюється на окремому для кожної із частин фланцевому з'єднанні. На цьому повітророзподільнику, що має в поперечному розрізі квадратну форму, фланцеві з'єднання розташовані паралельно одне одному на протилежних кінцях повітророзподільника. Інакше кажучи, магістральна частина розміщена на одному кінці, а головна частина - на іншому кінці повітророзподільника, тобто одна з них орієнтована в напрямку руху вагона, а інша - в напрямку потоку повітря в магістралі. Таким чином, недоліком цього вузла керуючого клапана є поганий доступ для проведення монтажно-демонтажних робіт його магістральної частини і головної частини, закріплених у фланцевих з'єднаннях. Крім того, недоліком цього вузла є незадовільна робота керуючого клапана, коли його вісь лежить у напрямку руху вагона, оскільки в цьому напрямку є імовірним виникнення дуже сильних поштовхів. Ще один вузол керуючих клапанів є відомим із публікації Афанасьєва СІ. ("Развитие тормозного оборудования" в журналі „Вагоньї и вагонное хозяйство" (рос.) № 2, 2009). У цьому вузлі керуючих клапанів магістральна частина і головна частина монтуються паралельно одна одній на плоскій несучій плиті. Це дозволяє усунути деякі з описаних вище недоліків. Проте недоліком цього конструктивного варіанта є те, що використовуваний у ньому носій є через його геометрію гіршим у заміні на вагоні порівняно з розглянутим вище його попередником (Асадченко). Оскільки конструкцію вагона не можна змінювати під наявний у розпорядженні носій, практичне втілення таких носіїв виявляється надзвичайно складним і пов'язане з чималими витратами. Крім того, паралельне розташування конструкційних вузлів на носію є небажаним з погляду ускладненого доступу гайковим ключем до їхніх, розташованих поряд один одного, кріпильних болтів. І нарешті, цей носій має на його задній стороні функціональні елементи та ємності, які складаються із декількох частин і виготовлення, монтаж, ущільнювання та технічне обслуговування яких протягом тривалого терміну їх служби є дуже витратним. Таким чином, завданням даного винаходу є створення повітророзподільника, який би був більш простим у заміні порівняно з відомим повітророзподільником і керуючі клапани якого та їхні кріпильні болти були б легкодоступними. Поставлене завдання вирішується даним винаходом у вузлі керуючих клапанів за обмежувальною частиною п. 1 формули винаходу у поєднанні з його відмінними ознаками. У подальших, залежних пунктах формули винаходу окреслені кращі варіанти здійснення даного винаходу. Даний винахід пропонує технічне рішення, яке полягає в тому, що обидві поверхні під фланцеві з'єднання повітророзподільника розташовані одна відносно одної під певним кутом. Особливою перевагою запропонованого технічного рішення є те, що обидві клапанні частини розташовані по суті спереду повітророзподільника. Таке розташування дозволяє, поперше, забезпечити хороший доступ до нього, а саме до всіх його різьбових з'єднань, при виконанні монтажно-демонтажних робіт безпосередньо із вагона залізничного рухомого складу, не перешкоджаючи доступу до кріпильних болтів жодної з інших частин. По-друге, завдяки тому, що клапанні частини відповідно до даного винаходу монтуються або демонтуються не на кінцях повітророзподільника, тут у достатній мірі забезпечується їх захист від ушкодження ззовні, від бічної сторони вагона. Оскільки технічне рішення за винаходом втілюється в першу чергу на передній стороні повітророзподільника, його тильна і верхня сторони залишаються незмінними настільки, що зберігається повна сумісність з існуючими конструкціями, що стосуються з'єднувальних патрубків і кріплення на несучій рамі залізничного транспортного засобу. Завдяки цьому, виконаний за винаходом повітророзподільник є придатним також для заміни ним існуючих повітророзподільників, які мають описані вище недоліки. Випробування даного повітророзподільника у сполученні зі звичайними магістральною і головною частинами показали, що для досягнення максимального ефекту кут між двома вищезгаданими поверхнями під фланцеве з'єднання повинен лежати в інтервалі від 10° до 170°, а найкраще - в інтервалі від 110° до 120°. Цей кутовий інтервал відповідає оптимальному співвідношенню між задовільним доступом і компактністю всього вузла керуючих клапанів. Так само особливо прийнятним видається варіант, в якому обидві суміжні поверхні під фланцеві з'єднання, на яких закріплюються відповідні головна і магістральна частини, мають практично однакові розміри. Для виконання повітророзподільника з внутрішніми розподільними каналами пропонується повітророзподільник виготовляти у формі суцільного металевого виливка з внутрішніми камерами або каналами високого тиску для розподілу стисненого 2 UA 110494 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повітря. При цьому принаймні поверхні під фланцеві з'єднання і з'єднувальні патрубки піддаються додатковій обробці різанням. Це робить весь процес виготовлення повітророзподільника за винаходом високотехнологічним. Вищезгаданий суцільний металевий виливок у кращому варіанті виготовляють із сірого чавуну, сферичного чавуну або алюмінію. Це дає ту перевагу, що при виготовленні повітророзподільника всі закладені в конструкцію пневматичні ємності та сполучення між ними створюються без необхідності застосовувати ущільнювальні засоби, а їхня щільність зберігається протягом всього терміну служби залізничного транспортного засобу. У повітророзподільнику, виготовленому таким чином із суцільного металевого виливка, на його тильній стороні у кращому варіанті передбачені виконані у формі різьбових трубних з'єднань з'єднувальний патрубок для головного повітропроводу, з'єднувальний патрубок для трубопроводу сполучення з запасним резервуаром і з'єднувальний патрубок для трубопроводу сполучення з гальмовим циліндром. Окрім них, на тильній стороні, як єдиній, пристосованій для такого монтажу частині конструкції, можуть бути передбачені також елементи сполучення з іншими пневматичними трубопроводами і т. п. за посередництвом різьбових трубних з'єднань та інші засоби кріплення на повітророзподільнику. Такого типу тильне розташування з'єднувальних патрубків дозволяє забезпечити повну сумісність даного повітророзподільника з існуючими приладами цього типу. З погляду забезпечення сумісності з існуючими повітророзподільниками пропонується також наділити даний повітророзподільник розташованою в його верхній частині горизонтальною монтажною плитою з кріпильними отворами, виконаною шляхом прямого приливу. Така монтажна плита дозволяє кріпити повітророзподільник болтами на несучій рамі залізничного транспортного засобу, а це, у свою чергу, дозволяє розмір повітророзподільника по вертикалі в цілому зробити відчутно скороченим. Технічне рішення за винаходом, на відміну від рівня техніки, дозволяє навіть зробити розміри повітророзподільника по ширині більшими за його розміри по висоті і тим самим реалізувати досить високе розташування центра його ваги, завдяки чому болти кріплення повітророзподільника на рамі залізничного транспортного засобу будуть одержувати порівняно малі навантаження. Іншим технічним заходом вдосконалення за винаходом є розміщення запірного клапана на вузькій стінці, суміжній плоскій стінці фланцевого з'єднання магістральної частини. Цей запірний вентиль призначається для вимикання керуючого клапана, і розташування його, таким чином, збоку повітророзподільника робить його зручним в керуванні і забезпечує йому високу експлуатаційну ергономічність. У кращому варіанті повітророзподільник має дві взаємно паралельні, протилежні одна одній вузькі стінки. У результаті його поперечний розріз приймає форму симетричного п'ятикутника. Щонайменше на одній з цих вузьких стінок повітророзподільника можуть бути розташовані різноманітні прилади пневматичного обладнання, вимірювальні прилади, датчики та інші навісні елементи. На протилежній їй вузькій стінці, суміжній з другою клапанною частиною, у кращому варіанті здійснення винаходу розміщується клапан випускання повітря. Нижня стінка повітророзподільника, що є паралельною його верхній стінці, є підходящою для розташування в ній щонайменше однієї різьбової заглушки для видалення накопиченого у блоці повітророзподільника конденсату, і змінного фільтра. Подальші кращі варіанти здійснення даного винаходу розглядаються нижче, разом з одним із кращих прикладів його здійснення з поясненнями на доданих фігурах креслення, де показані: Фіг. 1 - вигляд в аксонометрії спереду вузла керуючих клапанів з повітророзподільником; Фіг. 2 - ще один вигляд в аксонометрії вузла керуючих клапанів, зображеного на Фіг. 1; Фіг. 3 - вигляд ззаду повітророзподільника, зображеного на Фіг. 1; Фіг. 4 - вигляд у поперечному розрізі повітророзподільника, зображеного на Фіг. 1. На Фіг. 1 зображений повітророзподільник 1, виконаний із сірого чавуну і пристосований для його монтажу на рамі залізничного транспортного засобу (не показана) верхньою стінкою 2 монтажної плити 3, встановленої в горизонтальне положення. Монтажна плита 3 у вигляді зверху має прямокутну форму і в кожному з її кутів - по одному отвору 4 для болтового кріплення. На повернутій до бічної сторони рами залізничного транспортного засобу (не показана) лицьовій стороні 5 повітророзподільника 1 передбачені дві суміжні одна одній поверхні 6а і 6b під фланцеве з'єднання, розташовані одна відносно одної під тупим кутом приблизно 115° з вертикальним ребром 7 корпуса між ними. Обидві суміжні поверхні 6а і 6b під фланцеве з'єднання мають приблизно однакові площі. Через одну з цих фланцевих поверхонь 6а до повітророзподільника 1 приєднана магістральна частина 8, а через іншу фланцеву поверхню 6b до повітророзподільника 1 приєднана головна частина 9. Через, створені за посередництвом 3 UA 110494 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 окремих болтів кріплення, фланцеві з'єднання магістральної частини 8 і головної частини 9 створюються також потрібні з'єднання передачі тиску через повітророзподільник 1. Крім того, на суміжній до фланцевої поверхні 6а магістрального вентиля 8 вузькій стінці 12 розташований запірний вентиль 13. Цей вентиль має ручку 14 керування, яку для відпускання гальм потягу можна повертати на кут 90. На вигляді повітророзподільника 1, представленому на Фіг. 2, можна бачити вузьку стінку 12, протилежну іншій вузькій стінці 24, на якій розміщений випускний клапан 23. Як показано на Фіг. 3, на задній стінці 10 повітророзподільника 1 розташовані з'єднувальні патрубки 11а - 11с. З'єднувальний патрубок 11а на задній стінці 10 повітророзподільника 1 служить для підключення головного повітропроводу 15 (не показаний). Сусідній з ним з'єднувальний патрубок 11 b призначається для приєднання трубопроводу гальмового циліндра 16, по якому подається тиск на спрацьовування гальмового циліндра 17. І нарешті, з'єднувальний патрубок 11с служить для підключення трубопроводу 18 запасного резервуара, по якому повітря із напірного резервуара 19 подається для спрацювання гальмового циліндра 17. Усі з'єднувальні патрубки 11а - 11с мають форму різьбових сполучень. Паралельно верхній стінці 2, на яку монтажна плита 3 повітророзподільника 1 кріпиться на несучій рамі залізничного транспортного засобу 20 (показана схематично), знаходиться нижня стінка 21, в якій передбачена різьбова заглушка 22, що служить для видалення конденсату із внутрішнього простору повітророзподільника 1. На Фіг. 3 показаний поперечний розріз повітророзподільника 1. Тут розміщені його напірні камери, зокрема камера об'єму А і камера об'єму S, для опорного тиску, потрібного для роботи керуючого клапана, а також напірні канали для сполучення керуючих клапанних частин з зовнішніми з'єднувальними патрубками і напірними камерами. Даний винахід не обмежується описаним тут кращим прикладом його здійснення і передбачає інші найрізноманітніші варіанти його втілення, ще лежать в межах його правової охорони, окреслених поданою нижче Формулою винаходу. Зокрема, на вузькій стінці 12, окрім запірного вентиля 13, можуть бути розміщені також інші пристрої, приналежні до повітророзподільника 1 і призначені для його сполучення з пневматичною гальмовою системою. Перелік позицій, позначених на кресленнях 1 Повітророзподільник 2 Верхня стінка 3 Монтажна плита 4 Отвір 5 Лицьова сторона 6 Поверхня під фланцеве з'єднання 7 Ребро корпуса 8 Магістральна частина 9 Головна частина 10 Задня стінка 11 З'єднувальний патрубок 12 Вузька стінка 13 Запірний вентиль 14 Ручка керування 15 Головний повітропровід 16 Трубопровід гальмового циліндра 17 Гальмовий циліндр 18 Запасний резервуар 19 Напірний резервуар 21 Нижня стінка 22 Різьбова заглушка для випускання конденсату 23 Випускний клапан 24 Вузька стінка 25 Різьбове сполучення 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Вузол керуючих клапанів для з'єднання щонайменше одного відповідного гальмового циліндра (17) пневматичного гальма залізничного транспортного засобу із повітророзподільником (1), який може бути змонтований на рамі залізничного транспортного 4 UA 110494 C2 5 10 15 20 25 30 35 засобу із забезпеченням можливості доступу до нього ззовні і містить множину з'єднувальних патрубків (11а, 11b, 11с) для розподілу стисненого повітря, і на якому з можливістю демонтажу закріплені принаймні перша клапанна частина і друга клапанна частина через відповідні поверхні під фланцеві з'єднання (6а, 6b), який відрізняється тим, що обидві вищезгадані поверхні під фланцеві з'єднання (6а, 6b) повітророзподільника (1) розташовані таким чином, що утворюють разом на лицевій стороні (5) загальне вертикальне ребро корпуса (7), будучи суміжними одна до одної, причому кут між обома поверхнями під фланцеві з'єднання (6а, 6b) є меншим ніж 120° і більшим ніж 110°. 2. Вузол керуючих клапанів за п. 1, який відрізняється тим, що першою клапанною частиною є магістральна частина (8), а другою клапанною частиною є головна частина (9) вузла керуючих клапанів. 3. Вузол керуючих клапанів за одним із пп. 1-2, який відрізняється тим, що повітророзподільник (1) є виконаним у формі суцільного металевого виливка з внутрішніми напірними камерами і/або каналами для розподілу стисненого повітря, в якому принаймні поверхні під фланцеві з'єднання (6а, 6b) і з'єднувальні патрубки (11а, 11b, 11с) піддаються обробці різанням. 4. Вузол керуючих клапанів за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що на задній стінці (10) повітророзподільника (1) розміщені у формі різьбових трубних з'єднань з'єднувальний патрубок (11а) для головного повітропроводу (15), з'єднувальний патрубок (11b) для трубопроводу гальмового циліндра (18) і з'єднувальний патрубок (11с) для повітряної магістралі (19) до запасного резервуара. 5. Вузол керуючих клапанів за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що повітророзподільник (1) на верхній стінці (2) має наформовану монтажну плиту (3), що лежить в горизонтальній площині і має множину отворів (4), для болтового кріплення повітророзподільника (1) на несучій рамі залізничного транспортного засобу. 6. Вузол керуючих клапанів за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що в нижній стінці (21) повітророзподільника (1), яка є паралельною відносно його верхньої стінки (2), розташована щонайменше одна різьбова заглушка (22) для видалення конденсату. 7. Вузол керуючих клапанів за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що на вузькій стінці (12), суміжній до поверхні під фланцеве з'єднання (6а) першої клапанної частини (8), розташований запірний вентиль (13). 8. Вузол керуючих клапанів за одним із пп. 1-7, який відрізняється тим, що на вузькій стінці (24), суміжній до поверхні під фланцеве з'єднання (6b) другої клапанної частини (9), розташований випускний клапан (23). 9. Пневматичні гальма для залізничного транспортного засобу зі щонайменше одним гальмовим циліндром (18), які містять щонайменше один вузол керуючих клапанів за одним із попередніх пунктів. 5 UA 110494 C2 6 UA 110494 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 7