ВЫПУСКНОЙ КЛАПАН ДЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА Российский патент 1998 года по МПК B60T15/54 

Изобретение относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена, трамваев и т.д.) и может быть использовано для выпуска сжатого воздуха из резервуаров или рабочих объемов тормозных приборов транспортных средств преимущественно для отпуска тормоза отдельной единицы подвижного состава.

Известен выпускной клапан для подвижного состава рельсового транспорта, содержащий корпус-штуцер с цилиндрической ступенчатой полостью, сообщающейся с входным каналом, размещенный в корпусе с возможностью осевого перемещения тарельчатый затвор с уплотнительным кольцом, выполненным из упругого материала, и со штоком, толкатель, выполненный в виде двуплечего рычага тарельчатого типа, установленный с возможностью взаимодействия с соосным ему штоком тарельчатого затвора, причем тарельчатый затвор и тарельчатое плечо толкателя нагружены соответствующими установленными в направляющих пружинами в сторону соответствующей седловой поверхности корпуса, а шток снабжен неподвижно закрепленной на нем направляющей осевого перемещения в теле корпуса (см. Клапаны подвижного состава железных дорог. Общие технические условия ОСТ24.290.15-86, с. 16).

Недостатком известного выпускного клапана для подвижного состава рельсового транспорта является большая трудоемкость его изготовления, обусловленная наличием большого количества деталей точной обработки, что приводит к увеличению его стоимости, в то же время надежность системы снижается из-за сложного механизма срабатывания данного устройства: неполадка в одном узле ведет к выходу из строя всего устройства в целом, что нежелательно для устройств, входящих в систему, обеспечивающую безопасность при маневрах подвижного состава.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является выпускной клапан для подвижного состава рельсового транспорта, содержащий корпус, снабженный седлом клапана, размещенный в корпусе с возможностью осевого перемещения тарельчатый затвор с выполненным из упругого материала уплотнительным кольцом со стороны седла клапана и со штоком, толкатель, установленный с возможностью отклонения в строго определенной плоскости и взаимодействия с соосным ему штоком тарельчатого затвора, и штуцер с цилиндрической ступенчатой полостью, сообщающейся с входным каналом, причем тарельчатый затвор нагружен установленной в направляющих пружиной в сторону седла клапана, а шток снабжен неподвижно закрепленной на нем направляющей осевого перемещения в теле корпуса (см. Каталог комплектующего оборудования 20-90-06 "Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта". - М., 1990, с. 69, рис.90).

Недостатком известного выпускного клапана для подвижного состава рельсового транспорта является ограниченная возможность приведения его в действие ввиду того, что толкатель имеет возможность отклоняться в строго определенном направлении, что в свою очередь приводит к сложности монтажа пневматической тормозной системы из-за жесткой ориентации выпускного клапана.

При создании изобретения решалась задача создания конструкции выпускного клапана для подвижного состава рельсового транспорта, обеспечивающей возможность приведения выпускного клапана в действие независимо от его ориентации при монтаже тормозной системы без усложнения самой конструкции выпускного клапана и без повышения трудоемкости его изготовления.

Дело в том, что данный выпускной клапан находится в труднодоступном месте под вагоном и должен срабатывать преимущественно в аварийных ситуациях. На его толкатель воздействуют посредством цепи, прикрепленной к толкателю. Ввиду этого требование, предъявляемое к возможности обеспечения отклонения в любой плоскости, является очень важным. В то же время, как известно, область элементов пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена, трамваев и т.д.) относится к так называемым "инерционным" областям техники, где решения живут более 50 лет. На протяжении многих лет конструкторы решали вопрос создания такой конструкции выпускного клапана, которая позволила бы исключить жесткую ориентацию самого клапана при монтаже тормозной системы, т.е. надо было создать такую конструкцию, которая бы позволила упростить монтаж и обслуживание выпускного клапана, повысить его надежность при одновременном снижении себестоимости.

Технический результат заключается в приведении клапана в действие без специальной его ориентации относительно привода. Кроме того, упрощение конструкции заявляемого выпускного клапана, минимальное количество резьбовых соединений позволяют по сравнению с известными аналогами как снизить трудоемкость изготовления выпускного клапана, так и повысить надежность его работы, тем более, что появилась возможность использовать контргайки для закрепления тарельчатого затвора на толкателе, что повышает надежность резьбовых соединений в процессе эксплуатации. Кроме того, по сравнению с известным аналогом, где ввиду небольшого внутреннего пространства осуществляется практически точечный контакт уплотнительного кольца с седлом клапана, в заявляемом выпускном клапане площадь контакта уплотнительного кольца с седлом клапана значительна, что также позволяет повысить надежность эксплуатации заявляемого выпускного клапана, т.е. исключить утечку воздуха из тормозной системы через образующиеся в процессе эксплуатации трещины в уплотнительном кольце в месте контакта с седлом выпускного клапана, тем более, что в процессе эксплуатации выпускной клапан должен находиться в закрытом положении, т.е. в условиях постоянной нагрузки на уплотнительное кольцо.

Указанный технический результат достигается тем, что выпускной клапан содержит корпус, выполненный с седлом клапана, штуцер с цилиндрической полостью, сообщенной с входным каналом, соединенный с корпусом, тарельчатый затвор с уплотнительным кольцом со стороны седла клапана, нагруженный пружиной, установленной в корпусе с опиранием на штуцер, толкатель, жестко связанный с тарельчатым затвором, установленный с возможностью отклонения от оси клапана, причем тарельчатый затвор имеет буртик, поддерживающий уплотнительное кольцо и охватывающий наружную боковую поверхность седла клапана с возможностью поворота тарельчатого затвора относительно точки упора буртика в наружную боковую поверхность седла клапана. Пружина установлена в корпусе с опиранием своими верхними витками на кольцевую канавку, образованную выполненной на штуцере кольцевой проточкой и внутренней поверхностью корпуса. Толкатель имеет хвостовик с резьбой, тарельчатый затвор соединен посредством резьбового соединения с хвостовиком и застопорен контргайкой, которая является внутренней направляющей для нижних витков пружины. Уплотнительное кольцо тарельчатого затвора выполнено из упругого материала.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен выпускной клапан для подвижного состава рельсового транспорта в разрезе (в нормальном, т.е. закрытом положении). На фиг.2 - выпускной клапан в разрезе (в рабочем, т.е. открытом положении).

Выпускной клапан для подвижного состава рельсового транспорта содержит корпус 1, выполненный с седлом 2 клапана, тарельчатый затвор 3 с уплотнительным кольцом 4, толкатель 5, штуцер 6 и пружину 7.

Корпус 1 выполнен в виде полого стакана со сквозным отверстием 8 в его дне. Отверстие 8 внутри корпуса 1 окаймлено кольцевым выступом, являющимся седлом 2 клапана. Внутренняя поверхность корпуса 1 со стороны открытой части снабжена резьбой, например, метрической цилиндрической (для технической сущности настоящего изобретения тип резьбы роли не имеет) или другой известной, подходящей для данного случая из конструкторских соображений.

Тарельчатый затвор 3 выполнен с краем 9 и буртиком 10, направленным к центру тарельчатого затвора 3. В дне тарельчатого затвора 3 выполнено резьбовое отверстие.

Уплотнительное кольцо 4 тарельчатого затвора 3 выполнено из упругого мягкого материала, имеющего свойство восстанавливать первоначальную форму, например, мягкой резины. Уплотнительное кольцо 4 уложено в тарельчатом затворе 3 вдоль его края 9 под буртик 10 и соосно тарельчатому затвору 3.

Толкатель 5 выполнен в виде цельного цилиндрического рычага, один конец которого имеет отверстие, а другой - цилиндрический хвостовик 11 с резьбой.

Штуцер 6 имеет цилиндрическую полость, соединенную с входным каналом 12 для воздуха. Со стороны цилиндрической полости штуцер 6 снабжен открытой сбоку кольцевой проточкой 13 и резьбой для соединения с корпусом 1 по наружной его поверхности. Штуцер 6 выполнен с возможностью подсоединения посредством конической резьбы к запасному резервуару (на чертеже не показан).

Тарельчатый затвор 3 с вложенным в него уплотнительным кольцом 4 надет посредством резьбового соединения на хвостовик 11 толкателя 5 и застопорен контргайкой 14.

Толкатель 5 с жестко закрепленным на нем тарельчатым затвором 3 с уплотнительным кольцом 4 установлен внутри корпуса 1 так, что уплотнительное кольцо 4 уложено на седло 2 клапана, а буртик 10 тарельчатого затвора охватывает боковую наружную поверхность седла 2, т.е. кольцевого выступа, который и образует седло клапана 2, с зазором, достаточным для поворота тарельчатого затвора 3 с уплотнительным кольцом 4 относительно точки упора буртика 10 в наружную боковую поверхность седла 2 клапана. На свободном конце толкателя 5 выполнено отверстие 15. Свободный конец толкателя 5 с отверстием 15 выведен за пределы корпуса 1 через отверстие 8 в дне корпуса, причем размер отверстия 8 достаточен для свободного перемещения в нем толкателя 5 в любом направлении от оси симметрии клапана.

Внутри корпуса 1 установлена пружина 7, например, цилиндрическая пружина сжатия таким образом, что внутренняя часть витков пружины со стороны тарельчатого клапана опирается на контргайку 14.

Со стороны входного канала пружина 7 поджата штуцером 6, снабженным открытой кольцевой проточкой 13, образующей вместе с внутренней боковой поверхностью корпуса 1 цилиндрическую канавку для опорных витков пружины 7.

Пружина 7 подобрана таким образом, чтобы верхние витки пружины 7 плотно укладывались в кольцевую канавку, образованную кольцевой проточкой 13 и шейкой внутренней поверхности корпуса 1, а нижние витки садились на контргайку 14 с возможностью равномерного распределения давления на тарельчатый затвор 3 и уплотнительное кольцо 4 в закрытом положении клапана.

Работа выпускного клапана для подвижного состава рельсового транспорта осуществляется следующим образом.

После установки выпускного клапана в тормозной системе в отверстии 15 толкателя 5 закрепляют приводную цепь (на чертеже не показана), которая закреплена преимущественно под вагоном, и предназначена для того, чтобы в случае необходимости оттянуть толкатель 5 в сторону, удобную для обслуживающего персонала.

Посредством усилий, прилагаемых непосредственно к толкателю 5 или к приводной цепи, толкатель 5 отклоняется от оси симметрии выпускного клапана в ту сторону, в которую направлены усилия, при этом конец толкателя 5 с жестко закрепленным на нем тарельчатым затвором 3 и уплотнительным кольцом 4 отклоняется в сторону, противоположную направленным усилиям, отрываясь с одной стороны от седла 2 и сдвигаясь в сторону до упора буртика 10 в боковую наружную поверхность седла 2 клапана. Пружина 7 при этом односторонне нагружается, образуется зазор между уплотнительным кольцом 4 и седлом 2 клапана.

Сжатый воздух из тормозной магистрали через входной канал 12 и цилиндрическую полость штуцера 6 и внутреннюю полость корпуса 1 через щель между уплотнительным кольцом 4 и седлом 2 быстро стравливается, производя при этом характерное шипение.

Как только шипение прекратилось, приводную цепь отпускают. Пружина 7, возвращаясь с исходное состояние, воздействует на тарельчатый затвор 3 до полной посадки уплотнительного кольца 4 на седло 2 клапана, возвращая все элементы выпускного клапана в исходное состояние. Толкатель 5 принимает исходное положение. При этом надежное закрепление опорных витков пружины в кольцевой канавке, образованной кольцевой проточкой 13 и внутренней поверхностью корпуса 1, со стороны штуцера 6 и направляющая нижние витки пружины контргайка 14 позволяют как открыть выпускной клапан без жесткой ориентации выпускного клапана в тормозной системе по отношению к приводному усилию, так и очень точно сориентировать и посадить тарельчатый затвор 3 с вложенным в него уплотнительным кольцом 4 на седло 2 клапана, исключая неполное закрытие клапана.

Выпускной клапан для подвижного состава рельсового транспорта относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта и может быть использован для отпуска тормоза отдельной единицы подвижного состава. Технический результат заключается в приведении клапана в действие без специальной его ориентации относительно привода. Клапан содержит тарельчатый затвор {3), снабженный буртиком (10), поддерживающим уплотнительное кольцо (4) со стороны седла (2) клапана и охватывающим наружную боковую поверхность седла (2) клапана с возможностью поворота тарельчатого затвора (3) относительно точки упора буртика (10) в наружную боковую поверхность седла (2) клапана, при этом тарельчатый затвор (3) жестко соединен с толкателем (5) и нагружен пружиной (7), установленной в корпусе клапана, в сторону седла клапана. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Выпускной клапан для подвижного состава рельсового транспорта, содержащий корпус, выполненный с седлом клапана, штуцер с цилиндрической полостью, сообщенной с входным каналом, соединенный с корпусом, тарельчатый затвор с уплотнительным кольцом со стороны седла клапана, нагруженный пружиной, установленной в корпусе с опиранием на штуцер, толкатель, связанный с тарельчатым затвором, установленный с возможностью отклонения от оси клапана, отличающийся тем, что тарельчатый затвор имеет буртик, поддерживающий уплотнительное кольцо и охватывающий наружную боковую поверхность седла клапана с возможностью поворота тарельчатого затвора относительно точки упора буртика в наружную боковую поверхность седла клапана, при этом тарельчатый затвор с уплотнительным кольцом жестко соединен с толкателем. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что пружина установлена с опиранием своими верхними витками на кольцевую канавку, образованную выполненной на штуцере кольцевой проточкой и внутренней поверхностью корпуса. 3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что уплотнительное кольцо тарельчатого затвора выполнено из упругого материала. 4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что толкатель имеет хвостовик с резьбой, тарельчатый затвор соединен посредством резьбового соединения с хвостовиком и застопорен контргайкой, при этом контргайка является внутренней направляющей для нижних витков пружины.