ЭЛЕКТРОВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2000 года по МПК B60T13/66 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно к устройству электровоздухораспределителей тормозов подвижного состава железных дорог, предназначенных для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах при электрическом и пневматическом управлении тормозом.

Известен электровоздухораспределитель по патенту СССР N 677645, МПК В 60 Т 13/68, 19.08.77 г. Он содержит орган трех давлений, который соединен с тормозной магистралью и имеет подвижную перегородку со штоком, разделяющую магистральную и рабочую камеры и связанную посредством штока с подвижной перегородкой, отделяющей тормозную камеру от атмосферной камеры. Электровоздухораспределитель содержит также канал управления давлением в тормозном цилиндре, переключательное устройство и электромагнитные вентили торможения и отпуска. Каждый из них имеет электрическую и пневматическую части с размещенным в ней клапаном. В этом электровоздухораспределителе пневматическая часть электромагнитного вентиля торможения сообщена с запасным резервуаром тормоза. При торможении электромагнитный вентиль торможения осуществляет подачу сжатого воздуха из запасного резервуара в канал управления давлением в тормозном цилиндре и далее в тормозной цилиндр. Это приводит при торможении к падению давления в запасных резервуарах и тормозной магистрали. При длительных торможениях в хвостовых вагонах поездов давление в тормозной магистрали повышается замедленным темпом, так как тормозная магистраль имеет значительный объем и сопротивление движению воздуха, и кран машиниста подпитывает тормозную магистраль до нормального зарядного давления по всей длине поезда в течение значительного периода времени. Поэтому в хвостовых вагонах орган трех давлений под усилием давления в рабочей камере может переходить из поездного в тормозное положение (тормозная камера наполняется сжатым воздухом), а затем, по мере медленного повышения давления в тормозной магистрали переходит в положение пневматического отпуска. И поэтому, когда производят отпуск тормоза подачей электрических сигналов на электромагнитные вентили, в хвостовых вагонах тормоз переходит на пневматический отпуск. Таким образом, возможна потеря управляемости тормозом при его электрическом управлении.

Известен электровоздухораспределитель типа 270-004 (см. книгу "Автоматические тормоза", В.И.Крылов и др., изд. "Транспорт", Москва, 1964 г., стр. 186, 187, рис. 186), в котором использовано изобретение по авторскому свидетельству СССР N 167520, МПК В 60 Т 13/66, 09.11.63 г. Он содержит орган двух давлений с подвижной перегородкой, разделяющей магистральную и управляющую (золотниковую) камеры. Электровоздухораспределитель содержит также два электромагнитных вентиля и орган трех давлений, который имеет подвижную перегородку, разделяющую управляющую (золотниковую) и рабочую камеры, и подвижную перегородку, отделяющую тормозную камеру от атмосферной камеры. Подвижные перегородки связаны штоком. Органы двух и трех давлений сообщены с тормозной магистралью. В этом электровоздухораспределителе на электрическом управлении тормозом при торможении электромагнитный вентиль торможения сообщает управляющую (золотниковую) камеру органа трех давлений с атмосферой и одновременно разобщает с помощью дополнительных запорных устройств рабочую и управляющую (золотниковую) камеры органа трех давлений от органа двух давлений. Поэтому возможное снижение давления в тормозной магистрали (особенно в хвостовых вагонах) в процессе длительного торможения не оказывает влияния на работу органа трех давлений при электрическом управлении тормозом. При отпуске тормоза электромагнитный вентиль отпуска срабатывает, воздействуя на дополнительные запорные устройства, которые сообщают рабочую камеру органа трех давлений с управляющей (золотниковой) камерой органа двух давлений и с тормозной магистралью. Однако наличие в указанном электровоздухораспределителе дополнительных запорных устройств усложняет его конструкцию, снижает надежность его действия.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому электровоздухораспределителю является электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по патенту РФ N 2137634, МПК В 60 Т 13/66, 09.10.98 г. Он содержит орган двух давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий магистральную и управляющую камеры, разделенные подвижной перегородкой с плунжером. Электровоздухораспределитель содержит орган трех давлений, имеющий рабочую камеру, сообщенную с органом двух давлений, управляющую, тормозную и атмосферную камеры. Электровоздухораспределитель содержит также электромагнитные вентили торможения и отпуска. Каждый электромагнитный вентиль имеет электрическую часть и пневматическую часть с полостью и размещенным в ней клапаном. В электровоздухораспределителе имеется переключательное устройство, соединенное с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, а также имеется канал с включенной в него полостью пневматической части электромагнитного вентиля торможения, перекрываемый клапаном электромагнитного вентиля торможения и связывающий управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре через переключательное устройство. В этом электровоздухораспределителе канал управления давлением в тормозном цилиндре связан с реле давления, осуществляющим наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом. Рабочая камера органа трех давлений связана с органом двух давлений. При электрическом управлении тормозом в процессе торможения происходит сообщение управляющей камеры органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, и давление в этой управляющей камере падает. Орган двух давлений переходит в положение сообщения рабочей камеры органа трех давлений со своей управляющей камерой и с тормозной магистралью. Поэтому падение давления в тормозной магистрали (за счет перетекания сжатого воздуха в запасные резервуары), особенно в хвостовых вагонах поезда, при торможении на электрическом управлении тормозом, а затем его повышение (за счет подпитки краном машиниста тормоза) не приводит к переходу органа трех давлений в положение пневматического отпуска при электрическом управлении тормозом. Однако, при осуществлении экстренного торможения, когда в целях повышения безопасности движения, одновременно производят и подачу электрического тока на электромагнитные вентили для электрического управления процессом торможения и снижение давления в тормозной магистрали темпом экстренного торможения, происходит резкое падение давления в магистральной камере органа двух давлений. Сжатый воздух из управляющей камеры органа двух давлений начинает перетекать в магистральную камеру и далее в тормозную магистраль. Давление в управляющей камере падает, что приводит к падению давления в канале, связывающем управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре через открытый клапан электромагнитного вентиля торможения. Следовательно, падает давление и в канале управления давлением в тормозном цилиндре и в тормозном цилиндре. Это приводит к падению эффективности торможения, что может вызвать нарушение безопасности движения.

Заявляемый электровоздухораспределитель решает задачу повышения надежности его действия, повышения надежности тормоза железнодорожного транспортного средства.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в исключении возможности падения давления в тормозном цилиндре при производстве экстренного торможения одновременным снижением давления в тормозной магистрали и подачей электрического тока на электромагнитные вентили торможения и отпуска, то есть в исключении возможности снижения эффективности торможения железнодорожного транспортного средства в процессе осуществления экстренного торможения при одновременном электрическом и пневматическом управлении тормозом.

Указанный технический результат достигается тем, что известный электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий орган двух давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий магистральную и управляющую камеры, разделенные подвижной перегородкой с плунжером, орган трех давлений, имеющий рабочую камеру, сообщенную с органом двух давлений, управляющую, тормозную и атмосферную камеры, а также содержащий электромагнитные вентили торможения и отпуска, имеющие каждый электрическую часть и пневматическую часть с полостью и размещенным в ней клапаном, переключательное устройство, соединенное с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, канал с включенной в него полостью пневматической части электромагнитного вентиля торможения, перекрываемый клапаном электромагнитного вентиля торможения и связывающий управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре через переключательное устройство, снабжен обратным клапаном, установленным на канале, связывающем управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, между управляющей камерой органа двух давлений и электромагнитным вентилем торможения. Кроме того, обратный клапан имеет корпус с размещенным в нем уплотняющим клапанным элементом и снабжен подвижной перегородкой с толкателем, установленной в полости, образованной в корпусе обратного клапана, и разделяющей указанную полость на две полости, одна из которых соединена с каналом управления давлением в тормозном цилиндре посредством переключательного устройства, а в другой полости размещена регулируемая пружина, опираемая в подвижную перегородку, при этом подвижная перегородка установлена с возможностью взаимодействия ее толкателя с уплотняющим клапанным элементом обратного клапана.

Такое выполнение предлагаемого электровоздухораспределителя исключает возможность падения давления в канале управления давлением в тормозном цилиндре, а следовательно, исключает возможность падения давления в тормозном цилиндре при производстве экстренного торможения одновременным снижением давления в тормозной магистрали экстренным темпом и подачей электрического тока на электромагнитные вентили торможения и отпуска, то есть исключает возможность снижения эффективности торможения железнодорожного транспортного средства в процессе осуществления экстренного торможения при одновременном электрическом и пневматическом управлении тормозом.

Это объясняется следующим образом.

В поездном положении, когда в магистральной и управляющей камерах органа двух давлений установлено зарядное давление, сжатый воздух подходит к обратному клапану и, открывая его, заполняет полость пневматической части электромагнитного вентиля торможения. Так как в поездном положении электромагнитный вентиль торможения обесточен, его клапан закрыт, и поступление сжатого воздуха к переключательному устройству и далее в канал управления давлением в тормозном цилиндре не происходит. При осуществлении экстренного торможения на одновременном электрическом и пневматическом управлении тормозом электромагнитные вентили торможения и отпуска возбуждаются. Клапан электромагнитного вентиля торможения открывается, и сжатый воздух из управляющей камеры органа двух давлений поступает через переключательное устройство в канал управления давлением в тормозном цилиндре. Указанный канал связан с органом, осуществляющим наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом (например, реле давления). Происходит наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом до заданного давления, установленного в канале управления давлением в тормозном цилиндре, на которое рассчитана пружина, воздействующая на подвижную перегородку обратного клапана. Эта перегородка под усилием сжатого воздуха в канале управления давлением в тормозном цилиндре перемещается, ее толкатель воздействует на уплотняющий клапанный элемент обратного клапана. Обратный клапан перекрывает сообщение управляющей камеры органа двух давлений с электромагнитным вентилем торможения. Поэтому падение давления в управляющей камере органа двух давлений, из которой сжатый воздух перетекает в магистральную камеру и далее в разряжаемую тормозную магистраль, не вызывает падения давления в канале управления давлением в тормозном цилиндре, а следовательно, и в самом тормозном цилиндре. Эффективность торможения сохраняется на заданном уровне.

На чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого электровоздухораспределителя (пример выполнения).

Электровоздухораспределитель содержит орган 1 двух давлений, орган 2 трех давлений, обратный клапан 3, электромагнитный вентиль 4 торможения, электромагнитный вентиль 5 отпуска, переключательное устройство 6. Органы 1 и 2 связаны с тормозной магистралью 7. Запасный резервуар 8 связан с органом 2 трех давлений и с органом, осуществляющим наполнение сжатым воздухом тормозного цилиндра (на чертеже не показаны). Канал 9 управления давлением в тормозном цилиндре связан с переключательным устройством 6 и с органом, осуществляющим наполнение сжатым воздухом тормозного цилиндра.

Орган 1 двух давлений имеет подвижную перегородку 10 с плунжером 11, в котором выполнен дросселированный канал 12. Подвижная перегородка 10 разделяет магистральную камеру 13 и управляющую камеру 14. Орган 2 трех давлений имеет рабочую, управляющую, тормозную и атмосферную камеры (на чертеже не изображены). Каналом 15 рабочая камера органа 2 трех давлений связана с органом 1 двух давлений. Каналом 16 орган 2 трех давлений сообщен с тормозной магистралью 7, а каналом 17 - с переключательным устройством 6.

Электромагнитный вентиль 4 торможения имеет электрическую часть 18 и пневматическую часть 19, содержащую полость 20 и клапан 21. Электромагнитный вентиль 5 отпуска имеет электрическую часть 22 и пневматическую часть 23, которая содержит полость 24 с размещенным в ней клапаном 25 и атмосферную полость 26. При подаче электрического тока на электромагнитный вентиль 5 клапан 25 перекрывает сообщение полостей 24 и 26.

В электровоэдухораспределителе выполнен канал 27, в который включена полость 20 электромагнитного вентиля 4 торможения и обратный клапан 3, который размещен между управляющей камерой 14 органа 1 двух давлений и электромагнитным вентилем 4 торможения. Обратный клапан 3 имеет корпус 28, уплотняющий клапанный элемент 29, подвижную перегородку 30 с толкателем 31. Подвижная перегородка 30 отделяет полость 32, связанную каналом 33 с каналом 9 через переключательное устройство 6. В полости 34 размещена регулируемая пружина 35, которая регулируется на заданное максимальное давление в тормозном цилиндре.

Клапан 21 при обесточенном электромагнитном вентиле 4 торможения перекрывает канал 27.

Тормозная магистраль 7 сообщена каналом 36 с органом 1 двух давлений. Канал 37 связывает канал 27 с полостью 24 электромагнитного вентиля 5 отпуска.

В органе 1 двух давлений имеется зарядное устройство управляющей камеры, а в органе 2 трех давлений - зарядное устройство рабочей камеры (на чертеже не показаны).

Электровоздухораспределитель действует следующим образом.

При электрическом управлении тормозом в положении зарядки и поездном положении электромагнитные вентили 4 и 5 обесточены. Сжатый воздух из тормозной магистрали 7 через канал 36 поступает в магистральную камеру 13 органа 1 двух давлений, а через канал 16 - в орган 2 трех давлений. Через зарядные устройства (на чертеже не показаны) происходит зарядка управляющей камеры 14 органа 1 двух давлений и рабочей камеры органа 2 трех давлений. Запасный резервуар 8 заряжается из тормозной магистрали 7. После окончания зарядки и в поездном положении в камерах 13, 14 органа 1 и рабочей и управляющей камерах органа 2 устанавливается одинаковое давление, равное нормальному зарядному давлению в тормозной магистрали 7. Орган 1 двух давлений занимает положение, при котором дросселированный канал 12 сообщает камеры 13 и 14. Клапан 21 обесточенного электромагнитного вентиля 4 торможения перекрывает канал 27, разобщая управляющую камеру 14 органа 1 двух давлений от канала 9 управления давлением в тормозном цилиндре. Обесточенный электромагнитный вентиль 5 отпуска через свой открытый клапан 25 сообщает канал 9 управления давлением в тормозном цилиндре с атмосферой через переключательное устройство 6, канал 37. Тормозной цилиндр сообщен с атмосферой посредством органа, осуществляющего наполнение сжатым воздухом тормозного цилиндра (например, реле давления). Канал 17 через тормозную камеру органа 2 трех давлений сообщен с атмосферой.

При торможении на электрическом управлении тормозом возбуждаются электромагнитный вентиль 4 торможения и электромагнитный вентиль 5 отпуска. Клапан 25 закрывается, разобщая от атмосферы канал 9 управления давлением в тормозном цилиндре. Клапан 21 открывается. Управляющая камера 14 органа 1 двух давлений сообщается через обратный клапан 3 и открытый клапан 21 с каналом 9. Давление в управляющей камере 14 падает, так как сжатый воздух не успевает перетекать через дросселированный канал 12 из магистральной камеры 13 в управляющую камеру 14. Подвижная перегородка 10 с плунжером 11 перемещается вправо (по чертежу) в отпускное положение. Происходит сообщение рабочей камеры органа 2 трех давлений с тормозной магистралью 7 через канал 15, дросселированный канал 12, магистральную камеру 13, а также сообщение рабочей камеры органа 2 трех давлений и с управляющей камерой 14 органа 1 двух давлений.

При поступлении сжатого воздуха в канал 9 и далее в орган, осуществляющий наполнение сжатым воздухом тормозного цилиндра, этот орган срабатывает и происходит наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом. В запасном резервуаре 8 давление снижается, и из тормозной магистрали 7 сжатый воздух перетекает в запасный резервуар, подпитывая его в процессе торможения. Происходит снижение давления в тормозной магистрали по поезду (также и из-за утечек из нее при длительном процессе торможения). Кран машиниста тормоза (на чертеже не показан) производит подпитку тормозной магистрали. Так как рабочая камера органа 2 трех давлений сообщена с тормозной магистралью 7, орган 2 трех давлений остается в поездном положении.

При перекрыше электромагнитный вентиль 5 отпуска находится под током, а электромагнитный вентиль 4 торможения обесточен.

При отпуске тормоза на электрическом управлении оба электромагнитных вентиля обесточены. Клапан 21 закрыт, а клапан 25 открывается и сообщает канал 9 управления давлением в тормозном цилиндре с атмосферой. В свою очередь, сообщается с атмосферой и тормозной цилиндр.

При экстренном торможении для повышения безопасности движения одновременно осуществляют электрическое и пневматическое управление тормозом, то есть осуществляют разрядку тормозной магистрали экстренным темпом и подают электрический ток на электромагнитные вентили торможения и отпуска. Электромагнитные вентили 4, 5 возбуждаются. Клапан 21 электромагнитного вентиля 4 торможения открывается, сжатый воздух из управляющей камеры 14 органа 1 двух давлений поступает через канал 27, обратный клапан 3, открытый клапан 21, переключательное устройство 6 в канал 9 управления давлением в тормозном цилиндре. Срабатывает орган, осуществляющий наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом. Наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом происходит до заданного максимального давления, установленного в канале 9, на которое рассчитана пружина 35, воздействующая на подвижную перегородку 30 обратного клапана 3. Подвижная перегородка 30 перемещается вниз (по чертежу). Толкатель 31 воздействует на уплотняющий клапанный элемент 29. Происходит надежное перекрытие сообщения управляющей камеры 14 органа 1 двух давлений от канала 9 управления давлением в тормозном цилиндре. Поэтому разрядка тормозной магистрали 7 экстренным темпом, вызывающая резкое падение давления в магистральной камере 13 органа 1 двух давлений, перемещение подвижной перегородки 10 влево (по чертежу) в тормозное положение, перетекание сжатого воздуха из управляющей камеры 14 в магистральную камеру 13 и далее в тормозную магистраль 7 и, как следствие, падение давления в управляющей камере 14, не вызывает падения давления в канале 9 управления давлением в тормозном цилиндре, а следовательно, и в самом тормозном цилиндре.

Эффективность торможения сохраняется на заданном уровне в течение всего процесса экстренного торможения.

Электровоздухораспределитель относится к области железнодорожного транспорта и содержит орган двух давлений, орган трех давлений, обратный клапан, электромагнитный вентиль торможения, электромагнитный вентиль отпуска, переключательное устройство. Обратный клапан установлен на канале, связывающем управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, между управляющей камерой органа двух давлений и электромагнитным вентилем торможения. Технический результат - исключение возможности падения давления в тормозном цилиндре при производстве экстренного торможения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий орган двух давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий магистральную и управляющую камеры, разделенные подвижной перегородкой с плунжером, орган трех давлений, имеющий рабочую камеру, сообщенную с органом двух давлений, управляющую, тормозную и атмосферную камеры, а также содержащий электромагнитные вентили торможения и отпуска, имеющие каждый электрическую часть и пневматическую часть с полостью и размещенным в ней клапаном, переключательное устройство, соединенное с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, канал с включенной в него полостью пневматической части электромагнитного вентиля торможения, перекрываемый клапаном электромагнитного вентиля торможения и связывающий управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре через переключательное устройство, отличающийся тем, что он снабжен обратным клапаном, установленным на канале, связывающем управляющую камеру органа двух давлений с каналом управления давлением в тормозном цилиндре, между управляющей камерой органа двух давлений и электромагнитным вентилем торможения. 2. Электровоздухораспределитель по п.1, отличающийся тем, что обратный клапан имеет корпус с размещенным в нем уплотняющим клапанным элементом и снабжен подвижной перегородкой с толкателем, установленной в полости, образованной в корпусе обратного клапана, и разделяющий указанную полость на две полости, одна из которых соединена с каналом управления давлением в тормозном цилиндре посредством переключательного устройства, а в другой полости размещена регулируемая пружина, опираемая в подвижную перегородку, при этом подвижная перегородка установлена с возможностью взаимодействия ее толкателя с уплотняющим клапанным элементом обратного клапана.