УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ УРАВНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ КРАНА МАШИНИСТА ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2002 года по МПК B60T15/04 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно, к устройствам управления уравнительным органом кранов машиниста тормозов подвижного состава железных дорог, предназначенным для изменения давления сжатого воздуха в тормозной магистрали тормоза в зависимости от изменения давления сжатого воздуха в уравнительном резервуаре крана машиниста.

Известны устройства управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства по авторским свидетельствам 368095 от 03.03. 1971 г., МПК В 60 Т 7/16, 499158 от 06.02.74 г., 891492 от 12.07.78 г., МПК В 60 Т 15/04.

Уравнительный орган (реле давления) связан с питательной магистралью и тормозной магистралью тормоза и с уравнительным резервуаром. В зависимости от установленной величины давления сжатого воздуха в уравнительном резервуаре, а следовательно, и в полости уравнительного органа, связанной с уравнительным резервуаром, уравнительным органом устанавливается такая же величина давления сжатого воздуха в тормозной магистрали.

Устройство управления уравнительным органом по этому авторскому свидетельству содержит ряд электромагнитных вентилей, один из которых - электромагнитный вентиль торможения - осуществляет при снятии с него напряжения сообщение уравнительного резервуара с атмосферой. Уравнительный орган при этом сообщает с атмосферой тормозную магистраль. Осуществляется процесс торможения. В поездном, отпускном положениях и при перекрыше электромагнитный вентиль торможения находится под напряжением. Уравнительный резервуар разобщен от атмосферы. Электромагнитный вентиль торможения, как и остальные электромагнитные вентили, подключен к источнику электрического питания через электрическую цепь управления, которая имеет контакты ручного воздействия на нее и контакт выключателя электрического управления. В случае нарушения целостности электрической цепи управления электромагнитным вентилем торможения в отпускном, поездном положениях или при перекрыше произойдет полная разрядка тормозной магистрали. Чтобы перейти на резервное пневматическое управление уравнительным органом необходимо специальным переключательным устройством перекрыть сообщение уравнительного резервуара с атмосферой через электромагнитный вентиль торможения. Это усложняет конструкцию устройства управления уравнительным органом крана машиниста, усложняет конструкцию крана машиниста в целом.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому устройству управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства является устройство управления уравнительным органом крана машиниста по авторскому свидетельству 737271 от 15.12.77 г., МПК В 60 Т 15/04.

Оно содержит двухпозиционный электромагнитный вентиль, который подключен к источнику электрического питания через электрическую цепь управления. Электрическая цепь управления имеет контакт устройства ручного воздействия на нее и контакт выключателя электрического управления. Двухпозиционный электромагнитный вентиль имеет двухседельный клапан и пневматически связан с уравнительным резервуаром и разрядным резервуаром крана машиниста.

При подготовке крана машиниста к действию замыкают контакт выключателя электрического управления. Контакт устройства ручного воздействия на электрическую цепь управления замкнут (в рассматриваемом прототипе - это контакт микровыключателя, воспринимающий воздействие рукоятки). На двухпозиционный электромагнитный вентиль подается напряжение. Двухседельный клапан перекрывает сообщение разрядного резервуара с уравнительным резервуаром и сообщает разрядный резервуар с атмосферой. При торможении обесточивают двухпозиционный электромагнитный вентиль. Двухседельный клапан перекрывает сообщение разрядного резервуара с атмосферой, сообщая его с уравнительным резервуаром. Происходит разрядка уравнительного резервуара в разрядный резервуар. Уравнительный орган осуществляет разрядку тормозной магистрали.

Таким образом, при обесточенном двухпозиционном электромагнитном вентиле, например при нарушении целостности электрической цепи управления, уравнительный резервуар изолирован от атмосферы. Переход на резервное пневматическое управление не требует дополнительного переключения. Однако при этом величина максимальной разрядки уравнительного резервуара ограничена (зависит от объема разрядного резервуара). Следовательно ограничена и разрядка тормозной магистрали, что может привести к снижению эффективности торможения. Это, в свою очередь, может привести к нарушению безопасности движения при необходимости производства экстренного торможения. Кроме того, темп разрядки уравнительного резервуара, а следовательно, и тормозной магистрали, устанавливаемый рассматриваемым устройством, одинаков для всех видов подвижного состава, что может привести к снижению эффективности торможения пассажирских (короткосоставных) поездов и возникновению недопустимых по условиям эксплуатации продольно-динамических реакций в грузовых (длинносоставных) поездах.

Заявляемое устройство управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства решает задачу повышения эффективности торможения подвижного состава железных дорог.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении краном машиниста в процессе торможения любой необходимой глубины разрядки уравнительного резервуара, а следовательно, и тормозной магистрали и любого заданного, требуемого по условиям эксплуатации темпа разрядки уравнительного резервуара, определяющего темп разрядки тормозной магистрали.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащее двухпозиционный электромагнитный вентиль, подключенный к источнику электрического питания через электрическую цепь управления, имеющую контакт устройства ручного воздействия на нее и контакт выключателя электрического управления, и пневматически связанный с уравнительным и разрядным резервуарами крана машиниста, при этом двухпозиционный электромагнитный вентиль имеет двухседельный клапан, избирательно связывающий разрядный резервуар с уравнительным резервуаром или с атмосферой, снабжено генератором электрических импульсов, выполненным с пневматическим органом, подключенным к разрядному резервуару, и электрическим органом, включенным в электрическую цепь управления двухпозиционным электромагнитным вентилем, при этом пневматический орган выполнен в виде пневмоэлектрических датчиков с электрическими контактами, включенными в электрическую цепь электрического органа.

В предлагаемом устройстве пневматический орган генератора электрических импульсов выполнен в виде двух пневмоэлектрических датчиков с нормально разомкнутыми контактами, пневматически связанных с разрядным резервуаром, при этом один из пневмоэлектрических датчиков отрегулирован на заданную более высокую величину давления в разрядном резервуаре, второй пневмоэлектрический датчик отрегулирован на заданную более низкую величину давления в разрядном резервуаре, а электрический орган генератора электрических импульсов выполнен в виде электрического реле, имеющего нормально разомкнутые контакты и включенного в электрическую цепь управления двухпозиционным электромагнитным вентилем посредством своей электрической цепи, при этом нормально разомкнутые контакты пневмоэлектрических датчиков пневматического органа включены последовательно в электрическую цепь электрического реле, один из нормально разомкнутых контактов электрического реле включен в электрическую цепь управления двухпозиционным электромагнитным вентилем параллельно контакту устройства ручного воздействия на электрическую цепь управления, а другой нормально разомкнутый контакт электрического реле установлен параллельно нормально разомкнутому контакту пневмоэлектрического датчика, отрегулированного на заданную более высокую величину давления в разрядном резервуаре.

Такое выполнение предлагаемого устройства управления уравнительным органом крана машиниста обеспечивает получение в процессе торможения любой необходимой глубины разрядки уравнительного резервуара и, следовательно, тормозной магистрали и любого заданного, требуемого по условиям эксплуатации, темпа разрядки уравнительного резервуара, определяющего темп разрядки тормозной магистрали.

Это объясняется следующим образом. В поездном положении на двухпозиционный электромагнитный вентиль подается напряжение через замкнутый контакт устройства ручного воздействия на электрическую цепь этого вентиля и замкнутый контакт выключателя электрического управления. Двухпозиционный электромагнитный вентиль в возбужденном состоянии своим двухседельным клапаном перекрывает сообщение уравнительного резервуара с разрядным резервуаром и сообщает последний с атмосферой. Нормально разомкнутые контакты пневмоэлектрических датчиков разомкнуты и разрывают электрическую цепь электрического реле. Уравнительный орган крана машиниста поддерживает в тормозной магистрали давление, соответствующее давлению в уравнительном резервуаре. При торможении размыкают контакт устройства ручного воздействия на электрическую цепь двухпозиционного электромагнитного вентиля. Вентиль обесточивается. Его двухседельный клапан перекрывает сообщение разрядного резервуара с атмосферой и сообщает его с уравнительным резервуаром, давление в уравнительном резервуаре снижается, а в разрядном резервуаре начинает повышаться.

При достижении в разрядном резервуаре заданной более низкой величины давления (например, P₁) отрегулированный на эту величину пневмоэлектрический датчик замыкает свой контакт. При достижении в разрядном резервуаре заданной более высокой величины давления (например, Р₂) отрегулированный на эту величину пневмоэлектрический датчик замыкает свой контакт. Электрическая цепь электрического реле собирается, оно получает питание и замыкает свои нормально разомкнутые контакты. Поэтому независимо от положения контакта устройства ручного воздействия на электрическую цепь управления на двухпозиционный электромагнитный вентиль подается напряжение. Он срабатывает. Сообщение уравнительного резервуара с разрядным резервуаром прекращается и последний сообщается с атмосферой. Давление в разрядном резервуаре снижается. Когда давление в разрядном резервуаре упадет до величины Р₂, пневмоэлектрический датчик, отрегулированный на эту величину, размыкает свой контакт. Так как параллельно этому контакту установлен контакт электрического реле, оно продолжает получать питание.

При падении давления в разрядном резервуаре до величины Р₁ размыкает свой контакт пневмоэлектрический датчик, отрегулированный на эту величину давления. Электрическая цепь электрического реле разрывается, электрическое реле размыкает свои контакты. Двухпозиционный электромагнитный вентиль обесточивается (при разомкнутом контакте устройства ручного воздействия на электрическую цепь управления). Уравнительный резервуар повторно сообщается с разрядным резервуаром, давление сжатого воздуха в котором равно величине Р₁.

Описанный процесс повторяется до повышения давления в разрядном резервуаре до заданной установленной величины Р₂. Величина первоначальной разрядки уравнительного резервуара в разрядный резервуар определяется количеством поступившего в разрядный резервуар сжатого воздуха при повышении давления в нем от атмосферного до заданной более высокой величины давления (Р₂). А при последующих повторяющихся разрядках уравнительного резервуара - количеством поступившего в разрядный резервуар сжатого воздуха при повышении давления в нем от заданной более низкой величины давления (Р₁) до заданной более высокой величины давления (Р₂).

Частота повторных включений и выключении двухпозиционного электромагнитного вентиля, то есть частота создаваемых электрических импульсов, устанавливающая частоту последовательных снижений давления в уравнительном резервуаре, и определяет темп разрядки уравнительного резервуара, а следовательно, и темп разрядки тормозной магистрали. Так как частота создаваемых электрических импульсов определяется скоростью снижения давления в разрядном резервуаре от давления заданной более высокой величины до давления заданной более низкой величины (при прочих равных условиях), то, задавая требуемые значения этих величин для различных видов подвижного состава железных дорог, устанавливают необходимый по условиям эксплуатации темп разрядки уравнительного резервуара и, следовательно, темп разрядки тормозной магистрали. Так, для пассажирских (короткосоставных) поездов устанавливают более высокий темп разрядки тормозной магистрали для получения тормозных путей в требуемых по условиям безопасности движения пределах.

Для грузовых (длинносоставных) поездов устанавливают замедленный темп разрядки тормозной магистрали для исключения недопустимых по условиям эксплуатации продольно-динамических реакции в поезде. Глубина разрядки уравнительного резервуара и, следовательно, тормозной магистрали определяется общим числом подаваемых на двухпозиционный электромагнитный вентиль электрических импульсов за процесс торможения. Чем большее количество подач и снятий напряжения осуществляется на этот вентиль, тем глубже будет разрядка уравнительного резервуара, вплоть до атмосферного давления. Таким образом обеспечивается любая глубина разрядки тормозной магистрали и любой требуемый темп ее разрядки.

На фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого устройства управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства (пример выполнения); на фиг.2 - диаграммы изменения давлений в уравнительном и разрядном резервуарах при торможении.

Устройство управления уравнительным органом крана машиниста (фиг.1) содержит двухпозиционный электромагнитный вентиль 1, подключенный к источнику электрического питания через электрическую цепь 2 управления. Электрическая цепь 2 управления имеет нормально замкнутый контакт 3 кнопки 4 торможения, выполняющей роль устройства ручного воздействия на эту цепь, и контакт 5 выключателя электрического управления. Двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 пневматически связан с уравнительным резервуаром 6 крана машиниста и с разрядным резервуаром 7 крана машиниста. Уравнительный резервуар 6 сообщен с уравнительным органом 8 крана машиниста. Уравнительный орган 8 представляет собой реле давления, имеет полость, соединенную с уравнительным резервуарам 6, и связан с питательной магистралью 9 и тормозной магистралью 10 тормоза.

В зависимости от давления в уравнительном резервуаре 6 уравнительный орган 8 устанавливает соответствующее давление в тормозной магистрали 10. Двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 имеет двухседельный клапан 11. В обесточенном состоянии вентиля 1 двухседельный клапан 11 занимает положение, при котором уравнительный резервуар 6 сообщается с разрядным резервуаром 7. Когда двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 находится под напряжением, двухседельный клапан 11 перекрывает сообщение уравнительного резервуара 6 с разрядным резервуаром 7 и сообщает последний с атмосферой.

В устройстве управления уравнительным органом крана машиниста имеется генератор электрических импульсов, содержащий пневматический орган 12 и электрический орган 13. Пневматический орган 12 включает в себя пневмоэлектрический датчик 14 с нормально разомкнутым контактом 15 и пневмоэлектрический датчик 16 с нормально разомкнутым контактом 17. Пневмоэлектрические датчики 14 и 16 пнематически связаны с разрядным резервуаром 7. Пневмоэлектрический датчик 16 отрегулирован на заданную более низкую величину давления в разрядном резервуаре 7, например Р₁. Пневмоэлектрический датчик 14 отрегулирован на заданную более высокую величину давления в разрядном резервуаре 7, например Р₂.

Электрический орган 13 выполнен в виде электрического реле 18 с электрической цепью 19, включенную в электрическую цепь 2 управления двухпозиционным электромагнитным вентилем 1. Электрическое реле 18 имеет нормально разомкнутые контакты 20 и 21. В электрическую цепь 19 электрического реле 18 последовательно включены нормально разомкнутые контакты 15 и 17 пневмоэлектрических датчиков 14 и 16. Нормально разомкнутый контакт 20 электрического реле 18 включен в электрическую цепь 2 управления вентилем 1 параллельно нормально замкнутому контакту 3 кнопки 4 торможения. Нормально разомкнутый контакт 21 электрического реле 18 установлен параллельно нормально разомкнутому контакту 15 пневмоэлектрического датчика 14.

На фиг. 2 схематично показаны диаграммы изменения давлений в уравнительном резервуаре 6 и разрядном резервуаре 7 при торможении, где: P₃ - величина давления в уравнительном резервуаре 6 в поездном положении; Р₂ - заданная более высокая величина давления в разрядном резервуаре 7, на которую отрегулирован пневмоэлектрический датчик 14; Р₁ - заданная более низкая величина давления в разрядном резервуаре 7, на которую отрегулирован пневмоэлектрический датчик 16.

Устройство управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства действует следующим образом.

В поездном положении на двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 подается напряжение через замкнутый контакт 3 кнопки 4 торможения и замкнутый контакт 5 выключателя электрического управления. Вентиль 1 возбужден. Двухседельный клапан 11 перекрывает сообщение уравнительного резервуара 6 с разрядным резервуаром 7 и сообщает последний с атмосферой. Контакты 15 и 17 разомкнуты и разрывают электрическую цепь 19 электрического реле 18.

Уравнительный орган 8 поддерживает в тормозной магистрали 10 давление, соответствующее давлению в уравнительном резервуаре 6.

При торможении размыкают контакт 3. Двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 обесточивается. Двухседельный клапан 11 перекрывает сообщение разрядного резервуара 7 с атмосферой и сообщает его с уравнительным резервуаром 6 (фиг.1). Давление в уравнительном резервуаре 6 снижается, а в разрядном резервуаре 7 начинает повышаться. При достижении в разрядном резервуаре 7 величины давления Р₁ замыкается контакт 17. При достижении в разрядном резервуаре 7 величины давления Р₂ замыкается контакт 15. Электрическая цепь 19 электрического реле 18 собирается, оно получает питание и замыкает свои нормально разомкнутые контакты 20 и 21. На вентиль 1 вновь подается напряжение. Он срабатывает. Сообщение уравнительного резервуара 6 с разрядным резервуаром 7 прекращается, и последний вновь сообщается с атмосферой. Давление в разрядном резервуаре 7 снижается. Когда давление в разрядном резервуаре 7 упадет до величины Р₂, пневмоэлектрический датчик 14 размыкает свой контакт 15. Так как параллельно этому контакту установлен контакт 21 электрического реле 18, оно продолжает получать питание.

При падении давления в разрядном резервуаре 7 до величины Р₁ пневмоэлектрический датчик 16 размыкает свой контакт 17. Электрическая цепь 19 электрического реле 18 разрывается, электрическое реле размыкает свои контакты 20 и 21. Двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 обесточивается (при разомкнутом контакте 3). Уравнительный резервуар 6 повторно сообщается с разрядным резервуаром 7, давление сжатого воздуха в котором равно величине Р₁. Описанный процесс повторяется до повышения давления в разрядном резервуаре 7 до величины Р₂. Величина первоначальной разрядки уравнительного резервуара 6 в разрядный резервуар 7 определяется количеством поступившего в разрядный резервуар 7 сжатого воздуха при повышении давления в нем от атмосферного до давления Р₂. А при последующих повторяющихся разрядках уравнительного резервуара 6 в разрядный резервуар 7 величина разрядки уравнительного резервуара определяется количеством поступившего в разрядный резервуар сжатого воздуха при повышении в нем давления от величины Р₁ до величины Р₂. Частота повторных включений и выключении двухпозиционного электромагнитного вентиля 1, то есть частота создаваемых электрических импульсов, устанавливающая частоту последовательных снижений давления в уравнительном резервуаре 6, и определяет темп разрядки уравнительного резервуара 6, а следовательно, и темп разрядки тормозной магистрали 10. Так как частота создаваемых электрических импульсов определяется скоростью снижения давления в разрядном резервуаре 7 от величины давления Р₂ до величины давления Р₁ (при прочих равных условиях), то, задавая требуемые необходимые значения этих величин для различных видов подвижного состава железных дорог, устанавливают необходимый по условиям эксплуатации темп разрядки уравнительного резервуара 6 и, следовательно, темп разрядки тормозной магистрали 10.

Для короткосоставных (например, пассажирских) поездов устанавливают более высокий темп разрядки тормозной магистрали 10 (более высокую скорость падения давления от величины Р₂ до величины Р₁) для получения тормозных путей в требуемых по условиям безопасности движения пределах. Для длинносоставных (грузовых) поездов устанавливают более замедленный темп разрядки тормозной магистрали 10 для исключения недопустимых по условиям эксплуатации продольно-динамических реакций в поезде. Глубина разрядки уравнительного резервуара 6 и, следовательно, тормозной магистрали 10 определяется общим числом подаваемых на двухпозиционный электромагнитный вентиль 1 электрических импульсов за процесс торможения. Чем большее количество подач и снятий напряжения осуществляется на этот вентиль, тем глубже будет разрядка уравнительного резервуара 6, вплоть до атмосферного давления.

Таким образом обеспечивается любая глубина разрядки тормозной магистрали и любой требуемый темп ее разрядки.

Устройство управления уравнительным органом крана машиниста относится к области железнодорожного транспорта. Устройство содержит двухпозиционный электромагнитный вентиль, подключенный к источнику электрического питания через электрическую цепь управления. Цепь имеет контакт кнопки торможения и контакт выключателя электрического управления. Вентиль пневматически связан с уравнительным резервуаром и с разрядным резервуаром. Вентиль имеет двухседельный клапан, избирательно связывающий разрядный резервуар с уравнительным резервуаром или с атмосферой. Устройство содержит также генератор электрических импульсов. Он имеет пневматический орган и электрический орган. Пневматический орган имеет два пневмоэлектрических датчика, пневматически связанных с разрядным резервуаром и отрегулированных соответственно на давление Р₂ и Р₁. Величина Р₂ выбирается более высокой, чем величина Р₁. Электрический орган имеет электрическое реле с электрической цепью. Технический результат заключается в обеспечении устройством получения в процессе торможения любой необходимой глубины разрядки уравнительного резервуара и, следовательно, тормозной магистрали и любого заданного, требуемого по условиям эксплуатации темпа разрядки уравнительного резервуара, определяющего темп разрядки тормозной магистрали. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащее двухпозиционный электромагнитный вентиль, подключенный к источнику электрического питания через электрическую цепь управления, имеющую контакт устройства ручного воздействия на нее и контакт выключателя электрического управления, и пневматически связанный с уравнительным и разрядным резервуарами крана машиниста, при этом двухпозиционный электромагнитный вентиль имеет двухседельный клапан, избирательно связывающий разрядный резервуар с уравнительным резервуаром или с атмосферой, отличающееся тем, что оно снабжено генератором электрических импульсов, выполненным с пневматическим органом, подключенным к разрядному резервуару, и электрическим органом, включенным в электрическую цепь управления двухпозиционным электромагнитным вентилем, при этом пневматический орган выполнен в виде пневмоэлектрических датчиков с электрическими контактами, включенными в электрическую цепь электрического органа. 2. Устройство управления уравнительным органом крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что пневматический орган генератора электрических импульсов выполнен в виде двух пневмоэлектрических датчиков с нормально разомкнутыми контактами, пневматически связанных с разрядным резервуаром, при этом один из пневмоэлектрических датчиков отрегулирован на заданную более высокую величину давления в разрядном резервуаре, второй пневмоэлектрический датчик отрегулирован на заданную более низкую величину давления в разрядном резервуаре, а электрический орган генератора электрических импульсов выполнен в виде электрического реле, имеющего нормально разомкнутые контакты и включенного в электрическую цепь управления двухпозиционным электромагнитным вентилем посредством своей электрической цепи, при этом нормально разомкнутые контакты пневмоэлектрических датчиков пневматического органа включены последовательно в электрическую цепь электрического реле, один из нормально разомкнутых контактов электрического реле включен в электрическую цепь управления двухпозиционным электромагнитным вентилем параллельно контакту устройства ручного воздействия на электрическую цепь управления, а другой нормально разомкнутый контакт электрического реле установлен параллельно нормально разомкнутому контакту пневмоэлектрического датчика, отрегулированного на заданную более высокую величину давления в разрядном резервуаре.