ЗАГЛУШКА-КЛАПАН ДЛЯ ТОРМОЗНОГО ЦИЛИНДРА Российский патент 2004 года по МПК B60T17/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена, трамваев и т.д.) и предназначено преимущественно для установки на пневматическом тормозном цилиндре железнодорожного транспорта.

Уровень техники

Наиболее близкой к заявляемой по совокупности признаков является заглушка для тормозного цилиндра, содержащая корпус, выполненный в виде запорного органа с резьбой по его наружной поверхности, и жестко связанный с ним хвостовик (Главное управление вагонного хозяйства. Альбом чертежей запасных деталей вагонов железных дорог широкой колеи. Тормозное оборудование. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1957. С. 24. Цилиндр тормозной 12" усл. №430 (прототип)).

Сущность изобретения

При создании изобретения решалась задача расширения арсенала заглушек-клапанов для тормозного цилиндра и создания конструкции, обеспечивающей возможность подсоединения диагностического оборудования для проверки состояния и работоспособности пневматических тормозов железнодорожного транспорта без утечки рабочей среды.

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 специалисты решали вопрос создания такой конструкции заглушки-клапана тормозного цилиндра, которая позволила бы в процессе эксплуатации железнодорожного транспорта препятствовать выходу рабочей среды (сжатому воздуху), а в процессе проверки состояния и работоспособности пневматических тормозов обеспечить свободный отвод рабочей среды из полости тормозного цилиндра, например, для подачи ее к диагностическому оборудованию, например манометру, не допуская утечки ее в атмосферу.

Технический результат - создание конструкции заглушки-клапана для тормозного цилиндра.

Указанный технический результат достигается тем, что заглушка-клапан для тормозного цилиндра, содержащая корпус и запорный орган, согласно изобретению снабжена нагруженным пружиной толкателем с головкой, имеющим канал для обеспечения возможности отвода рабочей среды из полости тормозного цилиндра, и манжетой, на свободном конце толкателя установлен запорный орган, а манжета установлена в корпусе между пружиной и головкой толкателя с обеспечением герметичного контакта с корпусом, при этом корпус имеет сквозной ступенчатый канал, в котором толкатель размещен с обеспечением возможности продольного возвратно-поступательного перемещения.

При этом согласно изобретению корпус имеет на наружной поверхности резьбу для установки его в тормозной цилиндр.

При этом согласно изобретению корпус имеет хвостовик.

При этом согласно изобретению запорный орган выполнен в виде клапана, установленного на толкателе со стороны тормозного цилиндра снаружи корпуса с обеспечением возможности герметичного контакта с седлом клапана в закрытом положении.

При этом согласно изобретению клапан выполнен из упругого материала.

При этом согласно изобретению клапан выполнен из термопластичного эластомера.

При этом согласно изобретению толкатель выполнен двухступенчатым с увеличением диаметра от первой ступени ко второй, заканчивающейся головкой, причем канал толкателя расположен в его второй ступени, имеет последовательный ряд расположенных вдоль оси канала сквозных окон и выполнен глухим со стороны первой ступени, расположенной вне корпуса.

При этом согласно изобретению канал толкателя выполнен аксиальным.

При этом согласно изобретению пружина выполнена в виде цилиндрической пружины сжатия, одни опорные витки которой прилегают к внутренней торцевой поверхности полости корпуса со стороны хвостовика, а другие опорные витки размещены в манжете.

При этом согласно изобретению, между опорными витками пружины и манжетой установлена шайба.

При этом согласно изобретению манжета выполнена из упругого материала.

При этом согласно изобретению манжета выполнена из термопластичного эластомера.

При этом согласно изобретению в качестве термопластичного эластомера использован термопластичный эластомер “Хайтрел”.

При этом согласно изобретению заглушка-клапан для тормозного цилиндра в закрытом положении снабжена съемным защитным колпачком, установленным на хвостовике.

При этом согласно изобретению защитный колпачок выполнен из конструкционного термопластичного материала в виде стаканчика с глухим дном.

При этом согласно изобретению заглушка-клапан для тормозного цилиндра в открытом положении дополнительно снабжена съемным открывающим элементом.

При этом согласно изобретению съемный открывающий элемент выполнен в виде подвижного штуцера с внешним выступом для подключения шланга и фиксатора для установки подвижного штуцера в полости корпуса со стороны хвостовика.

При этом согласно изобретению подвижный штуцер выполнен вытянутым вдоль своей оси, имеет открытую кольцевую проточку с плечиками со стороны толкателя для взаимодействия с манжетой и установлен в корпусе с возможностью взаимодействия под воздействием фиксатора сначала с манжетой, а затем с толкателем.

При этом согласно изобретению в качестве фиксатора использована накидная гайка.

Основным отличительным признаком заявляемой заглушки-клапана для тормозного цилиндра является то, что уплотнение рабочего объема заглушки-клапана осуществляется мягким уплотнением, которое позволяет переключать заглушку из закрытого в открытое положение и обратно без потери герметичности соединения.

Таким образом, создание заявленной конструкции заглушки-клапана для тормозного цилиндра позволило в процессе эксплуатации железнодорожного транспорта препятствовать выходу рабочей среды (сжатому воздуху), а в процессе проверки состояния и работоспособности пневматических тормозов обеспечить свободный отвод рабочей среды из полости тормозного цилиндра, например, для подачи ее к диагностическому оборудованию, например манометру, не допуская утечки ее в атмосферу.

Перечень чертежей и иных материалов

Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, где на

фиг.1 изображена заглушка-клапан для тормозного цилиндра в разрезе (в нормальном, т.е. закрытом, положении);

фиг.2 - заглушка-клапан для тормозного цилиндра в разрезе (в рабочем, т.е. открытом, положении).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения заключаются в следующем.

Заглушка-клапан для тормозного цилиндра содержит корпус 1, запорный орган 2 с толкателем 3, пружину 4 и манжету 5.

Корпус 1 выполнен в виде цилиндра и имеет сквозной ступенчатый канал 6 с образованием первой полости 7, второй полости 8 и промежуточной стенки между ними, а также с седлом 9 запорного органа 2, размещенным со стороны тормозного цилиндра.

Корпус 1 может иметь на наружной поверхности резьбу, например метрическую цилиндрическую или другую известную, подходящую для данного случая из конструкторских соображений, для установки корпуса 1, а значит, и заглушки-клапана в стенке тормозного цилиндра 11.

Корпус 1 может иметь хвостовик 12.

Запорный орган 2 может быть выполнен в виде клапана 13, установленного на свободном конце толкателя 3 со стороны тормозного цилиндра снаружи корпуса и закрепленного посредством гайки 14 с шайбой. Клапан 13 герметично прилегает к седлу 9 в нормальном (закрытом) состоянии заглушки-клапана, т.е. контактирует с седлом 9 клапана с обеспечением возможности герметичного контакта в нормальном, т.е. закрытом, состоянии заглушки-клапана.

Клапан 13 выполнен из упругого материала, например из термопластичного эластомера, например, “Хайтрел”.

Толкатель 3 может быть выполнен двухступенчатым с увеличением диаметра от первой ступени 15, которая и является свободным концом толкателя 3, ко второй 16, заканчивающейся головкой 17.

Толкатель 3 имеет расположенный во второй ступени 16 канал 18, закрытый со стороны первой ступени 15, т.е. выполненный глухим со стороны первой ступени, расположенной вне корпуса. Канал 18 может быть выполнен аксиальным.

Канал 18 имеет последовательный ряд расположенных вдоль оси канала 18 сквозных окон 19 для обеспечения прохода отводимой из тормозного цилиндра рабочей среды, например, как в нашем случае, сжатого воздуха, из первой полости 7 корпуса 1 во вторую 8 и наоборот.

Толкатель 3 размещен в сквозном ступенчатом канале 6 корпуса 1 так, что первая ступень 15 расположена вне корпуса 1, а вторая ступень 16 толкателя 3 с головкой 17 расположена в первой 7 и во второй 8 полостях корпуса 1. При этом во второй полости 8 корпуса 1 размещена пружина 4, которая может быть выполнена в виде цилиндрической пружины сжатия, причем одни опорные витки пружины 4 прилегают к торцевой поверхности 20 корпуса 1, т. е. к внутренней торцевой поверхности полости корпуса со стороны хвостовика, а опорные витки 21 пружины 4 размещены в манжете 5, которая является также направляющей для витков пружины 4.

При необходимости между опорными витками 21 и манжетой 5 может быть установлена шайба 22.

Манжета 5 выполнена из упругого материала, например термопластичного эластомера, в качестве которого может быть использован, например, “Хайтрел”.

Манжета 5 установлена в корпусе 1 так, что она, с одной стороны, как было сказано выше, является направляющей пружины 4, а с другой, плотно прилегая к стенкам второй полости 8 корпуса 1, обеспечивает ее герметизацию, при этом манжета 5 расположена между пружиной 4 и головкой 17 толкателя.

Таким образом, манжета 5 установлена в корпусе 1 между пружиной и головкой толкателя с обеспечением герметичного контакта с корпусом 1, а толкатель 3 нагружен пружиной 4 и размещен в сквозном ступенчатом канале 6 корпуса 1 с обеспечением возможности продольного возвратно-поступательного перемещения.

Заглушка-клапан для тормозного цилиндра в нормальном, т.е. закрытом, положении может быть снабжена съемным защитным колпачком 23, установленным на хвостовике 12.

Защитный колпачок 23 может быть выполнен из конструкционного термопластичного материала, например полиамида, в виде стаканчика с глухим дном, защищающего хвостовик 12 и полость 8 корпуса 1.

Заглушка-клапан для тормозного цилиндра в открытом положении, т.е. в рабочем, может быть дополнительно снабжена съемным открывающим элементом.

При этом съемный открывающий элемент выполнен в виде подвижного штуцера 24 и фиксатора 25 для установки подвижного штуцера 24 в полости корпуса 1 со стороны хвостовика 12.

Подвижный штуцер 24 может иметь внешний выступ 26 для подключения шланга (не показан).

Подвижный штуцер 24 выполнен вытянутым вдоль своей оси, установлен в корпусе 1 с обеспечением возможности взаимодействия под действием фиксатора 25 сначала с манжетой 5, а затем с толкателем 3, для чего подвижный штуцер 24 со стороны толкателя 3 имеет открытую кольцевую проточку с плечиками 27 для взаимодействия с манжетой 5, а со стороны внешнего выступа 26 - плечики для взаимодействия с фиксатором 25.

В качестве фиксатора 25 может быть использована накидная гайка, как это показано в нашем примере, либо другой известный, подходящий для данного случая из конструкторских соображений фиксирующий элемент.

Работа заглушки-клапана для тормозного цилиндра осуществляется следующим образом.

В нормальном, т.е. закрытом, положении заглушка-клапан для тормозного цилиндра находится в закрытом состоянии и препятствует выходу рабочей среды (сжатому воздуху) из тормозного цилиндра. В это время хвостовик 12 корпуса 1 закрыт защитным колпачком 23.

В рабочем положении, т.е. в процессе проверки состояния и работоспособности тормозов железнодорожного транспорта, защитный колпачок 23 снимают, а на его место посредством фиксатора 25, например накидной гайки, в полости корпуса 1 со стороны хвостовика 12 устанавливают подвижный штуцер 24 с подсоединенным к нему шлангом диагностического прибора, например манометра. Вращением фиксатора 25 подводят плечики 27 подвижного штуцера 24 к манжете 5 и, воздействуя через манжету 5 на пружину 4, сначала сжимают пружину 4, обеспечивая при этом герметичное подсоединение штуцера, а затем уже подвижный штуцер 24 начинает непосредственно воздействовать внутренней торцевой поверхностью кольцевой проточки на наружную торцевую поверхность головки 17 толкателя 3, заставляя его отойти вместе с клапаном 13 от седла 9, создавая канал для отвода рабочей среды из полости тормозного цилиндра. Таким образом, подвижный штуцер 24 сначала взаимодействует с манжетой 5, обеспечивая герметичность соединения, а затем перемещает толкатель 3 с запорным органом 2.

Как только клапан 13 вместе с толкателем 3 отошел от седла 9, рабочая среда из тормозного цилиндра, заполняя полость 7 корпуса 1 и через ближайшее окно 19 канала 18 как полость самого аксиального канала 18, так и полость подвижного штуцера 24, отводится к подсоединенному диагностическому прибору (на чертеже не показан). Заглушка-клапан открыта. Таким образом, можно сказать, что заглушка-клапан для тормозного цилиндра снабжена толкателем 3 с головкой 17, имеющим канал 18 для обеспечения возможности отвода рабочей среды из полости тормозного цилиндра.

По окончании проверки тормозного цилиндра отводят фиксатор 25. Пружина 4 выпрямляется, возвращая в исходное положение толкатель 3 с клапаном 13. Заглушка-клапан герметично закрыта. Подвижный штуцер 24 отведен. По мере закрытия находящаяся в полостях 7 и 8 корпуса 1 рабочая среда частично удаляется, а частично равномерно распределяется между ними, что создает дополнительное давление на манжету 5 со стороны пружины 4.

Таким образом, обеспечена возможность многократного подключения к рабочему объему тормозного цилиндра диагностического оборудования без потери герметичности даже под давлением.

Изобретение относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена, трамваев и т.д.) и предназначено преимущественно для установки на пневматическом тормозном цилиндре железнодорожного транспорта. Заглушка-клапан для тормозного цилиндра снабжена нагруженным пружиной толкателем с головкой, имеющим канал для обеспечения возможности отвода рабочей среды из полости тормозного цилиндра, и манжетой. На свободном конце толкателя установлен запорный орган. Манжета установлена в корпусе между пружиной и головкой толкателя с обеспечением герметичного контакта с корпусом. Корпус имеет сквозной ступенчатый канал, в котором толкатель размещен с обеспечением возможности продольного возвратно-поступательного перемещения. В закрытом положении заглушка-клапан снабжена съемным защитным колпачком, установленным на хвостовике. В открытом положении заглушка-клапан дополнительно снабжена съемным открывающим элементом, выполненным в виде вытянутого вдоль оси подвижного штуцера с внешним выступом для подключения шланга и фиксатора для установки подвижного штуцера в полости корпуса со стороны хвостовика. Технический результат - создание надежной конструкции заглушки-клапана для тормозного цилиндра. 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Заглушка-клапан для тормозного цилиндра, содержащая корпус и запорный орган, отличающаяся тем, что она снабжена нагруженным пружиной толкателем с головкой, имеющим канал для обеспечения возможности отвода рабочей среды из полости тормозного цилиндра, и манжетой, на свободном конце толкателя установлен запорный орган, а манжета установлена в корпусе между пружиной и головкой толкателя с обеспечением герметичного контакта с корпусом, при этом корпус имеет сквозной ступенчатый канал, в котором толкатель размещен с обеспечением возможности продольного возвратно-поступательного перемещения.2. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что корпус имеет на наружной поверхности резьбу для установки его в тормозной цилиндр.3. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что корпус имеет хвостовик.4. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что запорный орган выполнен в виде клапана, установленного на толкателе со стороны тормозного цилиндра снаружи корпуса с обеспечением возможности герметичного контакта с седлом клапана в закрытом состоянии.5. Заглушка-клапан по п.4, отличающаяся тем, что клапан выполнен из упругого материала.6. Заглушка-клапан по п.5, отличающаяся тем, что клапан выполнен из термопластичного эластомера.7. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что толкатель выполнен двухступенчатым с увеличением диаметра от первой ступени ко второй, заканчивающейся головкой, причем канал толкателя расположен в его второй ступени, имеет последовательный ряд расположенных вдоль оси канала сквозных окон и выполнен глухим со стороны первой ступени, расположенной вне корпуса.8. Заглушка-клапан по п.1 или 7, отличающаяся тем, что канал толкателя выполнен аксиальным.9. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что пружина выполнена в виде цилиндрической пружины сжатия, одни опорные витки которой прилегают к внутренней торцевой поверхности полости корпуса со стороны хвостовика, а другие опорные витки размещены в манжете.10. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что между опорными витками пружины и манжетой установлена шайба.11. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что манжета выполнена из упругого материала.12. Заглушка-клапан по п.11, отличающаяся тем, что манжета выполнена из термопластичного эластомера.13. Заглушка-клапан по п.6 или 12, отличающаяся тем, что в качестве термопластичного эластомера использован термопластичный эластомер “Хайтрел”.14. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что она в закрытом положении снабжена съемным защитным колпачком, установленным на хвостовике.15. Заглушка-клапан по п.14, отличающаяся тем, что защитный колпачок выполнен из конструкционного термопластичного материала в виде стаканчика с глухим дном.16. Заглушка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что она в открытом положении дополнительно снабжена съемным открывающим элементом.17. Заглушка-клапан по п.16, отличающаяся тем, что съемный открывающий элемент выполнен в виде подвижного штуцера с внешним выступом для подключения шланга и фиксатора для установки подвижного штуцера в полости корпуса со стороны хвостовика.18. Заглушка-клапан по п.17, отличающаяся тем, что подвижный штуцер выполнен вытянутым вдоль своей оси, имеет открытую кольцевую проточку с плечиками со стороны толкателя для взаимодействия с манжетой и установлен в корпусе с возможностью взаимодействия под воздействием фиксатора сначала с манжетой, а затем с толкателем.19. Заглушка-клапан для тормозного цилиндра по п.17, отличающаяся тем, что в качестве фиксатора использована накидная гайка.