СПОСОБ БЛОКИРОВКИ ТОРМОЗОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТЯГОВОГО СРЕДСТВА Российский патент 2005 года по МПК B61H13/02 B60T15/60 

Область техники к которой относится изобретение

Изобретение относится к тормозным системам железнодорожных тяговых средств и может быть использовано на локомотивах, мотрисах, электро- и дизельпоездах, имеющих два и более постов управления.

Уровень техники

Известен способ блокировки тормозов железнодорожного тягового средства с несколькими постами управления, базовая тормозная система которых может включать в себя как автоматический пневматический тормоз (для торможения поезда в целом), так и вспомогательный пневматический тормоз (для автономного торможения тягового средства). Управление этими тормозами возможно лишь при условии выполнения основной процедуры блокировки тормозов - разобщения в нерабочем посту управления и сообщения в рабочем посту управления крана машиниста с тормозной магистралью и дополнительной процедуры - аналогичного разобщения и сообщения крана вспомогательного тормоза с магистралью тормозных цилиндров /1, с.117, абз. 5-7/. Причем на некоторых типах железнодорожных тяговых средств процедура разобщения в нерабочем посту управления и сообщения в рабочем посту управления крана вспомогательного тормоза с магистралью тормозных цилиндров не требуется. Последнее связано либо с отсутствием вспомогательного пневматического тормоза (например, моторвагонный подвижной состав), либо с наличием двух магистралей тормозных цилиндров (например, электровозы серии ЧС). Указанные основную и дополнительную процедуры осуществляют с использованием разобщительных кранов. Недостатками известного способа являются невозможность управления пневматическими тормозами железнодорожного тягового средства при нарушении нормированного порядка осуществления упомянутых процедур и возможность при этом включения режима тяги.

Наиболее близким техническим решением является способ блокировки тормозов железнодорожного тягового средства /2, с.88-91/, при котором в каждом посту управления размещают специальные блокировочные устройства, включаемые с помощью одного ключа-ручки. Такое блокировочное устройство содержит размещенные в общем корпусе клапаны и электрический контакторный элемент, воздействие на которые обеспечивают механически с помощью приводного вала. Вращение этого вала с помощью ключа-ручки в положение для извлечения ключа-ручки возможно только при разряженной тормозной магистрали. В оставляемом посту управления при извлечении ключа-ручки происходит следующее. Упомянутые клапаны одновременно перекрывают каналы, связывающие кран машиниста с питательной и тормозной магистралями, а кран вспомогательного тормоза с питательной и тормозных цилиндров магистралями. Во вводимом в работу посту управления установкой ключа ручки и ее поворотом в неизвлекаемое положение вызывают обратное вращение приводного вала. Этим упомянутыми клапанами обеспечиваются одновременное открытие указанных каналов и сообщение крана машиниста с питательной и тормозной магистралями, а крана вспомогательного тормоза с питательной и тормозных цилиндров магистралями. Сопутствующее этим процедурам размыкание либо замыкание электрического контакторного элемента определяет возможность включения режима тяги железнодорожного тягового средства.

Недостатками такого способа является следующее. Во-первых, отсутствует гарантия исчерпанности выполнения целевого предназначения основной процедуры блокировки тормозов: готовность тормозной системы железнодорожного тягового средства к действию из рабочего поста управления. Связано это с тем обстоятельством, что практически отсутствует непрерывный контроль, например, следующего: в рабочем посту управления - установки ручки крана машиниста в поездное положение, реальности открытого положения пробки комбинированного крана и проч., предопределяющие нормированную зарядку тормозной магистрали для возможности действия автоматического пневматического тормоза; в нерабочем посту управления - нахождения ручки крана машиниста вне отпускных положений, реальность нахождения пробки комбинированного крана в положении двойной тяги и проч., определяющие работоспособность крана машиниста рабочего поста управления. Во-вторых, может иметь место отрицательное влияние на процессы зарядки, торможения и отпуска пневматических тормозов заужение каналов для прохода сжатого воздуха, вызываемое возможностями снижения нормируемого качества резиновых прокладок или уменьшения высоты подъема клапанов /3, с.135-136/. В третьих, как следствие второго, имеет место возможность создания режима тяги железнодорожного тягового средства с незаряженной тормозной магистралью.

Сущность изобретения

Целью предложенного способа является достижение исчерпанности выполнения целевого предназначения основной процедуры блокировки тормозов, исключение заужений каналов для прохода сжатого воздуха и обеспечение возможности создания режима тяги только при заряженной тормозной магистрали.

Поставленная цель достигается следующим. Для возможности управления как автоматическим, так и вспомогательным пневматическими тормозами каждый из постов управления железнодорожным тяговым средством может включать в себя, соответственно: кран машиниста, подключенный с помощью входного отростка через разобщительный кран к питательной магистрали и с помощью магистрального отростка через комбинированный кран к тормозной магистрали; кран вспомогательного тормоза, подключенный с помощью разобщительных кранов к питательной магистрали и к магистрали тормозных цилиндров. Возможность управления автоматическим пневматическим тормозом с помощью крана машиниста обеспечивают условием выполнения основной процедуры блокировки тормозов - его разобщением в нерабочем посту управления и сообщением в рабочем посту управления с тормозной магистралью. При необходимости, возможность управления вспомогательным пневматическим тормозом с помощью крана вспомогательного тормоза обеспечивают условием выполнения дополнительной процедуры блокировки тормозов - его разобщением в нерабочем посту и сообщением в рабочем посту управления с магистралью тормозных цилиндров. Необходимость выполнения указанных процедур обусловливают сопровождением их с синхронным размыканием либо замыканием электрического контакторного элемента, определяющим невозможность либо возможность включения режима тяги железнодорожного тягового средства. Предлагаемый способ блокировки тормозов отличается следующим. К магистральному отростку крана машиниста в каждом посту управления консольно присоединяют атмосферный кран, снабженный пневмозащелкой, электрическим контакторным элементом и личинкой пробки для установки съемного ключа-ручки (одного на железнодорожное тяговое средство). При закрытом положении пробки атмосферного крана исключают сообщение магистрального отростка с атмосферой, а при открытом - обеспечивают сообщение магистрального отростка с атмосферой. Закрытым положением пробки атмосферного крана и наличием нормированного уровня давления сжатого воздуха в тормозной магистрали обеспечивают замыкание упомянутого электрического контакторного элемента и невозможность извлечения ключа-ручки из личинки пробки атмосферного крана. Открытым положением пробки атмосферного крана и отсутствием давления сжатого воздуха в тормозной магистрали обеспечивают размыкание упомянутого электрического контакторного элемента и возможность извлечения ключа-ручки из личинки пробки атмосферного крана. Упомянутую основную процедуру блокировки тормозов предопределяют установкой пробки атмосферного крана в открытое положение в оставляемом посту управления и ее установкой в закрытое положение во вводимом в работу посту управления. При необходимости, осуществление упомянутой дополнительной процедуры блокировки тормозов увязывают с осуществлением установки пробки атмосферного крана в открытое положение в оставляемом посту управления и ее установки в закрытое положение во вводимом в работу посту управления.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения “Новизна” (N). Так, сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает отличия заявляемого решения от известного, заключающиеся в том, что:

1. На каждом посту управления устанавливают атмосферный кран;

2. Указанный атмосферный кран сообщают с магистральным отростком крана машиниста;

3. Сообщение атмосферного крана с магистральным отростком осуществляют консольно;

4. С помощью атмосферного крана обеспечивают возможность сообщения и разобщения магистрального отростка крана машиниста с атмосферой;

5. Контроль положения пробки атмосферного крана с помощью электрического контакторного элемента обусловливают необходимостью наличия нормированной величины давления сжатого воздуха в тормозной магистрали;

6. При необходимости осуществления сообщения или разобщения крана вспомогательного тормоза с магистралью тормозных цилиндров эти операции увязывают с положением пробки дополнительного атмосферного крана.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию “Изобретательский уровень” (IS). Так, сравнение заявляемого решения с известными в технике решениями показывает, что использование дополнительных кранов, варьирование мест их подключения, увязка других элементов с положениями их пробок и давлениями сжатого воздуха широко известны. Однако их внедрение в предлагаемый способ блокировки тормозов железнодорожного тягового средства проявляет следующие новые свойства.

1. Достигается принуждение осуществления основной процедуры блокировки тормозов при необходимости перехода на управление железнодорожным тяговым средством с другого поста управления. Такое принуждение обеспечивают необходимостью:

1.1. Сообщения в оставляемом посту управления магистрального отростка крана машиниста с атмосферой, чем, в свою очередь, предопределяют необходимость:

1.1.1. Оставления ручки крана машиниста вне положений отпуска (нормируемое в /4, п.4.1/), иначе имеет место постоянная разрядка в атмосферу питательной магистрали через кран машиниста, его магистральный отросток и атмосферный кран;

1.1.2. Установления пробки комбинированного крана в положение двойной тяги (нормируемое в /4, п.4.1/), иначе имеет место постоянное сообщение с атмосферой тормозной магистрали через открытый комбинированный кран, магистральный отросток крана машиниста и атмосферный кран;

1.2. Наличия нормируемого уровня давления в тормозной магистрали для возможности включения режима тяги из вводимого в работу поста управления, чем, в свою очередь, предопределяют необходимость:

1.2.1. Разобщения магистрального отростка крана машиниста от атмосферы, чем, в свою очередь, предопределяют необходимость использования ключа-ручки, изъятого из атмосферного крана в оставленном посту управления;

1.2.2. Установки ручки крана машиниста в поездное положение (нормируемой в /4, п.4.2.1/);

1.2.3. Установки пробки комбинированного крана в открытое положение (нормируемое в /4, п.4.2.1/);

1.2.4. Нахождения ручки разобщительного крана на питательном отростке крана машиниста в открытом положении (нормируемое в /4, п.4.1/).

2. Достигается принуждение осуществления, при необходимости, дополнительной процедуры блокировки тормозов при необходимости перехода на управление железнодорожным тяговым средством с другого поста управления. Такое принуждение обеспечивают совмещением этой дополнительной процедуры с выполнением установки пробки атмосферного крана в открытое положение в оставляемом посту управления и ее установки в закрытое положение во вводимом в работу посту управления.

3. Исключается отрицательное влияние блокировки тормозов на процессы зарядки, торможения и отпуска автоматического пневматического тормоза. Достигается это в результате консольного подключения атмосферного крана (выполняющего функцию блокировочного устройства) к магистральному отростку крана машиниста, чем и исключается возможность возникновения заужений каналов для прохода сжатого воздуха между краном машиниста и тормозной магистралью.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию “Промышленная применимость” (1А), так как может быть использовано в базовых тормозных системах железнодорожных тяговых средств.

Перечень фигур

Изобретение поясняется упрощенными пневматическими схемами, реализующими предлагаемый способ блокировки тормозов для двух наиболее характерных вариантов базовой тормозной системы железнодорожного тягового средства и эскизом варианта конструкции устройства блокировки, реализующего предлагаемый способ.

На фиг.1 представлена упрощенная пневматическая схема, реализующая предлагаемый способ блокировки тормозов в базовой тормозной системе железнодорожного тягового средства, требующего осуществления только основной процедуры блокировки тормозов (например, моторвагонный подвижной состав или электровозы серии ЧС). В ее состав входят: кран машиниста 1, подключенный через разобщительный кран 2 к питательной магистрали 3 и через магистральный отросток 4 и комбинированный кран 5 - к тормозной магистрали 6; устройство блокировки тормозов 7, состоящее из электрического контакторного элемента 8, механически связанного с пневмозащелкой 9, которая сообщена с тормозной магистралью 6 и сообщенного с магистральным отростком 4 атмосферного крана 10, пробка которого механически фиксируется в нормируемых положениях пневмозащелкой 9; съемный ключ-ручка (не показан), извлекаемым из личинки хвостовика пробки атмосферного крана 10 только при открытом (сообщающем с атмосферой) положении его пробки.

На фиг.2 представлена упрощенная пневматическая схема, реализующая предлагаемый способ блокировки тормозов в базовой тормозной системе железнодорожного тягового средства, требующего осуществления как основной, так и дополнительной процедуры блокировки тормозов. В ее состав дополнительно входят: кран вспомогательного тормоза 11, подключенный через разобщительный кран 12 к питательной магистрали 3 и через исключаемый из схемы разобщительный кран 13 - к магистрали тормозных цилиндров 14. При этом взамен исключаемого из схемы разобщительного крана 13 используется трехходовой атмосферный кран 10, левый (по схеме) вход которого сообщен с магистральным отростком 4, правый (по схеме) вход - с краном вспомогательного тормоза 11, а выход - с магистралью тормозных цилиндров 14. Трехходовой атмосферный кран 10 обеспечивает как возможность разобщения магистрального отростка 4 от атмосферы с одновременным сообщением крана вспомогательного тормоза 11 с магистралью тормозных цилиндров 14, так и возможность сообщения магистрального отростка 4 с атмосферой с одновременным разобщением крана вспомогательного тормоза 11 от магистрали тормозных цилиндров 14.

На фиг.3 представлен реализующий предлагаемый способ блокировки тормозов железнодорожного тягового средства вариант конструкции устройства блокировки с использованием трехходового атмосферного крана 10, в личинку хвостовика пробки которого устанавливается ключ-ручка 15. На трехходовом атмосферном кране 10 с помощью кронштейна 16 и ниппелей с контргайками 17 и 18 закреплена пневмозащелка 9, которая объединена с электрическим контакторным элементом 8.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Вариант реализации предлагаемого способа блокировки тормозов железнодорожного тягового средства, базовая тормозная система которого требует осуществления как основной, так и дополнительной процедуры блокировки тормозов, представлен на фиг.2 и 3.

В качестве пневмозащелки в нем используется модернизированный пневматический выключатель управления, одновременно выполняющий и функцию электрического контакторного элемента (например, пневматический выключатель управления типа ПВУ-3 /5, с.156-158/). Модернизация заключается в удлинении его штока и выполнении в пробке соответствующего отверстия для прохода удлиненного штока. В качестве атмосферного крана используется модернизированный трехходовой кран (например, трехходовой кран усл. №Э-220, тип 2-2 по ГОСТ 2608-74 /5, с.233/). Модернизация заключается в: выполнении в корпусе крана атмосферного отверстия и в пробке крана - выемки для возможности фиксации пробки удлиненным штоком пневмозащелки; закреплении на корпусе крана личинки хвостовика пробки крана и кронштейна пневмозащелки. В качестве ключа-ручки используется аналогичный узел от блокировочного устройства №367М /5, с.139-144/.

Вариант реализации предлагаемого способа блокировки тормозов железнодорожного тягового средства, базовая тормозная система которого требует осуществления только основной процедуры блокировки тормозов, представленный на фиг.1, отличается от предыдущего тем, в качестве атмосферного крана вместо трехходового используется модернизированный простой разобщительный кран (например, усл. №383, тип 1-2 по ГОСТ 2608-74 /5, с.232/). Его модернизация заключается в аналогичном: выполнении в корпусе крана атмосферного отверстия и в пробке крана - выемки для возможности фиксации пробки удлиненным штоком пневмозащелки; закреплении на корпусе крана личинки хвостовика пробки крана и кронштейна пневмозащелки.

Выполнением по таким вариантам устройства блокировки (в комплекте с дополнительно изготовляемыми деталями, как: личинка хвостовика пробки атмосферного крана; кронштейн 16, ниппелей и контргаек 17, 18 и пр.) обеспечиваются как наибольшие универсальность, надежность и технологичность, так и минимальная стоимость. Достигается это использованием в качестве упомянутых основных узлов - типовых узлов железнодорожных тормозных систем, которые обладают требуемой построечной надежностью, подтвержденной многолетней их эксплуатацией и изготовляемых отечественной промышленностью.

Реализацию предлагаемого способа блокировки тормозов железнодорожного тягового средства рассмотрим на примере осуществления варианта, представленного на фиг.2 и 3.

В оставляемой посту управления производится разрядка тормозной магистрали с помощью крана машиниста 1. При этом ручка крана вспомогательного тормоза 11 переводится в последнее тормозное положение и выжидается время, необходимое для наполнения магистрали тормозных цилиндров 14 до полного давления. После снижения давления в тормозной магистрали 6, когда шток пневмозащелки 9 расфиксирует пробку атмосферного крана 10, осуществляются поворот его пробки и извлечение ключа-ручки 15. Это приводит к сообщению магистрального отростка 4 с атмосферой с одновременным разобщением крана вспомогательного тормоза 11 от магистрали тормозных цилиндров 14. Завершает процедуру блокировки тормозов в оставляемом посту управления перевод ручки комбинированного крана 5 в положение двойной тяги.

Во вводимом в работу посту управления, изъятый в оставленном посту управления, ключ-ручка вставляется в личинку пробки атмосферного крана 10 и поворачивается в противоположное крайнее положение, приводящее к разобщению магистрального отростка 4 от атмосферы и сообщению крана вспомогательного тормоза 11 с магистралью тормозных цилиндров 14. Это позволяет выполнить зарядку тормозной магистрали 6 установленным порядком: установкой ручки крана машиниста 1 в поездное положение и открытием комбинированного крана 5 после зарядки уравнительного резервуара (на фиг.1 и 2 не показаны) до нормированной величины давления. В результате, под действием давления тормозной магистрали 3, удлиненный шток пневмозащелки 9 фиксирует пробку атмосферного крана 10 в установленном положении. Одновременно обеспечиваются замыкание электрического контакторного элемента 7, образующего соответствующую цепь в электрической схеме цепей управления железнодорожного тягового средства, и возможность создания режима его тяги.

Любое нарушение рассмотренной процедуры при переходе на управление тяговым средством из другого поста управления приводит к невозможности создания режима его тяги.

Так, например, если в оставляемом посту управления:

- не будет произведена разрядка тормозной магистрали 6 либо до ее разрядки краном машиниста 1 будет осуществлена постановка ручки комбинированного крана 5 в положение двойной тяги, то поворот пробки атмосферного крана и извлечение из него ключа-ручки будут невозможны. В результате, во вводимом в работу посту управления поворот пробки атмосферного крана 10 в закрытое положение и, в конечном итоге, замыкание электрического контакторного элемента 8, а следовательно, и создание режима тяги невозможны;

- разрядка тормозной магистрали 6 будет произведена, но ручка комбинированного крана 5 не будет переведена в положение двойной тяги, то при попытке во вводимом в работу посту управления осуществить зарядку тормозной магистрали 6, последняя, через оставшийся открытыми в оставленном посту управления комбинированный кран 5, магистральный отросток 4 и атмосферный кран 10 будет интенсивно разряжаться в атмосферу даже в случае попыток возвращения ручки крана машиниста 1 этого поста в поездное положение.

Если же во вводимом в работу посту управления:

- ключ-ручка не будет использован для поворота пробки атмосферного крана 10 или не будет осуществлена зарядка тормозной магистрали 6 установленным порядком, то создание режима тяги будет невозможно из-за остающегося разомкнутым электрического контакторного элемента 8;

- ключ-ручка не будет использован для поворота пробки атмосферного крана 10, но будет осуществлена попытка зарядки установленным порядком тормозной магистрали 6, то будет иметь место разрядка питательной магистрали в атмосферу через кран машиниста 1, магистральный отросток 4 и остающийся открытым атмосферный кран 10. В результате создание режима тяги будет также невозможно;

- ключ-ручка будет использован правильно, зарядка уравнительного резервуара будет осуществлена, но комбинированный кран 5 не будет открыт, то не осуществится замыкание электрического контакторного элемента 8 (из-за несрабатывания пневмозащелки 9 ввиду отсутствия давления в тормозной магистрали 6). В результате создание режима тяги будет также невозможно.

Технический результат

По сравнению с известным использование предлагаемого способа блокировки тормозов железнодорожного тягового средства обеспечивает усиление безопасности движения. Достигается это в результате: принуждения осуществления основной процедуры блокировки тормозов при необходимости перехода на управление железнодорожным тяговым средством из другого поста управления; отсутствия заужений каналов для прохода сжатого воздуха, отрицательно влияющих на процессы зарядки, торможения и отпуска пневматических тормозов; возможности создания режима тяги только при заряженной тормозной магистрали.

Предлагаемый способ блокировки тормозов обладает широкой применимостью в базовых тормозных системах различных видов железнодорожного тяговых средств.

Список использованных источников.

1. Иноземцев В.Г, Казаринов В.М., Ясенцев В.Ф. Автоматические тормоза. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 1981, 464 с.

2. Крылов В.И., Крылов В.В., Лобов В.Н. Приборы управления тормозами. - М.: Транспорт, 1982, 136 с.

3. Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава: Вопросы и ответы. - 3-е изд., стереотипное. - М.: Транспорт, 1987, - 207 с., ил., табл.

4. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог. ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277. - М.: Транспорт, 1994, 96 с.

5. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник. / В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989. - 487 с.: ил., табл. - Библиогр.: с.487.

Изобретение относится к тормозным системам железнодорожных тяговых средств, преимущественно локомотивов, моторвагонного подвижного состава и специального самоходного подвижного состава, имеющих более одного поста управления. Возможность управления тормозами железнодорожного тягового средства определяется выполнением основной процедуры, при которой разобщают и сообщают краны машиниста соответственно в нерабочем и рабочем постах управления с тормозной магистралью. При необходимости выполняют и дополнительную процедуру: разобщают и сообщают краны вспомогательного тормоза аналогичным порядком с магистралью тормозных цилиндров. Выполнением этих процедур обеспечивают возможность включения режима тяги. Обеспечивают принудительное выполнение упомянутой основной процедуры, для чего устанавливают атмосферные краны, с помощью которых консольно сообщают и разобщают с атмосферой соответственно магистральные отростки кранов машиниста нерабочего и рабочего постов управления. Зарядкой тормозной магистрали обусловливают возможность включения режима тяги только из рабочего поста управления, что обеспечивают контролем соответствующего положения пробки атмосферного крана. При необходимости выполнения упомянутой дополнительной процедуры ее увязывают с выполнением основной процедуры. Технический результат: исключение заужений каналов для прохода сжатого воздуха и обеспечение возможности создания режима тяги только при условии зарядки тормозной магистрали. 3 ил.

Способ блокировки тормозов железнодорожного тягового средства при переходе на работу из другого его поста управления, заключающийся в выполнении основной процедуры, при которой кран машиниста разобщают в оставляемом посту управления и сообщают во вводимом в работу посту управления с тормозной магистралью, и при необходимости выполняют и дополнительную процедуру, при которой аналогично разобщают и сообщают кран вспомогательного тормоза с магистралью тормозных цилиндров, а возможность включения режима тяги железнодорожного тягового средства с помощью замыкания электрического контакторного элемента обусловливают выполнением упомянутых процедур, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, на магистральные отростки кранов машиниста консольно устанавливают атмосферные краны с пневмозащелками и электрическими контакторными элементами, и с помощью атмосферных кранов обеспечивают принудительно исчерпывающее выполнение упомянутой основной процедуры, для чего сообщают и разобщают с атмосферой указанные магистральные отростки соответственно нерабочего и рабочего постов управления, а возможность включения упомянутого режима тяги с помощью замыкания электрического контакторного элемента обеспечивают только из рабочего поста управления, что обусловливают контролем с помощью пневмозащелки как соответствующего положения пробки атмосферного крана, так и выполнения зарядки тормозной магистрали, причем при необходимости также и выполнения упомянутой дополнительной процедуры ее увязывают с сообщением и разобщением с атмосферой магистральных отростков кранов машиниста.