ОПТИМИЗИРОВАННАЯ КЛАПАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ, ЛАМЕЛЬ КЛАПАНА И ЛОВИТЕЛЬ КЛАПАНА С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ ДЕМПФИРОВАНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК F04B39/10 F16K15/16 

Изобретение относится к клапанному устройству для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, например для приведения в действие тормозного механизма.

В области железнодорожного подвижного состава или рельсовых транспортных средств нередко используются поршневые компрессоры для вырабатывания сжатого воздуха, например для приведения в действие тормозного механизма. Существуют принципиально различные конструкции. Поршневые компрессоры, в частности безмасляные компрессоры, в принципе, зарекомендовали себя, однако еще оставляют пространство для усовершенствований. Изобретение касается усовершенствования таких поршневых компрессоров. Важной темой, которая до сих пор еще не была в фокусе разработок в области рельсовых транспортных средств, является шумовая характеристика поршневых компрессоров, в частности чередующееся движение функциональных деталей негативно сказывается на шумоизлучающей характеристике.

В известных поршневых компрессорах для вырабатывания сжатого воздуха используются клапанные устройства, причем поршневой компрессор содержит пластину клапана с несколькими отверстиями для вырабатываемого сжатого воздуха. Клапанные устройства содержат ловитель клапана и подвижную относительно ловителя клапана ламель клапана для открывания и закрывания отверстия для сжатого воздуха. Движение ламели клапана возбуждается разностью давлений между камерой сжатия и воздушными камерами в головке цилиндра поршневого компрессора. При этом именно в начале цикла открывания возникают очень большие разности давлений и, тем самым, очень высокие, действующие на ламель клапана силы ускорения. Из-за высокой силы ускорения ламель клапана, будучи неприторможенной, ударяет с большой скоростью о ловитель пластины.

Авторы изобретения обнаружили, что характеристика клапанного устройства оказывает заметное влияние на общее шумоизлучение. Эти излучения возникают как за счет возбуждения воздушных объемов движением клапана, так и за счет упора клапана в пластину клапана или соответствующий ловитель клапана. Помимо возбуждения шума движение клапана может влиять также на характер массового потока и, тем самым, на коэффициент подачи. Это, в свою очередь, оказывает непосредственное влияние на эффективность компрессора.

Ловители клапанов изготавливаются, как правило, в виде простой детали из листовой стали. Как ловитель клапана, так и ламель клапана имеют плоскую пластинчатую или шайбообразную структуру. В открытом состоянии клапана его ламель прилегает своей верхней стороной плашмя к нижней стороне ловителя клапана.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является известное из US 2302447 A (опубл. 17.11.1942) клапанное устройство для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, содержащее пластину клапана с отверстием для сжатого воздуха, ловитель клапана и гибкую и/или подвижную относительно ловителя клапана ламель клапана для открывания и закрывания отверстия для сжатого воздуха и выполненное с возможностью взаимодействия с ламелью клапана демпфирующее и/или притормаживающее устройство. За счет движения поршня в цилиндре и связанных с этим сжатия и расширения воздуха в цилиндре в результате возникающих разностей давлений между цилиндром и воздушными объемами (со стороны всасывания и со стороны напора) механически возбуждается открывание клапанного устройства. На движение ламели клапана влияют ее внутренние силы, инерция массы и воздействующие снаружи, вызванные, в частности, воздухом усилия. Вызванные воздухом усилия действуют для начала открывания на верхней и нижней сторонах ламели клапана. Последняя обкатывается при движении в направлении ловителя клапана по этому ловителю. При этом изменяются тогда площадь контакта между ламелью клапана и ловителем клапана и, тем самым, также воздействующие усилия на обращенной к ловителю клапана поверхности ламели клапана.

Задача изобретения состоит в преодолении недостатков уровня техники, в частности в снижении шума и/или улучшении характера массового потока в поршневых компрессорах.

Эта задача решается посредством объектов, охарактеризованных в независимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению, создано клапанное устройство для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для создания сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве. Поршневые компрессоры используются в области железнодорожного подвижного состава или рельсовых транспортных средств, например для приведения в действие тормозного механизма. Обычно поршневые компрессоры делятся на поршневые компрессоры с масляной смазкой и безмасляные поршневые компрессоры. Родовые поршневые компрессоры включают в себя пластину клапана с отверстием для вырабатываемого сжатого воздуха. Сжатый воздух может вырабатываться и/или накапливаться, например, в камере сжатия и/или через отверстие отдаваться в воздушную камеру, например в головке цилиндра поршневого компрессора.

Согласно изобретению, клапанное устройство включает в себя ловитель клапана и гибкую и/или подвижную относительно ловителя клапана ламель клапана для открывания и закрывания отверстия для сжатого воздуха. Например, ламель клапана может быть установлена гибко, что обеспечивает ее движение по отношению к ловителю клапана для регулирования потока сжатого воздуха. При этом ламель клапана может состоять из гибкого упругого материала или содержать его и, в частности, упруго деформироваться для открывания и закрывания отверстия для сжатого воздуха. При обратном движении, т.е. для закрывания и/или открывания отверстия для сжатого воздуха, вследствие упругой деформации в одном направлении движения ламели клапана может возникнуть возвратное усилие, которое движет ламель клапана снова в другом направлении. Например, ламель клапана может быть выполнена так, что возвратное усилие упругой деформации будет действовать в направлении закрывания, в результате чего, если к ламели клапана не приложено встречное или перестановочное усилие, она находится в закрытом состоянии, т.е. закрывает отверстие для сжатого воздуха. Для его открывания используется разность давлений между камерой сжатия и воздушными камерами поршневого компрессора. Перестановочное усилие для открывания отверстия для сжатого воздуха, в частности господствующая при этом разность давлений вверх по потоку перед ламелью клапана и вниз по потоку за ней, превышает при открывании отверстия для сжатого воздуха возвратное усилие упругой деформации ламели клапана.

Согласно изобретению, клапанное устройство отличается тем, что содержит приданное ламели клапана демпфирующее и/или притормаживающее устройство. Оно должно быть способно демпфировать и/или притормаживать движение ламели клапана при открывании и закрывании отверстия для сжатого воздуха. Например, демпфирующее и/или притормаживающее устройство может уменьшить скорость и/или ускорение ламели клапана при открывании и закрывании отверстия для сжатого воздуха. Кроме того, возможно, чтобы демпфирующее и/или притормаживающее устройство демпфировало удар ламели клапана по ловителю клапана при открывании и закрывании отверстия для сжатого воздуха и/или удар ламели клапана о пластину клапана при закрывании отверстия для сжатого воздуха. Другими словами, демпфирование между ламелью клапана и ловителем клапана и/или ламелью клапана и пластиной клапана вызывает то, что удар ламели клапана о другой соответствующий компонент оказывается мягче, тише и/или медленнее, так что уменьшается возбуждение колебаний соответственно другого компонента, что приводит к снижению шумоизлучения при занятии ламелью клапана соответствующего положения.

В одном варианте осуществления изобретения демпфирующее и/или притормаживающее устройство содержит аэродинамическое демпфирующее приспособление. Например, демпфирующее и/или притормаживающее устройство реализовано в виде аэродинамического демпфирующего приспособления. Под аэродинамическим демпфирующим приспособлением можно, в целом, понимать то, что для демпфирования и/или притормаживания движения ламели клапана используется воздух, в частности сжатый воздух. Аэродинамическое демпфирующее приспособление оказалось особенно предпочтительным потому, что для демпфирования и/или притормаживания ламели клапана может использоваться и без того имеющийся воздух, в частности сжатый воздух, в частности без необходимости дополнительных, отдельных средств демпфирования и/или притормаживания.

Согласно одному варианту выполнения клапанного устройства, демпфирующее и/или притормаживающее устройство предназначено для выполнения при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана, т.е. при удалении ламели клапана от пластины клапана, воздушного ресивера между ловителем клапана и ламелью клапана за счет того, что, по меньшей мере, временно заключен воздух для демпфирования и/или притормаживания. Воздушный ресивер может быть выполнен так, что необязательно исключен контакт между ламелью клапана и ловителем клапана. Например, воздушный ресивер может быть выполнен так, что он со временем, в частности непрерывно, опорожняется, в результате чего ламель клапана вступает в упорный контакт, который тогда возникает при демпфировании и/или притормаживании. Воздушный ресивер выполнен предпочтительно так, что он поддерживается или остается, по меньшей мере, до тех пор, пока движение ламели клапана не будет демпфировано или приторможено большей частью, в частности, по меньшей мере, на 50%, по меньшей мере, на 60%, по меньшей мере, на 70% или, по меньшей мере, на 80% максимальной скорости и/или максимального ускорения ламели клапана при открывании или закрывании отверстия для сжатого воздуха.

Согласно другому варианту выполнения клапанного устройства, ламель клапана и ловитель клапана согласованы между собой по форме таким образом, что при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана она и ловитель клапана могут, по меньшей мере, частично входить друг в друга. Другими словами, при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана ловитель клапана, по меньшей мере, частично принимает в себя ламель клапана, или наоборот. За счет этого, во-первых, создано особенно компактное демпфирующее и/или притормаживающее устройство. Кроме того, конструктивно простым образом достигнута возможность создания аэродинамического демпфирующего приспособления, причем при вхождении друг в друга ламели клапана и ловителя клапана между ними образуется воздушный ресивер, в результате чего воздух притормаживает и/или демпфирует движение ламели клапана относительно ловителя клапана. Например, ламель клапана и ловитель клапана могут входить друг в друга телескопически.

В другом варианте осуществления изобретения ловитель клапана или ламель клапана содержит фартук, который рассчитан и/или расположен на ловителе клапана или ламели клапана по отношению к соответственно другому компоненту из ловителя клапана и ламели клапана таким образом, что при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана фартук, по меньшей мере, местами охватывает внешний контур соответственно другого компонента из ловителя клапана и ламели клапана. Например, фартук может охватывать, по меньшей мере, 20%, в частности, по меньшей мере, 30%, по меньшей мере, 40% или, по меньшей мере, 50% внешнего контура охватываемого компонента. При открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана она непрерывно движется в направлении пластины клапана. Фартук, называемый также демпфирующим и/или притормаживающим фартуком, выступает в направлении соответственно другого компонента из ловителя клапана и ламели клапана, на котором фартук отсутствует, так что фартук по мере движения открывания ламелью клапана, в частности непрерывно, перекрывает торцевую внешнюю периферийную стенку ловителя клапана или ламели клапана. Как только будет достигнуто перекрытие между фартуком и ламелью клапана или ловителем клапана, между ними образуется воздушный ресивер, так что движение ламели клапана может быть приторможено и/или демпфировано. За счет перекрытия фартука и ловителя клапана или ламели клапана и выступания фартука от соответствующего компонента, на котором размещен фартук, в имеющемся между ловителем клапана и ламелью клапана свободном пространстве может быть образован воздушный ресивер за счет того, что в нем заключен воздух, который демпфирует или притормаживает движение ламели клапана.

Согласно одному варианту выполнения заявленного клапанного устройства, фартук изготовлен за одно целое с ловителем клапана или ламелью клапана. Например, фартук изготовлен путем пластического или первичного формообразования.

В другом варианте осуществления изобретения фартук расположен на краю ловителя клапана или ламели клапана и проходит вдоль, по меньшей мере, 20%, в частности, по меньшей мере, 30%, по меньшей мере, 40% или, по меньшей мере, 50% контура ловителя клапана или ламели клапана. Например, фартук проходит самое большее на 90%, в частности самое большее на 80%, 70%, или самое большее на 60% ловителя клапана или ламели клапана в зависимости от того, на каком компоненте расположен фартук.

Согласно одному варианту выполнения заявленного клапанного устройства, ламель клапана и ловитель клапана имеют продолговатую форму и закреплены друг на друге, в частности свинчены между собой, в зоне короткого конца. Например, ламель клапана и ловитель клапана могут быть свинчены с пластиной клапана. Фартук расположен или отформован в зоне противоположного короткого конца. При открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана закрепленные друг на друге короткие концы ее и ловителя клапана остаются неподвижными, а противоположный короткий конец фартука совершает движение открывания. Это значит, что амплитуда движения ламели клапана непрерывно возрастает от крепежного короткого конца к короткому концу фартука.

Например, размеры фартука, в частности его высота, согласованы с амплитудой движения ламели клапана.

В другом варианте осуществления изобретения ламель клапана и ловитель клапана выполнены плоскими. При этом фартук проходит перпендикулярно плоской протяженности ламели клапана или ловителя клапана в направлении соответственно другого компонента из ламели клапана и ловителя клапана. За счет того, что фартук выступает от плоской протяженности, в частности от обращенной к соответственно другому компоненту из ламели клапана и ловителя клапана верхней или нижней стороны, фартук входит перед плоской поверхностью в контакт или в зону соответственно другого компонента из ламели клапана и ловителя клапана, в результате чего может образоваться аэродинамическое демпфирующее приспособление, в частности воздушный ресивер между ловителем клапана и ламелью клапана.

Согласно одному варианту выполнения заявленного клапанного устройства, размер фартука по высоте возрастает, в частности непрерывно, в направлении от крепежного короткого конца к короткому концу фартука. Было обнаружено, что в зоне короткого конца фартука происходит главное движение ламели клапана и, следовательно, там необходим наибольший размер фартука по высоте. В направлении крепежного короткого конца высота фартука может уменьшаться, благодаря чему можно сэкономить материал и, тем самым, сократить издержки.

В другом варианте осуществления изобретения ловитель клапана и ламель клапана согласованы между собой по форме таким образом, что при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана между фартуком и внешним контуром соответственно другого компонента из ловителя клапана и ламели клапана, охватываемого фартуком, предусмотрен или остается щель. Через нее воздух может выходить из образованного между ловителем клапана и ламелью клапана воздушного ресивера, который образует, в частности, динамическое демпфирующее приспособление. Например, с помощью фартука можно использовать выходящий или входящий сжатый воздух из объема цилиндра или впускного объема, чтобы с этим противодавлением препятствовать выходу воздуха между ловителем клапана и ламелью клапана. Время нахождения накопленного сжатого воздуха, тем самым, увеличивается, что усиливает демпфирующее и/или притормаживающее свойство фартука.

Согласно одному варианту выполнения заявленного клапанного устройства, за счет сечения щели между фартуком и внешним контуром соответственно другого компонента из ламели клапана и ловителя клапана, охватываемого фартуком, регулируется демпфирующее и/или притормаживающее действие ламели клапана. Например, сечение щели и возникающая на его основе скорость выходящего воздуха определяют по отношению к скорости ламели клапана демпфирующее свойство ламели клапана.

В другом варианте осуществления изобретения клапанное устройство содержит пластину клапана с отверстием для сжатого воздуха. При этом ламель клапана взаимодействует с пластиной клапана таким образом, что в закрытом состоянии ламель клапана закрывает отверстие для сжатого воздуха и демпфирующее и/или притормаживающее устройство способно демпфировать и/или притормаживать движение ламели клапана для закрывания отверстия для сжатого воздуха. Согласно изобретению, было обнаружено, что взаимодействующее с ламелью клапана демпфирующее и/или притормаживающее устройство может быть использовано также для того, чтобы снизить шумоизлучение при закрывании клапанного устройства, т.е. при упоре ламели клапана в пластину клапана, имеющую седло клапана. Следовательно, по сравнению с уровнем техники снижено общее шумоизлучение клапанного устройства.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, при закрывании отверстия для сжатого воздуха ламелью клапана создается разрежение между ловителем клапана и ламелью клапана, которое уменьшает скорость закрывания и/или ускорение закрывания ламели клапана в направлении пластины клапана. Например, из-за ограниченного характера затекания воздуха в образованное между ловителем клапана и ламелью клапана свободное пространство, в частности воздушный ресивер, что объясняется небольшой щелью между ламелью клапана и ловителем клапана, вниз по потоку за ламелью клапана, а именно между нею и ловителем клапана, возникает разрежение. Оно негативно сказывается на ускорении или скорости закрывания ламели клапана. Из-за уменьшения ускорения ламели клапана происходит уменьшение скорости ее удара о пластину клапана. Следовательно, за счет этого можно уменьшить импульс контакта или удар о пластину клапана при закрывании ламели и связанное с этим возбуждение шума. Кроме того, можно положительно повлиять на момент закрывания и, тем самым, на массовый поток. За счет геометрической формы демпфирующего и/или притормаживающего фартука и геометрического выполнения щели между ламелью клапана и ловителем клапана, в частности щели между фартуком и соответственно другим компонентом из ламели клапана и ловителя клапана, на котором фартук отсутствует, можно, тем самым, регулировать массовый поток, т.е. протекающий через клапанное устройство поток сжатого воздуха.

Согласно другому аспекту изобретения, который может быть комбинирован с предыдущими аспектами и вариантами выполнения, создан ловитель клапана для клапанного устройства для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для вырабатывания сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве. Клапанное устройство может быть выполнено, например, согласно одному из описанных выше аспектов или вариантов. Поршневые компрессоры используются в области железнодорожного подвижного состава или рельсовых транспортных средств, например для приведения в действие тормозного механизма. Вообще, поршневые компрессоры делятся на поршневые компрессоры с масляной смазкой и безмасляные поршневые компрессоры. Родовые поршневые компрессоры включают в себя пластину клапана с отверстием для вырабатываемого сжатого воздуха. Сжатый воздух может вырабатываться и/или накапливаться, например, в камере сжатия и/или через отверстие отдаваться в воздушную камеру, например в головке цилиндра поршневого компрессора.

Заявленный ловитель клапана имеет плоскостную протяженность с обращаемой к ламели клапана для регулирования потока сжатого воздуха стороной, в частности нижней стороной, на которой предусмотрен ориентированный, в частности перпендикулярно плоскостной протяженности, фартук, выполненный с возможностью охвата, по меньшей мере, местами внешнего контура ламели клапана. У этой стороны речь может идти, например, о нижней стороне ловителя клапана. Фартук выполнен, в частности, с возможностью охвата, по меньшей мере, местами внешнего контура ламели клапана в закрытом состоянии клапанного устройства.

Ясно, что приведенные в отношении клапанного устройства рассуждения относятся аналогичным образом к заявленному ловителю клапана.

Согласно другому аспекту изобретения, который может быть комбинирован с предыдущими аспектами и вариантами выполнения, создана ламель клапана для выполненного, в частности, согласно одному из описанных выше аспектов или вариантов. лапанного устройства поршневого компрессора, в частности безмасляного, для вырабатывания сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве. Поршневые компрессоры используются в области железнодорожного подвижного состава или рельсовых транспортных средств, например для приведения в действие тормозного механизма. Вообще, поршневые компрессоры делятся на поршневые компрессоры с масляной смазкой и безмасляные поршневые компрессоры. Родовые поршневые компрессоры включают в себя пластину клапана с отверстием для вырабатываемого сжатого воздуха. Сжатый воздух может вырабатываться и/или накапливаться, например, в камере сжатия и/или через отверстие отдаваться в воздушную камеру, например в головке цилиндра поршневого компрессора.

Заявленная ламель клапана имеет плоскостную протяженность с обращаемой к ловителю клапана для регулирования потока сжатого воздуха стороной, в частности верхней стороной, на которой предусмотрен ориентированный, в частности перпендикулярно плоскостной протяженности, фартук, выполненный с возможностью охвата, по меньшей мере, местами внешнего контура ловителя клапана в закрытом состоянии клапанного устройства.

Следует учесть, что приведенные в отношении клапанного устройства доводы должны аналогичным образом относиться к заявленной ламели клапана.

Согласно другому аспекту изобретения, который может быть комбинирован с предыдущими аспектами и вариантами выполнения, создан поршневой компрессор, в частности безмасляный поршневой компрессор, для вырабатывания сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве. Заявленный поршневой компрессор содержит выполненное по одному из предыдущих аспектов или вариантов клапанное устройство, заявленную ламель клапана и/или заявленный ловитель клапана.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.

Ниже другие свойства, признаки и преимущества изобретения поясняются с помощью описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:

- фиг. 1: перспективный вид примера выполнения заявленного клапанного устройства;

- фиг. 2: подробный перспективный разрез клапанного устройства по фиг. 1;

- фиг. 3: подробный разрез по фиг. 2 на виде сбоку;

- фиг. 4: разрез другого примера выполнения заявленного клапанного устройства;

- фиг. 5: клапанное устройство по фиг. 4 в перспективе;

- фиг. 6: разрез другого примера выполнения заявленного клапанного устройства;

- фиг. 7: разрез клапанного устройства по фиг. 6 в перспективе;

- фиг. 8: клапанное устройство по фиг. 6 и 7 в перспективе.

Заявленное клапанное устройство 1 предназначено для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для вырабатывания сжатого воздуха, например в рельсовом транспортном средстве. Клапанное устройство 1 содержит пластину 3 клапана, которая может быть выполнена плоской и тонкостенной, причем под термином «тонкостенная» следует понимать то, что протяженность пластины 3 клапана в ее плоскости заметно больше, чем толщина ее стенки. Пластина 3 клапана имеет несколько сквозных отверстий 5, чтобы можно было использовать ее в по-разному рассчитанных и/или выполненных поршневых компрессорах. Сквозные отверстия 5, используются в качестве отверстий для вырабатываемого сжатого воздуха или для закрепления других компонентов клапанного устройства 1. Кроме того, клапанная пластина 3 имеет четыре равномерно распределенных и расположенных в ее краевой зоне крепежных отверстия 31, которые служат, например, для свинчивания и/или центрирования клапанной пластины 3 на цилиндре или головке цилиндра (не показано).

На фиг. 1 клапанное устройство 2 содержит четыре клапана 7, посредством которых может открываться и закрываться приданное соответствующему клапану 7 отверстие 5 для сжатого воздуха, чтобы соответственно обеспечить и прервать поток сжатого воздуха через отверстие 5.

Ниже подробно описана конструкция клапанного устройства 1. На фиг. 1 изображен вид сверху ловителя 9 соответствующего клапана 7. Далее видно, что пластина 3 может иметь, например, в основном, восьмиугольную структуру, причем соответствующие углы могут быть скруглены. Ясно, что пластина клапана может иметь любые другие формы сечения, причем сечение зависит, в основном, от имеющегося в распоряжении пространства внутри поршневого компрессора.

В изображенном на фиг. 2 состоянии клапанного устройства 1 речь идет о закрытом состоянии. Ламель 15 клапана плашмя прилегает к пластине 3 клапана и закрывает сверху отверстие 5 для сжатого воздуха. Ламель 15 клапана может состоять из гибкого упругого материала или содержать его, чтобы для открывания и/или закрывания отверстия 5 для сжатого воздуха деформироваться, в частности упруго, а при движении во встречном направлении использовать возвратное усилие упругой деформации ламели 15 клапана. Для открывания отверстия 5 для сжатого воздуха используется разность давлений между камерой сжатия и воздушной камерой поршневого компрессора. Например, для открывания отверстия 5 для сжатого воздуха, т.е. для приподнятия ламели 15 клапана из закрытого положения на фиг. 2, разность давлений вверх по потоку перед ламелью 15 клапана и вниз по потоку за ламелью 15 клапана превышает возвратное усилие ее упругой деформации, в результате чего она приподнимается, и сечение отверстия 5 для сжатого воздуха открывается, благодаря чему сжатый воздух может течь через него мимо клапана 7 или его ламели 15 и его ловителя 9.

Как видно на фиг. 2, сечение ловителя 9 клапана сужается от крепежного короткого конца к короткому концу 21 со стороны сжатого воздуха. В варианте на фиг. 2 это реализовано за счет того, что обращенная к ламели 15 клапана нижняя сторона 23 ловителя 9 клапана выполнена косой. Таким образом, между ламелью 15 клапана и ловителем 9 клапана образовано свободное пространство 25, которое в своем сечении непрерывно увеличивается в направлении короткого конца 21 со стороны сжатого воздуха. Это свободное пространство 25 позволяет гибкой или подвижной относительно ловителя 9 клапана ламели 15 клапана приподниматься от пластины 3 клапана, чтобы открыть отверстие 5 для сжатого воздуха.

Согласно изобретению, клапанное устройство 1 содержит далее взаимодействующее с ламелью 15 клапана демпфирующее и/или притормаживающее устройство 27. Оно выполнено с возможностью демпфирования, притормаживания или замедления удара ламели 15 клапана о ловитель 9 клапана при открывании и закрывании отверстия 5 для сжатого воздуха и/или удара ламели 15 клапана о пластину 3 клапана при закрывании отверстия 5 для сжатого воздуха, благодаря чему уменьшается возбуждение колебаний ловителя 9 клапана и ламели 15 клапана, в результате чего происходит снижение шумоизлучения при работе клапанного устройства 1.

Демпфирующее и/или притормаживающее устройство 27 содержит фартук 29, который на фиг. 2-5 расположен на ловителе 9 клапана, а на фиг. 6-8 - на ламели 15 клапана. Фартук 29 рассчитан и/или согласован по форме с соответственно другим компонентом, на котором он отсутствует, таким образом, что при открывании отверстия 5 для сжатого воздуха ламелью 15 клапана фартук 29, по меньшей мере, местами охватывает внешний контур соответственно другого компонента. Фартук 29, по меньшей мере, в зоне короткого конца 21 со стороны сжатого воздуха расположен на ловителе 9 клапан или ламели 15 клапана и проходит, в основном, перпендикулярно плоскостной протяженности ламели 15 клапана или ловителя 9 клапана в направлении соответственно другого компонента из ламели 15 клапана и ловителя 9 клапана. За счет этого ловитель 9 клапана и ламель 15 клапана при перестановочном движении ламели 15 клапана, т.е. при открывании отверстия 5 для сжатого воздуха, могут входить друг в друга. При вхождении друг в друга ламели 15 клапана и ловителя 9 клапана между ними вследствие охватывающего или обрамляющего соответственно другой компонент фартука 29 образуется воздушная подушка, которая вызывает демпфирование и/или притормаживание ламели 15 клапана. В частности, воздушная подушка образуется за счет того, что между ламелью 15 клапана и ловителем 9 клапана образуется воздушный ресивер, в котором, по меньшей мере, временно заключен воздух для демпфирования и/или притормаживания ламели 15 клапана. Под выражением «по меньшей мере, временно» следует понимать то, что между фартуком 29 и соответствующим внешним контуром другого компонента из ламели 15 клапана и ловителя 9 клапана имеется незначительная щель, в частности размером два-три десятых миллиметра, через которую из воздушного ресивера могут выходить незначительные количества воздуха. Эффект воздушной подушки ощутим, прежде всего, при движении открывания ламели 15 клапана, т.е. при движении из упорного или закрывающего контакта с пластиной 3 клапана в направлении противоположного ловителя 9 клапана.

При повторном закрывании отверстия 5 для сжатого воздуха, т.е. когда возвратное усилие упругой деформации ламели 15 клапана снова превысит разность давлений вниз по потоку за ней и вверх по потоку перед ней, в результате чего она вытесняется в свое закрывающее положение или в упорный или закрывающий контакт с пластиной 3 клапана, при удалении ламели 15 клапана от ловителя 9 клапана между ловителем 9 клапана и ламелью 15 клапана возникает разрежение, которое оказывает подсасывающее действие на ламель 15 клапана. За счет этого уменьшается скорость закрывания и/или ускорение закрывания ламели 15 клапана в направлении пластины 3 клапана, в результате чего удар о пластину 3 клапана демпфируется или притормаживается, и, тем самым, уменьшается возбуждение колебаний, которое создало бы шумоизлучение.

На фиг. 3-5, в частности, видно, что при перестановочном движении ламели 15 клапана она и ловитель 9 клапана входят друг в друга. На фиг. 3-5, где фартук 29 расположен со стороны ловителя клапана, ламель 15 клапана входит в ловитель 9 клапана так, что фартук 29 охватывает или окружает внешний контур ламели 15 клапана, по меньшей мере, в зоне ее короткого конца со стороны сжатого воздуха.

Вариант выполнения клапанного устройства 1 на фиг. 4, 5 отличается от варианта на фиг. 2, 3, в основном, тем, что ловитель 9 клапана имеет постоянный размер сечения, однако имеет криволинейный участок 31, который ориентирован под углом к плоскостной протяженности пластины 3 клапана для образования свободного пространства 25 для обеспечения перестановочного движения ламели 15 клапана.

Вариант на фиг. 6-8 отличается от предыдущих вариантов, в основном, тем, что фартук 29 демпфирующего и/или притормаживающего устройства 27 расположен на ламели 15 клапана. При перестановочном движении ламели 15 клапана фартук 29 окружает или охватывает внешний контур ловителя 9 клапана, по меньшей мере, в зоне короткого конца 21 ловителя 9 клапана. Технический эффект и действие демпфирующего и/или притормаживающего устройства 27 аналогичны фартуку 29, так что можно сослаться на предыдущие рассуждения и описания.

В частности, на фиг. 8, на которой клапанное устройство 1 изображено в перспективе, видно, что размер фартука 29 по высоте непрерывно возрастает от крепежного короткого конца 11 к противоположному короткому концу, в частности приданному короткому концу 21 фартука короткому концу. Следовательно, размер фартука 29 по высоте согласован с наклоном ловителя 9 клапана, в частности его криволинейным участком 31 или его нижней стороной 23, так что между ламелью 15 клапана и ловителем 9 клапана может быть образован надежный воздушный ресивер для образования воздушной подушки. В изобретении используется так и так имеющийся сжатый воздух для образования аэродинамического демпфирующего приспособления, которое служит для снижения общего шумоизлучения клапанного устройства.

Раскрытые в описании, на фигурах и в формуле изобретения признаки могут иметь значение для реализации изобретения в различных вариантах его осуществления как по отдельности, так и в любой комбинации.

Перечень ссылочных позиций

1 - клапанное устройство

3 - пластина клапана

5 - отверстие для сжатого воздуха

7 - клапан

9 - ловитель клапана

11 - короткий конец

13 - крепежное устройство

15 - ламель клапана

17 - короткий конец

19 - отверстие

21 - короткий конец

23 - нижняя сторона

25 - свободное пространство

27 - демпфирующее и/или притормаживающее устройство

29 - фартук

31 - крепежное отверстие

Изобретение относится к клапанному устройству для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, например для приведения в действие тормозного механизма. Клапанное устройство (1) для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, содержит пластину (3) клапана с отверстием для сжатого воздуха, ловитель (9) клапана и гибкую и/или подвижную относительно ловителя (9) клапана ламель (15) клапана для открывания и закрывания отверстия для сжатого воздуха и выполненное с возможностью взаимодействия с ламелью (15) клапана демпфирующее и/или притормаживающее устройство (27), при этом ловитель (9) клапана или ламель (15) клапана содержит фартук (29), выполненный и/или расположенный на ловителе (9) клапана или ламели (15) клапана по отношению к соответственно другому компоненту с возможностью охвата, по меньшей мере, участками внешнего контура соответственно другого компонента при открывании отверстия для сжатого воздуха. Техническим результатом изобретения является снижение шума и/или улучшение характера массового потока в поршневых компрессорах. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Клапанное устройство (1) для поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, содержащее пластину (3) клапана с отверстием для сжатого воздуха, ловитель (9) клапана и гибкую и/или подвижную относительно ловителя (9) клапана ламель (15) клапана для открывания и закрывания отверстия для сжатого воздуха и выполненное с возможностью взаимодействия с ламелью (15) клапана демпфирующее и/или притормаживающее устройство (27), отличающееся тем, что ловитель (9) клапана или ламель (15) клапана содержит фартук (29), выполненный и/или расположенный на ловителе (9) клапана или ламели (15) клапана по отношению к соответственно другому компоненту с возможностью охвата, по меньшей мере, участками внешнего контура соответственно другого компонента при открывании отверстия для сжатого воздуха.

2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что демпфирующее и/или притормаживающее устройство (27) содержит аэродинамическое демпфирующее приспособление.

3. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что демпфирующее и/или притормаживающее устройство (27) выполнено с возможностью образования при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью (15) клапана между нею и ловителем (9) клапана воздушного ресивера, в котором, по меньшей мере, временно заключен воздух для демпфирования и/или притормаживания ламели (15) клапана.

4. Устройство (1) по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что ламель (15) клапана и ловитель (9) клапана согласованы между собой по форме с возможностью, по меньшей мере, частичного введения друг в друга при открывании отверстия для сжатого воздуха.

5. Устройство (1) по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что фартук (29) изготовлен за одно целое с ловителем (9) клапана или ламелью (15) клапана.

6. Устройство (1) по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что фартук (29) расположен на краю ловителя (9) клапана или ламели (15) клапана и проходит вдоль по меньшей мере 20%, в частности по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40% или по меньшей мере 50% контура ловителя (9) клапана или ламели (15) клапана.

7. Устройство (1) по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что ламель (15) клапана и ловитель (9) клапана имеют продолговатую форму и закреплены друг на друге, в частности свинчены, в зоне одного короткого конца, причем фартук (29) расположен в зоне противоположного короткого конца.

8. Устройство (1) по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что ламель (15) клапана и ловитель (9) клапана выполнены плоскостными, а фартук (29) проходит, в основном, перпендикулярно плоскостной протяженности ламели (15) клапана или ловителя (9) клапана в направлении соответственно другого компонента.

9. Устройство (1) по п. 7 или 8, отличающееся тем, что размер фартука (29) по высоте возрастает, в частности непрерывно, в направлении от крепежного короткого конца к короткому концу фартука.

10. Устройство (1) по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что ловитель (9) клапана и ламель (15) клапана согласованы между собой по форме таким образом, что при открывании отверстия для сжатого воздуха ламелью (15) клапана между фартуком (29) и внешним контуром соответственно другого компонента, охватываемым фартуком (29), образована щель, через которую из образованного между ловителем (9) клапана и ламелью (15) клапана воздушного ресивера может выходить воздух.

11. Устройство (1) по п. 10, отличающееся тем, что за счет изменения сечения щели предусмотрена возможность регулирования демпфирующего и/или притормаживающего действие ламели (15) клапана.

12. Устройство (1) по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что содержит пластину (3) клапана с отверстием для сжатого воздуха, причем ламель (15) клапана взаимодействует с пластиной (3) клапана таким образом, что в закрытом состоянии ламель (15) клапана закрывает отверстие для сжатого воздуха, а демпфирующее и/или притормаживающее устройство (27) выполнено с возможностью демпфирования и/или притормаживания движения ламели (15) клапана для закрывания отверстие для сжатого воздуха.

13. Устройство (1) по п. 12, отличающееся тем, что при закрывании отверстия для сжатого воздуха ламелью (15) клапана между нею и ловителем (9) клапана возникает разрежение, которое уменьшает скорость закрывания и/или ускорение закрывания ламели (15) клапана в направлении пластины (3) клапана.

14. Ловитель (9) клапана для выполненного, в частности, по любому из пп. 1-13 клапанного устройства (1) поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, имеющий плоскостную протяженность с обращаемой к ламели (15) клапана для регулирования потока сжатого воздуха стороной, на которой предусмотрен ориентированный, в частности перпендикулярно плоскостной протяженности, фартук (29), выполненный с возможностью охвата, по меньшей мере, местами внешнего контура ламели (15) клапана.

15. Ламель (15) клапана для выполненного, в частности, по любому из пп. 1-13 клапанного устройства (1) поршневого компрессора, в частности безмасляного, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, имеющий плоскостную протяженность с обращаемой к ловителю (9) клапана для регулирования потока сжатого воздуха стороной, на которой предусмотрен ориентированный, в частности перпендикулярно плоскостной протяженности, фартук (29), выполненный с возможностью охвата, по меньшей мере, местами внешнего контура ловителя клапана.

16. Поршневой компрессор, в частности безмасляный, для выработки сжатого воздуха в рельсовом транспортном средстве, содержащий выполненное по любому из пп. 1-13 клапанное устройство, выполненную по п. 15 ламель (15) клапана и/или выполненный по п. 14 ловитель (9) клапана.