Воздухораспределитель ВВМ Советский патент 1983 года по МПК B60T15/18 

(54) ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным приборам подвижного состава. Известен воздухораспределитель, содержащий рабочую камеру, соединенную с отпускным клапаном, камеру дополнительной разрядки магистрали, систему питательных клапанов, связанных с запасным резервуаром, реле давления, связанное с тормозным цилиндром и ускоритель экстренного торможения 1. Недостатком данного воздухораспределителя является наличие в рабочей камере давления более высокого, чем в тормозной магистрали в тормозном положении, что приводит к повышению опасности самопроизвольного отпуска тормозов, особенно при длительном торможении, долгий отпуск тормозов, сравнительно медленная зарядка запасных резервуаров. Наиболее близким к изобретению является воздухораспределитель, содержащий соединеннью между собой главную часть, двухкамерный резервуар с рабочей камерой и камерой, сообщающейся с тормозной магистралью, и магистральную часть с магистральной и атмосферной камерами, канал, соединяющий через обратный клапан тормозную магистраль с запасным резервуаром, установленным в магистральной части клапан дополнительной разрядки магистрали, переключатель режимов, отпускной клапан с механизмом его управления, реле давления и штуцеры, соединенные с тормозной магистралью, запасным резервуаром и тормозным ш линдром 2. Недостатками данного воздухораспределителя являются наличие в рабочей камере Bi тормозном положении более высокого давления, чем в тормозной магистрали, возможность поддержания которого на должном уровне отсутствует, что может привести к самопроизвольному отпуску тормозов, отсутствие возможности повторного сраба1;ывания на торможение при ошибочном выпуске сжатого воздуха из рабочей камеры, неготовность к очередному торможению после постановки ручки крана машиниста в отпускное положение, пока не произойдет полный отпуск на равнинном режиме, невозможность после торможения зарядки запасных резервуаров выше установившегося давления в тормозной магистрали без отпуска тормозов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей воздухораспределителя. Указанная цель достигается тем, что воздухораспределитель, содержащий соединенные между собой двухкамерный резервуар с рабочей камерой и камерой, сообщающейся с тормозной магистралью, и магистральную часть с магистральной и атмосферной камерами, канал, соединяющий через обратный клапан тормозную магистраль с запасным резервуаром, установленную в магистральной части клапанную систему дополнительной разрядки магистрали, переключатель режимов, отпускной клапан и механизм его управления, реле давления и штуцеры, соединенные с тормозной магистралью, запасным резервуаром и тормозным цилиндром, снабжен реле времени, пневматическим редуктором, соединенным с запасным резервуаром и с рабочей камерой через установленную в ней клапанную систему регулирования давления, один из клапанов которой механически связан с реле времени, а также с установленной между двухкамерным резервуаром и магистральной частью диафрагмой, имеющей отверстие для соединения камеры двухкамерного резервуара, в которой смонтировано реле времени, с тормозной магистралью через клапан блокировки отпуска тормозов. Клапанная система регулирования давления в рабочей камере содержит впускной клапан, полость которого соединена с поршневой камерой пневматического редуктора, взаимодействующий с установленным в рабочей камере выпускным клапаном, имеющим боковой отвод в атмосферу и дроссельное отверстие, соединяющее рабочую камеру с полостью отпускного клапана. Реле времени выполнено в виде установленного в камере двухкамерного резервуара стержня, соединенного с диафрагмой и шарнирно связанного с концом рычага, который в средней части герметично закреплен с возможностью поворота в отверстии между камерами двухкамерного резервуара, а другой конец которого расположен с зазором в отверстии выпускного клапана клапанной системы регулирования давления в рабочей камере. Отпускной клапан установлен на стыке между двухкамерным резервуаром и магистральной частью в отверстии диафрагмы и выполнен двухседельчатым, при посадке на одно седло разъединяющим свою полость и атмосферу, а при посадке на другое- перекрывающим канал, соединяющий рабочую камеру с поршневой полостью пневматического редуктора и соединяющим рабочую камеру с атмосферой. Механизм управления отпускным клапаном выполнен в виде шайбы с вырезами для взаимодействия с фиксатором переключателя режимов и фиксатором положения отпускного клапана. Между магистральной и атмосферной камерами установлен клапан блокировки дополнительной разрядки магистрали, хвостовик которого прижат пружиной к участку диафрагмы со стороны атмосферной камеры, причем другая сторона этого участка диафрагмы присоединена к камере двухкамерного резервуара, в которой установлено реле времени. Кроме того, воздухораспределитель снабжен дополнительным каналом, соединяющим через дроссельное отверстие и обратный клапан запасный резервуар с тормозной магистралью. Такое выполнение устройства позволяет обеспечить поддержание на нужном уровне давления в рабочей камере при экстренном торможении за счет подпитки через пневматический редуктор, что облегчается также тем, что на ряде режимов работы давление в рабочей камере устанавливается ниже, чем в запасном резервуаре, откуда производится ее подпитка. Снижается склонность воздухораспределителя к самопроизвольному отпуску. Возможно немедленное повторное приведение тормозов в действие при ошибочном выпуске сжатого воздуха из рабочей камеры при возврате отпускного клапана на прежнее место, а для исключения таких ошибок предусмотрена фиксация механизма управления отпускным клапаном. Возможно осуществление зарядки запасных резервуаров медленным темпом после торможения выще установившегося давления в тормозной магистрали без отпуска тормозов. Бл одаря осуществлению дополнительной разрядки тормозной магистрали при экстренном торможении сокращается тормозной путь. На фиг. 1 изображен воздухораспределитель, общий вид, разрез; на фиг. 2 - пневматический редуктор, разрез; на фиг. 3- отпускной клапан с механизмом управления. Воздухораспределитель содержит соединенные между собой по фланцам двухкамерный резервуар 1 и магистральную часть 2, между которыми зажата диафрагма 3. Двухкамерный резервуар 1 имеет рабочую камеру 4 и камеру 5, сообщающуюся с тормозной магистралью через магистральную камеру 6. Воздухораспределитель штуцером 7 соединен с запасным резервуаром, штуцером 8 - с тормозным цилиндром и штуцером 9 - с тормозной магистралью. В камере 5 двухкамерного резервуара установлено реле времени, выполненное в виде стержня 10, соединенного с диафрагмой 3 и связанного шарниром 11 с концом рычага 12, который в средней части герметично закреплен , с возможностью поворота в отверстии 13 между камерами двухкамерного резервуара 1. Другой конец этого рычага расположен с зазором в отверстии 14 выпускного клапана 15 клапанной системы регулирования давления в рабочей камере, которая также содержит впускной подпружиненный клапан 16, взаимодействующий с торцом выпускного клапана 15, имеющего боковой отвод 17 в атмосферу через дроссельное отверстие 18. Выпускной клапан 15 имеет также дроссельное отверстие 19, соединяющее рабочую камеру 4 с полостью 20 отпускного клапана 21.

Реле давления содержит стержень 22 с осевым отверстием, сообщающимся через дроссельное отверстие 23 с атмосферой. Стержень 22 закреплен на диафрагме 3 и взаимодействует с питательным клапаном 24, полость которого соединена с запасным резервуаром. Полость диафрагмы со стороны питательного клапана 24 канала 25 соединена с тормозным цилиндром.

Пневматический редуктор содержит подпружиненный клапан 26,. взаимодействующий со щтоком 27 порщня 28, имеющего осевое отверстие, связанное с атмосферой. Порщень 28 через пружину 29 опирается на стакан 30, взаимодействующий с эксцентриком 31 валика 32 переключателя режимов. Порщневая камера 33 пневматического редуктора каналом 34 через дроссельное отверстие 35 соединена с полостью впускного клапана 16, а полость клапана 26 каналом 36 - с запасным резервуаром.

В магистральной части установлен опирающийся на ее корпус через пружину 37 порщень 38, со1единенный с фиксатором 39 положения отпускного клапана 21. На порщне 38 жестко закреплен клапан 40 дополнительной разрядки магистрали и упруго установлен клапан 41 блокировки отпуска тормозов, перекрывающий канал 42, соединяющий тормозную магистраль через отверстие в диафрагме 3 и дроссельное отверстие 43 с камерой 5 реле времени. Магистральная камера 6 может сообщаться с запасным резервуаром через обратный клапан 44, а через обратный клапан 45 с дроссельным отверстием 46. Каналом 47 магистральная камера 6 соединена с окном 48 у диафрагмы 3. Канал 49, расположенный по другую сторону диафрагмы 3 в окне 48, соединен с полостью 20 двухседельчатого отпускного клапана 21. Хвостовик клапана 21 взаимодействует с механизмом управления, выполненным в виде щайбы 50 с вырезами, в которые устанавливаются фиксатор переключателя режимов в виде щпильки 51 и фиксатор 39 положения отпускного клапана 21. Шайба при повороте взаимодействует с буферной пружиной 52.

Между магистральной 6 и атмосферной 53 камерами установлен клапан 54 блокировки дополнительной разрядки тормозной магистрали, хвостовиком прижатый пружи-ной 55 к участку диафрагмы 3 со стороны атмосферной камеры. Другая сторона этого

участка диафрагмы подсоединена к камере 5 двухкамерного резервуара.

Клапанная система дополнительной разрядки магистрали кроме клапана 40 содер5 жит окно 56 реле времени, связанное с каналом 42.

На стержень 10 реле времени, продолжающийся по правую сторону диафрагмы 3, свободно надеты щайбы 57 и 58, между которыми установлена пружина 59, поджи0 мающая к седлу клапан 60, перекрывающий отверстия 61, .сообщающие полость окна 56 через обратный клапан 62 и клапан 63 с тормозным цилиндром.

Клапан 63 через хвостовик взаимодей 5 ствует с диафрагмой 64, опертой на пружину 65. Между полостью клапана 63 и полостью диафрагмы 64 в перегородке выполнено дроссельное отверстие 66.

Воздухораспределитель работает следующим образом.

20 При зарядке тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в магистральную камеру 6 и, пройдя открытый клапан 40 дополнительной разрядки магистрали, поднимает обратный клапан 44, заполняет через штуцер 7 запасный резервуар и подходит к питательному клапану 24. По каналу 36 сжатый воздух поступает в полость клапана 26 пневматического редуктора, пройдя который, заполняет порщневую камеру 33. Давление в камере ЗЗ воз0 растает до тех пор, пока оно не уравновесит усилие пружины 29, задаваемое эксцентриком 31, после чего клапан 26 закрывается и давление в камере 33 автоматически поддерживается на заданном уровне.

Из камеры 33 пневматического редукто5 ра по каналу 34 через дроссельное отверстие 35 воздух поступает в полость впускного клапана 16, а также к окну 48 с левой стороны диафрагмы 3. По каналу -47 сжатый воздух поступает в окно 48 с правой « стороны диафрагмы 3, действуя на которую, препятствует заполнению рабочей камеры 4 из камеры 33 пневматического редуктора через каналы 49, 34 и дроссельное отверстие 19, так как давление в камере 33 отстает по величине от давления в магистральной 5 камере.

Когда давление сжатого воздуха на порщень 38 предолевает усилие пружины 37, клапан 40 дополнительной разрядки магистрали закрывается, зарядка запасного ре-. зервуара через обратный клапан 44 прекра0 щается и остается только один путь его зарядки через дроссельное отверстие 46 и обратный клапан 45. С перемещением порщня 38 вправо открывается клапан 41 блокировки отпуска тормозов, и сжатый воздух по каналу 42 через дроссельное отверстие 43 начинает заполнять камеру 5. Под действием давления воздуха в камере 5 диафрагма 3 открывает клапан 54 блокировки дополнительной разрядки тормозной

магистрали, сообщив атмосферную камеру 53 с полостью за клапаном 40 дополнительной разрядки магистрали. Заполнением камеры 5 заканчивается подготовка воздухораспределителя к торможению.

При служебном торможении производится снижение определенным темпом давления в тормозной магистрали до уровня, соответствующего необходимой величине тормозного нажатия. При этом под действием избыточного давления со стороны камеры 5 диафрагма 3 отклоняется вправо, стержень 10 реле времени, сжимая пружину 59, отводит шайбу 57 с клапаном 60 от седла и выпускает сжатый воздух из тормозной магистрали через отверстия 61, обратный клапан 62 и открытый клапан 63 в тормозной цилиндр через щтуцер 8. Когда давление сжатого воздуха на диафрагму 64 превышает усилие пружины 65, клапан 63 закрывается и сжатый воздух может поступать в тормозной цилиндр через дроссельное отверстие 66.

Происходящий разбор сжатого воздуха воздухораспределителями способствует быстрейшему снижению давления в тормозной магистрали, ускоряет распространение тормозной волны по длине поезда, создает необходимый первоначальный скачок давления в тормозном цилиндре, а также позволяет экономить сжатый воздух и уменьшает разрядку запасного резервуара при торможении.

С момента срабатывания реле вре.мени происходит и другой процесс - рычаг 12 перемещает влево выпускной клапан 15, который, соприкасаясь с впускным клапаном 16, изолирует рабочую камеру 4 от атмосферы, открывает впускной клапан 16, и сжатый воздух из поршневой камеры 33 по каналу 34 через дроссельное отверстие 35 поступает в рабочую камеру 4. Таким образом, в рабочей камере с определенным темпом возрастает давление, а реле давления воссоздает в тормозном цилиндре такое же давление, корректируя его с учетом заполнения тормозного цилиндра через клапанную систему дополнительной разрядки магистрали. .

Реле давления работает следующим образом.

Если давление в рабочей камере 4 больше, чем давление на диафрагму 3 в окне реле времени со стороны тормозного цилиндра, она прогибается вправо, стержень 22 открывает питательный клапан 24, и воздух из запасного резервуара по каналу 25 поступает в тормозной цилиндр, пока давление в нем не сравняется с давлением в рабочей камере. В случае отклонения диафрагмы 3 влево при уменьшении давления в рабочей камере 4 стержень 22 отходит от питательного клапана 24, и сжатый воздух из тормозного цилиндра через осевое отверстие стержня 22 и дроссельное отверстие 23 стравливается в атмосферу, пока давление по обе стороны диафрагмы 3 не уравняется. Заполнение тормозного цилиндра и его опорожнение происходит только при наличии разницы давлений между магистральной камерой 6 и камерой 5, которая уменьшается при перетекании сжатого воздуха через дроссельное отверстие 43, поэтому в данном воздухораспределителе возможно осуществление ступенчатого торможения и отпуска,

При экстренном торможении тормозная магистраль разряжается повышенным темпом, что вызывает резкое падение давления в магистральной камере 6, поэтому пружина 37 сдвигает поршень 38 влево, открывая клапан 40 дополнительной разрядки магистрали. Сжатый воздух из магистральной камеры через отжатый диафрагмой 3 клапан 54 блокировки дополнительной разрядки тормозной магистрали поступает в атмосферную камеру 53, а оттуда - в атмосферу. Выпуск воздуха из тормозной магистрали в атмосферу, каждым воздухораспределителем в составе способствует ускоренному распространению тормозной волны по длине поезда.

Рабочая камера 4 при экстренном торможении заполняется двумя путями, как при служебном торможении через впускной клапан 16, так и дополнительным путем через дроссельное отверстие 19 в выпускном клапане 15, соединяющем рабочую камеру через канал 49, щель, образовавшуюся при резком падении давления в окне 48 между диафрагмой 3 и каналами 49, 34, и канал 34 с поршневой ; амерой 33 пневматического редуктора. Это способствует сокращению тормозного пути по сравнению со служебным торможением. Тормозная магистраль остается сообщенной с атмосферой до тех пор, пока сжатый воздух полностью не выйдет из камеры 5, давление со стороны которой, действуя на диафрагму 3, удерживает клапан 54 блокировки дополнительной разрядки тормозной магистрали в открытом состоянии. С момента закрытия клапана 54 блокировки дополнительной разрядки тормозной магистрали под действием пружины 55 появляется возможность зарядки тормозов, повышая давление в тормозной магистрали медленным темпом, не вызывающим срабатывания реле времени, т. е. не приводящим к отпуску. Зарядка тормоза при движении или стоянке на тормозах возможна после любой ступени служебного торможения, в том числе и после полного, темпом, не вызывающи.м прогиба диафрагмы 3 в окне 56 реле времени.

Для отпуска тормозов следует повысить давление в тормозной магистрали на необходимую величину, после чего снижать в ней давление темпом, не вызывающим ера6afbiBaHHH реле времени, до уровня зарядного. Диафрагма 3 в окне 56 реле времени отклоняется влево под действием избыточного давления со стороны тормозной магнст-рали, стержень 10 через шайбу 58 сжимает пружину 59 и через рычаг 12 отводит выпускной клапан 15 от упора во впускной клапан 16. Сжатый воздух выходит из рабочей камеры 4 в атмосферу через дроссельное отверстие 18 в выпускном клапане 15 и боковой отвод 17. Реле давления, действуя как повторитель, снижает давление в тормозном цилиндре в соответствии со снижением давления в рабочей камере 4.

После отцепки локомотива и разрядки тормозной магистрали рабочая камера .4 через дроссельное отверстие 19 и каналы 49 34 сообщается с поршневой камерой 33 пневматического редуктора, поэтому давление в тормозном цилиндре постоянно поддерживается на уровне, заданном углом поворота эксцентрика 31 тормозного режима. Когда давление в запасном резервуаре становится ниже установленного, клапан 26 открывается и напрямую соед{1няет рабочую камеру 4 с запасным резервуаром. Таким образом, тормоза включены до полного истощения запасного резервуара в течение длительного времени.

Переключение режимов работы воздухораспределителя осуществляется с помощью ручек управления (не показаны), соединенных с валиком 32 переключателя режимов. Валик 32 фиксируется в вырезах щайбы 50 щпилькой 51 в трех положениях, соответствующих груженому, среднему и порожнему режимам.

Для ручного отпуска тормоза достаточно к ручке управления приложить силу, направленную против часовой стрелки. При этом шайба 50 сжимает буферную пружину 52, отводит влево отпускной клапан 21 и фиксируется в этом положении фиксато ром 39 положения отпускного клапана. Отпускной двухседельчатый клапан 21 при посадке на свое второе седло перекрывает канал 49, разобщая рабочую камеру 4 с порщневой камерой 33, и открывает выход сжатому воздуху из рабочей камеры в атмосферу. При этом выпускной клапан 15 под действием сжатого воздуха со стороны рабочей камеры 4 отходит вправо и открывает дополнительный выход сжатого воздуха в атмосферу через дроссельное отверстие 18.

В случае необходимости тормоз может быть немедленно снова приведен в действие, для чего следует вернуть шайбу 50 в прежнее положение. Отпускной клапан 21, разобщив рабочую камеру 4 с атмосферой, открывает доступ в нее воздуха из порщневой камеры 33 .пневматического редуктора. Рабочая камера 4- начинает заполняться через дроссельное отверстие 19 в выпускном клапане 15, который перемещается влево

и закрывает выход сжатого воздуха через дроссельное отверстие 18.

С приложением к ручке управления силы, , направленной по часовой стрелке,щайба 50 сжимает буферную пружину 52 и оказывается заблокированной фиксатором 39 положения отпускного клапана. В таком положении отпустить тормоз вручную невозможно, что исключает опасность случайного отпуска тормозов.

0 При зарядке тормозов с подошедщего локомотива с перемещением поршня 38 впра во фиксатор 39 положения отпускного клапана отпускает шайбу 50 и буферная пружина 52 возвращает ее в первоначальное состояние.

S

Описываемый воздухораспределитель может работать совместно с .известными типами воздухораспределителей. Для этого дроссельное отверстие 23 выполняется уменьшенного диаметра с целью замедления от0 пуска.

Технико-экономическая эффективность данного воздухораспределителя определяется расширением его функциональных возможностей. Обеспечивается возможность поддержания на нужном уровне давления в рабочей камере при экстренном торможении за счет подпитки через пневматический редуктор. Давление в рабочей камере на ряде, режимов торможения устанавливается ниже, чем в запасном резервуаре, откуда

0 производится ее подпитка. Снижается склонность воздухораспределителя к самопроизвольному отпуску.

Возможно повторное приведение тормозов в действие при ошибочном ручном отпуске, а также осуществление зарядки запасных резервуаров медленным темпом после торможения выше установившегося давления в тормозной магистрали без отпуска тормозов.

40

Формула изобретения

сообщающейся с тормозной магистралью,и магистральную часть с магистральной и атмосферной камерами, канал, соединяющий через обратный клапан тормозную магистраль с запасным резервуаром, установленную в магистральной части клапанную

систему дополнительной разрядки магистрали, переключатель режимов, отпускной клапан с механизмом его управления, реле давления и штуцеры, соединенные с тормозной магистралью, запасным резервуаром и тормозным цилиндром, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен реле времени, пневматическим редуктором, соединенным с запасным резервуаром и с рабочей камерой

через установленную в ней клапанную систему регулирования давления, один из клапанов которой механически связан с реле времени, а также с установленной между двухкамерным резервуаром и магистральной частью диафрагмой, имеющей отверстие для соединения камеры двухкамерного резервуара, в которой смонтировано реле времени, с тормозной магистралью через клапан блокировки отпуска тормозов.

.4. Воздухораспределитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отпускной клапан установлен на стыке между двухкамерным резервуаром и магистральной частью в отверстии диафрагмы и выполнен двухседельчатым, при посадке на одно седло, разъединяющим свою полость и атмосферу, а

при посадке на другое - перекрывающим канал, соединяющий рабочую камеру с порщневой полостью пневматического редуктора и соединяющим рабочую камеру с атмосферой.

Источники информации, принятые во вниманйе при экспертизе

/ / / ./

28 гВ JO j/

52

51

J2

50 .З