Настоящее изобретение относится к воздухораснределителям, содержащим магистральный порщень, подверженный действию воздушного давления ,в магистральной и рабочей камерах и сочлененный с ним уравнительньш поршень, подверженный дчействию воздушного давления в тормозном цилиндре, а с другой стороны-атмосферного давления. Воздухораспределитель предназначен для применения в поездах, оборудованных электродинамическим тормозом, и снабжен электропневматическим клапаном замещения электродинамического торможения пневматическим, который при истощении электродинамического тормоза разобщает магистральную камеру воздухораспределителя от магистрали и снижает давление в магистральной камере, с целью применения пневматического торможения.
Предлагаемый воздухораспределитель отличается от известных тем, что в канале для разрядки магистральной камеры электропненматическим клапаном установлен клапан разности давлений, содержащий в себе диафрагму, подверженную с одной стороны действию давления воздуха в рабочей камере, а с другой стороны действию давления воздуха в магистральной камере и давления регулируемой пружины и сочлененную с атмосферным клапаном.
Такое выполнение воздухораспределителя обеспечивает независимость величины ступени торможения, получаемой при замещении электродинамического тормоза пневматическим, от величины зарядного давления.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого воздухораспределителя.
Воздухораспределитель состоит из следующих основных элементов: главная часть, электропневматическая часть, золотниковая камера и органы осуществления авторежима.
Главная часть содержит следующие органы: магистральный клапан, реле давления, пневматический фиксатор ограничения служебного хоаа,
№ 1375372
клапан дополнительной служебной разрядки магистрали и клапан ликвидации перезарядки.
Магистральный клапан состоит из диафрагмы L клапана 2 и стержня 3. Реле давления включает в себя диафрагму 4, связанную с уравнительным поршнем 5, двухседельный клапан 6 и редукторную пружину 7. Пневматический фиксатор ограничения служебного хода содержит поршень 8 и пружину 9- Клапан дополнительной служебной разрядки магистрали состоит из поршня JO и клапанов // и /2 с пружинами 13 и М. Клапан ликвидации перезарядки выполнен в виде диафрагмы J5, клапана 16 и регулирующей пружины 17.
Электропневматическая часть содержит следующие органы: ускоритель экстренного торможения, регулируемый клацан разности давлений, обратный клапан 18 с пружиной 19 и ,два электромагнитных вентиля 20 и 21 замещения. Ускоритель экстренного торможения состоит из диафрагмы 22 и клапанов 23 и 24, а регулируемый клапан разности давлений-из диафрагмы 25, клапана 26, пружины 27 и толкателя 28.
Камера воздухораспределителя укрепляется на раме вагона и служит кронштейном для крепления съемных частей воздухораспределителя и подводки трубопровода.
Корпус камеры имеет следующие полости, отделенные друг от друга ее внутренними стенками: полость магистральной камеры 29 объемом около 7 л, полость рабочей камеры 30 объемом около 1 л, полость ускорительной камеры 3} объемом 0,5 л и полость для подводки проводов к электрической части.
Внутри камеры помещен фильтр для очистки воздуха. Подвод электрического тока к вентилям 20 и 21 замещения производится через клеммовое соединение между камерой и корпусом электропневматической части. Корпуса обеих частей воздухораспределителя прикрепляются к камере на четырех щпильках.
Предлагаемый воздухораспределитель действует следующим образом.
При зарядке тормоза происходит наполнение сжатым воздухом магистральной камеры 29 и ускорительной камеры 31.
При зарядке магистральной камеры сжатый воздух поступает из тормозной магистрали по каналу 32 через открытый клапан вентиля 21 по каналу 33, через открытый клапан вентиля 20, по каналу 34 в полость над диафрагмой /. Затем через калиброванное отверстие 35 и открытый клапан 2 в полость под диафрагмой / и далее, по каналу 36 в камеру 29Одновременно воздух подходит по каналу 38 к клапану разности давлений под диафрагму 25 и по широкому каналу 32 к клапану 12 служебной разрядки.
При зарядке ускорительной камеры воздух из тормозной магистрали по каналам 37 и 38 поступает в полость над атмосферным клапаном 24, который закрыт пружиной 39. Далее воздух проходит по каналу 40, калиброванному отверстию 41 и каналу 42 s камеру 31. Клапан 23 будет при этом закрыт пружиной 43 и давлением воздуха.
Воздух из напорной магистрали через разобщительный кран 44 rt обратный клапан 45 заряжает запасные резервуары 46, откуда через фильтр 47 по каналу 48 поступает к питательному клапану , закрытому пружиной 50 и давлением воздуха.
Остальные камеры и полости в этом режиме сообщаются с атмосферой. Камера 30 сообщается с атмосферой через отверстие 51, открытый обратный клапан //, отверстие 52, канал 53, отверстие 54 и канал 55. Тормозной цилиндр сообщается с атмосферой по каналу 56, через полость над диафрагмой ,: открытый клапан 49 и п:о каналу 57 в уравнительном поршне 5.. ,
При медленном понижении давления воздуха из тормозной магистрали со скоростью примерно 1 атм в течение трех минут, сжатый воздух из камеры 29 и 31 постепенно уходит обратно в тормозную магистраль теми же путями как и при зарядке, но в обратном направлении, не-вызывая действия органов воздухораспределителя.
При снижении давления воздуха в тормозной магистрали со скоростью служебного торможения (1 ат за 4-5 сек) диафрагма / прогибается вверх вследствие образующегося перепада давления .воздуха в камере 29 и в тормозной магистрали. При этом, сначала закрывается клапан 2. разобщая камеру 29 от магистрали, затем при движении стержня 3 вверх отверстие 54 заходит за манжету 58 и разобщает камеру 30 от атмосферы, а отверстия 59 проходят через манжету 60, вследствие чего воздух из полости над диафрагмой / через отверстия 61 и 59 по каналу 53 поступает в полость над порншем W, который, перемещаясь, своим стержнем открывает разрядный клапан 12. В результате происходит дополнительная служебная разрядка тормозной магистрали в камеру 50, и диафрагма У прогибается дальще вверх до упора в хвостовик пневматического фиксатора, связанного с поршнем 8, ограничивающего служебный ход диафрагмы /. При своем движении стержень 3 через, шток 62 сжимает пружину 7, которая, воздействуя на уравнительный поршень 5, прогибает диафрагму 4 в верхнее крайнее положение. При этом поршень 5 своим седлом упирается в клапан 49, прекращая сообщение тормозного цилиндра с атмосферой и открывая верхнее седло питательного клапана 49, вследствие чего воздух из запасного резервуара 46 поступает по каналу 63 в тормозной цилиндр.
Через обратную трубку 64 воздух из тормозного цилиндра поступает в полость над диафрагмой 4, воздействуя на нее своим давлением. Соотнощение площадей диафрагм 1 к 4 рассчитаны таким образом, что при сообщении полости уравнительного поршня 5 под диафрагмой 4 с атмосферой через авторежим давление воздуха в тормозном цилиндре будет соответствовать порожнему режиму.
При груженом режиме авторежим соединяет полости по обеим сторонам диафрагмы 4, вследствие чего уменьщается суммарная площадь поршня 5, ограниченная манжетой 65, что соответствует груженому режиму.
В обоих случаях (при порожнем и груженом режимах) под давлением воздуха поршень 5 перемещается вниз, сжимая пружину 7, при этом верхнее седло клапана 49 закрывается.
При утечке воздуха из тормозных цилиндров в атмосферу понижается давление и в полости над диафрагмой 4 в результате чего верхнее седло клапана 49 открывается и происходит повышение давления воздуха в тормозных цилиндрах до величины предельного давления.
В случае превышения давления воздуха в тормозных цилиндрах при неисправности питательных органов прибора (пропуск воздуха из напорной магистрали через неплотности питательного клапана 49) порщеиь 5 под действием избыточного давления сожмет пружину 7 и откроет нижнее седло клапана 49, вследствие чего избыток воздуха уйдет в атмосферу через отверстие 57- Этим обеспечивается прямодействие и неистощимость воздухораспределителя.
При снижении давления воздуха в тормозной магистрали ступенями происходит ступенчатое торможение.
Рабочие плошади диафрагмы / и 4 рассчитаны таким образом, что при снижепии давления воздуха в тормозной магистрали до 3,5 йт, в тормозном цилиндре будет предельное давление, соответствующее порожнему режиму.
Для обеспечения пневматического воздействия на воздухораспреде3ль 137537
№ 137537- 4
литель к существующему авторежиму добавляется пневматическое реле, которое содержит следующие органы: диафрагму 66, двухседельный клапан 67, уравновешивающую пружину 68, щток 69 и регулирующий стакан 70.
При порожнем режиме порщень 71 находится в верхнем крайнем положении, а пружины 68 и 72 взаимно уравновешены регулирующим стаканом 70 через щток 69 и центр 73.
Пневматическое реле сообщает полость под диафрагмой 4 с атмосферой по каналу 74 через открытое седло 75 и канал 76.
При груженом режиме порщень 71 перемещается в нижнее крайнее положение, сжимая пружины 72 и 68, и через щток 69 и гайку 77 прогибает диафрагму 66 в крайнее нижнее положение, закрывая седло 75 и открывая клапан 67. В результате этого воздух из тормозного цилиндра по каналам 56и 78 через открытый клапан 67 и канал 74 попадает в полость под диафрагмой 4, что, как указывалось выше, обеспечивает груженый режим.
Площадь диафрагмы 66 рассчитана на разность усилий пружины 72 между груженым и порожним .режимом. При полной нагрузке пружина 72 обеспечивает перепуск воздуха в полость под диафрагмой 4 до предела, соответствующего груженому режиму. В промежуточном положении лорщня 71 пружина 72 будет нагружена не полностью, следовательно воздух в полости под диафрагмой 4 будет иметь меньщее давление, что соответствует и меньшему давлению воздуха в тормозных цилиндрах. Пружина 68 при своей работе отключается после полного открытия клапана 67, так как ход штока 69 ограничен в пределах 3-4 мм хода диафрагмы, а ход поршня 71 составляет 30 мм. В результате полезный ход авторежима будет составлять 27-26 ммПри служебном темпе снижения давления воздуха в тормозной магистрали ускоритель экстренной разрядки не срабатывает потому, что воздух из камеры 31 через калиброванное отверстие 41 уходит обратно в тормозную магистраль. Когда снижение давления воздуха в тормозной магистрали происходит темпом экстренного торможения (0,8 ат в сек и выще) камера 31 не успевает разрядиться в магистраль и давление воздуха, воздействуя на диафрагму 22, перемещает всю систему в верхнее положение, сжимая пружину 39 и открывая атмосферный клапан 24. В результате происходит мощная разрядка тормозной магистрали в атмосферу. Одновременно поднимается клапан 23 и воздух из камеры 31 устремляется по каналу 79 к фиксатору, ограничивающему ход диафрагмы /. При этом поршень 5 перемещается в левое крайнее положение, сжимая пружину 9, вследствие чего вся система, связанная с диафрагмой 1, передвигается на большую величину, сжимая пружину 7. В результате перекрытие наступает уже при более высоком давлении в тормозных цилиндрах, чем обеспечивается повышение в них давления при экстренном торможении.
Требуемое давление в тормозных цилиндрах можно устанавливать регулировкой пружины 7 согласно техническому заданию. Величиной калиброванного отверстия 78 определяется время падения давления в камере 31, а следовательно продолжительность разрядки тормозной магистрали в атмосферу.
Для начала отпуска требуется поднять давление воздуха в тормозной магистрали примерно на 0,2--0,3 ат. Этого достаточно, чтобы преодолеть сопротивление системы диафрагм реле и магистрального органа. Под действием давления воздуха тормозных цилиндров на площадь диафрагмы 4 уравнительный поршень 5 опускается вниз и открывает отверстие 57, сообщая тормозные цилиндры с атмосферой- Так как площадь диафрагмы / примерно в 2 раза больше площади диафрагмы 4.
то равновесие системы, т. е. перекрытие наступит после снижения давления в тормозных цилиндрах на величину вдвое большую по сравнению с величиной повышения давления в- магистрали.
Таким образом, происходит ступенчатый отпуск. Для облегчения отпуска используется клапан ликвидации перезарядки.
При перезарядке золотниковой камеры выше 5 аг в процессе торможения диафрагма 15 прогибается вниз, и клапан 16 выпускает избыток воздуха из камеры 29 в атмосферу до тех пор, пока давление в ней не снизится до 4,9 ат. Этим обеспечивается облегчение отпуска на 0,3 ат, причем 0,2 ат дает пружина 79. Таким образом, ступенчатый отпуск получается поднятием давления воздуха в тормозной магистрали ступенями, а облегчение отпуска благодаря соразмерному снижению давления воздуха в управляющей камере 29 с помош.ью клапана ликвидации перезарядки.
После падения давления в тормозных цилиндрах камера 30 также сообщается, с атмосферой через отверстие 51, обратный клапан //, отверстие 52, канал 53 и отверстия 54 и 55Воздухораспределитель позволяет получить четыре-пять ступеней торможения и три-четыре ступени отпуска.
Отпуск тормоза вручную производится посредством отпускного клапана 80, открывшего камеру 29.
При электрическом торможении вместе со снижением скорости поезда уменьшается тормозная сила, развиваемая тяговыми электродвигателями.
При малых скоростях когда тормозное усилие электрического тормоза начинает резко уменьшаться, автоматически включается ток и возбуждается катушка вентиля 20, клапан которого перекрывает доступ воздуха из тормозной магистрали в полость над диафрагмой 1. Одновременно эта полость сообщается с атмосферой через клапан 26 разности давлений по каналам 34 и 81.
При снятии напряжения с катушки вентиля 20 якорь электромагнита отходит в нижнее положение и его клапан прерывает сообщение полости над диафрагмой 1 с редукционным клапаном и сообщает эту полость с тормозной магистралью. В результате происходит повышение давления воздуха в полости над диафрагмой / и обеспечивается быстрый и полный отпуск.
При отказе электротормоза от работы автоматически срабатывает вентиль 21. При этом его клапан разобщает полость над диафрагмой / от тормозной магистрали и сообщает ее по каналу 82 с атмосферой. В результате произойдет экстренное торможение без экстренной разрядки тормозной магистрали.
При снятии напряжения с катушки вентиля 21 полость над диафрагмой / снова разобщается от атмосферы и соединяется с тормозной магистралью через вентиль 21. При-этом воздухораспределитель приходит в отпускное положение и тормозные цилиндры сообщаются с атмосферой.
При осуществлении вентилем 21 полного служебного или экстренного торможения после уже произведенного торможения вентиля 20, срабатывает обратный клапан 18, сообщая полость над диафрагмой / с магистралью помимо вентиля 20.
При всех прочих видах торможения этот клапан закрыт пружиной 19 и давлением воздуха в тормозной магистралиВ заключении указывается, что данное устройство применено в опытных образцах электровоздухораспределителей, разработанных заявителями
- 5 -№ 137537
№ 137537. 6 Предмет и з обретения
Воздухораспределитель, заключающий в себе магистральный поршень, подверженный действию воздушного давления с одной стороны в магистральной камере, а с другой стороны - в рабочей камере, и сочлененный с ним уравнительный поршень, подверженный действию с одной стороны воздушного давления в тормозном цилиндре, а с другой стороны - атмосферного давления, предназначенный для применения в поездах, оборудованных электродинамическим тормозом, и снабженный электропневматическим клапаном замепдения электродинамического торможения пневматическим, который при истопдени-и электродинамического тормоза разобщает магистральную камеру воздухораспределителя от магистрали и производит снижение давления в магистральной камере, требуемое для пневматического торможения, отличающийся тем; что, с целью обеспечения независимости величины ступени торможения, получаемой при замещении электродинамического тормоза, от величины зарядного давления, на канале для. разрядки магистральной камеры электропневматическим. клапаном применен клапан разности давлений, заключающий в себе диафрагму, подверженную с одной стороны действию давления воздуха в рабочей камере, а с другой стороны - действию давления воздуха в магистральной камере и давления регулируемой . пружины и сочлененную с атмосферным клапаном.
