Приспособление к клапанному паровозному регулятору, предназначенное для прекращения боксования паровоза Советский патент 1934 года по МПК B61C17/00 B61C15/00 

Приспособление, устанавливаемое на паровозах, оборудованных клапанными регуляторами, предназначается для автоматического закрывания регуляторного клапана и приведения в действие воздушной песочницы при боксовании паровоза и для автоматического же подъема клапана регулятора с одновременным выключением песочницы при восстановлении нормальной работы паровоза.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез приспособления, присоединенного к клапанному гулятору; фнг. 2-форму выполнения его дeтaлJeй; фиг. 3-вертикальный разрез видоизмененного приспособления.

Устанавливаемый между коллектором пароперегревателя и машиной клапанный регулятор выполнен в форме тарельчатого клапана /, соединенного стержнем 4 с двумя направляющими поршнями 2, 3 различного диаметра. Полость над клапаном 7 сообщается с пространством свежего пара, а полость 75 под клапаном-с парорабочими трубами машины. Оба направляющих поршня 2, 3 помещаются в своих цй1оиндрах с некоторым зазором, допускающим просачивание пара по другую сторону поршней. Площадь над порФнем 2, fe перекрытая крышкой //, сообща(ется каналом 12

(271)::/

С камерой пускового шарового клапана 5, сообщающейся с паровой камерой 55. Пусковой клапан 5 может устанавливать сообщение между камерами под воздействием углового рычага 8, насаженного на вал Я вращаемый приводом из будки машиниста.

К клапанному регулятору, обладающему свойством автоматически закрывать проход пара во врема начала/боксования колес и тотчас после прекращения боксования снова давать пар в мащину в том же количестве, какое он давал перед началом боксования через стреду паропроводов, присоединяется корпус / приспособления, приводящего в действие воздушную песочницу паровоза в момент боксования и закрывающего ее при воестановлении нормальной работы паррвоза.

В нижней части корпуса 47 помещается поршень 14, пространства по обе стороны которого соединены трубками (или каналами в литье) 27 ti 28 с полостью парорабочих труб. Объем этих пространств выбирается различным (нижнее значительно больше верхнего). Верхний и нижний концы штока поршня /входят свободно в своих направляющих гнездах. Сам порц1ень У-/, подобно поршням 2 и 5, также ходит в своем цилиндре

Ч: небол1гщим зазором, гарантирующим от заедания. Обычное положение поршня /#-нижнее, когда он нижним концом своего штока опирается на дно пробки 16. Выше поршня / расположён на одной с ним оси распределительный клапан /7, который двумя своими тарелками 29j 30 одновременно опирается на соответствующие гнезда корпуса 47, являясь двухопорным клапаном. Пространство, отделяемое этими тарелками, постоянно соединено помощью трубо,лровода 31 с полостью перегретого пара коллектора над клапаном 7. Пространство же, расположенное непосредственно под нижнё|1 Т|арелкой 30, соединено каналом 32 с камерой 33, где на,ходится вал 9 с рычагом 8 непосредственно под клапаном 5. Наконец, еще ниже, в том же корпусе 47, имеется кольцевая проточка, соединяемая каналов 34 с каналом 27 или непосредственно с полостью 13 парорабочих труб. Для того, чтобы клапан 17 был все время разгружен от разности торцевых .давлений, он имеет осевое сверление 48, свободно сообщающее полости над и под клапаном/17. Корпус -/7 сверху запирается пробкой 19, имеющей снизу цилиндрическое гнездо, в котором перемещается с минимальным зазором верхний конец клапана. Внутри пробки 19 помещен двухопорный кла, пан 20, который верхней тарелкой отсекает приток воздуха, идущего по трубке 35 от главного воздушного резервуара /« далее к песочнице по трубке 36. Нижняя тарелка клапана Заслужит для изоляции пробки /Р от возможного просачивания пара вверх по стержню клапана 17. На прот яжении канала 28 ставится обратный клапа J8, допускающий подачу пара только одном направлении - к пространству под поршень 14. Этот клапан может быть заменен продольной бороздкой 45 в стенке цилиндра поршня 14. Параллельно с клапаном 18 а тот jke канал 25 включен ускоритель (клапан) 21, пространство которого между поршнем .57, свободно перемещающимся в своем цилиндре (с небольшим зазором), и клапа 1ом 38 соединено каналом Р с полостью перегретого пара коллектора над клапаном /. Нижний хвостовик / клапана i2/ также с минимальным Зазором ходящий в своем цилиндре, находясь в своем нормальном (нижнем) положении, отсекает отверстие канала 2 5оединяющегося с каналом 28, и тем самым изолирует его от канала J, соединенного с каналом 2(, ведущим в полость 13 парорабочих труб. Пространство, находящееся выше поршня 57 ускорителя 21, подбираете в несколько раз больше пространства, заключенного между порЩнем 37 и клапаном 38; точно так же диаметр поршня 37 больше диаметр,а клапана 38,

Корпус 47 может быть использован для соединения его с песочницей с тем, чтобы заставить работать ее вместо воздуха перегретым паром. Тогда надобность в двухопорном клапане 57 отпадает и пробка 19 принимает вид обыкновенной глухой пробки, в роде пробки 76. Когда паровоз стоит или движется с закрытым регулятором, то в пространстве между поршнем 2 и клапаном 7 создается давление пара, равное котловому. Это же давление распространяется при посредстве каналов 57 и 5Р в пространство между тарелками 29 и 30 клапана 77 и передается полости по обе сторрны поршня 57 ускорителя 27, проникает вверх сквозь имеющуюся неплотность между поршнем 57 и стенкой его цилиндра. В результате, в виду ничтожной разницы диаметров тарелок 2Р и 30, вертикальная слагающая разницы давления пара ,на них, направленная вверх, не сможет приподнять клапана 77, так как его собственный вес подбирается больше этой слагаемой. Ускоритель же 27, вследств« е разницы давлений по обе стороны клапана 38, оказывается прижатым к своему гнезду. Все остальное полости корпуса 47 соединены помощью каналов 34,27, 28 с полостью 75 парорабочих труб и, следовательно, и них будет распространено атмосферное давление. При открытии пусковдго клапана 5 происходит, как было указано выше, открь1тие регуляторного клапана 1,2,3,4, причем пар, выходящий из-под клапана 5, выпускается из полости 55 помощдаЮ каналов 52, 34, 27 в полость парорабочих труб 75. где статическое давление во вх:е время движения всегда ниже, чем давление в части перегретого пара коллектора под клапаном 7. Это статическое давление помощью каналов 27, 28 и обратного клапана 18 быстро распространяется по обе стороны поршня 14, оставляя его тем самым в положении покоя. В момент начала брксования колес скорость движения пара в полости 13 быстро возрастает, в силу чего статическое давление там одновременно падает. Это падение немедленно распространяется на верхнюю полость над поршнем 14. Но так как обратный клапан 18, а равно и перекрывающий отверстие трубки 42 хвостовик 41 ускорителя 21 препятствуют распространению падения давления под поршне /f, то последний оказывается вынужденным под действием разности давления передвинуться вверх, подняв с собой и клапан 17, а последний, в свою очередь, и клапан 20. Последнее обстоятельство вызывает несчедленную подачу песка под колеса. Поднятый клапан 17, разъединяя сообщение каналов 34 и 32, в то же время сообщает канал 32 с каналом 31, отчего давление паЦа по обе стороны поршня 2 быстро выравнивается и «лапан 7, садясь, закрывает доступ пара в парорабрчие трубы. При этом в пространстве над клапаном / скорость пара быстро падает до нуля, что обусловливает собою повышение статического давления (гидравличеЬкий удар струи пара), которое сейчас же передается по каналам 5/, 39 поц поршень 37 ускорйтеля 21. Поршень 37, вследствие получающейся раз,ницы давлений пс обе его стороны, поднимается вверх, открывая сообщение кънапоъ42,43,28, и далее в полость 13. По этой причине давление пара по обе сторолы поршня /-#: быстро выравнивается, в силу чего поршень 14 и клапан /7 садятся на свой места под действием собственного веса, а клапан 20 еще и под действием давления воздуха. В / результате указанных перемещений давление пара, на;} поршнем 2 быстро падает, передаваясь в полость 13 помощью канала 72,: камеры 33, каналов 32, 34, 27, причем клапан 5 все это время находится в поднятом положении. Клапан же /, 2, 3, при этом начинает подниматься и повышающееся давление в полости 13 указанным ранее порядком передается по обе стороны поршня 7-. Одновременно статическое давление в полости расположения клапана 7 несколько падает, вследствие чего ускоритель 27 садится на свое место и движение паровоза продолжается попрежнему до следующего боксования, когда указанные операции начинают повторяться в том.же порядке.

Возможен случай, когда машинист либо совсем закрывает регулятор, либо частично его прикрывает. При этом с одной стороны происходит уменьшение статического давления в, полости 75, а с другой - повышение его над клапаном 7. Понижение давления передается каналом 27 в пространство над поршнем 14, а повышение, помощью каналов 31, 39, лередается под поршень 37 ускорителя 21, вследствие чего последний, поднимаясь, сообщит каналы 42, 43, а следовательно и полость 75 с пространством над поршнем 14, который по этой причине остается в nbkbe. Таким образом, в даннбм случае никаких перемещений клапана 77 и клапана 20 не произойдет.

Вместо ускорителя 2 с его каналами 39, 28, 42, 43 и клапаном 75 можнотех же результатов достичь, помещая под поршнем 5 клапан 22, слегка прижимаемый к гнезду пружиной .2,, бпирающейся нижним концом на дно заглушки 24. Этот клапан 22 разъединяет сообщение полости 75 парорабо1чих труб помощью каналов 46, 40 от пространства под поршнем 14. В случае применения этого варианта система ускорител;я 21 и клапана 18 с их каналами отпадает. При закрытом регуляторе поршень 3 нажимает на верхний хвостовик клапa a 22, в силу чего по - обе стороны поршня 14 при посредстве каналов 25. 40, 46 устанавливается одинаковое давление, равное атмосферному. При открытии регулятора, когда поршень 3 поднимается, то клапан 22 пружиной 23 немедленно прижимается к своему гнезду, но тотчас же давлением пара,проникауЮщего по каналу 46, снова отжимается и пар по каналу 40 наполняет пространство под поршнем 14, одновременно с чем через канал 27 давлейие по обе стороны этого поршня выравнивается и он остается в покое. При закрытии p€sryлятора, когда поршень 75 садится на свое место, он опять отжимает клапан 22 и пар с обеих сторон поршня 14 уходит

в атмосферу по каналам 27, 40, 46, не (аызывая перемещения поршня. Во время йачала Коксования, когда давление в полости /3 начинает падать, это падение передается по каналам (трубке) 27 на верхнюю часть поршня l4, в то время как снизу его давление пара из-за закрытого клапана 22 остается прежним, отчего поршень /- начинает подниматься вверх и приводит системув действие, как это было описано ранее.

В измененной форме выполнения при способления (фиг. 3) в коробке 7 помещается однотарельчатый клапан 17, верхняя часть которого представляет собой направляющий поршень 60, с необходимой, но не очень большой плотностью, ходящий в своем цилиндре; средняя часть выполнена в форме тарелки б/, перекрывающей свое гнездо, а нижняя часть - в виде поршня 64. Ниже клапана 17 свободно помещен поршень 14, нижний хвостовик которого служит направляющей для самого поршня и движется в соответствующем гнезде крышки 16. Пространство под поршнем 14 С(эединяется через штуцер и трубку с пространством, расположенным под клапаном 22, находящимся в корпусе клапанного регулятора (фиг. 1). Пространство между поршнем 14 и клапаном 77 соединено через обратный клапан 18 и трубку (канал) 27 с полостью 13 клапанного регулятора (парорабочими трубами), причем ответвление 34 канала 27 ведет в пространство, заключенное между тарелкой 61 и поршнем 64 клапана 17.

Это же п)остранство помощью бороздок 66 соединяется, при нижнем положении клапана 17, с пространством, лежащим ниже поршня б и, кроме того, помощью трубки 32 с камерой 33 клапанного регулятора (фиг. 1). Наконец, пространство, заключенное между поршнем 60 и тарелкой 61 клапана 17, сообщено трубкой 31 с камерой перегретого пара клапанного регулятора. Верхний хвостовик поршня 14 снабжен тонким центральным штифтом 67, который при подъеме поршня 14 толкает шаровой клапан 51, благодаря чему пространство, находящееся выше поршня 60, сообщается через канйлы 59 и 62 с пространством, расположенным ниже поршня 64. Клапан 5/ запирается в йанёле 62 помощью пробки 50, служащей в то же время гнездом для клапана 5/. Кроме штифта 67 на верхнем хвостовике прршня 4 имеются коронкообразные зубья 65, которыми поршень 14 упирается в клапан /7 и поднимает его вверх. Выше клапана 77 помещен стакан 57, который нижним своим концом прижимает к соответствующему торцу корпуса 47 диафрагму 56, а между его верхним торцом и кольцом 5 зажимается вторая диафрагма 55. Пространство (камера), заключенное между поршнем 60 и диафрагмой 55, постоянно сообщено помощью обводного канала 58 с пространством, находящимся между верхней диафрагмой 55 и верхней крышкой 19 корпуса 47 приспособления. Сам стакан 57 имеет посредине перегородку, в центре которой помещен клапан 53, Нижний хвостовик коего связан помощью скобы 52 с центром нижней диафрагмы 55. Пространство ниже клапана 55 соединено трубкой 55 с главным воздушным резервуаром, а пространство выше клапана- трубкой 36 с соплами песочных труб.

Когда при начале боксования колес, падение статического давления распространяется по трубкам 27, 34 и бороздкам 66 на верхнюю плрщадь поршня 14, то разность давлений по обе его стоpOHbi, образующаяся благодаря наличию упомянутого клапана 22 (фиг. 1) в ксхрпусе многоклапанного регулятора, поднимет поршень 14 вверх, в результате чего штифт 67 поднимет клапан 57 и тем самым сравняет давление сверху поршня 60 и снизу поршня 64. До мрмёнта начала боксования, благодаря некоторой неплотности между поршнем i6( и стенкой его цилиндра, давление пара по обе стороны поршня 60 одинаково, так как пространство выше его является зам кнутым. В результате же падения даЕ ления сверху и снизу клапана /7и превосходства диаметра порШня 60, кал тарелкой 61, клапан 77, принужден будат автоматически подняться вверх, независимо от продолжающегося давления йа него снизу поршня 7- помощью зубьев 55. При этом поршень 64 прекратит сообщение каналов 32 и 34, а поднятая Тарелка 57 сообщит канал 57 с каналом 52, благодаря чему наступит уравнрвешивание верхних поршней 2 клапанов / клапанного регулятора (фиг. 1), в силу чего последние прекратят доступ пара в машину. В MOMISHT окончания посадки этих клапанав, один из них нижним своим хвостовиком отожмет клапан 22 и, тем самым понизив через трубку 40 давление пара под поршнем 14, сравняет его с давлением 1выше поршня 7, отчего последний начнет сади ься. При этом штифт 67, отойдя от клапана 51, даст возможность ему опуститься и замкнуть пространство, расположенное выше поршня 60, вследствие чего давление пара по обе стороны поршня 5 сравняется из-за неизбежного просачивания пара между поверхностями поршня 60 и его цилиндра. В результате клапан 17 сядет на свое место и канал 52 сообщится с каналом 24, отчего давление пара над поршнем 2 клапанов / регулятора упадет и эти клапаны поднимутся, возобновив подачу пара в машины. Обратный клапан 18 служит для быстрого пополнения выхода пара в пространстве над поршнем 14 во время первых оборотов колес при трсгании паровоза с места, когда давление в этом пространстве может пульсировать.

Действие автомата песочницы состоит в том, что при г эднятни клапана 17, в момент начала боксования, он своим верхним концом нажимает на низ скобы 52, благодаря чему клапан 55 отжимается от своего гнезда и воздух из трубки 55 идет в трубку 5, т. е. к песочнице. Так как диаметрь диафрагм 56 и 55 одинаковы, то внешнее давление на них (сверху на 55 и снизу - на 56) всегда уравновешено через несжимаемые клапан 55 и скобу 52. Диаметр клапана 55 подбирается с тakим расчетом по отношению к диаметру диафрагмы 56, чтобы, при наличии между ними давления воздуха, имелась результирующая давлений на их поверхности, направленная вниз (запирающая, клапан) и име-. ющая незначительную по силе величину. В пространстве между диафрагмой 55 и клапаном 55, обычно, давление равно атмосферному и поэтому в результате совокупности давлений по обе стороны обеих диафрагм и клапана 55, клапану 17 при открытии клапана 55 приходится всякий раз преодолевать лишь эту незначительную разницу давлений воздуха на площади клапана 55 и нижней диафрагмы 56. При опускании клапана 77 в момент прекращения боксования эта же разница давлений заставляет к апан 55 сесть на свое место и тем прекрат-ить действие песочницы.

Предмет Изобретения.

1.Приспособление к клапанному паровозному регулятору, предназначенное для прекращения боксования паровоза, отличающееся тем, .что полость парорабрчих труб под регуляторньщ клапаном сообщается двумя трубопроводами, один из црторых снабжен обратным клапаном, с камерами над и под поршнем 14 или диафрагмой 75 (фиг. 1 и 2) с тем, чтобы при боксоданйи произвести перемещение указанного поршня (диафрагмы) для перестановки парораспределительного органа с целью одновременного закрывания регуляторного клапана и приведе ния в действие воздушной песочницы.

2.Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся , что парораспределительный орган вьшолнеи в форме двухтарельчатого клапана /7, полость между тарелками 2Р, 30 которого сообц ается трубопроводом J7 с пространством над регуляторным клапаном, а полость под нижней тарелкой 50- через трубопроводы 34, 37 с полостью парорабомих труб под регуляуорным клапаном.

3.Форма выполнения приспособления по п.п. 1 и 2, отличающаяся тем, что на воздухоподающем трубопроводе песочницы установлен клапан 20, перемещаемый воздействием стержня клапана: 77.

4 Фopмa выполнения приспособления по п.п. 1-3, отличающаяся тем, что в целях ускорения вырг1внивания давления в камерах по обе стороны поршня (диафрагмы) 14 и посадки в свои гнезда кла.панов 17 к 20 применен ускоритель 27, выполненный в форме клапана 38 с двумя направляющими поршнями, перемещающегося после окончания боксования паровоза, вследствие повышения давления пара в трубопроводах 31,39 по закрытии регулза рного

клапана; служащего ДЛЯ соединения полости п рорабочих труб с камерой под поршнем /(диафрагмой) для выравнивания давйения по обе стороны последнего.

5.Видоизменение приспособления по п. 4, отличающееся тем, что взамен ускорителя 2/ и- обратного клапана 78 применен могущий входить в6 взаимодействие с нижни направляющим прршнем регуляторного клапана-клапан Д2, нагруженный пружиной 23 и установленный на трубопроводах |9, 46, соединяющих камеру под поршнем J4 с полостью парорабочих труб.

6.Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся тем, что

управляемый поршнем J4 парораспрё делительный орган выполнеН в форме однотарельчатого клапана /7 с двумя направляющими поршнями 60, 64 различного диаметра и снабжен осевЫм каналом 62 с шаровыми клапаном 5/, Открываемым штифтом штока поршня J4 для выравнивания давления снаружи на поршни клапана 6f, 60, 64.

, /. Форма выполнения приспособления по п, 3, отличающаяся тем, что воздушный клапан 53 помещен между диафрагмами 55, 55, камеры с внешней стороны которых сообщаются между собой обводным каналом 58.

фиг.З- /ff