Автоматический воздушный однопроводный тормоз Советский патент 1927 года по МПК B60T13/36 B61H11/02 

Предлагаемый автоматический воздушный однопроводный тормоз со ступенчатым торможением и отпуском состоит из паровоздушного насоса, главного резервуара, регулятора давления и крана машиниста (устанавливаемых на паровозе), главного воздухопровода (идущего под всем подвижным составом), воздухораспределителя, приспособ- i ления для регулировки степени нажатия тормозных колодок (в за- : висимости от нагрузки вагона), тормозного цилидра, рычажной передачи и запасного резервуара, устанавливаемых под каждой тормозной единицей состава. Паро- : воздушный насос, регулятор давления, главный резервуар, главный воздухопровод, тормозные цилиндры, рычажная передача и запасные резервуары ничем не отличаются от ныне суш,ествуюших у тормозов „Вестингауза. Паровоздушный насос должен поддерживать давление в главном резервуаре около б-7 атм., откуда воздух идет через кран машиниста в магистраль.

На фиг. 1 изображен продольный разрез крана машиниста, на фиг. 2-разрез по АА фиг. 1, на фиг. 3-продольный разрез по ДД фиг. 4 приспособления для регулировки степени нажатия тормозных колодок, на фиг. 4-разрез по СС фиг. 3, на фиг. 5-продольный разрез по ДД фиг. 6 воздухораспределителя для тормоза, на фиг. 6 - разрез по АА фиг. 5 и 7, на фиг. 7 - разрез по СС фиг. 8 и на фиг. 8 - разрез по ВВ фиг. 5 и -7.

Кран машиниста (фиг. 1 и 2) состоит из корпуса ,//, в тело которого впрессован цилиндр 43, а в головку--цилиндр в цилиндре 4--i помеш,ается клапан постоянного давления, состоящий из сдвоенного поршенька / одинакового диаметра. Снаружи головки крана сделана прямоугольная нарезка fi, по которой может навинчиваться на головку обойма , снабженная ручкой 4, внутри которой помещается защелка о с пружинкой. Снаружи обоймы сделана мелкая резьба, по которой на обойму навинчивается колпачок /; внутри колпачка помещается пружина .У, нижним своим концом упирающаяся в поршенек таким образом, при движении ручки крана, по часовой стрелке (если смотреть сверху) обойма с колпачком, наворачиваясь на головку крана, сжимает пружину ., передавая соответствующее давление на поршенек Г. На фиг. 1 ручка 4 крана- показана в некотором среднем положении; при движении по часовой стрелке ручка в своем крайнем положении (положение отпуска) своим нижним буртиком упирается в упор (на чертеже упор не виден). Поршенек / перемещается в цилиндре -i и состоит из двух дисков, в пространство между которыми выходит отверстие -/./. Это отверстие через внутренний канал крана, отверстие /.3 в цилиндре f, отверстие .i.O в том же цилиндре и штуцер -57 всегда соединяется с главным резервуаром; поэтому в пространстве между дисками поршенька / развивается давление, равное давлению главного резервуара; отсюда воздух через канал ., канал If/ и трехходовый кран -/, просверленный кроме того в торец, через канал ., выточки . и 3-, через отверстие . в гайке попадает в камеру Л по одну сторону сдвоенного поршня, перемещающегося в цилиндре i. Кроме того, воздух из канала ./ попадает по каналу под поршенек / и своей упругостью, в зависимости от нажатия пружины .i, регулирует гтоложение поршенька 7. Пространство .под поршеньком / через канал б сообщаться с атмосферой. Взаимное расположение каналов О и 8 и размеры нижнего диска поршенька /таковы, что диск одновременно перекрывает указанные отверстия (как показано на чертеже) и при малей: щем движении вверх или вниз соответственно открывает каналы или ). Таким образом, если давление воздуха, идущего из главного резервуара через каналы ./ /, .9 и /О под поршенек, уравновешивает

нажатие пружины ,У, поршенек / остановится в равновесии; при наличии утечек через диск клапана давление под ним будет автоматически регулироваться и все время соответствовать нажатию пружины, а именно: при понижении давления под поршеньком таковой опустится, впустит под поршенек через каналы 9 и 10 воздух до необходимого давления и опять поднимется, закрыв канал И; при повышении давления под поршеньком таковой, преодолевая нажатие пружины J, поднимется, откроет канал 6 и выпустит соответствующую часть воздуха в атмосферу и опять закроет канал S, остановившись в равновесии (перекрытие каналов f-i и ). Таким образом, увеличивая или уменьшая нажатие пружины 3, можно увеличивать или уменьшать давление воздуха под поршеньком /. Д так как то или иное нажатие пружины зависит от положения ручки крана, то любому положению ручки крана соответствует некоторое постоянное давление под поршеньком 7, а следовательно, и в камере 36 поршня, каковое давление устанавливается и поддерживается автоматически соответственно положению ручки крана. В цилиндре 1-3 может перемещаться сдвоенный поршень ifi в .левом своем положении поршень упирается в выступ гайки 3:, имеющий кожаную накладку; в своем крайнем правом положении поршень своим хвостовиком упирается в хвостовик 4-1 гайки 40.

Цилиндр 42 имеет отверстие , соединяющее: цилиндр через штуцер с главным резервуаром; отверстие , соединяющее цилиндр с пространством между дисками порщенька 7; отверстия iO и -5, соединенные между собой вьгточкой ..; отверстие , соединяющее цилиндр через штуцер -W с магистра.лью, и отверстие , соединяющее цилиндр с атмосферой через штуцер ( (на фиг. 1 отверстие -lu показано пунктиром, а на фиг. 2 это отверстие отсутствует.

так как соответствующая часть отрезана). Отверстия .2), 12, 12 и ни при каком положении поршня закрываться не могут; в своем же среднем положении поршень перекрывает отверстия и -io (положение перекрытия). В камере между дисками поршня развивается давление главного резервуара; в камере ( по левую сторону поршня развивается некоторое давление, обусловленное положением ручки / крана; поэтому, если по правую сторону поршня в камере f-f, а следовательно, и в магистрали, будет давление меньше, чем в камере -/. поршень пойдет вправо, закроет отверстие i-5, ведуш,ее в атмосферу, и откроет отверстие оО, и воздух из главного резервуара через камеру .-/, отверстие (, выточку -V./, отверстие и отверстие .W начнет перетекать в магистраль; это будет продолжаться до тех пор, пока давление в магистрали, а следовательно, и в камере не сравняется (или, точнее, чуть превысит) с давлением в камере 2(); тогда поршень сдвинется влево и, закрыв отверстие (, остановится в равновесии (перекрытие отверстий 30 и -jo); если же после этого давление в магистрали, а следовательно, и в камере 2-, почему-либо повысится, поршень сдвинется влево, откроет отверстие и начнет выпускать воздух из магистрали в атмосферу до тех пор, пока давление в магистрали не сравняется (или, точнее, будет чуть ниже) с давлением в камере тогда поршень сдвинется вправо, закроет отверстие и остановится в перекрытии. Таким образом, поршень автоматически устанавливает и поддерживает в магистрали давление, равное давлению в камере 26, а это последнее соответствует определенному положению i ручки крана. Следовательно, каждому определенному положению ручки крана соответствует определенное давление в магистрали, устанавливаюш,ееся и поддерживаемое краном автоматически в течении желательного срока, при условии, что дисками поршня в камере ;Л, а следовательно, и в главном резервуаре будет достаточный запас воздуха. При медленном враш,ении ручки крана от крайнего своего положения у упора, соответствующего наибольшему давлению магистрали, против часовой стрелки, магистраль будет медленно разрежаться до тех пор, пока обойма i, передвигающаяся вверх, своей кромкой не подойдет вплотную к буртику поршенька /; при дальнейшем движении ручки крана обойма / своей кромкой подымет поршенек Г и разгрузит пружину /, так что поршенек i не опустится, и отверстие останется открытым; тогда весь воздух из под поршенька / и, следовательно, из камеры V/ уйдет в атмосферу; поршень займет свое крайнее левое положение (как показано на фигуре 2), и магистраль быстро разрядится до 0; это крайнее положение ручки крана будет соответствовать экстренному торможению. Поршенек / и пружина 2 рассчитаны таким образом, что при положении ручки у упора (положение отпуска) в магистрали устанавливается давление в 5 атм., каковое давление считается нормальным поездным давлением при отпущенных тормозах. Как видно будет из дальнейшего, для производства полного торможения, необходимо магистраль достаточно разредить до давления в 3.7 атм.; поэтому крайнему положению ручки при полном служебном торможении будет соответствовать 3,7 атм. давления в магистрали. Максимальное нажатие пружины V около 6.4 KZ; поэтому регулировать нажатие пружины колпачком 7 можно от руки. Для того, чтобы колпачок :/ самопроизвольно не отворачивался, сделана защелка /i, своей ножкой прикрепленная шурупом /-Т к обойме 3; своим выступом защелка может входить в соответствующие углубления J5, выстроганные в виде наката снаружи по окружности колпачка; для регулировки пружины

защелку отжимают и, вращая вокруг шурупа /-л отводят в сторону заворачивания колпачка; поставленная же на место защелка не может . отойти в другую сторону, т.-е. в сторону отворачивания колпачка, так как выступ /6 защелки упрется в нижнюю плоскость обоймы -л Штуцер 47, соединяющийся трубкой с манометром, служит для определения давления в магистрали. Для того, чтобы иметь возможность пользоваться запасом сжатого воздуха второго паровоза при двойной тяге, устроен трехходовой кран | /6, просверленный, кроме того, в торец и канал .-/, служащий j прямолинейным продолжением канала ./.9 и кончающийся штуцером--. , Кран двойной тяги /S имеет три положения: при первом положении, | как указано на фиг. 1, кран соединяет канал J с каналом .2(t, а канал перекрыт, это нормальное : положение крана при одной тяге; при повороте крана -/и на 90° по часовой стрелке кран установит | сообщение всех трех каналов /И, | JO и S1, так что воздух из под порщенька / войдет как в камеру 8/, так и к крану машиниста вто- 1 рого паровоза в соответствующий | штуцер 38 по отдельному трубопроводу и так же в камеру 3( крана последнего. Кран же двойной тяги второго паровоза должен стоять в третьем положении, т.-е. должен быть повернут еще на 90° по часовой стрелке, тогда у него останутся соединенными каналы 31 и 20, а канал Jff крана машиниста второго паровоза будет изолирован и, следовательно, его ручка никакого действия на работу крана производить не будет, а давлением в камере S6 будет управлять мащинист первого паровоза через трубопровод, соединяющий соответствующие штуцера -18 обоик кранов. Таким образом, машинист первого паровоза, повышая или понижая давление в камере своего крана, ; устанавливает такое же давление | в камере 36 второго паровоза и, следовательно, управляет обоими

кранами параллельно, используя сжатый воздух второго паровоза.

Воздухораспределитель (фиг. 5, 6, 7 и 8) состоит из корпуса 1, в который запрессован цилиндр 8, имеющий внутри разный диаметр; в этом цилиндре может перемещаться сдвоенный поршень - также разного диаметра. Камера Л цилиндра со стороны диска меньшего диаметра соединяется посредством гайки 3 с магистралью, а камера 37 со стороны диска большего диаметра всегда соединена посредством отверстия в шайбе 5У, фасонной гайки 4 и канала 4д с камерой 46 под поршеньком 37 постоянного давления. Поршенек 37 постоянного давления, установленный на постоянное давление 3,7 атм., помощью пружины, регулируемой гайкой - и контр-гайкой 10, по принципу действия совершенно схож с вышеописанным поршеньком / у крана машиниста и отличается от него только иным расположением воздушных путей, а именно: воздух из магистрали, через штуцер-гайку 3, отверстия 13 в этой гайке, выточку /, поднимая обратный клапан 31, по каналам 33, 3f, по каналу З:), через отверстие в кране -J, по каналу 36, подходит к цилиндру /, в котором помещается поршенек постоянного давления 37. Здесь через канал 4: воздух входит в полость 47 между дисками, откуда по каналам 43 и 4о через фасонную гайку 4 и отверстие шайбы попадает в камеру 37 со стороны диска поршня воздухораспределителя; одновременно через канал 44 воздух попадает под поршенек в камеру 46 и своим давлением регулирует положение диска поршня, закрывая таковым канал 43 при давлении под ним в 3,7 атм. и открывая этот канал при меньшем давлении; при повышении давления свыше 3,7 атм. диск поршенька, перекрывая канал 43, открывает канал и выпускает излишний воздух (сверх давления в 3,7 атм.) наружу. Таким образом, в камеру .7

со стороны диска поршенек пропускает воздух всегда постоянного давления в 3,7 атм. при давлении в главном воздухопроводе не ниже 3,7 атм. Размеры дисков поршня И воздухораспределителя по плош,ади поперечного сечения таковы, что 5 атм. давления со стороны камеры И превышает 3,7 атм. давления со стороны камеры 21 только на величину, необходимую i для передв ижения самого поршня; | другими словами, поршень под действием только указанных двух давлений передвинется вправо и, заняв свое крайнее положение у шайбы ., останется в равновесии. Цилиндр 2 воздухораспределителя имеет пять каналов: 22-ведущий в атмосферу, I.i - ведуший в тормозной цилиндр, 11-который может сообш,аться посредством вы- ; точки 16 и другого отверстия 75 с камерой 14 со стороны диска и, следовательно, с магистралью, и 18-ведуш,ий в запасный резервуар через канал 40 штуцера. | Указанные отверстия цилиндра рас- I положены таким образом, что при крайнем правом положении поршня, что может случиться только тогда, когда в магистрали имеется давление в 5 атм., диск камеры 27 от- i крывает атмосферный канал 22, j диск камеры 14 закрывает каналы 17 и 18, отверстие же 19, находяш,ееся посредине цилиндра, остается открытым; вообше при любом положении дисков поршня оно закрываться не может и всегда сообщает I тормозной цилиндр с камерой 20 | между дисками камер 14 и 27 поршня; отверстие 75. также открыто в этом положении поршня. При этом положении поршень устанавливает сообщение тормозного цилиндра с атмосферой, и если в тормозном цилиндре было давление выше атмосферного, то таковое упадет до атмосферного, и тормоз будет отпущен; таким образом, при давлении в магистрали в 5 атм. (или выше) получится положение отпуска. Для производства торможения разрежают воздух в магистрали, тогда равновесие поршня нарушится, и он начнет передвигаться к своему среднему положению, закроет атмосферное окно 22 и начнет открывать сначала отверстие 18, а затем сейчас же и отверстие 77; тогда воздух войдет в камеру 20 поршня из запасного резервуара через отверстие 75 и из магистрали через штуцер-гайку о, отверстие 75, выточку 16 и через отверстие 77; так как камера 20 всегда соединена каналом 19 через пробку 23 и штуцер 41 с тормозным цилиндром, то воздух пойдет и в тормозной цилиндр, произведя торможение; если затем разрежение в магистрали прекратить, то через известный промежуток времени в камере 20 дисками поршня разовьется такое давление, что в силу разности диаметров дисков камер J4 и 27 давление на поршень вправо пересилит давление влево, и поршень, закрыв сначала отверстие 77, а затем и отверстие 18, прекратит доступ воздуха в камеру 20 и остановится в равновесии-получится торможение некоторой степени. Диаметры дисков поршня выбраны таковыми, что для уравновешивания падения давления в магистрали на некоторую величину необходимо развить между дисками поршня давление в 2,8 раза больше; таким образом, при уменьшении давления в магистрали с 5 до 3,7 атм. будет увеличиваться давление в тормозном цилиндре от О до 3,7 атм. Дальнейшее понижение давления бесполезно.

Примерно предположено, что магистраль разрежена на некоторою величину и что в тормозном цилиндре развилось давление в 2,8 раза больше сделанного разрежения; кроме того предположено, что манжет тормозного цилиндра пропускает; так как давление в магистрали все время поддерживается краном машиниста на установленном уровне, то равновесие поршня нарушится, поршень сдвинется влево, откроет отверстие 75, дополнит воздух до необходимого (для | данного разрежения магистрали) давления и опять закроет отвер-: стие 18; и если какой-либо из i дисков поршня пропускает, то да- i вление между ними повысится более, чем необходимо для равновесия, и поршень сдвинется вправо, откроет атмосферное окно 22 и, выпустив часть воздуха через отверстие 49 в корпусе до необходимого (для данного разрежения магистрали) давления, закрыв окно 22, опять остановится в равновесии ; (перекрытие отверстий 18, 17 и 22); это может продолжаться сколько угодно долго; при сильной утечке из тормозного цилиндра может ; дополнительно открываться и отверстие 17. Таким образом, определенному разрежению магистрали соответствует определенное давление, развивающееся в тормозном цилиндре, и это давление не зави- сит от умеренных утечек в тормозном цилиндре и пропусков поршня, I а регулируется автоматически из запасного резервуара в магистрали. Для регулировки степени нажатия тормозных колодок в зависимости от нагрузки вагона, применяется к,тормозу приспособление (фиг. 3 и 4), устанавливаемое между воздухораспределителем и тормозным цилиндром. Приспособление (фиг. 3 и 4) состоит из цилиндрического корпуса 2, в который впрессован цилиндр 14 разного диаметра; в этом цилиндре может перемещаться пришлифованный поршенек с двумя камерами 15 и 16 дисков, также разного диаметра; в части цилиндра, в которой ходит диск камеры 15 поршенька, просверлен канал 6, который может перекрываться диском камеры 15 при его крайнем левом положении; в части цилиндра, в которой ходит диск камеры 16, сделан канал 77, сооб- { щающий внутреннюю часть ци- I линдра с атмосферой; он может : перекрываться диском камеры 16 при своем крайнем правом положении, как указано на фиг. 3; при своем среднем положении поршенек перекрывает своими дисками камер 15 и 16 соответствующие каналы 6 и // (т.-е. среднее положение поршенька есть положение перекрытия); полость цилиндра между сообщается всегда каналом // с атмосферой, во избежание нарушения работы при пропуске какого-либо из дисков; против канала 6 цилиндра в корпусе приспособления сделан канал 7, который своим концевым окном постоянно сообщается с камерой 10 со стороны диска камеры 16. Со стороны диска каттеры 7(5 цилиндр закрывается наглухо гайкой 13 с хвостовиком, служащим упором при крайнем правом положении поршенька. Площадь диска камеры 15 в два раза меньще площади диска камеры 16 поршенька, поэтому при наличии в приборе со стороны диска камеры 15 некоторого давления, которое тотчас по каналам 6 и 7 попадет в камеру 10 и начнет давить на диск камеры 16, канал 6 цилиндра только тогда откроется, когда давление со стороны диска камеры превысит в два раза давление со стороны диска камеры 16, и такое отношение давлений будет всегда поршеньком поддерживаться. Приспособление своим штуцером 3 посредством трубопровода соединяется со штуцером 41 воздухораспределителя, а штуцер 9-с тормозным цилиндром; пробка крана с двумя каналами 4 8 может либо включать прибор в путь, проходимый воздухом из воздухораспределителя в тормозной цилиндр, как показано на чертеже, либо выключать прибор, непосредственно пропуская воздух по каналу 4 из воздухораспределителя в тормозной цилиндр, если повернуть ручку / приспособления на 90°, что будет служить режимом нагрузки; при порожнем режиме воздух из воздухораспределителя через штуцер 3 и канал пробки 4 входит в цилиндр через канал 5 со стороны диска 15 и может продолжать свой путь через канал 6 как по другую сторону

поршенька, так и по каналу 7 через канал 8 и штуцер 9 в тормозной цилиндр, если его давление в два раза превышает давление воздуха, развившееся со стороны диска камеры 16, а также, следовательно, и 3 тормазном цилиндре; таким образом, давление воздуха при своем течении от штуцера 3 через приспособление к штуцеру 9 всегда делится пополам, и при установившемся давлении поршенек стоит в положении перекрытия; при понижении давления со стороны воздухораспределителя поршенек пойдет влево и- диском камеры 16 откроет атмосферный канал /Л и воздух из тормозного цилиндра через штуцер 9, канал 7, через Kariepy / и канал // начнет уходить в атмосферу до тех пор,пока его давление не будет соответствовать (т.-е. быть в два раза меньше) давлению воздуха, находяшегося между воздухораспределителем и приспособлением; тогда поршенек сдвинется вправо, прекратит выход воздуха из тормозного цилиндра и остановится в равновесии. Таким образом, как при движении воздуха от воздухораспределителя в тормозной цилиндр, так и при обратном его течении приспособление всегда поддерживает в тормозноЛ цилиндре давление в два раза меньшее давления воздуха, подходяш,его к приспособлению со стороны воздухораспределителя.

Предмет патента.

1. Автоматический воздушный однопроводный тормоз со ступенчатым торможением и отпуском, характеризуюш,ийся конструктивным выполнением крана машиниста (фиг. 1 и 2) и воздухораспределителя (фиг. 5. б, 7 и 8), состоящего в том, что кран машиниста снабжен заключенными в обший корпус 17 (фиг. 1 и 2) цилиндрог1 43 с сдвоенным распределительным поршеньком / и цилиндром 42 с сдвоенным же распределительным поршеньком 46, из коих поршенек 7, находясь постоянно под влиянием пружины 2,

упругость которой меняется поворотом винтовой обоймы, делит полость цилиндра 43 на две камеры: первую сообш,ающуюся каналом //-12 с камерой 27 (фиг. 2), образуемой в цилиндре 42 поршеньком 46 и постоянно наполняемой воздухом из главного резервуара и вторую-постоянно сообш,аюш,уюся каналом 19. пробочным краном JS двойной тяги и каналом 20 и 22 с камерой 26 того же цилиндра 42 (фиг. 2), а также сообш,аюш,уюся, в зависимости от положения поршенька 7, или с первой камерой - через каналы 9 и 10, или с атмосферой через канал S, каковой установкой поршенька 7 в то или иное положение достигается соответствующая этому положению установка поршенька в цилиндре 42, третья полость 2S которого постоянно сообщающаяся каналом 33 с главным воздухопроводом, может кроме того, с целью получения желаемого давления в последнем, сообщаться при указанной соответствующей установке поршенька - или с главным резервуаром, или с атмосферой, каковой кран отростком с каналом 5.9, через посредство главного воздухопровода, сообщается с отростком торцевой гайки 3 воздухорасределителя (фиг. 5, б, 7 и 8, включающего в себе цилиндр 2, разделяющийся сдвоенным поршеньком на три камеры: первую 14, постоянно сообщающуюся с главным воздухопроводом, вторую-20, постоянно сообщающуюся отверстием 19 и каналом 4 с тормозным цилиндром и третью 27, постоянно сообщающуюся каналом 45 с регулятором давления (фиг. 7), полость -/7 которого каналами 42, 35 через промежуточный запорный кран о (фиг. 8) и каналами 40 и 34 постоянно сообщается с запасным резервуаром, сообщающимся в свою очередь с главным воздухопроводом через обратный клапан 31 (фиг. б), из каковых камер камера 20, при соответствующем положении порщенька 5/, с целью той или иной степени торможения

и отпуска может сообщаться кроме того или с атмосферой через каналы 22 и 49, или с запасным резервуаром через отверстие 18 в цилиндре 2, или одновременно с запасным резервуаром через указанное отверстие /5 и с главным воздухопроводом через отверстие 17, канал 16 и отверстие 15 в том же цилиндре 2.

2. Применение к охарактеризованному в п. 1 тормозу приспособления, устанавливаемого между воздухораспределителем и тормозным цилиндром, служащего для регулировки степени нажатия тормозных колодок в зависимости от нагрузки вагона и состоящего из редукционного порщневого устройства с камерами 15, 77 и 10 (фиг. 3), включаемого или выключаемого из действия пробочным краном с каналами 4 н 8, КЗ каковых камер камера 17 постоянно сообщается с атмосферой, камера же 15 постоянно сообщается с камерой 20 воздухораспределителя по п. 1 и может, кроме того, сообщаться каналом б и 7 с камерой 10, каковая, в свою очередь, при разобщении ее от камеры 15, сообщается каналом // с атмосферой.