Кран машиниста для воздушных железнодорожных тормозов Советский патент 1939 года по МПК B61H13/02 B60T7/02 B60T13/26 

Все современные мягкие тормозы при медленном темпе понижения давления не срабатывают, а разрежаются, причем темп изменения давления должен быть определенный, от чего в значительной мере зависит надежность их действия.

Темп изменения давления, особенно начального понижения давления при торможении в головной части магистрали поезда, должен быть тем быстрее, чем „мягче тормоз, чем меньше плотность магистральных поршней, чем меньше легкость их хода и чем длинней поезд.

При мягких пассажирских тормозах недостаточный темп С1 ижения давления и малая ступень торможения могут вызвать торможение головы поезда при бездействий тормозов в хвосте, что может повлечь оттяжку и обрыв поезда.

Слишком резкое снижение давления на 0,8 атм. при торможении (5-е положение ручки крана Вестингауза) может вызвать нежелательное действие ускорителей. Если при этом ускорители срабатывают не все, что возможно при разных утечках из запасных резервуаров вагонов, то возможен обрыв поезда в одном или нескольких местах.

Отпуск пассажирских тормозов возможен только полный, поэтому он почти всегда делается постановкой ручки в 1-е положение на определенное время до повышения давления в магистрали до 5 атм. Однако и здесь возможны неправильные действия машиниста, ведушие к обрывам.

Если отпустить, повышая давление в магистрали вялым темпом и недостаточной ступенью, что может быть при отпуске неоднократной кратковременной постановкой ручки во 2-е положение, то могут отпустить головные тормозы, при не отпуске хвостовых, что дает рывок и может вызвать обрыв, особенно если в этот момент машинист откроет регулятор.

При „мягких товарных тормозах недостаточный темп снижения давления и малая ступень торможения, несмотря на дополнительную разрядку, также могут вызвать действие головных тормозов при бездействии хвостовых с неизбежной оттяжкой и возможным обрывом. Это будет в том случае, если в каком-либо месте будет сужен воздухопровод (засорение, замерзание, отслоение резины и пр.), если расстояние между двумя смежными тормозами в поезде окажется почему-либо слишком большим, если встретятся один или несколько подряд менее чувствительных воздухораспределителей и т. д.

При отпуске товарных тормозов сперва отпускает голова, а хвост некоторое время держит. При отпуске вялым темпом время неотпуска хвоста увеличивается.

Существуюплие краны машиниста не обеспечивают энергичного изменения давления при необходимой определенности ступеней торможения и отпуска.

При кране машиниста Вестингауза темп и ступени изменения давления в магистрали при торможении и отпуске определяются главным образом действиями машиниста.

О ступенях изменения давления здесь приходится говорить потому, что в некоторых частных случаях требуется произвести единственно возможный при тормозе Вестипгауза отпуск минимальным повышением давления в магистрали на 0,4 атм.

При торможении темп и ступени снижения давления в уравнительном резервуаре зависят от скорости перемешения ручки из перекрыши в 4-е положение и от того, во сколько приемов сделано снижение давления на данную ступень.

При наиболее четком возможном для данного крана снижении давления в уравнительном резервуаре темп снижения давления в магистрали определяется условиями выпуска воздуха из нее через небольшой клапан под уравнительным поршнем.

Здесь также имеет значение почти одновременный выпуск воздуха из уравнительного резервуара и магистрали.

Поскольку выпуск воздуха из уравнительного резервуара может быть только плавным, постольку и снижение давления в магистрали замедляется и не может быть четким.

Таким образом в части осушествления нужных темпов и ступеней при кране Вестингауза необходимы строго определенные действия и счет времени.

При кране машиниста системы Казанцева темп и ступени изменения давления в магистрали определенные, если ручку сразу переставить с одной зарубки градационного сектора на другую.

Здесь машинист освобождается от счета времени; его внимание не отвлекается на эту операцию.

Этот кран является наиболее пригодным для жестких прямодействуюЩИх тормозов и мало пригодным для мягких товарных и непрямодействуюших пассажирских тормозов. Причина этого - определенный, но медленный темп изменения давления в магистрали. Если же изменять темп действиями машиниста, то теряется преимушество освобождения от счета времени и отвлечения внимания для наблюдения за путем, сигналами и пр.

Вялость изменения давления в магистрали при кране Казанцева обусловливается ничтожными отверстиями, ничтожной величиной возбудительного клапана и его хода вверх и вниз ( 0,7 мм) и тем, что машинист непосредственно воздействует на пружину в нажимной головке, а пружина через некоторое время устанавливает определенное давление в промежуточной камере, от чег процесс изменения давления в это камере замедляется, делается нечетким.

Вялость повышения давления при отпуске замедляет отпуск хвоста поезда, когда голова уже отпуш,ена, что при неблагоприятных условиях профиля и неправильных действиях машиниста может привести к обрыву поезда.

В кране машиниста Шавгулидзе изменение магистрального давления также недостаточно интенсивно в силу следующих причин.

Выпуск воздуха из магистрали при торможении или впуск воздуха при отпуске тормозов производится почти одновременно с выпуском и впуском воздуха из уравнительной камеры крана, точнее с небольшим запозданием вследствие инерции и трения уравнительного поршня о втулку и золотника этого поршня о зеркало, а так как впуск и выпуск воздуха из уравнительной камеры происходит через узкие каналы и малые отверстия, давление в ней изменится постепенно, чему способствует постоянное сообщение уравнительной камеры с уравнительным резервуаром через калиброванное отверстие постоянного сечения.

Давление же в магистрали, зависящее от давления в уравнительной камере, изменяется с еще большей постепенностью и нечеткостью. Этому способствует устройство механизма уравнительного поршня, выпускающего воздух из магистрали и пополняющего магистраль сжатым воздухом. Этот механизм - почти такой же, как в кране НКПС 800.

Таким образом, все существующие краны машиниста по темпам и ступеНЯ.М изменения давления в магистрали не удовлетворяют полностью требованиям мягких тормозов.

В предлагаемом кране мащиниста, с целью получения четкого и быстрого торможения или отпуска, требующихся для нежестких тормозов, применена дополнительная регулировочная камера меньшего объема по сравнению с основной камерой, разделяющихся между собой перемычками в главном золотнике в подготовительный период к торможению или отпуску и соединяющихся между собой выточкой в главном золотнике в период ступенчатого торможения или ступенчатого отпуска.

В зависимости от рода включаемых в состав тормозов или жестких применен соединяющий между собой обе регулирующие камеры выключательный кран.

К недостатку существующих кранов машиниста относятся также неопределенность и неавтоматичность выдержки ручки крана в 1-м положении.

В предлагаемом кране ручка, независимо от воли машиниста, автоматически переходит из 1-го положения во 2-е через определенные промежутки времени в соответствии с длиной поезда, числом включенных тормозов и предшествовавшим снижениям давления в магистрали, предупреждая самоторможение, обеспечивая облегченный отпзск и соверщенпо освобождая машиниста от всяких отсчетов времени и давая ему возможность все внимание сосредоточить на пути,сигналах и паровозе.

На прилагаемом чертеже изображена схема предлагаемого крана машиниста с автоматическим устройством для перемещения главного золотника из 1-го положения во 2-е.

Работа крана заключается в следующем,

1-е положение - начало отпуска.

В это положение ручка крана ставится машинистом.

Воздух из главного резервуара поступает прямо в магистраль через широкое окно 55. Это первый путь воздуха из главного резервуара в магистраль.

Пространство т основной регулирующей камеры сообщается с главным резервуаром отверстием 36 в главном золотнике 76 и с пространством га-дополнительной регулировочной камеры - через канал 32.

Уравнительный поршень 22 и золотник 34 опускаются .вниз и открывают второй дополнительный пропуск воздуха из главного резервуара в магистраль через окно 25 в главном золотиике и отверстие 26.

Двойной пропуск воздуха из главного резервуара в магистраль обеспечивает относительно легкий и максимально быстрый „собственно отпуск хвоста поезда, т. е. выпуск воздуха из тормозных цилиндров хвостовых вагонов.

Переход из 1-го положения во 2-е (продолжение отпуска).

Этот переход делается автоматически (при порче автомата и т. п.).

Когда главный золотник находится в крайнем правом, т. е. 1-м положении, сжатый воздух из главного резервуара проходит через отверстие 36 в камеру 25, перемещает регулирующий порщень 2/ вправо до упора и сжимает пружину 39.

Регулирующий золотник 20, связанный с поршнем 2/, занимает крайнее правое положение, показанное сплошными линиями.

При перемещении ручки крана из 1-го положения во 2 е сначала прерывается прямое сообщение главного резервуара с магистралью через окно 35.

Окно 35 закрывается постепенно благодаря вырезу 57 в теле главного золотника 16,

Одновременно отверстие 36 закрывается неподвижным в это время регулирующим золотником 20. Вслед за этим начинается выпуск воздуха из камеры 25 в атмосферу через канал 38, правый конец которого сходит с регулирующего золотника 20.

Вследствие падения давления в камере 25 пружина 39 передвинет поршень 2/ и регулирующий золотник 20 влево и прекратит излищний выпуск воздуха из камеры 25 через канал 38. Таким образом, золотник 20 будет двигаться вслед за главным золотником 16, не отставая от него.

Легкому перемещению регулирующего золотника 20 способствует специальный механизм 21, 23, 23а, почти лищенный трения.

Когда главный золотник /б под действием автомата, описанного ниже, придет во 2-е положение, выемка /7 соединит с атмосферой камеру 7, затем золотник 10 выпустит сжатый воздух из камеры порщня 14 и возвращающий механизм автомата вернется в исходное положение, тогда как ручка крана останется во 2-м положении.

На протяжении медленного перехода ручки крана и главного золотника из 1-го во 2-е положение пространства тип сообщаются через канал 52; уравнительный порщень 22 и золотник 34 постепенно понижают питающее давление во всей магистрали поезда. Этим облегчается полный отпуск тормозов и переход вслед за этим от повыщенного давления отпуска приблизительно 5,4 атм. к нормальному давлению 5,,0 атм.

2-е положение - поездное.

При 2-м положении камера 25 соединяется с магистралью каналом 40. Пространства тип соединяются каналом 52. Устанавливается одинаковое давление в камере 30 уравнительного порщня и магистрали. Золотник 34 становится в „перекрыщу. При малейшем понижении давления в магистрали весьма чувствительный регулирующий золотник 20 под действием пружины 39 сдвинется влево, откроет отверстие 56 и тем пополнит утечку.

При больщих утечках из магистрали в камере 25 и соединенной с ней через канал 52 камере 30 образуется некоторый избыток давления, так как подпитывающий воздух, поступающий через отверстие 36, не будет успевать проходить через канал 40. Тогда сработает золотником 34 и пополнит утечку.

При 1-м и 2-м положении ручки крана машиниста, а также при 1-м подготовительном положении пополнение воздухом магистрали идет через окно 25 в главном золотнике и отверстие 26, а при прочих подготовительных и всех служебных тормозных положениях - через окно 27 и отверстие 28. В последнем случае возможность включения и выклнрчения автоматического питания магистрали осуществляется выключательньш краном 29.

В указанных подготовительных положениях перемычки 4f главного золотника разъединяют пространства т и п. В пространстве т устанавливается и поддерживается определенное давление в зависимости от положения ручки крана главного и следующего за главным регулирующего золотника.

Например, при перестановке ручки крана из 2-го положения в 1-е .подготовительное (3) канал 38 в главном золотнике правым отверстием сойдет с регулирующего золотника 20 и соединит камеру 25 с атмосферой. Давление в пространстве т будет падать до тех пор, пока пружина 39 не передвинет регулирующего золотника влево и не прикроет им правого отверстия канала 38.

Таким образом в пространстве т к моменту торможения подготавливается заранее пониженное давление около 4,4 атм.

Машинист будет видеть это по манометру 55, который расхождением стрелок наглядно покажет давление

и магистрали 5,0 атм., а подготовленное давление в пространстве т- около 4,4 атм.

В дальнейшем пониженное давление в пространстве т поддерживается регулирующим золотником 20 на уровне около 4,4 атм., так же как и при поездном положении.

Между пространствами m и и ставится разобщительный кран 31, который устанавливается в соответственное положение в зависимости от рода включаемых в состав тормозов мягких или жестких. При открытом разобщительном кране 31 предлагаемый кран мащиниста работает, как существующие краны, а при закрытом - сообщение между пространствами тип осуществляется через канал 32 таким образом, что при подготовительном положении ручки крана мащиниста пространства т н п разобщены, а при тормозном или отпускном положении сообщены.

При подготовительном положении давление снижается или повыщается только в пространстве т.

Нормальные тормозные положеиня 4-е, 6-е и 8 е.

При переходе из подготовительного в соответствующее тормозное положение канал 32 соединяет пространства тип,

Давление в пространстве т и небольщой камере 30 уравнительного порщня 22 меняется быстро до уровня заранее подготовленного пониженного давления в пространстве т и камере 25, золотник 34 столь же быстро срабатывает и через щирокие окна втулки четко изменяет давление во всей магистрали поезда, чем предупреждает несрабатывание хвостовых приборов, толчки и обрывы.

В дальнейшем пониженное давление в пространствах тип поддерживается регулирующим золотником 20, как при поездном положении; при понижении давления в них пружина 39 передвинет золотник 20 влево, откроет отверстие 36 из главного резервуара и восстановит давление. Этим обеспечивается „неистощимость тормоза.

При падении давления в магистрали сравнительно с давлением в пространстве п питание по желанию мащи ниста (см. выще) может происходит автоматически через золотник 34.

Перестановка ручки крана из одного положения в другое означает перемещение главного золотника 16, прямо связанного с ручкой, что обеспечивает быструю и четкую реакцию на действия мащиниста.

Каждому тормозному положению ручки соответствует определенное давление в магистрали 4,4 атм.- 3,6 атм. с минимальными отклонениями в ту или другую сторону, чему содействует специальное центрирующее приспособление регулирующего порщня.

Впуск и выпуск воздуха из магистрали золотником 34 производится в зависимости от давления в -пространстве « и соверщенно независимо от длины поезда.

9-е и 8-е положение - служебное торможение при давленнях ниже 3,6 атм.

При 8-м тормозном положении регулирующий золотник 20 достигает крайнего левого положе:;ия и останавливается, так как порщень 2/ упирается в выступ стенки камеры 25.

Это крайнее положение регулирующего золотника показано на чертеже пунктиром.

При дальнейшем движении главного золотника к 9-му положению канал 38 правым отверстием сходит с регулирующего золотника 20 и соединяет камеру 25 с атмосферой.

Теперь регулирующий золотник уже не может автоматически прекратить выпуск воздуха из камеры 25. Это должен сделать сам машинист постановкой ручки крана обратно в 8-е положение.

В этом случае 8-е тормозное положение играет роль „перекрыщи.

Поскольку регулирующий золотник при 8-м положении не может сдвинуться влево, подпитывание камеры 25 через отверстие 36 не будет иметь места.

Следовательно, машинист может получить любым темпом любое давление в камере 25 от 3,6 до 0,0 атм., действуя так же, как при служебном

торможении краном Вестингауза, при 4-м положении и перекрыше.

Так при 8-м и 9-м положении пространства т VI п остаются соединенными через канал 32, то уравнительный поршень 22 и золотник 34 снизят давление в магистрали до уровня давления в камере 25 и по желанию машиниста могут поддерживать его на любом уровне любое время.

При постановке ручки крана и главного золотника в 9-е положение канал 38 еш,е не достигает окна 55. Следовательно, непосредственного выпуска воздуха из магистрали в атмосферу не происходит.

10-е положение-экстренное торможение.

При 10-м положении канал 38 прямо соединяет магистраль с атмосферой через окно 35,

Одновременно делается выпуск воздуха через тот же канал 38 из камеры 25, в результате чего срабатывает уравнительный золотник 34 к ъ свою очередь выпускает воздух из магистрали вторым дополнительным путем.

Для перемеш,ения главного золотника из 1-го положения во 2-е применено автоматическое устройство, присоединяемое к магистрали при посредстве трубопровода /.

Действие этого устройства заключается в следуюшем. Во время торможения давление в регулируюш.ем резервуаре 2 быстро-сравнивается с давлением в магистрали, так как излишек воздуха из резервуара 2 уходит в атмосферу через регулятор 3.

При отпуске же давление в резервуаре 2 повышается медленно, так как воздух должен проходить через малое отверстие, регулируемое при установке и ремонте крана винтом 4.

Условия наполнения резервуара 2 до давления в магистрали создаются примерно такие же, как и для пополнения запасного резервуара, но здесь отсутствует полностью зависимость времени наполнения от изменяюшегося при износе колодок хода поршня и утечек из тормозного цилиндра.

Чем меньше было снижено давление в магистрали при торможении.

тем скорее наполнится резервуар 2 при отпуске и наоборот.

Таким образом осушествляется автоматическая зависимость времени выдержки ручки крана в 1-м положении от степени предшествовашего снижения давления в магистрали.

Когда давление в резервуаре 2 достигнет приблизительно 4,8 атм., поршень 5 сдвинется влево, сжав пружину 6, и пропустит воздух в камеру 7.

Здесь сжатый воздух, преодолевая упругость пружины 8, переместит вниз поршень и связанный с ним золотник 10.

Сжатый воздух из главного резервуара через трубку//пройдет в камеру 12, откуда через отверстие, регулируемое винтом /5, в камеру поршня }4.

Давление в камере 12 автоматически поддерживается такое же, как и в резервуаре2. Когда оно станет несколько ниже, поршень 9 опустится, и золотник 10 откроет доступ воздуха в камеру 12 из главного резервуара через, трубку //.

Давление в камере поршня 14 будет повышаться. Пружина 15 сожмется и ручка крана будет медленно переходить из 1-го положения во 2-е положение, причем в начале, когда сжатие пружины 15 незначительно, поршень 14 будет двигаться быстро, а в конце медленно.

Такой способ перехода во 2-е положение с одной стороны обеспечивает скорейшую подзарядку запасных резервуаров и переход тормозов на „мягкое положение, а с другой стороны предупреждает подтормаживание ранее зарядившихся головных приборов, наиболее плотных и с наименьшим ходом поршня тормозного цилиндра.

Когда главный золотник крана 16 займет 2-е положение, выемка /7 соединит с атмосферой камеру 7 ичерез канал 18 выпустит из нее сжатый воздух. Поршень 9 под действием сжатого воздуха с обратной стороны и пружины 8 поднимется, и сжатый воздух через золотник 10 выйдет также из камеры 12 и одновременно из камеры поршня J4; при этом воздух свободно пройдет череаобратный клапан, минуя малое отверстие, регулируемое винтом 13.

Пружина /5 вернет поршень 14 в исходное положение и даст возможность машинисту нри надобности вновь перевести ручку в 1-е ноложение.

В зависимости от длины поезда, числа включенных тормозов и утечек в составе и в самом механизме крана можно винтом 13 отрегулировать продолжительность перехода ручки из 1-го положения во 2-е раз в поездку. Эта регулировка совершенно необходима при переходе с обслуживания товарных поездов на пассажирские и обратно.

Подобный автомат может быть применен и к существующим кранам машиниста систем Вестингауза, Казанцева и др.

Предмет изобретения.

1. Кран машиниста для воздушных железнодорожных тормозов, включающий в себе три не связанных между собой воздухораспределительных органа с регулирующей камерой между ними, устанавливающей и поддерживающей в магистрали равное с ней давление, отличающийся тем, что, с целью получения четкого и быстрого торможения или отпуска, требующихся для нежестких тормозов, применена дополнительная регулировочная камера значительно меньщего

объема по сравнению с основной регулирующей камерой, отделяющаяся от основной камеры перемычками в главнол золотнике в подготовительный период к торможению или отпуску и соединяющаяся с ней выточками в главном золотнике в периоды ступенчатого торможения или ступенчатого отпзска.

2.Кран машиниста по п. 1, отличающийся применением соединяющего между собой обе регулирующие камеры крана 5/, устанавливаемого в соответственное положение в зависимости от рода вк.пючаемых в состав тормозов мягких или жестких.

3.Кран мащиниста по п. 1, отличающийся тем, что, с целью включения и выключения автоматического питания сети при тормозных положениях, применен выключательный кран 29, соединяющий главный резервуар с нижней камерой уравнительного поршня через дополнительный канал в главном золотнике.

4.Кран машиниста по пп. 1--3, отличающийся тем, что, с целью быстрого отпуска тормозов и автоматического плавного переключения на поездное положение с одновременным подпитыванием магистрали, применен регулирующий резервуар 2, питаемый от магистрали через калиброванное отверстие и соединенный через редуктор и регулируемое отверстие с камерой приспособления, воздействующего на золотник крана.