АВТОМАТИЧЕСКАЯ ВОЗДУШНАЯ ПЕСОЧНИЦА Советский патент 1940 года по МПК B61C15/10 

Предложение относится к автоматическим воздушным песочницам, действующим при наличии разности скоростей вращения бегунковой и спаренной осей и имеет в виду обеспечить автоматическое включения воздушной форсунки (а следовательно, и подачи песка) при самом незначительном опережении движущими колесами паровоза поддерживающих его колес. С этой целью в предлагаемой песочнице между шестернями дифференциала помещена паразитная шестерня, могущая смещаться по вертикали при разной скорости вращения бегунковой и спаренной осей. При этом паразитная шестерня освобождает воздушный выпускной клапан, приводящий в действие воздухораспределительный механизм песочницы. При одинаковой же скорости вращения той и другой осей выпускной клапан удерживается при помощи связанной с паразитной шестерней двуплечей защелки через посредство коромысла. Применением такого рода устройства предполагается достигнуть автоматического открытия доступа воздуха к форсункам песочницы, как только спаренные оси провернутся (вхолостую) максимум на во окружности колеса после чего подача песка будет происходить во все время боксования и прекратится спустя 5-6 сек. после прекращения боксования.

На чертеже фиг. 1 изображает схематически разрез диференциального механизма и воздухораспределителя песочницы с дополнительным резервуаром); фиг. 2 - разрез диференциала по ДЕ на фиг. 1; фиг. 3 - разрез парового клапана и пескосдувателя; фиг. 4 - деталь пескосдувателя.

Предлагаемая автоматическая воздушная песочница состоит из дифференциального механизма, воздухораспределителя (с дополнительным резервуаром), парового клапана и пескосдувателя. Диференциальный механизм состоит из корпуса 1 (фиг. 1), в котором на осях 3, 8 расположены шестерни 2, 7, получающие вращение от бегунковой и спаренной осей паровоза. Между шестернями 2, 7 на оси 5 помещена паразитная шестерня 4, могущая, как уже сказано, перемещаться в вертикальном направлении при наличии разности скоростей вращения указанных осей. Шестерня 4 снабжена обоймой 6, связанной помощью валика 22 с поворотной около оси 15 двуплечей защелкой 20. При своем подъеме в момент боксования паровоза шестерня 4 расцепляет защелку 20 с коромыслом 19, сидящим на оси 17, которое управляет, путем взаимодействия с воздушным выпускным клапаном 24 и воздушным поршнем 25, периодическим пуском в работу песочницы через воздухораспределитель. Для постановки шестерни 4 в исходное положение после окончания боксования паровоза служат планка 18 и угловой рычаг 21, поворотно укрепленный на оси 16 и предназначенный для опускания обоймы 6 с шестерней 4 при воздействии на планку 18 коромысла 19.

Воздухораспределитель снабжен вспомогательным воздушным резервуаром Г с помещенным в нем клапаном 66, расположенным в камере 50 и находящимся под воздействием пружины 49. Клапан 66 взаимодействует со штоком 34, несущим золотник, управляющий подачей воздуха в песочницу, и два поршня 36, 33, причем последний (большего диаметра) свободно насажен на штоке. Поршни 33, 36 образуют в корпусе воздухораспределителя сообщающиеся между собой через неплотности поршней камеры А, Б, В, из которых камера А соединяется с главным воздушным резервуаром, камера В - с дополнительным воздушным резервуаром Г и камера Б - с камерой 29 клапана 24, управляющего периодически выпуском воздуха из камеры Б в атмосферу. Аппарат питается воздухом из главного резервуара и работает при любом давлении воздуха. В камерах А, Б, В, 29 и во вспомогательном резервуаре давление воздуха такое же, как и в главном резервуаре.

При движении паровоза шестерни 2 и 7 вращаются в одну сторону (по часовой стрелке), а шестерня 4 вращается в обратном направлении. Стержень 23 выпускного клапана 24 давит на нижнее плечо коромысла 19, которое упирается в засечку 30 двуплечей защелки 20. Как только спаренные оси паровоза провернутся, примерно, на своей окружности перед боксованием, на такую же величину провернется и шестерня 7, обгоняя шестерню 2, вследствие чего средняя паразитная шестерня 4 вместе с обоймой 6 поднимается вверх принудительно под влиянием разности вращения шестерен 2 и 7. Опускание шестерни 4 и обоймы 6 происходит помощью коромысла 19, углового рычага 21 и планки 18 при посредстве поршня 25 со стержнем 26. При крайнем левом положении золотника 42 последний открывает канал 43, по которому воздух из камеры А проходит по трубе 46 в цилиндр воздушного поршня 25. Поршень 25 своим стержнем 26, под давлением воздуха, передвигает верхнее плечо коромысла 19 и планку 18 в крайнее левое положение, а также повертывает рычаг 21 на несколько градусов против часовой стрелки. Рычаг 21 своим горизонтальным плечом нажимает на обойму 6 и опускает ее вниз вместе с паразитной шестерней 4. Шестерня 7, сидящая на оси 8 (фиг. 2), зажата между двумя дисками 9, 10, которые сжимаются слабой пружиной 12. Таким образом, при длительной буксовке паровозных колес в аппарате будет вращаться только ось 8, тогда как шестерня 7 будет стоять неподвижно, провернувшись лишь на 1-2° для подъема шестерни 4. При перемещении шестерни 4 с обоймой 6 кверху защелка 20, будучи соединена при помощи валика 22 своим левым плечом с обоймой 6, также перемещается вместе с обоймой 6 вверх, опустив правое плечо с засечкой 30 вниз. Нижнее плечо коромысла 19, освободившись от засечки на правом плече защелки 20, перемещается в левую сторону, а стержень 23 с клапаном 24, освободившись от нижнего плеча коромысла 19, под давлением воздуха переходит в крайнее левое положение и открывает каналы 28 (фиг. 1). При этом воздух из камеры Б по каналу 37 и трубке 38 через камеру 29 и каналы 28 быстро уходит. Тогда поршень 30 под давлением воздуха с правой стороны из золотниковой камеры А быстро перемещается в левую сторону до упора заточкой 35 в поршень 33, перемещая на своем штоке 34 золотник 42, который открывает канал 45 для пропуска воздуха из золотниковой камеры по трубе 39 к форсункам песочницы. Вспомогательный же поршень 33 давлением воздуха из камеры В и вспомогательного резервуара удерживается в крайнем правом положении и не дает возможности поршню 36 продолжать движение в левую сторону, так как по площади он в два раза больше поршня 36.

Из вспомогательного резервуара воздух по ребрам клапана 65 через камеру В, по зазору между камерой В и поршнем 33 (поршни 36 и 33 уплотняющих колец не имеют), камеру Б, трубу 38 и канал 28 камеры 29 воздушного клапана 24 уходит в атмосферу. Общая площадь зазора между камерой В и поршнем 33 невелика и поэтому воздух из вспомогательного резервуара выходит в атмосферу, примерно, через 1,5-2 секунды.

Когда давление воздуха из вспомогательного резервуара Г в камере В на поршень 33 совместно с давлением возвратной пружины 49 будет немного меньше давления воздуха на правую сторону поршня 36 из золотниковой камеры А, то оба поршня и шток 34 с золотником 42 будут продвигаться далее в левую сторону, утопляя в узкую горловину клапан 66. При этом, так как клапан 66 вокруг себя имеет зазор, значительно меньший по площади, чем у поршня 33, то давление в камере В быстро падает и оба поршня со штоком 34 и золотником 42 быстро проходят остаток своего пути до крайнего левого положения. При последнем продвижении золотника 42 в крайнее левое положение открывается канал 43, через который воздух по трубе 46 проходит и надавливает на поршень 25. Последний под давлением воздуха продвигается в крайнее левое положение и своим стержнем 26 перемещает верхнее плечо коромысла 19 в левое положение, а нижнее плечо - в правое. Нижнее плечо коромысла 19, отходя в правое крайнее положение, перемещает стержень 23 и клапан 24 также в крайнее правое положение, причем клапан 24 закрывает клапан 28 и прекращает выпуск воздуха из камеры 29 в атмосферу. Верхнее же плечо коромысла 19, подходя к крайнему левому положению, передвигает планку 18 влево, которая, нажимая на вертикальное плечо углового рычага 21, одновременно перемещает горизонтальное плечо его вниз. Вследствие этого обойма 6 вместе с шестерней 4 спускаются вниз, примерно, на 3 мм и занимают свое первоначальное положение.

При этом плечи защелки 20 под действием обоймы 6 передвигаются: левое - вниз, а правое - вверх до упора в торец коромысла 19.

Воздух из камеры А по зазору поршня 36 проходит в камеру Б и далее по зазорам поршня 33 и клапана 65 в вспомогательный резервуар Г, равномерно повышая в них давление, так как зазоры поршня 33 и упорного клапана 66 значительно больше, чем зазоры поршня 35.

Как только давление воздуха в вспомогательном резервуаре и камерах Б и В будет уравниваться с давлением в камере А и поршень 36 будет почти уравновешен, то под влиянием пружины 49 шток 34 клапаном 66 передвигается в крайнее правое положение с поршнями и золотником 42. В крайнем правом положении золотник 42 закрывает канал 45 и прекращает доступ воздуха к форсункам песочницы, а выемка 41 сообщает канал 43 с атмосферным каналом 44, освобождая от давления воздуха поршень 25.

Продолжительность непрерывной подачи воздуха к форсункам песочницы зависит от величины зазоров поршней 33, 36. Циклы работы аппарата могут чередоваться с промежутками времени в десятую долю секунды в неограниченном количестве, в зависимости от склонности паровоза к боксованию.

С появлением давления в воздухопроводной трубе 39 (фиг. 3) воздух по трубке 58 проходит в камеру 56 парового клапана и поднимает вверх поршень 55 с его стержнем 57 и парозапорным клапаном 53. Пар из котла через отверстие 54 по отростку 59 и паропроводной трубе 60 направляется в цилиндр пескосдувателя. Так как борт 62 трубы 60 остается неподвижным, то цилиндр 61, как бы снимаясь с трубы 60, опускается вниз, опуская одновременно на кронштейне 63 метельник 64 на рельсы, который, касаясь рельсов концами проволок, разрыхляет спрессованный и придавленный к рельсам песок.

На конце цилиндра пескосдувателя находится сопло 65 (форсунка), по которому пар котлового давления веерообразно дует на рельсы, окончательно сдувая разрыхленный метельником песок.

Когда автоматическая песочница прекратит подачу воздуха, то в трубах 39, 58 и в камере 56 давление воздуха упадет до нуля, поршень 55 и клапан 53 опустятся вниз, и поступление пара из котла к форсункам пескосдувателя будет закрыто. Таким порядком, вслед за прекращением действия автоматической воздушной песочницы прекращается действие и пескосдувателя.

Форсунки и метельники пескосдувателя (на схеме не указанные) поднимаются пружиной вверх в первоначальное положение.

1. Автоматическая воздушная песочница, приводимая в действие при наличии разности скоростей вращения бегунковой и спаренной осей, отличающаяся тем, что между шестернями, приводимыми во вращение от бегунковой и спаренной осей, расположена паразитная шестерня 4, смещающаяся несколько по вертикали при разной скорости вращения бегунковой и спаренной осей и освобождающая при этом воздушный выпускной клапан для приведения в действие воздухораспределительного механизма песочницы.

2. Форма выполнения песочницы по п. 1, отличающаяся тем, что паразитная шестерня 4 связана с двуплечей защелкой, удерживающей при одинаковой скорости вращения бегунковой и спаренной осей через посредство коромысла воздушный выпускной клапан 24.

3. Форма выполнения песочницы по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что с целью постановки шестерни 4 в исходное положение после окончания боксования паровоза, конец коромысла воздействует через рычажную передачу на обойму шестерни при отклонении коромысла воздушным поршнем 25 в конце хода золотника воздухораспределителя.

4. Форма выполнения песочницы по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что камера 29 воздуховыпускного клапана соединена с междупоршневым пространством двупоршневого воздухораспределителя.