Редуктор давления Советский патент 1978 года по МПК G05D16/10 

Редуктор давления относится к области пневматических систем различных маыин и может найти применение, например, на автомобилях и автопоездах, оборудованных пневматическим тормозным приводом с высоким давлением в питающей части. В мировом автомобилестроении отме чается тенденция перехода с тормозны систем низкого давления (5-7 кгс/см на тормозные системы высокого давления (18-20 кгс/см). В связи с определенными трудностями выполнения тор мозного привода, обеспечивающего подачу высокого давления в рабочие исполнительные органы (тормоз«ые ка1меры, во многих странах на автомобиля стали применять тормозной привод с в соким давлением только в его питающей части. При этом преобразование высокого давления в низкое осуществл ется при помощи редуктора давления. Положительный эффект от применения р дуктора давления и высокого давления в питающей части состоит в упрощении тормозного привода эа счет аннулирования водоотделителя, регулятора дав ления, предохранительного клапана, а также части ресиверов (до 50-60 %) . Следовательно, уменьшается вес авто обиля, трудозатраты на его изготовление, экономится металл. Известен газовый редуктор давления, содержащий корпус с вход;ным и выходным патрубками, чувствительный элемент, клапан с пружиной ij. Недостатком этого устройства является низкое быстродействие устройства. Известен и другой редуктор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и с расположенным в корпусе чувствительным элементом, выполненным в виде гюршнл, связанного с регулируюсцим органом, причем входной патрубок связан с полпоршиевой полостью 2. Впускной клапан при взаимодействии с седлом разобщает полость подвода высокого давления и полость с редуцированным давлением на его выходе. С обратной стороны поршня в крышке расположены регулировочная пружина и винт для регулирования усилия пружины. В нормальном положении впускной клапан под воздействием пружины открыт и обе полости сообщены между собой. При подаче сжатого воздуха повышается давление в полости подпружиненного поршня. Под воздействием этого давления поршень, преодолевая усилие пружини, перемешается вверх. К моменту достижения в полости поршня давления, на которое отрегулирована пружина, клапан придет во взаимодействие с седлом и разобщит полости. На выходе клапана установится давление, определяемое регулировочной пружиной. Если это давление уменьшится, в связи с расходом воздуха потребителями, поршень под воздействием пружины откроет клапан и сжатый воздух перетечет в полость под поршнем. В этой полости снова установится давление, определяемое регулировочной пружиной. Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком его является невысокое быстродействие, так как наполнение объемов на всем диапазоне изменения давления осуществляется через пе ременное сечение впускного клапана, т.е. происходит дросселирование воздушного потока, а следовательно, уве личивается время наполнения объемов. В связи со значительным объемом наполняемых емкостей (в тормозном приводе это Объем ресиверов, объемы тор мозных камер), при использовании известного клапана требуется много времени на их наполнение. Целью изобретения является повыше ние быстродействия редуктора давлени Указанная цель достигается тем,чт поршень выполнен плаваю1аим и дифференциальным с внутренней ступенчатой полостью, в которой концентрично уст новлены втулка, жестко связанная с дифференциальным поршнем, клапан с пружиной, размещенной между торцовой поверхностью плунжера и внутренней торцовой поверхностью втулки, и подпружиненный обратный клапан, плунжер которого размещен в первой ступени полости дифференциального поршня, кромки которой являются седлом клапа на, полость первой ступени соединена с выходным патрубком, надпоршневая полость редуктора связана с полостью второй ступени, а полость пружины кл пана связана с атмосферой. На фиг, 1 изображен редуктор давления, разрез; на фиг. 2 - схема тор мозного привода автомобиля с предлагаемым редуктором. Редуктор давления содержит корпус 1 и крышку 2, уплотняемые с помощью резинового кольца 3. Внутри корпуса расположен плавающий дифференциальны поршень 4, выполненный заодно с регу лирующим органом (впускным клапаном 5, который имеет центрально расположенное осевое сверление 6 и взаимодействует с кромками 7, выполненными в корпусе,являющимися седлом клапана Площадью меньшего диаметра 8 дифф ренциальный поршень обращен в подпоршневую полость 9 высокого Давления, выполненную с выходным патрубком. Во внутренней ступенчатой полости дифференциального поршня расположен клапан 10 с пружиной 11; указанный клапан своим уплотнительным элементом 12 взаимодействует с торцовым седлом 13, образуемым внутренней ступенью дифференциального поршня, а своим плунжером 14 - с внутренней поверхностью втулки 15, жестко связанной с дифференциальным поршнем. Между внутренней торцовой поверхностью втулки 15 и торцовой поверхностью плунжера клапана установлена его пружина 11, полость которой посредством сверлений 16 и 17 постоянно связана с атмосферой. Концентрично уплотнительному элементу 12 на клапане 10 выполнена кромка (седло) 18, с которой сопряжен обратный клапан 19, подпружиненный пружиной 20. Плунжер обратного клапана размещен в первой ступени полости дифференциального поршня. В нормальном положении обратный клапан разобщает сверление 6 с центрально расположенным сверлением 21 и радиальным сверлением 22, выполненными в клапане 10, другими словами, разобщает первую и вторую ступени внутренней полости дифференциального поршня. Дифференциальный поршень выполнен с боковым (радиальным) сверлением 23 в стенке, которое сообщает вторую ступень его внутренней полости 24 с надпоршневой полостью 25. В тормозном приводе редуктор давления 26 установлен в переднем осевом контуре между ресивером 27 и двухсекционным тормозным краном 28. Редуктор давления 29 установлен в заднем осевом контуре между ресивером 30и тормозным краном 28. Компрессор 31подает сжатый воздух в ресивер 32. Из ресивера 32 сжатый воздух через двойной защитный клапан 33 поступает в ресиверы осевых контуров 27 и 30, а также в полости 9 (фиг. 1) редукторов давления 26 и 29. Сжатый воздух из крана 28 поступает в передние 34 и задние 35 тормозные камеры. Входной патрубок 36, выходной патрубок 37 показаны на фиг. 1. .При повышении давления в полости 9 сжатый воздух воздействует на площадь меньшего диаметра 8 поршня 4 и перемещает поршень 4 в крайнее верхнее положение. При этом впускной клапан 5 находится на наибольшем удалении от седла 7 корпуса 1, благодаря чему обеспечивается большое проходное сечение. Через это проходное сечение сжатый воздух поступает в секции тормозного крана 28 (фиг. 2) и через сверление 6 в первую ступень полости поршня 4. Воздействуя на обратный клапан 19, сжатый воздух прижимает его к седлу 18 клапана 10, обеспечивая 56 надежную герметичность уплотнения. Одновременно сжатый воздух воздействует на клапан 10. При достижении давления в первой ступени полости пор шня 4, следовательно, и полостях секций тормозного крана 28 давления, на которое рассчитана пружина 11, клапан 10 перемещается вверх, уплотнительный элемент 12 отрывается от седла и сжатый воздух через сверления 6и 23 поступает в полости 24 и 25. Воздействуя на площадь большого диаметра поршня 4 из полости 25, сжатый воздух перемешает поршень 4 вниз до посадки впускного клапана 5 на седло 7корпуса 1. При этом полость 9 разобщается с полостью 25 и полостями секций, тормозного крана 28,в которых устанавливается давление, определяемое соотношением площадей малого и большого диаметра дифференциального поршня 4. Если компрессор 31 (фиг.2) обеспечивает подачу высокого давления в ресиверы 32, 30, 27 и полости 9 редукторов давления 26 и 29, в вы ходной патгубок 37 и в полости секций тормозного крана 28 подается низ кое давление. При торможении сжатый воздух из по лостей тормозного крана 28 поступает в передние 34 и задние 35 тормозные камеры. При этом сжатый воздух из полости 25 (фиг. 1) по сверлениям 6 и 23 перетекает в полость тормозного крана, в связи с чем давление в поло ти резко падает. При падении давления в полости 25 и на выходе редуктора давления клапан 10 усилием пружины 11 перемещает ся вниз до посадки его уплотнительно го элемента 12 на седло 13 поршня 4. Последующий выпуск сжатого воздуха из полости 25 будет обеспечиватьс через .сверления 21 и 22 и обратный клапан 19. В результате появления избыточной силы, действуйщей из полости 9 на площадь меньшего диаметра поршня 4, последний перемещается вверх до упора в крышку 2 на полную величину открытия впускного клапана 5, и сжатый воздух из ресиверов 27 и 30 (фиг. 2) через тормозной кран 28 перетекает в тормозные камеры 34 и 35. При дост жении в тормозньлх камерах 34 и 35 давления, на которое рассчитала пружина 11, клапан 10 перемещается ввер его уплотнительный элемент 12 открывается от кольцевого седла поршня 4 И сжатый воздух по сверлениям 6 и 23 перетекает в полость 25.Воздействуя из полости 25 на площадь большего диаметра поршня 4, сжатый воздух перемещает его вниз до поссщки впуск ного клапана 5 на седло 7 корпуса 1. При этом ресиверы 27 и 30 разобщаются с полостями тормозного крана 28 и на выходе 37 редукторов давления и в тормозных камерах устанавлива16ется давление, определяемое соотношение площадей малого и большого диаметров поршня 4. Как видно из вышеизложенного, наполнение тормозных камер до максимального давления происходит при положении поршня 4 Е крайнем верхнем положении и максимальном проходном сечении впускного клапана 5, благодаря чему исключается дросселирование воздушного потока и уменьшается время наполнения. Усилие пружины 11 рассчитано на давление, близкое к максимальному. При растормаживании сжатый воздух из тормозных камер 34 и 35 (фиг. 2 ) через тормозной кран 28 выпускается в атмосферу. В процессе растормаживания редукторы давления 26 и 29 в работе не участвуют. Положительный эффект от применения предлагаемого редуктора давления состоит в: -уменьшении металлоемкости и трудоемкости изготовления тормозного привода и снимении веса автомобиля; -упрющении конструкции тормозного привода; -уменьшении времени срабатывания тормозного привода, тормозного пути автомобиля и повышении безопасности движения и производительности автомобильного транспорта. Действительно, для обеспечения наибольшей безопасности движения автомобилей необходимо иметь такую тормозную систему, которая позволила бы останавливать движущийся автотранспорт на минимальном отрезке пути. Величина тормозного пути зависит от времени срабатывания тормозного привода: чем меньше время срабатывания тормозного привода, тем меньше тормозной путь автомобиля . Поэтому обеспечение минимального времени срабатывания пневматического тормозного привода необходимо для того, чтобы уменьшить разницу в величинах тормозных путей грузовых и легковых автомобилей. В условиях интенсивного движения на дорогах это обеспечит повышение производительности автотранспорта за счет увеличения скорости движения и сокращения интервалов между движущимися автотранспортными единицами. Формула изобретения Редуктор давления, содержащий корпус с входными и выходным патрубками и расположенным в корпусе чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, связанного с регулирующим органом, причем входной патрубок связан с подпоршневоП полостью, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия редуктора.