ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЗДУШНОГО ТОРМОЗА Советский патент 1928 года по МПК B60T13/26 

В предлагаемом изобретении, касающемся воздухораспределителя для автоматического воздушного тормоза, предназначенного для постепенного торможения и отпуска и прямодействующего торможения, снабженного краном режима торможения и дающего возможность пополнения воздуха в период торможения, - применены два механически не связанные между собою пружинные поршня.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез предлагаемого воздухораспределителя и фиг. 2 - продольный разрез видоизменения предлагаемого воздухораспределителя.

Воздухораспределитель для автоматического воздушного тормоза (фиг. 1) состоит из корпуса 1, внутри которого помещаются два механически не связанные между собою поршня. В верхней части воздухораспределителя находится управляющий (приказывающий) поршень 2 с эластичным кожаным воротником, пружина 4 и пружинный клапан 5, хвостовик которого оканчивается клапаном 6. В нижней части воздухораспределителя помещается распределительный (исполнительный) поршень 10 с прикрепленным к нему штоком 9 и двойная пружина 11-12 с регулирующим упором 16. Шток 9 снабжен кольцевой выточкой б, которой придается тот или иной профиль с целью достигнуть соответствующей скорости наполнения тормозного цилиндра. Камера А, окружающая шток 7 поршня 2, сообщается каналом В с главным воздухопроводом, полость а над поршнем 2 сообщается каналом Р-Р с запасным резервуаром, полость Т над поршнем 10 сообщается через отверстие n в кране 18 с тормозным цилиндром и полость K сообщается с наружной атмосферой.

Управляющий поршень 2 находится под действием двух давлений: сверху - давления в запасном резервуаре и снизу - переменного давления в главном воздухопроводе. Распределительный поршень 10 находится под действием только тормозного давления. Управляющий поршень 2 может занимать любое промежуточное положение между верхним и нижним предельными положениями, соответствующими состоянию полного отпуска и полного торможения. Каждому значению давления в главном воздухопроводе соответствует определенное положение управляющего поршня 2, т.е. поршень находится на вполне определенном расстоянии от любого крайнего положения. Распределительный поршень, будучи механически не связан с управляющим поршнем и совершенно отделен от главного воздухопровода, а следовательно не испытывая давления со стороны последнего, занимает в каждый данный момент столь же определенное положение, определяемое для данного давления в воздухопроводе расстоянием от крайнего положения, характеризующего состояние полного отпуска или полного торможения; другими словами, перемещение управляющего поршня 2 является непрерывной линейной функцией от разрежения в главном воздухопроводе, а перемещение распределительного поршня - такой же функцией от величины давления в тормозном цилиндре.

Действие воздухораспределителя следующее. При зарядке тормоза сжатый воздух поступает по каналу B в камеру A и, отжимая воротник поршня 2, проходит в запасный резервуар до тех пор, пока давление в нем не сравняется с давлением в главном воздухопроводе. Тормозной цилиндр в это время через канал T, камеру T, отверстие m, вырез б, камеру H и каналы k и K сообщается с атмосферой.

Для торможения необходимо понизить давление в главном воздухопроводе; тогда поршень 2 под влиянием давления воздуха из запасного резервуара опускается и увлекает за собой цилиндр 7, но клапан 5-6 остается на месте в положении, при котором клапан 6 прижат к своему седлу на канале K; при этом вследствие опускания цилиндра 7устанавливается сообщение главного воздухопровода с тормозным цилиндром посредством камеры ж, вырезов в клапане 5-6, камеры Н, выреза б, отверстия m и канала T. Пружина 11-12 имеет начальное сжатие в 0,6-0,7 атм. и, как только давление в тормозном цилиндре превысит эту величину, поршень 10 начнет опускаться под влиянием все увеличивающегося тормозного давления и остановится в тот момент, когда клапан 5 получит возможность сесть на свое гнездо, чем и разобщит главный воздухопровод от тормозного цилиндра. Полученное давление в тормозном цилиндре поддерживается автоматически постоянным. При вторичном разрежении воздуха в главном воздухопроводе процесс наполнения тормозного цилиндра повторится и давление в последнем соответственно увеличится. Вообще, чем ниже в момент перекрыши находится поршень 10, т.е. чем больше сжата пружина 11-12, тем большее давление имеет место в тормозном цилиндре. Пружина 4 подобрана таким образом, что при снижении давления в воздухопроводе на 1,2 атм поршень 2 занимает крайнее нижнее положение, при котором поршень упирается в штуцер 14. Любому положению поршня 2 между крайними его положениями соответствует вполне определенное тормозное давление.

Ступенчатый отпуск тормозов достигается повышением давления в главном воздухопроводе, а следовательно и в камере A воздухораспределителя, вследствие чего поршень 2 поднимается на некоторую величину, определяемую пружиною 4, поднимает за собой цилиндр 7 и клапан 5 и в то же время открывает клапан 6, устанавливая этим сообщение между тормозным цилиндром T и атмосферой помощью каналов m-б-к-К. При понижении давления в камере T, поршень 10 под действием пружины 11-12 начнет подниматься и при давлении, определяемом промежуточным положением поршня 2 (между крайними его положениями), закроет клапан 6, т.-е. настанет положение перекрыши, и в тормозном цилиндре будет поддерживаться вполне определенное и постоянное давление. Когда давление в камере А установится в 5 атм, т.-е. давления на обе стороны поршня 2 будут равны, поршень 2 займет крайнее верхнее положение, при котором установится полное сообщение тормозного цилиндра с атмосферой, т.-е. полный отпуск.

При экстренном торможении, т.-е. при переводе ручки крана машиниста в крайнее положение торможения, цилиндр 7 и поршень 10 занимают крайнее верхнее положение. При этом происходит быстрое разрежение магистрали, благодаря которому поршень 2 переходит в крайнее нижнее положение и происходит перетекание воздуха из запасного резервуара P в тормозной цилиндр Т посредством отверстия в, которое сообщится с камерой а, канала c, выреза p, отверстия е, выреза в клапане 5-6, камеры H, выреза б, отверстия m, камеры T и выреза n, до тех пор, пока давление в тормозном цилиндре не достигнет 3,6 атм; при этом давлении в камере Т поршень 10 опускаясь закрывает клапан 5. В случае разрыва поезда произойдет то же самое, что и при экстренном торможении, при чем отверстие д в этом случае перекрывается.

Наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом при обслуживании товарных поездов должно происходить достаточно медленно, во избежание значительной разницы в величине давления в цилиндрах передних и задних вагонов. Особая медленность повышения давления в тормозном цилиндре бывает особенно нужна в первый момент усиления нажатия колодок на бандажи, т.-е. после того, как в тормозном цилиндре создалось давление в 0,6-0,7 атм, необходимое на преодоление сопротивления пружины поршня тормозного цилиндра, его инерции и трения в рычажной передаче. Но когда поезд уже достаточно заторможен, т.-е. давление в тормозном цилиндре примерно равно 1,5-2 атм, дальнейшее наполнение цилиндров может быть сделано достаточно быстро.

Для обеспечения плавного торможения при возможно большем сокращении тормозного пути наполнение тормозных цилиндров разбито на три периода: 1) быстрое повышение давления до 0,6-0,7 атм, являющееся вполне безопасным, т.к. еще сам эффект торможения не наступает, 2) медленное повышение давления до 1,5-2 атм, до момента общего торможения всего поезда и 3) быстрое повышение давления до полной величины в 3,6 атм, являющееся вполне безопасным, т.к. поезд, будучи уже достаточно заторможенным, парализует набегание вагонов. Такой же вид кривой давления нужен и при отпуске тормозов. Возможность такого вида кривой наполнения тормозного цилиндра достигается устройством золотника 9, а именно тем, что в первый момент перетекание воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр происходит через широкий вырез б; по достижении давления в тормозном цилиндре в 0,6-0,7 атм поршень 10 опустится и проход воздуха будет происходить через узкую кольцевую выточку, которая в своем сечении постепенно увеличивается и за пределом давления в тормозном цилиндре 1,5-2 атм. предоставляет воздуху более широкий проход.

Неистощимость тормоза при могущей иметь место утечке из тормозного цилиндра достигается игрой распределительного поршня 10, так как при понижении давления в тормозном цилиндре уменьшение давления сверху на поршень 10 заставляет его приподняться и открыть клапан 5, чем устанавливается сообщение тормозного цилиндра с главным воздухопроводом и восстановление давления до прежней величины. В случае же произвольного повышения давления в тормозном цилиндре распределительный поршень опустится и, открыв клапан 6, выпустит излишек воздуха в атмосферу.

Применение ручки 13 дает возможность установления различных режимов для груженых и порожних вагонов; для вагонов неполногрузных и постоянно обращающихся в поездах можно будет установить такое положение режимной ручки, которое будет соответствовать действительной нагрузке вагона. При постановке ручки 13 в крайнее положение, соответствующее «груженому режиму», работают обе пружины 11-12; при этом давление в тормозном цилиндре при полном торможении равняется 3,6 атм при каком угодно зарядном давлении и при любом разрежении главного воздухопровода. При постановке ручки на «порожний режим» работает одна пружина, при чем давление в тормозном цилиндре при полном торможении равно 1,8 атм независимо от зарядного давления и от величины разрежения главного воздухопровода.

Применение переключательной пробки 18 делает распределитель пригодным для работы в пассажирских поездах посредством введения постоянного дополнительного отверстия З-Л и выреза n для дополнительного пропуска воздуха в тормозной цилиндр или из него через камеру З.

Видоизменение описанного воздухораспределителя (фиг. 2) отличается тем, что поршень 2′, тождественный с поршнем 2 (фиг. 1), испытывает с наружной стороны давление не из запасного резервуара, но из камеры постоянного давления, сообщающейся с воздухораспределителем при помощи штуцера П; наполнение камеры постоянного давления сжатым воздухом производится посредством отжатия манжеты 2′ воздухом; питание же запасного резервуара осуществляется из камеры А отверстием д через отжимаемый пружинный клапан З, центральную камеру ж в штоке 7, отверстие е в том же штоке, выточку м и канал р.

1. Воздухораспределитель для автоматического воздушного тормоза, предназначенный для постепенного торможения и отпуска и прямодействующего торможения, а также снабженный краном режима торможения и дающий, кроме того, возможность пополнения воздуха в период торможения, характеризующийся применением в корпусе 1 (фиг. 1 и 2) двух механически не связанных между собой пружинных, с эластичными кожаными воротниками, поршней 2 и 10 с любым отношением рабочих площадей, из коих поршень 2, постоянно испытывающий с одной стороны давление воздуха запасного резервуара, а с другой - давление пружины 4 и воздуха главного воздухопровода, снабжен сквозным штоком 7, включающим в себе пружинный клапан 5, хвостовик которого оканчивается клапаном 6, перекрывающим в должные моменты сквозное отверстие штока 9 поршня 10, постоянно испытывающего с одной стороны давление воздуха тормозного цилиндра и с другой - пружин 11 и 12, каковой шток снабжен кольцевой выточкой 6 того или иного профиля с целью, согласно принятому профилю, достигнуть соответствующей скорости наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом, служащей совместно с рядом каналов в указанном корпусе 1 для должною распределения воздуха, управляемого механизмом воздухораспределителя и питающего запасный резервуар и тормозной цилиндр, каковой запасный резервуар в период служебного торможения служит камерой постоянного давления, а в период экстренного торможения и разрыва поезда - также резервуаром, питающим тормозной цилиндр, причем питание запасного резервуара, осуществляется известным способом отжатия манжеты поршня 2 при проходе воздуха из камеры А в указанный запасный резервуар.

2. Применение к охарактеризованному в п. 1 воздухораспределителю штуцера 16 (фиг. 1), имеющего сквозное отверстие, служащее продолжением отверстия в штоке 10 и снабженного на конце хвостовика с винтовой нарезкой рукояткой 13, служащей для осевого, путем ее поворота, перемещения штуцера 16, с целью сообщения пружине 12 соответствующего напряжения, отвечающего желаемому режиму торможения, независимому от величины давления воздуха в главном воздухопроводе и запасном резервуаре - сверх нормального рабочего.

3. Видоизменение охарактеризованного в п.п. 1 и 2 воздухораспределителя, отличающееся тем, что поршень 2′ (фиг. 2), тождественный с поршнем 2 (фиг. 1), испытывает с наружной стороны давление не запасного резервуара, как в п. 1 и 2, а давление камеры постоянного давления, сообщающейся с воздухораспределителем штуцером П и питаемой известным способом через посредство отжатия манжеты поршня 2′ воздухом, в связи с чем питание запасного резервуара осуществляется через посредство пружинного клапана 3 с дальнейшим проходом воздуха через центральный канал в штоке 7, отверстие е в том же штоке и канал Р в корпусе воздухораспределителя.