КРАН МАШИНИСТА Советский патент 1959 года по МПК B60T15/02 

Изобретение относится к усовершенствованию известного крана машиниста с управляемыми ручкой крана поворотный золотником и пружинным регулятором давления и с уравнительным органом, включающим уравнительный поршень и уравнительный резервуар и осуществляющим выпуск воздуха из магистрали при торможении и питание магистрали сжатым воздухом при отпуске в зависимости от разности давлений, действующих на уравнительный поршень, из которых давление с одной стороны поршня устанавливается пружинным регулятором. Целью изобретения является осуществление в таком кране автоматического, в зависимости от длины тормозной магистрали, установления продолжительности периода питания магистрали при отпуске максимально открытым проходным сечением питательных клапанов.

Для этого согласно изобретению, применен поршень с дроссельным отверстием, находящийся под действием с одной стороны воздушного давления магистрали и давления пружины, а с другой стороны подверженный воздействию потока воздуха, поступающего через питательные клапаны в магистраль, и управляющий клапаном, производящим при своем открытии сообщение широким сечением уравнительного резервуара с питательными клапанами.

На чертеже изображена схема крана машинистра согласно изобретению.

Кран машиниста заключает в себе следующие основные части.

1. Регулятор давления, включающий в себя регулирующую пружину 13, действующую и возбудительный клапан 24 посредством стержня 7, соединенного через сильфон 8 со стержней 6 рукоятки 16. Нажимная головка 22 пружины 13 вворачивается в нарезку кронштейна крышки 4 крана. Специальными выступами нажимная головка входит в паз в рукоятке и при повороте рукоятки вместе со стержнем 7 и золотником 5 происходит также поворот и нажимной головки 22 и изменение силы сжатия пружины 13.

2. Управляющий золотник 5, поворачивающийся вместе с рукояткой 16 посредством стержня 6, зажатого хомутом рукоятки и входящего Т-образной головкой в соответствующий паз золотника.

3. Реле давления в магистрали, состоящее из системы двух диафрагм 30 и 34, уравнительного золотника 36, питательного клапана 41 и разгрузочного клапана 42.

4. Ограничитель действия автомата высокого давления при отпуске, состоящий из поршня 47 с проходным отверстием в нем, возвращающей пружины 48 и клапана автомата 51. При нормальном положении поршня автомата 47 он держит клапан 51 в открытом положении.

5. Клапан экстренного торможения, состоящий из диафрагмы 57, зажатой на стержне клапана 55.

6. Резервуар 72, выполняющий три функции:

а) камеры времени при отпуске высоким давлением с автоматической выдержкой;

б) уравнительного резервуара, устанавливающего определенный темп снижения давления в головной части магистрали;

в) "замедляющего объема" при торможении из состава для надежного срабатывания тормозов головной части поезда. Эту функцию резервуар выполняет при помощи специального клапана обрыва 73.

Кран машиниста имеет следующие положения рукоятки.

I - положение "Отпуск высоким давлением" с автоматической выдержкой после перевода рукоятки во П положение.

П - положение "поездное".

IIa - положение "выключение действия автомата".

Ш - положение, включающее в себя сектор ступеней снижения давлении в магистрали для производства служебного торможения; в этом секторе можно снижать давление до 3,5 атм.

IУ - положение "неавтоматическая перекрыша".

У - положение "неавтоматическая служебная разрядка магистрали", Положения IУ и У предназначены для снижения давления в магистрали служебным темпом ниже 3,4 атм вплоть до нуля.

УI - положение "экстренное торможение", при котором происходит соответствующим темпом разрядка магистрали через клапана экстренного торможения до давления 2,8-2,5 атм, после чего разрядка заканчивается.

I положение "Отпуск высоким давлением". Управляющий золотник 5 дает следующие соединении.

а) Камера 101 над диафрагмой 30 сообщена с камерой 102 над золотником 5; воздух из главного резервуара, поступающий по каналу III к возбудительному клапану 24, открытому нажатием регулирующей пружины 13, проходит в камеру 102 и по каналу 112 в камеру 101. Последнее сообщение сохраняется при остальных положениях ручки за исключением IУ и У.

б) Камера 103 между диафрагмами 30 и 34 соединяется с атмосферным каналом через каналы 113 и 114: вследствие этого система диафрагм под давлением камеры 101 прогибается вниз и открывает полностью питательный клапан 41; золотник 36 закрывает окно канала 115 ведущего в магистраль. Воздух поступающий через клапан 41 в камеру 106 может пройти в магистраль только через отверстие в поршне автомата 47, но т.к. это сечение недостаточно, то воздух сдвигает поршень 47 в нижнее положение, причем открываются окна во втулке поршня для свободного прохода воздуха в магистраль, а клапан автомата 51 закрывается. Магистральный золотник 36, будучи в нижнем положении, сообщает камеру 106 с каналом 122, идущим под золотник 5.

в) Канал 122 от магистрального золотника сообщен через калиброванное отверстие с атмосферным каналом 114, звук, производимый выходящим воздухом, сигнализирует, что система реле заняла положение полного открытия клапана 41.

г) Магистральный канал 116 сообщается с каналом 117, идущим к камере 104 клапана экстренного торможения, для установления магистрального давления над диафрагмой 57, давление же под диафрагмой 57 повышается медленнее чей в магистрали и камере 104, благодаря малому зазору в направлении стержня клапана 55, чем клапан предохраняется от случайного подъема в начальный момент повышения давления в магистрали.

д) Магистральный канал 116 сообщается через калиброванное отверстие 119 с каналом 118, ведущим к комбинированному резервуару 72, почему этот резервуар начинает заряжаться темпом, зависящим от соотношения сечения отверстия 119 и объема резервуара 72 и местного давления в магистрали, которое в свою очередь зависит от ряда факторов, из коих основным является длина магистрали. Соотношение сечения отверстия 119 и объема резервуара 72 следует выбрать таким, чтобы скорость зарядки резервуара 72 была не меньше чем скорость зарядки поставленного в голове поезда тормозного прибора при невыгодном сочетании малого диаметра тормозного цилиндра, малого выхода штока и порожнего режима; этим будет обеспечена возможно длительная выдержка высокого отпускного давления без опасности перезарядки головных тормозных приборов.

е) Камера 105 сообщается каналом 120 с атмосферным каналом; это соединение остается во всех остальных положениях за исключением УГ (экстренное торможение).

П. Положение "Поездное". Управляющий золотник 5 дает следующие соединения.

а) Магистральный канал 116 остается сообщенным через канал 118 с комбинированным резервуаром 72, который продолжает заряжаться из магистрали.

б) Камера 103 сообщается с комбинированным резервуаром 72, почему давление в этой камере и резервуаре изменяется одинаково.

в) Канал 121 от клапана автомата 51 соединен с каналами 118 (к резервуару 72) и 113 (к камере 103), система реле будет оставаться в нижнем положении, при котором клапан 41 открыт полностью и магистраль продолжает питаться высоким давлением. Момент прекращения автоматического питания магистрали высоким давлением наступит тогда, когда резервуар 72 и соединенная с ним камера 103 зарядятся до управляющего давления камер 102 и 101.

Если объем магистрали достаточно велик, зарядка хвостовой части ее значительно отстает - давление в головной части магистрали поднимается медленно, оставаясь, однако, выше зарядного. Когда давление в резервуаре 72 и капере 103 достигнет зарядного, система реле придет в равновесное положение и питание магистрали высоким давлением закончится; избыточное давление в голове будет поглощено хвостовой частью и после этого будет происходить питание магистрали зарядным давлением. Так как золотник 36 откроет нижней кромкой канал 115, а поток воздуха в магистраль уменьшится, то поршень 47 поднимется и откроет клапан 31.

Если же объем магистрали мал и давление по всей ее длине сравнительно быстро поднимается до давления главного резервуара, то поршень 47, вследствие уменьшения потока воздуха, поднимется и откроет клапан 51. Воздух высокого давления из магистрали через открытый клапан 51, по каналу 121 поступает в резервуар 72 и камеру 103, быстро повышая в них давление, и когда оно достигнет зарядного, система реле прекратит летание высоким давлением. Таким образом, назначение поршня 47 и клапана 51 состоит в автоматическом прекращении питания магистрали высоким давлением при небольших объемах ее, когда длительная автоматическая выдержка высокого давления по времени зарядки резервуара 72 и камеры 103 через калиброванное отверстие 119 может вызвать перезарядку веси.

г) Канал 122 остается, как и при 1-м положения, сообщенным с атмосферным каналом 114, отчего сигнальный звук будет продолжаться до тех пор, пока реле не придет в равновесное положение и золотник 36 не закроет окно канала 122 во втулке. Прекращение сигнала укажет машинисту о прекращении зарядки высоким давлением.

Па - положение "Выключение действия автомата". Это положение служит для более раннего перевода по желанию машиниста питания магистрали с высокого на нормальное зарядное давление. При атом золотник 5 дает проход воздуха из магистрали по каналу 116 в резервуар 72 и камеру 103, минуя калиброванное отверстие 119, чем достигается быстрая дозарядка их и переход системы реле в равновесное положение о прикрытием клапана 41. Остальные соединения при этом положении такие же как и при поездном.

Ш-е положение - "Сектор студеней служебного торможения" По мере поворота рукоятки в этом секторе, нажатие регулирующей пружины 13 уменьшается, в соответствии о чем понижается давление воздуха в камерах 102 и 101.

Золотник 5 дает следующие соединения:

а) Канал 118 резервуара 72 сквозным отверстием в золотнике 5 сообщается с камерой 102, чем достигается желательный темп снижения давления в камерах 102 и 101, а вместе с тем и такой же темп снижения давления в головной части магистрали. Таким образом резервуар 72, использовавшийся при I и II положениях как "камера времени", при торможении используется как резервуар темпа снижения давления.

б) Камера 103 сообщена через каналы 113 и 116 с магистралью, почему в данном положении камера 103 является магистральной, давление в которой изменяется так же, как и в магистрали.

в) Канал 122 сообщен с атмосферным каналом 114 для выпуска в атмосферу воздуха, выходящего через окно во втулке уравнительного золотника 36.

Таким образом разрядка магистрали при служебном торможении происходит так: при уменьшении нажатия пружины 13, вследствие вывертывания головки 22, понижается давление в камере 102 и соединенных о ней камере 101 и резервуаре 72. магистральным давлением в камере 103 система реле переводится в верхнее положение, при котором клапаны 41 и 42 закрыты, а золотник 36 открывает выход воздуху из камеры 106 в канал 122 и далее через канал 114 в атмосферу; воздух из магистрали попадает в камеру 106, минуя порань 47, по обходному каналу 115. По снижении давления в камерах 102, 101, резервуаре 72 в магистрали и ее камерах 106 и 103, система реле приходит в равновесное положение и поддерживает заданное давление в магистрали.

г) Камера 104 клапана экстренного торможения через каналы 117 и 116 остается сообщенной с магистралью.

д) Камера 105 сообщена с атмосферой.

IУ и У - положение "неавтоматической перекрыши" и "неавтоматической служебной разрядки".

В этих положениях золотник 5 дает следующие соединения.

а) Камера 101 и резервуар 72 отъединяются от камеры 102 и остаются сообщенными между собой и т.о. они теряют связь с управляющим давлением.

б) Калиброванное отверстие 123 при IУ положении подходит к атмосферному каналу 114, а при У положении совпадает с ним; таким образом можно постановкой ручки в У положении производить неавтоматическую разрядку камеры 101 и резервуара 72, а переводом в IУ положение - прекращать эту разрядку. Вслед за разрядкой камеры 101 и резервуара 72 будет происходить разрядка магистрали.

Остальные соединении остаются теми же, что и при Ш положении. Пользуясь этими положениями можно снизить давление в магистрали вплоть до нуля.

УI. Положение "Экстренная разрядка"

В этом положении золотник 5 дает следующие соединения.

а) Камера 104 клапана экстренного торможения через каналы 117 и 120 сообщается с камерой 105, ранее соединенной с атмосферой; происходит быстрая разрядка камеры 104 в камеру 105, вследствие чего магистральным давлением диафрагма 57 прогибается вверх, а клапан 55 открывается, чем достигается экстренная разрядка магистрали.

б) Калиброванное отверстие 124 сообщает камеру 102 о камерами 104 и 105. При установке рукоятки в положение экстренного торможения нажатие регулирующей пружины равняется 2,5-2,8 атм., каковое давление воздуха будет и в камере 102. Через некоторый промежуток времени давление 2,5-2,8 атм установится также и в камерах 104 и 105. и, когда давление в магистрали понизится до этого же давления, клапан 55 закроется. Этим достигается сохранение части воздуха в магистрали после экстренного торможения, что имеет большое значение для длинносоставных поездов. При коротких: поездах клапан 55, возможно, будет закрываться с опозданием, давая большую разрядку магистрали, но это значения иметь не будет.

в) Камера 101 сообщена с камерой 102, чем предупреждает срабатывание реле и открытие клапана 41.

г) Канал 122 из-под золотника. 36 перекрывается лицом золотника 5 и отделяется от атмосферного канала 114. Это оделено по конструктивным соображениям, ибо оставление соединения канала 122 о камерой 114 при УI положении не будучи необходимым усложняет золотник и увеличивает его размеры.

д) Камера 103 остается сообщенной с магистралью.

е) Канал 118 от комбинированного резервуара 72 перекрыт лицом золотника, что необходимо во избежание длительной автоматической выдержки питания высоким давлением при последующем отпуске.

При торможении из состава в случае наличия клапана 73 падение давления в резервуаре 72 и камере 103 будет задерживаться, почему реле, будет открывать клапан 41 медленно; этим будет обеспечено торможение головных тормозных приборов. При отсутствии клапана 73, реле сработает сразу по мере падения давления в магистрали, золотник 36 откроет верхней кромкой окно канала 122 и воздух будет проходить через калиброванное отверстие в атмосферный канал 114, сигнализируя шумом машинисту о необходимости применения экстренного торможения.

При следовании двойной тягой перекрывается кран двойной тяги на напорной трубе от главного резервуара, а ручка ставится в I или П-е положение. Воздух ведущего локомотива подходит к магистральному отростку, по каналу 116 и 117 в камеру 104, по каналу 115 в камеру 106, открывая клапан 41, и по каналу III через открытый возбудительный клапан 24 в камеру 102 и 101. Случайное перемещение реле в верхнее положение разрядки магистрали вызвать не может, так как канал 122 имеет сообщение с атмосферным каналом 114 только через калиброванное отверстие.

Кран машиниста с управляемыми ручкой крана поворотным золотником и пружинным регулятором давления и с уравнительным органом, включающим уравнительный поршень и уравнительный резервуар и осуществляющим выпуск воздуха из магистрали при торможении и питание магистрали сжатым воздухом при отпуске в зависимости от разности давлений, действующих на уравнительный поршень, из которых давление с одной стороны поршня устанавливается пружинным регулятором, отличающийся тем, что, с целью автоматического, в зависимости от длины тормозной магистрали, установления продолжительности периода питания магистрали при отпуске максимально открытым проходным сечением питательных клапанов, в нем применен поршень с дроссельным отверстием, находящийся под действием с одной стороны воздушного давления магистрали и давления пружины, а с другой подверженный воздействию потока воздуха, поступающего через питательные клапаны в магистраль, и управляющий клапаном, производящим при своем открытии сообщение широким сечением уравнительного резервуара с питательными клапанами.