УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСИРОВАНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается пневматических систем грузовых вагонов и может быть использована для контроля пневматической системы на соответствие рабочего давления установленным техническим требованиям.
Известна конструкция предохранительного клапана усл. №216 и усл. №Э-216 [Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава. Учебник для нач. проф. Образования. Г.С. Афонин, В.Н. Барщенков, Н.В. Кондратьев. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. Рисунок 6.5, стр. 157], содержащая корпус с атмосферными отверстиями, навернутый на корпус штуцер, внутри которого находится срывной клапан с направляющими ребрами, при этом клапан нагружен пружиной, усилие которой регулируется гайкой, закрытой колпаком. При повышении в рабочей полости давления сжатого воздуха более давления, на которое отрегулирован клапан, срывной клапан поднимается, освобождая путь для прохождения сжатого воздуха.
Недостатком данной конструкции является отсутствие функции фиксирования факта нарушения условий эксплуатации в части подачи в рабочую систему сжатого воздуха повышенного давления.
Также известна конструкция сигнализатора избыточного давления в тормозном цилиндре железнодорожного транспортного средства [патент РФ на полезную модель RU 175977 от 25.12.2017 г.] содержащая размещенный в корпусе подпружиненный чувствительный элемент, герметично разделяющий рабочую полость, постоянно связанную с рабочей полостью тормозного цилиндра, и атмосферную полость, связанную с атмосферой. Чувствительный элемент взаимодействует с сигнальным штоком, который выполнен подпружиненным и оснащен фиксирующим элементом. Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком известной конструкции является сложность в изготовлении, большая номенклатура деталей, входящих в конструкцию, а также сброс показателей превышения давления без разбора устройства, что позволяет несанкционированное обнуление результатов.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции устройства, фиксирующего случаи превышения давления при эксплуатации пневматических систем, (индикатора, сигнализатора), которая обеспечит эффективный контроль пневматической системы на соответствие рабочего давления установленным техническим требованиям, в сочетании с выявлением фактора превышения эксплуатационного давления.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха содержит фиксирующий элемент, выполненный в виде шайбы, установленной в проточку втулки, у которой имеется бурт для центрирования пружины, при этом шайба ограничена от продольного перемещения торцевой поверхностью проточки втулки и торцевой поверхностью передней крышки, вместе с этим, втулка одной торцевой поверхностью прижата к торцевой поверхности корпуса, а другой торцевой поверхностью к торцевой поверхности передней крышки, шток проходит через отверстие в шайбе и частично размещен в отверстии передней крышки, также шток имеет кольцевую канавку, отношение ширины канавки к толщине шайбы составляет диапазон от 1,3 до 12.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха содержит корпус, поршень с уплотнением и штоком, пружину, переднюю крышку с центральным сквозным отверстием, фиксирующий элемент, при этом фиксирующий элемент выполнен в виде шайбы, установленной в проточку втулки, у которой имеется бурт для центрирования пружины, кроме того шайба ограничена от продольного перемещения торцевой поверхностью проточки втулки и торцевой поверхностью передней крышки, вместе с этим, втулка одной торцевой поверхностью прижата к торцевой поверхности корпуса, а другой торцевой поверхностью к торцевой поверхности передней крышки, шток проходит через отверстие в шайбе и частично размещен в отверстии передней крышки, также шток имеет кольцевую канавку, при этом отношение ширины канавки к толщине шайбы составляет диапазон от 1,3 до 12.
Торцевая поверхность штока окрашена краской.
Защитный колпачок предотвращающий загрязнение отверстия в передней крышке.
Защитный колпачок установлен на передней крышке посредством резьбового соединения.
Шайба выполнена из стали с антикоррозионным покрытием или из бронзы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется конкретным примером ее выполнения и иллюстрируется графическими материалами, где:
Фиг. 1 - устройство для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха;
Фиг. 2 - работа устройства для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха;
Фиг. 3 - устройство для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха (вариант исполнения кольцевой канавки);
Фиг. 4 - работа устройства для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха (вариант исполнения кольцевой канавки).
Устройство для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха содержит корпус 4 с входным отверстием. В корпусе 4 размещен поршень 8 с уплотнением 9, штоком 6 и пружина сжатия 7, расположенная на штоке. Корпус закрыт передней крышкой 1 с центральным сквозным отверстием сквозь которое перемещается шток 6. Для закрепления на корпус 4 передняя крышка 1 выполнена с внутренней резьбой и имеет форму шестигранника. Фиксирующий элемент 3, выполненный в виде шайбы, установлен на штоке 6 и помещен в проточку втулки 5. На втулке 5 имеется бурт для центрирования пружины 7. Шайба 3 ограничена от продольного перемещения торцевой поверхностью проточки втулки 5 и торцевой поверхностью передней крышки 1. Втулка 5 одной торцевой поверхностью прижата к торцевой поверхности корпуса 4, а другой торцевой поверхностью к торцевой поверхности передней крышки 1. Шток 6 проходит через отверстие в шайбе 3 и частично размещен в отверстии передней крышки 1. На штоке выполнена кольцевая канавка шириной В, при этом отношение ширины В канавки к толщине шайбы составляет диапазон от 1,3 до 12.
Диапазон срабатывания устройства определяется первоначально исходя из характеристик пружины (силовых и геометрических).
Торцевая поверхность штока 6 может быть окрашена яркой краской для большей визуализации факта срабатывания устройства.
Устройство может быть выполнено с защитным колпачком 2 предотвращающим загрязнение отверстия в передней крышке 1, сквозь которое перемещается шток 6.
Защитный колпачок 2 имеет внутреннюю резьбу для крепления на переднюю крышку 1 и накатку на внешней поверхности.
Шайба 3 может быть выполнена из стали с антикоррозионным покрытием или из бронзы.
Устройство работает следующим образом.
Данное устройство для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха устанавливается на пневматическую систему таким образом, чтобы центральная ось устройство располагалась относительно горизонтально.
При допустимом давлении усилие пружины сжатия 7 не дает поршню 8 перемещаться по центральной оси в полости корпуса 4. Срабатывание устройства не происходит.
При возникновении избыточного давления в пневматической системе поршень 8 сжимает пружину 7, в следствии чего, шток 6 начнет перемещаться по центральной оси сквозь отверстие в передней крышке 1. В то же время шток 6 проходит сквозь отверстие в шайбе 3, которая свободно установлена на штоке 6 и помещена в проточку втулки 5. При этом шайба 3 ограничена от продольного перемещения торцевой поверхностью проточки втулки 5 и торцевой поверхностью передней крышки 1. Как только давление сжатого воздуха в пневматической системе превысит допустимое значение, шайба 3 окажется напротив кольцевой канавки штока 6. Диаметр отверстия в шайбе 3 больше диаметра кольцевой канавки, в следствии чего центральная ось шайбы 3 сместится относительно центральной оси штока 6. Шайба 3 соскользнет с поверхности штока 6 и под действием силы тяжести западет в кольцевую канавку. Ширина кольцевой канавки задается размером В, который определяется как отношение ширины канавки к толщине шайбы и составляет диапазон от 1,3 до 12.
При нормализации давления в пневматической системе поршень 8 со штоком 6 не смогут вернуться в первоначальное положение по причине того, что шайба 3 окажется зажатой в кольцевой канавке. Тем самым положение штока 6 будет зафиксировано от перемещения. При этом торцевая поверхность А штока 6 будет выступать за торцевую поверхность Б передней крышки 2. Факт срабатывания устройства можно будет наблюдать визуально при скручивании защитного колпачка 2.
Возврат устройства в первоначальное положение будет осуществлен путем снятия передней крышки 1 и перемещения шайбы 3 из кольцевой канавки на шток 6.
Настройка устройства происходить первоначально путем подбора пружины сжатия по необходимым параметрам (силовым и геометрическим), исходя из заданного рабочего давления в пневматической системе.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том, что фиксирующий элемент выполнен в виде шайбы, установленной в проточку втулки, у которой имеется бурт для центрирования пружины, при этом шайба ограничена от продольного перемещения торцевой поверхностью проточки втулки и торцевой поверхностью передней крышки, в месте с этим втулка одной торцевой поверхностью прижата к торцевой поверхности корпуса, а другой торцевой поверхностью к торцевой поверхности передней крышки, шток проходит через отверстие в шайбе и частично размещен в отверстии передней крышки, так же в штоке выполнена кольцевая канавка, отношение ширины канавки к толщине шайбы составляет диапазон от 1,3 до 12, что обеспечивает эффективный контроль над превышением в пневматических системах рабочего давления,
В случае повышения давления сжатого воздуха, превышающего значение рабочего давления установленного техническими требованиями, происходит нарушение работы пневматической системы. Для оценки надлежащего функционирования пневматической системы необходим контроль допустимого нормативами давления, что и обеспечивает предлагаемая конструкция устройства для фиксирования избыточного давления сжатого воздуха (индикатора).
При поступлении в рабочую систему сжатого воздуха завышенного давления, поршень со штоком фиксируется шайбой. Возвращение штока в исходное положение возможно только путем снятия передней крышки и установкой шайбы на шток. Применение предлагаемой к защите полезной модели позволит выявить и зафиксировать случаи возникновения избыточного давления в пневматической системе.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и идет процесс изготовления опытных образцов.