ВАГОННЫЙ ЗАМЕДЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к рельсовому транспорту и предназначена для замедления вагонов и отцепов из них на сортировочных станциях.
Известен вагонный замедлитель (патент на полезную модель RU №184348), содержащий корпус, внутри которого расположен полый цилиндр с поршнем и штоком. В поршне имеются каналы перетока, перекрытые верхним и нижним перепускными клапанами, каждый из которых имеет пластинчатые пружины. Недостатком описываемого вагонного замедлителя является отсутствие функции пропуска медленных вагонов (плохих бегунов) без торможения. Это обусловлено тем, что верхний перепускной клапан перекрывает проходные отверстия в поршне в исходном ненагруженном положении вагонного замедлителя.
Указанного недостатка не имеет вагонный замедлитель по патенту на изобретение SU №507216, содержащий направляющий цилиндр, гидроцилиндр с поршнем и штоком, скользящим относительно уплотнения гидроцилиндра и смонтированное на поршне клапанное устройство, сообщающее полости сверху и снизу поршня. В отличие от патента на полезную модель RU №184348 описываемый вагонный замедлитель по патенту SU №507216 обладает функцией пропуска медленных вагонов за счет того, что верхняя пластина клапанного устройства начинает перекрывать проходные отверстия в поршне только при превышении наезжающим колесом вагона заданной скорости настройки вагонного замедлителя. При меньшей скорости вагона и контакте его колес с вагонным замедлителем отверстия в поршне, сообщающие полости сверху и снизу поршня остаются открытыми. Перетекание рабочей жидкости через них происходит с малым сопротивлением, в результате чего вагонный замедлитель оказывает весьма малое тормозящее воздействие на медленный вагон.
В случае пропуска через вагонный замедлитель вагонов, имеющих скорость выше скорости настройки вагонного замедлителя, верхняя пластина перемещается, перекрывая проходные отверстия в поршне и рабочая жидкость проходит через предохранительный разгрузочный клапан, оказывающий повышенное гидросопротивление перетоку жидкости, что приводит к возрастанию усилия задвижения гидроцилиндра при наезде на него колеса вагона и достижению прицельного торможения вагона.
Однако при работе предохранительного разгрузочного клапана, полый цилиндр, входящий в его состав, садится на седло клапана с резкой остановкой, вызывая ускоренный износ контактных поверхностей седла и полого цилиндра. Ускоренному износу способствует массивность полого цилиндра и наличие зазора между полым цилиндром и отверстием под него в поршне. Необходимый для свободного скольжения полого цилиндра радиальный зазор приводит к тому, что начальное касание седла и полого цилиндра может происходить с некоторым смещением в пределах радиального зазора не по всей контактной поверхности, а по ее части с последующим радиальным сдвигом полого цилиндра относительно седла до положения соосности. Это ускоряет износ контактных поверхностей седла и полого цилиндра, что приводит к ускоренной потере работоспособности вагонного замедлителя.
Описанное устройство наиболее близко к предлагаемому техническому решению и выбрано в качестве прототипа.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым устройством, является увеличение срока службы вагонного замедлителя.
Для решения указанной технической проблемы предлагается вагонный замедлитель содержащий корпус с гидроцилиндром, выполненным с возможностью осевого и вращательного перемещения в корпусе. Гидроцилиндр содержит шток и поршень с клапанной системой, включающей верхний настроечный и нижний перепускной клапаны для перекрывания проходных отверстий в поршне. Нижний перепускной клапан содержит по меньшей мере одну пластинчатую пружину в форме диска, имеющую центральное отверстие под шейку штока. Пластинчатая пружина в форме диска зажата между поршнем и буртиком штока. Взаимодействующая с пружиной тарелка верхнего настроечного клапана может иметь участок цилиндрической формы соосный со штоком, выполненный с возможностью дополнительного центрирования по виткам пружины.
Предлагаемое устройство позволяет получить технический результат, который заключается в уменьшении износа элементов клапанной системы и благодаря этому увеличить срок службы вагонного замедлителя.
Общими признаками предлагаемого устройства и прототипа по патенту SU №507216 является наличие в клапанной системе верхнего настроечного клапана, включающего подпружиненную верхнюю тарелку (пластину в патенте SU №507216), перекрывающую проходные отверстия в поршне только при прохождении через вагонный замедлитель вагонов или отцепов со скоростью выше скорости настройки вагонного замедлителя.
Отличием является то, что в прототипе клапанная система включает предохранительный разгрузочный клапан содержащий полый цилиндр поджимаемый пружиной к седлу через плунжер, а в предлагаемом техническом решении клапанная система содержит нижний перепускной клапан, содержащий по меньшей мере одну пластинчатую пружину в форме диска с центральным отверстием под шейку штока. Пластинчатая пружина зажата между поршнем и буртиком штока.
Уменьшение износа элементов клапанной системы у предлагаемого вагонного замедлителя в сравнении с прототипом достигается за счет того, что в нижнем перепускном клапане пластинчатая пружина в форме диска имеет малую массу и при перекрывании проходных отверстий в поршне оказывает меньшее изнашивающее воздействие на контактные поверхности поршня. В прототипе полый цилиндр клапана значительно массивнее пластинчатой пружины в форме диска, поэтому при резком контакте полого цилиндра с седлом происходит износ контактных поверхностей более выраженный в сопоставлении с предлагаемым устройством.
Кроме того, в предлагаемом вагонном замедлителе пластинчатая пружина в форме диска надета своим центральным отверстием на шейку штока зажата между поршнем и буртиком штока и открывает перепускные отверстия путем изгиба без сдвига затянутых поверхностей. В прототипе же необходимый для свободного скольжения полого цилиндра радиальный зазор приводит к тому, что начальное касание седла и полого цилиндра может происходить с некоторым смещением в пределах радиального зазора не по всей контактной поверхности, а по ее части с последующим радиальным сдвигом полого цилиндра относительно седла до положения соосности. Это дополнительно ускоряет износ контактных поверхностей седла и полого цилиндра, и в итоге приводит к ускоренной потере работоспособности вагонного замедлителя.
Дополнительный технический результат достигается в частном случае исполнения тарелки верхнего настроечного клапана, при котором тарелка имеет участок цилиндрической формы соосный со штоком, выполненный с возможностью дополнительного центрирования по виткам пружины. Такая конструкция уменьшает перекашивание тарелки при ее перемещениях вдоль оси штока и тем самым снижает износ трущихся поверхностей посадочного отверстия тарелки и направляющего цилиндрического участка ответной детали. В конструкции прототипа верхняя пластина настроечного клапана выполнена в виде плоской шайбы-тарелки, которая при перемещениях может перекашиваться, касаясь краями отверстия направляющей цилиндрической поверхности ограничителя, тем самым ускоряя износ этой направляющей поверхности.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан общий вид вагонного замедлителя. На фиг. 2 показан частный случай конструктивного исполнения тарелки верхнего настроечного клапана.
В соответствии с фиг. 1 вагонный замедлитель содержит корпус 1 с гидроцилиндром 2, выполненным с возможностью осевого и вращательного перемещения в корпусе. В гидроцилиндре установлен поршень 3, закрепленный на одном конце штока 4, другой конец которого зафиксирован в нижней части корпуса, например, с помощью гайки 5. В поршне 3 имеются два ряда проходных отверстий 6 и 7, сообщающие верхнюю и нижнюю полости гидроцилиндра 2. Для открывания и перекрывания проходных отверстий 6 и 7 на поршне смонтирована клапанная система, включающая тарелку 8 верхнего настроечного клапана, которая взаимодействует с пружиной 9 и предназначена для перекрывания проходных отверстий 6. В тарелке 8 выполнены отверстия 10 для прохода жидкости. Также в состав клапанной системы входит по меньшей мере одна пластинчатая пружина 11, образующая нижний перепускной клапан. Пластинчатая пружина 11 выполнена в форме диска, с центральным отверстием, надетым на шейку 12 штока 4. Пластинчатая пружина зажата между поршнем 3 и буртиком штока 4, например, с помощью гайки 13 и предназначена для перекрывания проходных отверстий 7 в поршне. Возможно применение как одной пластинчатой пружины, так и пакета пластинчатых пружин, как изображено на фиг. 1.
Гидроцилиндр 2, заполненный жидкостью 14 и в верхней части газом 15 под давлением снабжен направляющей втулкой 16 с отверстием и уплотнением 17 под шток 4. Воздушная полость нижней части корпуса 1 сообщается с атмосферой, с помощью отверстия 18. В верхней части корпуса целесообразна установка грязесъемника 19, подвижно сопрягающегося с гидроцилиндром. Предпочтительно наличие поршневого уплотнения 20.
На фиг. 1 тарелка 8 верхнего настроечного клапана показана в виде плоской шайбы. На фиг. 2 изображен вариант конструктивного исполнения тарелки 8 верхнего настроечного клапана, согласно которому взаимодействующая с пружиной 9 тарелка 8 имеет участок 21 цилиндрической формы соосный со штоком, выполненный с возможностью дополнительного центрирования по виткам пружины 9.
Предлагаемый вагонный замедлитель работает следующим образом. На сортировочной станции каждый из необходимого количества вагонных замедлителей устанавливается на рельсе 22, например, с помощью известных резьбовых элементов крепления 23. Движущийся вагон, скорость которого необходимо уменьшить, встречает на пути установленный на рельсе вагонный замедлитель, при этом гребень 24 колеса вагона нажимает на выступающий над рельсом гидроцилиндр 2, задвигая его внутрь корпуса 1. В процессе задвижения гидроцилиндр перемещается относительно поршня 3. При этом, если скорость наезжающего вагона меньше заданной скорости настройки вагонного замедлителя, тарелка 8 верхнего настроечного клапана не перекрывает проходные отверстия 6 в поршне 3. Перетекание рабочей жидкости 14 через них происходит с малым сопротивлением, в результате чего вагонный замедлитель оказывает весьма малое тормозящее воздействие на медленный вагон.
В случае пропуска через вагонный замедлитель вагонов имеющих скорость выше скорости настройки вагонного замедлителя, тарелка 8 верхнего настроечного клапана перемещается к поршню, перекрывая проходные отверстия 6 в поршне. Рабочая жидкость проходит из верхней полости гидроцилиндра в нижнюю через отверстия 10 тарелки 8 и далее через отверстия 7 в поршне путем упругого отгибания краев пластинчатой пружины 11 (пакета пластинчатых пружин). Описанное перетекание рабочей жидкости через отверстия 7 происходит с повышенным гидросопротивлением, что приводит к возрастанию усилия задвижения гидроцилиндра 2 при наезде на него колеса вагона и возникновению тормозящей силы, действующей на колесо вагона, и замедлению вагона. Компенсирование объема задвигающегося штока 4 происходит путем сжатия газа 15 в верхней части гидроцилиндра. Задвижение гидроцилиндра вызывает также вытеснение воздуха из нижней части корпуса 1 через отверстие 18.
После проезда колеса через вагонный замедлитель гидроцилиндр 2 выдвигается в исходное положение под действием сжатого газа 15. При этом отогнутые пластинчатые пружины 11 выпрямляются, перекрывая отверстия 7, и жидкость перетекает обратно из нижней полости гидроцилиндра в верхнюю полость через проходные отверстия 6, так как они открываются при перемещении тарелки 8 верхнего настроечного клапана от действия гидронапора и усилия пружины 9. Процесс выдвижения гидроцилиндра 2 в исходное положение сопровождается поступлением в нижнюю часть корпуса 1 воздуха через отверстие 18. Описанный цикл задвижения и выдвижения гидроцилиндра повторяется для остальных колес вагона или отцепа, чем достигается замедление вагона или отцепа до требуемой скорости.
На фиг. 2 показан конструктивный вариант тарелки 8 верхнего настроечного клапана с участком 21 цилиндрической формы соосным со штоком 4. Такое исполнение дает дополнительное центрирование тарелки 8 по наружным виткам пружины 9. Это позволяет уменьшить перекашивание тарелки 8 при ее перемещениях вдоль оси штока и тем самым снизить износ трущихся поверхностей посадочного отверстия тарелки и направляющего цилиндрического участка гайки 13.
Описанный вагонный замедлитель содержит клапанную систему, в которой совместно работают верхний настроечный и нижний перепускной клапаны, и позволяет получить технический результат, выражающийся в уменьшении износа элементов клапанной системы.