Модуль тормозного оборудования локомотива

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным системам локомотивов. В частности, рассматривается конструкция модуля тормозного оборудования локомотива (далее - МТО), а более конкретно к устройствам комплексов тормозного оборудования железнодорожного тягового средства, преимущественно грузового локомотива, предназначенных для изменения давления в тормозной магистрали, для изменения давления в тормозных цилиндрах локомотива в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали, в зависимости от управления тормозными процессами краном вспомогательного тормоза локомотива.
Известен модуль тормозного оборудования локомотива, содержащий размещенные в общем шкафу, устанавливаемом в кабине машиниста, блок электропневматических приборов, блок тормозного оборудования для локомотивов пассажирского типа, кран вспомогательного тормоза локомотива с дистанционным управлением, клапан электропневматический автостопа с дистанционным управлением, клапан электропневматический экстренного торможения для дистанционного управления и блок пневматического оборудования, при этом в данном шкафу смонтированы переключающие клапаны для обеспечения направления потока воздуха от различных автономных источников давления через электроуправляемый воздухораспределитель в блоке воздухораспределителя к управляемым камерам реле давления, количество которых равно количеству тормозных цилиндров колесных тележек локомотива и выходы каждого из которых сообщены с тормозным цилиндром соответствующей колесной тележки, а вход - с отдельным наполненным давлением резервуаром (RU 117130, В61Н 13/02, В60Т 7/08, В60Т 13/26, В60Т 15/36, опубл. 20.06.2012 г.).
Недостаток данного известного решения заключается в недостаточной надежности работы тормозной системы, обусловленной тем, что отсутствует система контроля за состоянием давления в питающей магистрали на участке срабатывания электроуправляемого воздухораспределителя. В известной системе переключение происходит по управлению от крана машиниста, но данное управляющее воздействие не зависит от реального давления в системе сообщения резервуара с блоком тормозного оборудования.
Известен модуль тормозного оборудования локомотива, содержащий размещенные в общем шкафу, устанавливаемом в кабине машиниста, блок электропневматических приборов, блок тормозного оборудования для локомотивов пассажирского типа, кран вспомогательного тормоза локомотива с дистанционным управлением, клапан электропневматический автостопа с дистанционным управлением, клапан электропневматический экстренного торможения для дистанционного управления и блок пневматического оборудования, при этом в данном шкафу смонтированы переключающие клапаны для обеспечения направления потока воздуха от различных автономных источников давления через электроуправляемый воздухораспределитель в блоке воздухораспределителя к управляемым камерам реле давления, количество которых равно количеству тормозных цилиндров колесных тележек локомотива и выходы каждого из которых сообщены с тормозным цилиндром соответствующей колесной тележки, а вход - с отдельным наполненным давлением резервуаром, причем реле давления сообщено с каналом управления по давлению блока электропневматических приборов и сообщено через исполнительный блок с электроуправляемым воздухораспределителем в блоке воздухораспределителя для сообщения тормозной магистрали с питающей магистралью (RU 129069, В61Н 13/02, В60Т 7/08, В60Т 13/26, В60Т 15/36, опубл. 20.07.2013).
Данное решение принято в качестве прототипа.
Недостаток известного решения заключается в том, что размещение приборов, узлов и других элементов пневмосхемы в шкафу соответствовало месту положения каждого конкретного узла или прибора на пневмосхеме. Это приводило к тому, что на одном локальном участке в шкафу могли располагаться как пневмоузлы, так и электрические компоненты и связи между ними. Это создавало трудности при проведении ремонтных работ при выходе узла из строя. В большинстве случаев приходилось шкаф демонтировать полностью и транспортировать на ремонтную площадку. При такой компоновке не учитываются особенности монтажа пневмоприборов, которые отличаются от монтажа и прокладки электролиний системы питания или трубопроводов высокого давления. Это приводило к увеличению расстояний между узлами и блоками и увеличению габаритов и веса модуля.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности и ремонтопригодности.
Указанный технический результат достигается тем, что в модуле тормозного оборудования локомотива, представляющем собой шкаф, устанавливаемый в кабине машиниста, внутри которого сформирована каркасная конструкция, несущая на себе резервуары, пневматические клапаны и реле давления, краны и электропневматические вентили, блок питания и элементы коммутации блока питания с управляющими узлами электропневматических вентилей и переключателей, а также пневматические выводы для сообщения с внешнерасположенными агрегатами, каркасная конструкция выполнена из продольных и поперечных элементов, образующих силовую рамку, разделенную поперечной перегородкой на верхнюю и нижнюю секции, в верхней секции размещены блок питания и резервуары с выводом трубопроводов от последних на одну сторону рамки, в нижней секции с опиранием на рамку установлена плата, на части поверхности которой со стороны расположения трубопроводов от резервуаров смонтированы пневматические клапаны и реле давления, краны и электропневматические вентили, на другой части поверхности платы со стороны, противоположной расположению трубопроводов от резервуаров, и вдоль последней расположены элементы коммутации блока питания с управляющими узлами электропневматических вентилей и переключателей, а пневматические выводы для сообщения с внешнерасположенными агрегатами размещены в линейку и закреплены вдоль нижнего края платы.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - общая схема тормозной системы с модулем тормозного оборудования для локомотивов;
фиг. 2 - принципиальная схема модуля тормозного оборудования;
фиг. 3 - модуль тормозного оборудования, вид со стороны монтажа блоков и узлов;
фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, вид сбоку со стороны размещения трубопроводов;
фиг. 5 - то же, что на фиг. 3, вид с тыльной стороны;
фиг. 6 - компоновка блоков и узлов на рамке модуля.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция модуля тормозного оборудования 1 (МТО), который выполняется в виде каркасного шкафа и устанавливается в машинном отделении локомотива.
МТО предназначен для применения на пассажирском электровозе дойного питания и для обеспечения:
- автоматического пневматического торможения локомотива;
- «саморасцепа секций» локомотива;
- сигнализации обрыва тормозной магистрали поезда;
- дистанционного отпуска автоматических пневматических тормозов локомотива при приведенных в действие автоматических тормозах поезда;
- замещения электродинамического тормоза пневматическим.
В общем случае, модуль тормозного оборудования локомотива представляет собой устанавливаемый в кабине машиниста шкаф. В этом шкафу сформирована каркасная опорная конструкция в виде рамки, на которой смонтированы блоки и узлы пневмосистемы торможения.
Эта система компонентно включает в себя блок электропневматических приборов, блок тормозного оборудования для локомотивов пассажирского типа, кран вспомогательного тормоза локомотива с дистанционным управлением, клапан электропневматический автостопа с дистанционным управлением, клапан электропневматический экстренного торможения для дистанционного управления и блок пневматического оборудования, при этом в данном шкафу смонтированы переключающие клапаны для обеспечения направления потока воздуха от различных автономных источников давления через электроуправляемый воздухораспределитель в блоке воздухораспределителя к управляемым камерам реле давления, количество которых равно количеству тормозных цилиндров колесных тележек локомотива и выходы каждого из которых сообщены с тормозным цилиндром соответствующей колесной тележки, а вход - с отдельным наполненным давлением резервуаром. А реле давления сообщено с каналом управления по давлению блока электропневматических приборов и сообщено через исполнительный блок с электроуправляемым воздухораспределителем в блоке воздухораспределителя для сообщения тормозной магистрали с питающей магистралью.
Принцип действия можно рассмотреть на схеме пневматической принципиальной по фиг. 1 и 2, где МТО обозначен поз. 1.
Для реализации автоматического пневматического торможения машинист изменяет давление в уравнительном резервуаре 2 (УР), а следовательно и в тормозной магистрали 3 (ТМ), посредством крана 4 машиниста (фиг. 1).
Для реализации торможения машинист устанавливает ручку контроллера крана машиниста в V положение и снижает давление в УР 2 темпом служебного торможения до необходимого значения, тем же темпом снижается давление в ТМ 3 и начинается поступление воздуха из запасного резервуара 5 (ЗР) (фиг. 5) через воздухораспределитель (BP) к переключательному клапану ПК1 6, органу переключательному 7 (ОП) клапана электроблокировочного 8 (КЭБ), переключательным клапанам 9 (ПК2) и 10 (ПК3), и к управляющим полостям реле давлений 11 (РД1) и 12 (РД2). По достижению требуемого давления в УР 2, машинист устанавливает ручку контроллера крана 4 машиниста типа в IV положение и наступает режим перекрыши (фиг. 2).
После поступления воздуха в резервуар 13 (РР) и управляющие полости реле давлений РД1 11 и РД2 12, воздух из резервуара 14 (ПР) (фиг. 1), постоянно пополняемый из резервуара 15 (ПМ), непосредственно поступает к (фиг. 1):
- крану 16 (КрРШ6) и далее в тормозной цилиндр 17 (ТЦ1) первой тележки локомотива;
- крану 18 (КрРШ7) и далее в тормозной цилиндр 19 (ТЦ2) второй тележки локомотива.
Для реализации пневматического отпуска машинист устанавливает ручку контроллера крана 4 машиниста в I или II положение, в зависимости от заданного режима отпуска, при этом повышается давление в УР 2 и ТМ 3 до необходимого значения, начинается зарядка запасного резервуара ЗР 5 и выпуск сжатого воздуха из управляющих полостей реле давлений РД1 11 и РД2 12 по следующему каналу: переключательные клапаны ПК3 10 и ПК2 9, орган переключательный ОП 7 клапана электроблокировочного КЭБ 8, переключательные клапаны ПК1 6 через воздухораспределитель BP в атмосферу Ат.
После выпуска воздуха из управляющих полостей реле давлений РД1 11 и РД2 12 через воздухораспределитель BP в атмосферу Ат, давление воздуха выпускается:
- из ТЦ1 17 по каналу: кран КрРШ6 16 через реле давления РД1 11 в атмосферу Ат;
- из ТЦ2 19 по каналу: кран КрРШ7 18 через реле давления РД2 12 в атмосферу Ат.
2
2
2
Реализация пневматического торможения при "саморасцепе секций" (фиг. 2) осуществляется при давлении в ТМ 3 (0,20-0,25) МПа [(2,0-2,5) кгс/см], при этом тормозные цилиндры локомотива наполняются до давления (0,38-0,40) МПа [(3,8-4,0) кгс/см], отрегулированного редуктором 20 (Ред1) (редукционный клапан), независимо от установленного режима главной части 21 (ГЧ) (порожний, средний, груженый). При давлении в ТМ 3 (0,20-0,25) МПа [(2,0-2,5) кгс/см] происходит разрядка управляющей полости клапана 22 (К) в ТМ 3 и воздух из питательного резервуара ПР 14 поступает через редуктор Ред1 11, клапан К 22, датчик давления 23 (ДД3), кран 24 (КрРШ1), переключательные клапаны ПК1 6, орган переключательный ОП 7 клапана электроблокировочного КЭБ 8, переключательные клапаны ПК2 9 и ПК3 10 и к управляющим полостям реле давлений РД1 11, РД2 12. После поступления воздуха в управляющие полости реле давлений РД1 11 и РД2 12 воздух из резервуара ПР 14, постоянно пополняемый из ПМ 15, непосредственно поступает к:
- крану КрРШ6 16 и далее в ТЦ1 17 первой тележки локомотива;
- крану КрРШ7 18 и далее в ТЦ2 19 второй тележки локомотива.
2
Реализация пневматического отпуска при "саморасцепе секций" осуществляется при давлении в ТМ 3 более 0,25 МПа (2,50 кгс/см), при этом воздух поступает в управляющую полость клапана К 22 и начинается выпуск воздуха из управляющих полостей реле давлений РД1 11 и РД2 12, через переключательные клапаны ПКЗ 10 и ПК2 9, орган переключательный ОП 7 клапана электроблокировочного КЭБ 8, переключательный клапан ПК1 6, кран КрРШ1 24 в атмосферу Ат клапана К 22.
После выпуска воздуха из управляющих полостей реле давлений РД1 11 и РД2 12 в атмосферу Ат клапана К 22, давление воздуха выпускается:
- из ТЦ1 17 по каналу крана КрРШ6 16 в атмосферу Ат через реле давления РД1 11;
- из ТЦ2 19 по каналу крана КрРШ7 18 в атмосферу Ат через реле давления РД2 12.
При электродинамическом торможении напряжение постоянного тока подается на электропневматический вентиль 25 (В1) (воздухораспределитель) клапана электроблокировочного КЭБ 8 для отключения реле давления РД1 11 и РД2 12 от пневматических тормозов и сообщения их с атмосферой. При недостаточной эффективности электродинамического тормоза включается замещение. Подается напряжение на электропневматический вентиль 26 (В2) (воздухораспределитель) и сжатый воздух из ПМ 15 через кран 27 с фильтром (КрФ1), клапан обратный 28 (КО), кран 29 (КрРШ3), редуктор 30 (Ред2), вентиль В2 26, переключательные клапаны ПК2 9, ПКЗ 10 поступает в управляющие полости реле давления РД1 11 и РД2 12. В тормозных цилиндрах создается давление, равное давлению, на которое отрегулирован редуктор Ред2 30 (редукционный клапан).
Для отпуска тормозов - напряжение с В2 26 снимается, при этом управляющие полости реле давления сообщаются с атмосферой через атмосферный клапан вентиля В2 26.
2
Для следования локомотива в «холодном состоянии» в блоке установлены кран КрФ1 27, кран с обратным клапаном 31 (КрРКО) между ПМ 15 и ТМ 3. При этом кран с обратным клапаном КрРКО 31 открыт, кран КрФ1 27 закрыт, кран КрРШ1 24 закрыт, кран КрРШ2 32 закрыт. При следовании «холодным резервом» соединяются тормозные магистрали ведущего и ведомого локомотивов. Воздух из ТМ 3 ведущего локомотива поступает через кран КрРКО 31 и обратный клапан КО 28 в питательный резервуар, создает запас воздуха для питания реле давления РД1 11 и РД2 12. Одновременно сжатый воздух поступает к клапану К 22. При повышении давления ТМ 3 выше (0,20-0,25) МПа [(2,0-2,5) кгс/см] управляющие полости реле давления РД1 11 и РД2 12 разобщаются с редуктором Ред1 20 и сообщаются с атмосферой клапана К 22. Происходит отпуск тормозов. Дальнейшее управление тормозами ведется с ведущего локомотива.
При управлении крана вспомогательного тормоза (КВТ) воздух от КВТ поступает в управляющую полость реле давления РД3, РД3 соединено с ПР 14 посредством крана 33 (КрРШ4). От РДЗ воздух поступает к устройству блокировки тормозов (УБТ). От УБТ воздух поступает к блоку тормозного оборудования (БТО), через кран 34 (КрРШ2) наполняет МВТ, а через переключательный клапан ПК3 10 наполняет управляющие полости реле давления РД1 11 и РД2 12. Давление в тормозных цилиндрах будет аналогично давлению на ступенях торможения КВТ. При отпуске КВТ воздух из управляющих полостей реле давления через переключательный клапан ПКЗ 10, УБТ, поступает к РДЗ и через атмосферное отверстие выпускается в атмосферу. Возможно дотормаживание КВТ (т.е. тормозами локомотива) при ступенчатом торможении автоматическим тормозом.
Для автономного отпуска локомотива на пульте кабины машиниста устанавливается кнопка отпуска, которая электрическими контактами связана с электроблокировочным клапаном КЭБ 8.
2
При давлении в ТМ 3 более (0,20-0,25) МПа [(2,0-2,5) кгс/см] для отпуска тормоза локомотива необходимо кратковременно нажать на кнопку отпуска. При нажатии на кнопку отпуска подается напряжение на электропневматический вентиль В1 25 электроблокировочного клапана КЭБ 8. Под действием сжатого воздуха, поступающего от вентиля В1 25, поршень электроблокировочного клапана КЭБ 8 закрывает клапан, прекращая доступ воздуха от воздухораспределителя, и одновременно открывает атмосферный клапан, сообщая управляющие полости реле давления РД1 11 и РД2 12 с атмосферой. Произойдет отпуск тормозов локомотива. Далее для управления тормозами локомотива необходимо использовать КВТ.
2
2
При давлении в ТМ 3 менее (0,20-0,25) МПа [(2,0-2,5) кгс/см] для отпуска тормоза локомотива необходимо зажать кнопку отпуска, при отжатии кнопки отпуска давление в тормозных цилиндрах восстановится автоматически. Восстановление работы автоматического тормоза локомотива произойдет после отпуска тормозов краном машиниста и снижение давления в тормозных цилиндрах до 0,05 МПа (0,5 кгс/см). По информация с датчика давления 35 (ДД2) снимается напряжение с вентиля В1 25, установленного на КЭБ 8.
При работе контура «жалюзи» воздух из ПМ 15 через КрФ1 27, кран 36 (КрРШ5) поступает к контуру «жалюзи». Кран КрРШ6 36 управляет подачей воздуха к контуру «жалюзи», сообщая или разобщая его с ПМ 15.
С позиций компоновки модуль тормозного оборудования локомотива представляет собой шкаф, устанавливаемый в кабине машиниста. Внутри шкафа сформирована каркасная конструкция, несущая на себе резервуары, пневматические клапаны и реле давления, краны и электропневматические вентили, блок питания и элементы коммутации блока питания с управляющими узлами электропневматических вентилей и переключателей, а также пневматические выводы для сообщения с внешнерасположенными агрегатами. Каркасная конструкция выполнена из продольных и поперечных элементов, образующих силовую рамку, разделенную поперечной перегородкой на верхнюю и нижнюю секции. В верхней секции размещены блок питания и резервуары с выводом трубопроводов от последних на одну сторону рамки. В нижней секции с опиранием на рамку установлена плата, на части поверхности которой со стороны расположения трубопроводов от резервуаров смонтированы пневматические клапаны и реле давления, краны и электропневматические вентили, на другой части поверхности платы со стороны, противоположной расположению трубопроводов от резервуаров, и вдоль последней расположены элементы коммутации блока питания с управляющими узлами электропневматических вентилей и переключателей. А пневматические выводы для сообщения с внешнерасположенными агрегатами размещены в линейку и закреплены вдоль нижнего края платы.
Шкаф (фиг. 3-6) представляет собой каркасную систему, имеющую продольные и поперечные элементы, образующие силовую рамку 37, которая разделена на верхнюю 38 и нижнюю 39 секции. К рамке прикреплены рым-болты 40 для возможности подъема и перемещения шкафа с помощью подъемного оборудования. В верхней секции размещены блок питания 41 для электропневматических приборов, запасной резервуар 5 и резервуар 13. Эти блоки отгорожены от нижней секции поперечной перегородкой 42 и снаружи ограждением 43 для исключения внешнего воздействия на резервуары. Таким образом, блок питания, находящийся под силовым напряжением, и резервуары, находящиеся под давлением, выведены в отдельную верхнерасположенную секцию, что позволяет повысить удобство доступа к ним и для проведения ремонтных работ. При этом блоки пневмосистемы торможения в нижней секции защищены от блоков в верхней секции.
В нижней секции с опиранием на рамку установлена плата 44, на которой смонтированы пневматические узлы пневмосхемы торможения и блоки электроприборов. В частности, на этой плате механически закреплены реле, краны, переключательные клапаны, вентили и т.д. Сбоку на плате 44 выделено поле для размещения панели 45 электрических разъемов для сообщения источника питания 41 с коммутационной линейкой питания электрически управляемых пневмоаппаратов пневмосхемы торможения. Вдоль нижнего края платы рамки смонтирована линейка 46 пневматических выводов для сообщения пневмосхемы торможения с внешнерасположенными агрегатами: ТМ 3, ПР 14, ПМ 15, ТЦ1 17 и ТЦ2 19.
Особенностью компоновочного решения по размещению приборов пневмосхемы торможения является то, что они сгруппированы по элементной базе в четыре группы: резервуарная группа и блок питания, группа пневмоприборов, коммутационная группа электрических связей, группа пневматических выводов.
Каждая группа расположена на своем поле на плате или в отдельной секции в рамке, что позволяет повысить технологичность компоновки и ремонтопригодность. В верхней секции резервуары расположены так, что трубопроводы стало возможным расположить внутри рамки и по одну ее сторону. Трубопроводы, сообщающие ресиверы с пневмоприборами и последние между собой, выведены вдоль края рамки.
Учитывая такую модульную локализацию расположения блоков и узлов, стало возможным производить замену отдельных блоков и узлов без демонтажа шкафа в целом. Для надежного крепления навесных компонентов используется применение стальных винтов и запрессованных стальных втулок в плату. Это упростило процесс монтажа/демонтажа отдельных пневмоприборов.
Повышению эксплуатационной надежности способствовало то, что трубопроводы и резервуары выполнены из нержавеющей стали. Также использованы малогабаритные реле давления поршневой конструкции с разгруженным клапаном. Это позволило снизить габаритный размер модуля на 24%.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть реализована с применением технологий изготовления пневмо- и электрооборудования.