КОНЦЕВОЙ КРАН

Концевой кран предназначен преимущественно для перекрытия тормозной пневмомагистрали рельсового транспортного средства, а также может быть использован для перекрытия воздухопроводов в других пневмосистемах.
Концевой кран содержит корпус с выходным патрубком, присоединенный к корпусу входной штуцер, запорный клапан с уплотнительными элементами, механизм переключения запорного клапана в виде размещенного в корпусе посредством втулки кривошипа с закрепленной на нем рукояткой. Корпус имеет упоры открытого и закрытого положений крана.
На пальце кривошипа закреплено с возможностью фиксации в различных угловых положениях кольцо, взаимодействующее со стенками паза на запорном органе.
Технический результат - повышение надежности, увеличение межремонтных сроков и ремонтопригодности концевого крана.
6 з.п. ф-лы. 7 ил.
Предлагаемая полезная модель концевого крана относится к запорным устройствам трубопроводов, преимущественно к кранам воздухопровода тормозной магистрали рельсового транспортного средства.
Известны концевые краны главного трубопровода воздушного тормоза (а.св. № 39188, 109271, кл. 20/, 41) с клапанным двухседельным затвором, тарелка которого снабжена уплотняющими кольцами, а хвостовик вырезом, куда входит эксцентриковый кулачок, фиксирующий два крайних положения клапанной тарелки, переставляемой поворотной рукояткой. Указанные краны имеют недостаточную надежность запирания, так ках возможно
отжимание кулачка под действием давления сжатого воздуха, поскольку в закрытом положении длинная ось кулачка расположена параллельно оси хвостовика.
На надежность запирания клапанного затвора в данной конструкции оказывают значительно влияние точность изготовления и износ деталей, а также загрязнение и обледенение расположенных снаружи упора и рукоятки, которые фиксируют закрытое положение крана. При неблагоприятных условиях возможно недозакрытие крана и последующее самопроизвольное открывание крана от воздействия вибрационных нагрузок  в движущемся поезде, что подгверждено многолетней эксплуатацией кранов № 190 на подвижном составе. Известен концевой кран (пат. № 2037080, С1, 6F16K 31/52-прототип), содержащий корпус с упорами открьггого и закрытого положений крана, запорный клапан с уплотнительными элементами и механизм перемещения запорного клапана в виде соединенного с корпусом посредством втулки кривошипа и установленной на нем рукоятки, при этом кран снабжен узлом фиксации углового положения втулки, отверстие которой выполнено эксцентрично относительно ее наружной поверхности.
Узел фиксации втулки выполнен в виде установленного в корпусе фиксирующего элемента, взаимодействующего с ответным ему профилем на наружной поверхности втулки.
Упор, взаимодействующий с кривощипом при закрытом положении крана, выполнен на внутренней поверхности корпуса.
Палец кривошипа снабжен сменным кольцом, вращающимся на пальце в процессе закрытри и открытия крана.
Известный кран № 4304 с использованием изобретения по патенту № 2037080 серийно изготавливается промышленностью РФ и имеет существенные преимущества перед ранее выпускавшимся краном типа 190. В новом кране обеспечивается регулировка усилия на рукоятке для закрывания и открывания, повышена надежность запирания крана.
2 Вместе с тем в процессе изготовления и эксплуатации были выявлены и некоторые
недостатки крана. Съемное вращающееся кольцо на пальце в процессе сборки крана может спадать с пальца, вследствие чего кран становится неработоспособным. Для устранения этого дефекта производилась разборка и повторная сборка крана. Кроме того, при работе крана наступает быстрый износ пальца и внутреннего отверстия кольца, обусловленный большими нагрузками на палец и сравнительно малыми размерами контактирующих трущихся поверхностей деталей. А это приводит к сокращению межремонтных сроков крана и возможным отказам по негерметичности из-за уменьщения величины прижатия уплотнительного кольца к седлу.
При ремонте крана требуется восстановление размера пальца путем наплавки и механической обработки, а кольцо заменять на новое, что вызывает повыщенные затраты на ремонт.
Выявленные недостатки кривощипа со съемным вращающимся кольцом привели к отмене такого решения и введению кривошипа с пальцем без указанного кольца. Однако, и палец без кольца быстро изнашивается и требует его наплавки и механической обработки при ремонте.
Задачей создания полезной модели является повышение надежности, ремонтопригодности и увеличение межремонтных сроков концевого крана.
Предлагаемый концевой кран содержит корпус с выходным патрубком, присоединяемый к корпусу входной штуцер, запорный клапан с уплотнительными элементами, механизм переключения запорного клапана в виде размещенного в корпусе посредством втулки кривошипа с закрепленной на нем рукояткой, при этом корпус имеет упоры открытого и закрытого положений крана, а кривошип имеет палец, на котором установлено кольцо, взаимодействующее со стенками паза на запорном органе, причем кольцо закреплено на пальце с возможностью ее фиксации в различных угловых положениях.
3 При ЭТОМ кран снабжен узлом фиксации углового положения втулки, выполненного
в виде установленного в корпусе фиксирующего элемента, взаимодействующего с ответным ему профилем на наружной поверхности втулки, а внутреннее отверстие втулки предпочтительно выполнено эксцентрично относительно ее наружной поверхности.
При этом внутреннее отверстие кольца, закрепленного на пальце кривошипа, предпочтительно выполнено эксцентричным по отнощению к ее наружной поверхности.
При этом палец и внутреннее отверстие кольца предпочтительно выполнены с-о щлицами или в виде многогранника, например, шестигранника.
При этом кольцо выполнено из износостойкого материала, например, из закаленной стали.
При этом наружный диаметр кольца предпочтительно равен щирине паза как на новом, так и на изношенном кране.
При этом крепление кольца на пальце после установки ее в требуемое угловое положение предпочтительно произведено посредством кернения, или расклепки или прихватки электросваркой с торца пальца.
Корпус имеет атмосферное отверстие для выпуска сжатого воздуха из выходного патрубка и соединенного с ним пневмопровода при закрытом положении крана.
Выполнение концевого крана в соответствии с вышеуказанными техническими решениями позволит повысить надежность и ремонтопригодность крана, а также увеличить его межремонтный срок.
Регулировка величины прижатия уплотнительного кольца к седлу и усилия на рукоятке в предлагаемом кране может производиться как посредством поворота эксцентричной втулки, так и посредством установки в различные угловые положения кольца, на пальце кривошипа. Возможна также установка на палец кольца с требуемым ремонтным размером наружного диаметра для компенсации износа паза клапана.
4 С осью кривошипа, что исключит необходимость восстановления участка изношенной
поверхности отверстия до чертежного размера. При переключениях крана происходит износ кольца кривошипа лишь на части ее боковой поверхности, контактирующей со стенкой паза. Большая часть поверхности кольца не изнашивается, т.к. не взаимодействует со стенками паза запорного органа. Поэтому при ремонте в случае износа кольца последнее следует повернуть на некоторый угол, обеспечив контакт неизношенной поверхности кольца с боковой стенкой паза, запорного клапана. Причем такая перестановка кольца может производиться неоднократно.
Выполнение внугреннего отверстия кольца эксцентричным относительно ее наружной поверхности, дает возможность производить регулировку величины прижатия уплотнительного кольца к седлу и соответственно усилия на рукоятке крана путем угловой перестановки кольца на пальце.
Выполнение пальца кривошипа и отверстия кольца со шлицами или гранями позволяет зафиксировать кольцо от вращения на ашьце, что исключает износ пальца и внутреннего отверстия кольца, а следовательно отпадает необходимость ремонта этих поверхностей.
Изготовление кольца из износостойкого материала, например из стали с последующей закалкой, значительно уменьшает износ кольца и увеличивает межремонтный срок кривошипа, механизма переключения клапана и крана в целом.
Палец и кольцо могут быть выполнены и круглого сечения. Однако, в собранном узле кольцо должно быть зафиксировано от проворота относительно пальца, например, напрессовкой с натягом, прихваткой электросваркой, приклейкой или другим способом, позволяющим при ремонте снять кольцо без повреждения пальца.
Если палец и кольцо выполнены со шлицами или гранями, то крепление от осевого сползания кольца с пальца может производиться кернением, расклепкой или прихваткой с торца пальца, что облегчает снятие кольца с пальца при ремонте путем выпрессовки пальца
5 из кольца . При необходимости для облегчения снятия кольца возможно обнаждачивание
торца пальца.
После монтажа снятого или нового кольца следует закрепить его на пальце путем наплавки с последующей зачисткой торца до требуемого размера.
Предлагаемые решения могут быть использованы как при изготовлении новых кранов, так и при модернизации находящихся в эксплуатации концевых кранов № 190 и № 4304.
В конструкции концевого крана по предлагаемой полезной модели использованы унифицированные детали от находящихся в эксплуатации кранов .К 190 и № 4304, что упрощает эксплуатацию и ремонтов предлагаемого крана.
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми чертежами.
Па фиг.1 изброжен концевой кран в открытом положении (вид сбоку, разрез); на фиг.2-тоже (вид сверху, разрез); на фиг.З- разрез А-А на фиг.2; на фиг.4-концевой кран в закрьггом положении (вид сбоку, разрез); на фиг.5-разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.б-кривошип в сборе с кольцом (вид с торца); на фиг. 7-кривошип в сборе с кольцом (вид с торца, вариант).
Концевой кран содержит корпус 1, снабженный выходным патрубком 2, упорами 3 открытого и 4 закрытого положений крана, а также атмосферным отверстием 5. В корпусе размещен запорный клапан 6, в гнездах которого установлены уплотнительные кольца 7 и 8. К корпусу присоединен штуцер 9, имеющий седло 10 для уплотнительного кольца 7. Запорный клапан находится в зацеплении с кривошипом 11, установленным посредством эксцентриковой втулки 12 в корпусе. Па кривошипе установлена рукоятка 13. Палец 14 кривошипа с закрепленным на нем кольцом 15 входит в паз 16 на клапане. Палец и внутреннее отверстие кольца имеют шлицы 17, а отверстие кольца выполнено эксцентричным по отношению к ее наружной поверхности (фиг. 6). Возможно выполнение пальца и отверстия кольца с гранями (фиг. 7, вариант). Кольцо закреплено на пальце от
6 осевого сползания кернением или другим способом, например, расклепкой торца пальца,
прихваткой электросваркой и т.д.
Эксцентриковое кольцо изготовлено из стали с последующей закалкой.
Втулка 12 удерживается в корпусе от осевого сдвига осью 18, которая входит в отверстие на корпусе и в кольцевую канавку 19 на втулке. Фиксация втулки в различных угловых положениях осуществлена установленным в корпусе фиксирующим элементом 20 в виде заклепки, головка которой входит в один из пазов 21 на втулке.
Центр Oi внутреннего отверстия втулки 12 после ее монтажа в корпус расположен выше или на одной горизонтальной линии с центром О2 отверстия на корпусе (на фиг. 3) и может переставляться относительно центра Оа с поворотом от среднего положения как по часовой, так и против часовой стрелки на угол ±90°, или на заданные углы. Перестановкой эксцентриковой втулки в различные угловые положения обеспечивается регулировка величины прижатия уплотнительного кольца 7 к седлу 10 штуцера и соответственно заданного усилия на рукоятке для переключения крана.
Собранный и отрегулированный кран подсоединяется входным штуцером 9 к концу воздухопровода тормозной магистрали, а выходным отростком 2 к соединительному межвагонному рукаву (на чертежах не показаны).
На фиг. 1 кран изображен в открытом положении. Уплотнительное кольцо 8 под действием давления сжатого воздуха плотно прижато к седлу 3 корпуса, являющегося одновременно ограничительным упором хода клапана. Воздушные полости входного штуцера выходного патрубка 2 соединены между собой. Рукоятка 13 крана находится в нижнем (открытом) положении. При повороте рукоятки по стрелке 22 кривошип 11 повернется вокруг своей оси до упора плеча 23 кривошипа в упор 4 (или в участок) на стенке корпуса 1. При этом клапан 6 передвинется посредством пальца 14 в закрьггое положение, показанное на фиг. 4. Уплотнительное кольцо 7 прижмется к седлу 10, препятствуя проходу сжатого воздуха в выходной патрубок 2 со стороны штуцера 9, Во избежание самопроизвольного открывания клапана при воздействии вибрационных
7 нагрузок в процессе движения поезда кривошип в закрытом положении установлен так, чтго
между продольной осью 24 клапана и осью 25 плеча кривошипа образуется угол а.
Концевой кран преимущественно предназначен для перекрытия тормозной пневмомагистрали рельсового транспортного средства и может бьггь использован в другшх пневмосистемах. Он взаимозаменяем с находящимися в эксплуатации концевыми кранамш типа 190 и 4304, может устанавливаться на все виды железнодорожного рельсового транспорта (на вагоны, локомотивы и т.д.).
Как при изготовлении, так и при периодическом техническом обслуживании крапа обеспечивается регулировка величины прижатия уплотнительного кольца к седлу штуцера для обеспечения герметичности крана и заданного усилия на рукоятке для переключения крана. В процессе обслуживания (ремонта) при необходимости возможно повернуть кольцо на пальце в другое положение, включив в работу неизношенную наружную поверхность кольца. При повороте эксцентричного кольца в другое угловое положение происходит изменение размера между центрами оси кривошипа и эксцентричного кольца, следовательно, осуществляется регулировка величины прижатия уплотнительного кольца к седлу штуцера и усилия на ручкб крана.
Так же возможно повернуть и зафиксировать в повернутом положении втулку для оси кривошипа, что компенсирует появившийся на втулке односторонний износ внутреннего отверстия. Поскольку кольцо на пальце выполнено износостойким, то срок до подрегулировки крана для компенсации износа увеличится. При этом ремонт (техническое обслуживание) крана упростится, т.к. фактически отпадает необходимость восстановления изнашиваемых деталей крана наплавкой с последующей механической обработкой их на станке. Кроме того, кольцо может быть изготовлено в ремонтном варианте с размером большим ее первоначального чертежного размера, что исключает необходимость наплавлять и обрабатывать изнашиваемые боковые поверхности паза запорного клапана. Сползание кольца с пальца и отказ в работе крана по этой причине исключаются, поскольку кольцо закрепляется на пальце кернением или расклепкой пальца, или другими способами.
8