КЛАПАН КОНЦЕВОГО КРАНА

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к унифицированным с серийно выпускаемыми элементами пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена) и может быть использовано в концевых кранах для перекрытия воздушных тормозной и питательной магистралей отдельной единицы подвижного состава.
Уровень техники.
Известен клапан концевого крана подвижного состава, содержащий толкатель, тарельчатый затвор и отражатель, выполненные в виде единого целого, при этом тарельчатый затвор снабжен жестко прикрепленными к нему уплотнительными кольцами, первое из которых размещено со стороны толкателя, а второе - со стороны отражателя. (Иноземцев В.Г., Абашкин И.В. Тормозное и пневматическое оборудование подвижного состава. Издание второе, переработанное и дополненное. - М.: ТРАНСПОРТ, 1984. С. 159 (прототип)).
Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является клапан концевого крана, содержащий толкатель, закрепленный в толкателе отражатель с хвостовиком и тарельчатый затвор, выполненный в виде закрытой со стороны толкателя оболочки и снабженный упругим элементом, установленным в его полости с опиранием на толкатель, с уплотнительными кольцами, первое из которых размещено в полости тарельчатого затвора между упругим элементом и отражателем с обеспечением возможности аксиального перемещения вдоль оболочки и возврата его в исходное положение и с образованием зазора между его внутренним диаметром и наружным диаметром хвостовика отражателя, а второе уплотнительное кольцо жестко закреплено
со стороны тожателя.(Патент РФ №2180629, МПК 7 В 60Т 17/04, 2002 (прототип)).
Раскрытие изобретения
При создании изобретения решалась задача расширения арсенала клапанов концевых кранов воздушных магистралей подвижного состава рельсового транспорта, а также их унификации.
Дело в том, что место установки концевого крана воздушных магистралей на вагоне жестко регламентировано действующими нормативами. В зависимости от местоположения на вагонах концевые краны бывают двух исполнений: левые и правые, что определяется соответствующей ориентацией отражающей поверхности клапана относительно толкателя. Это привело к тому, что для замены концевых кранов ремонтным службам необходимо иметь вдвое большее количество концевых кранов, не зная, какой концевой кран потребуется в тот или иной момент, что в свою очередь и приводит к повышенным экономическим затратам.
Технический результат - универсальность клапана концевого крана при обеспечении точности позиционирования отражательной поверхности, а также взаимозаменяемость деталей клапана как для левого исполнения концевого крана, так и для правого исполнения.
Указанный технический результат достигается тем, что в клапане концевого крана, содержащем толкатель, закрепленный в толкателе отражатель с хвостовиком и тарельчатый затвор, выполненный в виде закрытой со стороны толкателя оболочки и снабженный упругим элементом, установленным в его полости с опиранием на толкатель, с уплотнительными кольцами, первое из которых размещено в полости тарельчатого затвора между упругим элементом и отражателем с обеспечением возможности аксиального перемещения вдоль оболочки и возврата его в исходное положение и с образованием зазора между его внутренним диаметром и наружным
диаметром хвостовика, а второе - жестко закреплено со стороны толкателя, согласно изобретению, отражатель выполнен составным из скрепленных между собой хвостовика отражателя и чаши с отражательной поверхностью.
При этом согласно изобретению, чаша с отражательной поверхностью имеет со стороны хвостовика наконечник, а хвостовик отражателя имеет ответное отверстие.
При этом согласно изобретению, отверстие под наконечник выполнено многогранным.
При этом согласно изобретению, наконечник чаши с отражательной поверхностью выполнен цанговым с обеспечением возможности разведения лепестков наконечника при закреплении чаши с отражательной поверхностью в хвостовике отражателя посредством крепежного элемента после се установки.
При этом согласно изобретению, чаша с отражательной поверхностью выполнена из термопластичного материала.
При этом согласно изобретению, чаша с отражательной поверхностью выполнена из полиамида.
При этом согласно изобретению, в качестве крепежною элемента использован винт, внутренний диаметр резьбы которого больше внутреннего диаметра полости цангового наконечника.
При этом согласно изобретению, хвостовик отражателя закреплен в толкателе посредством резьбового соединения, причем хвостовик отражателя имеет наружную резьбу, длина которой выбрана больше величины сжатия упругого элемента.
При этом согласно изобретению, второе уплотнительное кольцо выполнено с увеличением наружного диаметра от толкателя к тарельчатому затвору.
При этом согласно изобретению, уплотнительные кольца выполнены из эластичного материала.
При этом согласно изобретению, уплотнительные кольца выполнены из полиуретана.
При этом согласно изобретению, уплотнительные кольца выполнены из термопластичного эластомера «хайтрел».
Основными новыми по сравнению с прототипом признаками заявляемого клапана концевого крана тормозной магистрали является то, что отражатель выполнен составным из скрепленных между собой хвостовика отражателя я чаши с отражательной поверхностью. При этом конструктивные особенности элементов клапана позволяют обеспечить надежность соединения его элементов.
Задача расширения арсенала клапанов концевого крана осложнялась тем, что любая из конструкций должна была отвечать обязательному условию: обеспечить жесткую ориентацию отражательной поверхности клапана концевого крана относительно его корпуса при обеспечении безопасности работ по сборке как самого клапана, так и всего концевого крана, т.е. того, что не обеспечивалось прототипом. И только благодаря конструктивному выполнению элементов клапана концевого крана тормозной магистрали согласно изобретению была решена задача, которая стояла перед специалистами в области тормозной аппаратуры в течение более чем 50 лет: создать такую конструкцию тарельчатого запорного органа, которая позволила использовать одни и те же конструктивные элементы для концевых кранов как левого, так и правого исполнений, т.е. появилась возможность собирать клапаны концевых кранов из одинаковых элементов, независимо от исполнения концевого крана, при этом обеспечен удобный способ сборки, обеспечена возможность легко и. главное, безопасно устанавливать отражательную поверхность по месту в зависимости от варианта исполнения самого концевого крана, выбирая такое положение отражательной поверхности, которое наиболее предпочтительно.
Таким образом, можно констатировать достижение указанного технического результата: универсальность клапана концевого крана при обеспечении точности позицирования отражательной поверхности, а также взаимозаменяемость деталей клапана как для левою исполнения концевого крана, так и для правого исполнения.
Краткое описание чертежей
изобретение поясняется описанием примера его выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает клапан концевого крана тормозной магистрали (вид со стороны расположения приводной канавки толкателя);
фиг.2 вид А фиг.1 (вид сверху);
фиг.3 - разрез Б - Б фиг.1 (соединение чаши с отражательной поверхностью и хвостовика отражателя).
Лучший вариант осуществления изобретения
Клапан концевого крана тормозной магистрали содержит толкатель 1, закрепленный в толкателе 1 отражатель 2 с хвостовиком 3 и чашей 4 с отражательной поверхностью 5 и тарельчатый затвор 6.
Толкатель 1 имеет градиционную для толкателей концевого крана конструкцию: выполнен в виде вала, имеющего с одной стороны приводную канавку 7 традиционной формы для последующего, т.е. при полной сборке концевого крана, размещения в ней эксцентрикового кулачка ручного привода (на чертеже не показан) клапана концевого крана, а с другой - жестко соединенный с ним тарельчатый затвор 6.
Со стороны тарельчатого затвора 6 в теле толкателя 1 выполнены коаксиальные глухие отверстия: отверстие 8 для размещения в нем хвостовика 3 отражателя 2 и отверстие 9 для установки в нем упругого элемента 10, например, пружины (в данном примере применена пружина сжатия, цилиндрическая), опорный виток которой,
находясь в теле толкателя 1 в условиях нашего примера, опирается на него. Диаметр отверстия 9 для размещения упругого элемента 10 больше диаметра отверстия 8 для размещения хвостовика 3 отражателя 2. Это необходимо для того, чтобы обеспечить свободное продольное перемещение витков пружины относительно хвостовика 3 отражателя 2.
Отражатель 2 выполнен составным. Хвостовик 3 отражателя 2 и чаша 4 с отражательной поверхностью 5 жестко соединены между собой.
Чаша 4 с отражательной поверхностью 5 может иметь со стороны хвостовика 3 наконечник 11. В этом случае хвостовик 3 отражателя имеет ответное отверстие, которое может быть выполнено многогранным.
Наконечник 11 может быть выполнен, например, цанговым, причем с обеспечением возможности разведения лепестков 12 наконечника 11 при закреплении чаши 4 с отражательной поверхностью 5 в хвостовике 3 отражателя 2 посредством крепежного элемента 13 после установки чаши 4 в отражателе 2 и выверки ее положения относительно приводной канавки 7.
Чаша 4 с отражательной поверхностью 5 может быть выполнена из термопластичного материала, например, из полиамида, что, с одной стороны, исключает сложную механическую обработку, а с другой повышает точность изготовления при снижении себестоимости.
В качестве крепежного элемента 13 может быть использован винт, внутренний диаметр резьбы которого больше внутреннего диаметра полости цангового наконечника в области разведения лепестков 12.
Таким образом, хвостовик 3 отражателя 2 и чаша 4 с отражательной поверхностью 5 могут быть скреплены между собой, например, посредством винта.
Хвостовик 3 отражателя 2, как это показано в нашем примере, может иметь
наружную резьбу 14, длина которой выбрана больше величины сжатия упругого элемента 10. Тогда отверстие 8 для размещения хвостовика 3 также выполнено резьбовым, т.е. хвостовик 3 отражателя 2 закреплен в толкателе 1 посредством резьбового соединения.
Тарельчатый затвор 6 выполнен в виде оболочки 15. жестко соединенной с толкателем 1 с образованием закрытой со стороны толкателя 1 полости 16, и тарелки с первым уплотнительным кольцом 17.
На толкатель 1 в месте соединения с тарельчатым затвором 6 надето второе уплотнительное кольцо 18, выполненное с увеличением его наружного диаметра от толкателя 1 к тарельчатому затвору 6.
Уплотнительные кольца 17 и 18 могут быть выполнены из эластичного материала, например, из полиуретана. В нашем примере уплотнительные кольца 17 и 18 выполнены термопластичною эластомера «хайтрел».
Тарелка тарельчатого затвора 6 выполнена в виде первого уплотнительного кольца 17, которое, например, в нашем случае, снабжено со стороны упругого элемента - пружины 10, жестким основанием 19, например, в виде металлического кольца, в которое упирается другой опорный виток пружины 10. Размеры жесткого основания 19 подобраны так, что по наружному диаметру его охватывает первое уплотнительное кольцо 17, а внутренний диаметр обеспечивает, с одной стороны, свободное перемещение хвостовика 3 отражателя 2, а с другой стороны надежное опирание опорного витка пружины 10.
Первое уплотнительное кольцо 17 через жесткое основание 19 зажато в полости 16 тарельчатого затвора 6 между упругим элементом 10 и чашей 4 с отражающей поверхностью 5 отражателя 2, хвостовик 3 которого, свободно пройдя сквозь первое уплотнительное кольцо 17 и его жесткое основание 19 и пружину 10, жестко скреплен с
толкателем 1.
В то же время первое уплотнительное кольцо 17 установлено в полости 16 тарельчатого затвора 6 так, что оно имеет возможность под действием упругого элемента 10 аксиально перемещаться как вдоль оболочки 15 тарельчатого затвора 6, так и вдоль хвостовика отражателя 2.
Таким образом, первое уплотнительное кольцо 17 размещено в полости тарельчатого затвора 6 между упругим элементом 10 и отражателем 2 с обеспечением возможности аксиального перемещения вдоль оболочки 15 и возврата в исходное положение и с образованием зазора между внутренним диаметром уплотнительного кольца 17 и наружным диаметром хвостовика 3.
При сборке клапана концевого крана в полость 16 вставляют пружину 10 и закрывают се первым уплотнительным кольцом 17 с вложенным в него жестким основанием 19, ввертывая хвостовик 3 отражателя 2 в отверстие 8 толкателя 1 до упора, что позволяет отказаться от дополнительной фиксации хвостовика. Пружина 10, являясь пружиной сжатия, находится в состоянии предварительной деформации.
Затем на площадку хвостовика 3 устанавливают чащу 4 с отражательной поверхностью 5, для чего наконечник 11 вводя! в отверстие хвостовика 3 отражателя 2 и закрепляют винтом 13.
Второе уплотнительное кольцо 18 надевают на толкатель 1 так, что оно большим наружным диаметром прилегает к оболочке 15 тарельчатого затвора 6.
Клапан концевого крана готов.
В зависимости от позиционирования отражательной поверхности 5 готовый клапан может быть установлен в концевом кране как левого, так и правого исполнения. При установке клапана в соответствующий кран, не разбирая собранный в производственных условиях клапан, только слегка ослабляют винт 13, разворачивают
чашу 4 с отражательной поверхностью 5 и выверяют положение отражательной поверхности 5, ориентируя последнюю так, как это необходимо для свободного сообщения воздушной магистрали с соединительным рукавом (на чертеже не показано). После того, как положение отражательной поверхности 5 выверено, положение чаши 4 с отражательной поверхностью 5 фиксируют винтом 13, ввертывая его в полость наконечника 11. Под действием винта 13 лепестки 12 наконечника 11 расходятся и надежно фиксируют в хвостовике отражателя выверенное положение чаши 4 с отражательной поверхностью 5, предотвращая их угловое перемещение вокруг оси клапана.
Таким образом обеспечена возможность быстрой замены клапанов в разных исполнениях концевых кранов, что говорит как об универсальности клапана концевого крана при обеспечении точности позицирования отражательной поверхности, так как положение отражательной поверхности может быть выверено независимо от остальной конструкции, так и о взаимозаменяемости деталей клапана для левого и правого исполнений концевых кранов.