БЛОК ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным системам локомотивов. В частности, рассматривается пневматическая система локомотива, осуществляющая подачу пневматического сигнала на форсунки песочниц тележек и жалюзи охлаждения электродинамического тормоза, и предназначенная для правильного включения/выключения модуля пневматического резервного посредством блокировки пневматического резервного модуля (БПРМ) (управление модулем пневматическим резервным (БПРМ), выполненным с функцией гарантированного блокирования дистанционного управления из нерабочей кабины локомотива, если это управление осуществляется из рабочей кабины локомотива).
Известна пневматическая система для локомотива, имеющего две кабины для машиниста, каждая из которых оснащена одинаковыми блоками управления локомотивом, позволяющими управлять машиной из любой кабины (Чуев С.Г. «Отечественные унифицированные комплексы тормозного оборудования локомотивов: новая техника» / С.Г. Чуев, Л.А. Тихонова // Локомотив: Массовый производственный журнал, 2009, №3, стр. 38-4, рис. 2). Блок управления в каждой кабине содержит направляющие аппараты для подачи давления на исполнительные органы крана автоматического тормоза и крана вспомогательного тормоза. Управление этим блоком требует строго выполнения порядка действий и ответственности для исключения возможности одновременного включения как в рабочей кабине, так и в запасной кабине локомотива. Несмотря на это, всегда существует человеческий фактор, при котором возможно одновременное включение. В связи с этим конструкция блока управления должна иметь элементы, которые в любом случае и без участия машиниста, блокируют управления из одно кабины при включении управления в другой кабине.
Так же известен блок пневматического оборудования БП02, который реализует подачу пневматического сигнала к форсункам песочниц тележек и жалюзи охлаждения электродинамического тормоза (см. статью «Тормозное и пневматическое оборудование маневрового тепловоза ТЭМ ТМХ», авторы канд. техн. наук С.Г. ЧУЕВ, генеральный конструктор ОАО МТЗ ТРАНСМАШ и инж. П.М. ТАГИЕВ, заместитель генерального конструктора по локомотивам, выложенную на сайте «СЦБИСТ» в режиме он-лайн доступа в сети интернет по адресу: http://scbist.com/zhurnal-lokomotiv/17372-tormoznoe-i-pnevmaticcheskoe-oborudovanie-manevrovogo-teplovoza-tem-tmh.html, обнаружено 12.02.2013). Данный блок включает в себя пневмораспределители B1-B3, выполняющие функцию непосредственной подачи давления сжатого воздуха к форсункам песочниц тележек и жалюзи охлаждения электродинамического тормоза, редуктор Ред1, ограничивающий давление, подходящее к пневмораспределителям B1-B3 и блокировке пневматического резервного модуля БПРМ, редуктор Ред2, ограничивающий давление, подходящее к крану резервного управления локомотивного тормоза КРУА пневматического резервного модуля ПРМ, блокировку пневматического резервного модуля БПРМ, выполняющую функцию исключения возможности управления ПРМ с нерабочего поста управления тепловоза. Электропневматические вентили B1 и B2 пневмораспределителей B1-B3 обеспечивают включение и выключение блокировки пневматического резервного модуля БПРМ. В блоке так же используются разобщительные краны КрРШ1-КрРШ4 для отключения питательных магистралей пневмораспределителей B1-B3.
Принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Недостаток данного решения заключается в том, что монтаж узлов данной схемы выполнен по общепринятым решениям, то есть в пневматическом шкафу выполняются посадочные гнезда для каждого узла. Чтобы уменьшить размеры такого шкафа осуществляют уплотненный монтаж, в результате которого и с учетом магистралей подвода и отвода воздуха в шкафу не остается свободного места. Уплотненность позволяет существенно уменьшить габариты пневмошкафа, но создает определенные трудности для демонтажа аварийного узла из-за ограниченности доступа и невозможности использования стандартного инструмента.
Заявляемая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности действия пневматической системы локомотива и ее ремонтопригодности за счет ее модульно-блочного исполнения.
Указанный технический результат достигается тем, что блок пневматического оборудования локомотива, содержащий пневмораспределители, выполняющие функцию подачи давления сжатого воздуха к форсункам песочниц тележек и к цилиндру жалюзи охлаждения электродинамического тормоза, редукционный клапан, ограничивающий давление, подходящее к пневмораспределителям, а так же разобщительные краны для отключения питательных магистралей пневмораспределителей, при этом каждый пневмораспределитель выполнен из двух распределителей, один из которых выполнен с функцией управления другим распределителем, а так же устройство блокирования одной линии управления исполнительной тормозной системой при функционировании другой линии управления этой же исполнительной системой, включающей в себя корпус, в котором смонтированы сообщенные своими входами с питающей магистралью два отдельных двухпозиционных клапана с электромагнитным управлением каждый и в которых подвижный элемент подпружинен, а так же два переключающих двухпозиционных клапана, выполненных каждый с подвижным элементом и с торцевыми управляющими силовыми цилиндрами, обеспечивающими перемещение подвижного элемента при подаче в них давления с выхода одного из отдельных двухпозиционных клапанов с электромагнитным управлением, каждый из переключающих двухпозиционных клапанов имеет два входа на каждой позиции, первый из которых сообщен с модулем резервным пневматическим из одной рабочей кабины локомотива, а второй - с модулем резервным пневматическим из другой кабины локомотива, и один выход, сообщенный в первом переключающем двухпозиционном клапане с исполнительным органом крана автоматического тормоза, и сообщенный во втором переключающем двухпозиционном клапане с исполнительным органом крана вспомогательного тормоза отличающийся тем, что он снабжен плитой, имеющей ручку в виде скобы, все узлы смонтированы на лицевой стороне плиты со стороны ручки, с одного края плиты один над другим размещены редукционные клапана с соответствующими им разобщительными кранами и манометрами, далее в верхней ее части на плите смонтированы последовательно по длине плиты три пневмораспределителя, а под каждым из них размещен соответствующий ему разобщительный кран, а под пневмораспределителями на плите смонтировано в отдельном корпусе устройство блокирования одной линии управления исполнительной тормозной системой при функционировании другой линии управления этой же исполнительной системой, причем в плите выполнены каналы для сообщения узлов пневмосистемы между собой и с штуцерами внешнего подсоединения.
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 представлена пневматическая схема блока;
фиг. 2 - модуль блока пневматического оборудования локомотива;
фиг. 3 - вид на лицевую сторону блока пневматического оборудования;
фиг. 4 - вид сверху по фиг. 3;
фиг. 5 - конструкция пневмораспределителя.
Согласно настоящей полезно модели рассматривается конструкция модульно-блочного исполнения блока пневматического оборудования (БПО) тормозного оборудования локомотива, реализующего подачу пневматического сигнала к форсункам песочниц тележек и жалюзи охлаждения электродинамического тормоза.
Данный блок (фиг. 1) включает в себя пневмораспределители 1, 2 и 3 (B1, B2 и B3 - электропневматические вентили (ЭПВН), выполненные одинаковой конструкции и которые выполняют функцию непосредственной подачи давления сжатого воздуха к форсункам песочниц тележек 4 и 5 (ПС1 - форсунка песочницы левой колесной пары тележки и ПС2 - форсунка песочницы правой колесной пары тележки) и к исполнительному цилиндру жалюзи охлаждения 6 (ЖЗ) электродинамического тормоза. В данном блоке два пневмораспределителя 1 и 2 подают давление сжатого воздуха двум ПС1 и ПС2. А третий невмораспределитель 3 сообщен выходным каналом с системой управления ЖЗ. Вход каждого пневмораспределителя 1, 2 и 3 сообщен через соответствующий ему разобщительный кран 7, 8 и 9 (краны КрРШ2-КрРШ4) с питательной магистралью 10, в которой смонтирован редукционный клапан 11 (Ред1), ограничивающий давление, подходящее через разобщительные краны к входам пневмораспределителей 1, 2 и 3. Перед редукционным клапаном 11 в питательной магистрали 10 установлен разобщительные кран 12 (КрРШ1) для отключения БПО от общей системы пневмопитания локомотива.
Пневмораспределители 1, 2 и 3 (B1, B2 и B3) выполнены комплексными и состоят каждый из двух распределителей 13 и 14. Первый представляет собой двухпозиционный распределитель 13, вход которого непосредственно сообщен через свой разобщительные кран с питательной магистралью, а выход напрямую с магистралью, сообщенной с ПС1 или ПС2 или ЖЗ. В первой позиции сообщение входа с ПС1 или ПС2 или ЖЗ разобщено и магистрали, связанные с ПС1 или ПС2 или ЖЗ сообщены с атмосферой для снятия давления в них. Во второй позиции вход напрямую сообщается с ПС1 или ПС2 или ЖЗ, а выход на атмосферу блокирован. Двухпозиционный распределитель 13 выполнен управляемым, для чего в его торцевой части выполнена управляющая полость, запитываемая управляющим давлением.
Управляющее давление организовывается во втором двухпозиционном распределителе 14, который входом сообщен с питательно магистралью 10, а выходом с управляющей полостью двухпозиционного распределителя 13. В первой позиции сообщение входа с управляющая полостью разобщено и эта управляющая полость сообщена с атмосферой для снятия давления в ней. Во второй позиции вход напрямую сообщается с управляющая полостью, а выход на атмосферу блокирован. Второй двухпозиционный распределитель 14 выполнен с электромагнитным управлением, то есть на торцевой части смонтирован электромагнит, подвижная часть (сердечник) которого связана с подвижным золотником (толкателем) двухпозиционного распределителя 14. При подаче электрического управления на электромагнит его сердечник перемещает золотник распределителя из позиции разобщения входа с выходом в позицию сообщения входа с выходом для подачи управляющего давления в управляющую полость двухпозиционного распределителя 13.
В схему так же встроено выполненное в виде единого блока устройство гарантированного блокирования одной линии управления исполнительной тормозной системой при функционировании другой (резервной или дублирующей) линии управления этой же исполнительной системой (БПРМ).
1
2
Этот блок включает в себя корпус 15, в котором размещаются четыре клапана 16. 17, 18 и 19, каждый из которых выполнен в виде двухпозиционного направляющего аппарата. Два клапана 16 и 17 с одной стороны пневматически связаны с модулем пневматическим резервным поста (кабины А) управления и два клапана 18 и 19 с другой стороны пневматически связаны с модулем пневматическим резервным поста (кабины Б) управления. В блокировку интегрированы два электромагнита ЭПВН 20 и ЭПВН 21, которые связаны в качестве управляющих механизмов с клапанами 16 и 18 и подача напряжения на которые производится с пультов управления. В блокировке имеется ручной привод для переключения с поста (кабины А) управления на пост (кабины Б) управления. Ручной привод состоит из штока 22 (фиг. 3), который перемещается при наличии усилия, приложенного вдоль штока на ручку.
1
При подаче напряжения на электромагнит ЭПВН 20 происходит его смещение из исходной позиции во вторую позицию, при которой давление воздуха от питающей магистрали 10 (ПМ) поступает в первый управляющий торцевой цилиндр, что приводит к перемещению штока. Происходит перемещение штоков этих клапанов, при котором открываются каналы для сообщения модуля пневматического резервного первого поста (кабины A) с исполнительными органами крана автоматического тормоза и крана вспомогательного тормоза. При этом другие клапанов блокируются, что приводит к принудительному исключению перемещения штоков этих клапанов и закрытию каналов сообщения с потребителями (при этом эти каналы сообщаются с атмосферой).
1
2
Все клапана представляют собой двухпозиционные направляющие аппараты. Клапан 16, оснащенный электромагнитом ЭПВН 20, входом сообщен с ПМ, а выходом - с одними торцевыми управляющими цилиндрами клапанов 17 и 19, другие торцевые управляющие цилиндры которых сообщены с выходом клапана 18, так же оснащенный электромагнитом ЭПВН 21. Этот клапан 19 входом сообщен с ПМ. В исходном положении (в первой позиции) вход этих клапанов перекрыт по отношению к выходу и давление от ПМ не поступает в торцевые управляющие цилиндры клапанов 16 и 18. Клапана 16 и 18 имеют по два входа на каждой позиции, первый из которых сообщен с модулем резервным пневматическим кабины А, а второй - кабины Б. Выход клапана 16 сообщен с каналом подачи давления от указанного модуля к исполнительным органам крана автоматического тормоза, а выход клапана 18 сообщен с каналом подачи давления от указанного модуля к исполнительным органам крана вспомогательного тормоза.
1
2
2
Принцип работы БПРМ заключается в следующем. При подаче напряжения на электромагнит ЭПВН 20 БПРМ воздух из ПМ поступает в камеру торцевого управляющего цилиндра, смещает его, открывая питательные клапана, сообщающие модуль пневматический резервный первого поста (кабины А) с исполнительными органами крана автоматического тормоза и крана вспомогательного тормоза. При снятии напряжения с этого электромагнита сжатый воздух через открытый атмосферный клапан электропневматического вентиля выходит в атмосферу, блокировка закрывается и доступ воздуха к исполнительным органам крана автоматического тормоза и крана вспомогательного тормоза прекращается. При смене постов или кабин управления подается напряжение на вентиль ЭПВН 21 БПРМ со второго поста (кабины Б) управления. Сжатый воздух от модуля пневматического резервного второй кабины подается к исполнительным органам крана автоматического тормоза и крана вспомогательного тормоза. При снятии напряжения с ЭПВН доступ воздуха к исполнительным органам крана автоматического тормоза и крана вспомогательного тормоза прекращается.
В данном модуле применяются одинаковые для каждого три пневмораспределителя 1, 2 и 3 распределители 13 (фиг. 5). Такой распределитель содержит корпус 23, внутри которого размещен толкатель 24 (золотник). Корпус разделен на три полости, две из которых торцевые, а центральная сообщена с каналом подвода давления. Одна торцевая полость закрыта снаружи крышкой 25, образуя, тем самым, камеру, в которой размещен поршень 26. Данная камера сообщена через распределитель 14 с питательно магистралью. При подаче давления в эту камеру поршень перемещается и сдвигает толкатель 24, который упирается в клапан 27, размещенный в другой торцевой камере и поджатый пружиной 28, опирающейся в крышку 29. При давлении от толкателя клапан 27, преодолевая усилие пружины, смещается и открывает сообщение центральной полости к камерой клапана 27, сообщенной с атмосферой.
Распределители 14 и клапана 16 и 18 имеют ту же конструкцию, что и распределители 13, но вместо поршня 26 в торцевой камере размещен электромагнитный узел, обеспечивающий перемещение толкателя из одного крайнего положения в другое при подаче управляющего электрического питания в обмотку электромагнита.
Клапаны 17 и 19 так же имеют ту же конструкцию, что и распределители 13, но торцевые полости в них выполнены в виде камер, в которые подается давление воздуха, обеспечивающее смещение толкателя.
В пневматическую схему введен второй редукционный клапан Ред2 30, который так же связан с питательной магистралью. Эти клапаны 11 и 30 оснащены манометрами 31.
Данная пневматическая схема реализована в виде модуля блочной конструкции, который легко монтируется в пневмошкафу и легко изымается. При этом каждый узел этого блока может быть демонтирован без прекращения функционирования остальных узлов. На фиг. 2-4 представлен этот модуль пневматического оборудования для выдачи управляющих пневматических сигналов к исполнительным узлам форсунок песочниц тележек и жалюзи охлаждения электродинамического тормоза и гарантированного блокирования одной линии управления исполнительной тормозной системой при функционировании другой (резервной или дублирующей) линии управления этой же исполнительной системой (БПРМ).
Узлы модуля пневматического оборудования монтируются на плите 32, выполняющей функцию основания (фиг. 2-4). Плита по месту установки размещается вертикально и несет на себе две ручки 33 в виде скоб для переноски модуля и его выдвигания его из пневмошкафа. Узлы монтируются на лицевой стороне плиты со стороны ручки. С одного края плиты один над другим размещены редукционные клапана с соответствующими им разобщительными кранами и манометрами, Далее на плите смонтированы в верхней ее части последовательно по длине плиты три пневмораспределителя 1, 2 и 3. А под каждым из них размещен соответствующий ему разобщительный кран 7 или 8 или 9 (краны КрРШ2-КрРШ4). Пневмораспределителя 1, 2 и 3 выполнены со штуцерами сообщения с ПС1 и ПС2 и ЖЗ. Плита выполняется полой, то есть несет в себе каналы, заглушенные пробками 34 для сообщения с атмосферой и подводом и отводом давления.
Под пневмораспределителями 1, 2 и 3 на плите смонтирован распределительный блок БПРМ и разобщительный кран, сообщающий пневмосхему с питательной магистралью. В плите выполнены каналы для сообщения узлов пневмосистемы между собой и со штуцерами внешнего подсоединения. Штуцеры выполнены в боковых стенках плиты.
Применение одинаковых распределителей повышает ремонтопригодность модуля. Размещение всех узлов на лицевой стенке плиты (все узлы прикреплены болтами, доступ к которым выполнен с лицевой стороны плиты) позволяет проводить демонтаж аварийного узла без прекращения функционирования работоспособных улов.