МАГИСТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники
Полезная модель относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, а более конкретно к магистральной части воздухораспределителя тормозной системы железнодорожных транспортных средств, преимущественно грузового подвижного состава.
Уровень техники
7
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является магистральная часть воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства, содержащая корпус, в котором размещены подвижная перегородка, герметично разделяющая корпус на магистральную камеру и золотниковую камеру, и устройство мягкости, содержащее закрепленную в корпусе упругую диафрагму, образующую в корпусе диафрагменную и клапанную полости; в клапанной полости, пневматически связанной с золотниковой камерой и с  магистральной камерой, размещен подпружиненный клапан, взаимодействующий с упругой диафрагмой. В диафрагменной полости на внутренней поверхности упругой диафрагмы размещена ограничительная шайба, обеспечивающая ограничение хода перемещения подпружиненного клапана (Патент РФ № 2578400, МПК B60T 15/18, 05.11.2014).
Недостатком известного устройства является чрезмерное механическое воздействие на мягкую резиновую диафрагму устройства мягкости металлическими элементами: подпружиненным клапаном с одной стороны и ограничительной шайбой - с другой. Под действием усилия пружины клапан упирается в ограничительную шайбу, при этом упругая диафрагма, зажатая между подпружиненным клапаном и ограничительной шайбой, подвержена излишней деформации, усиливающейся при динамических нагрузках, возникающих при движении. Кроме того, любое присутствие дефектов на поверхности клапана или ограничительной шайбы, которые могут появиться, например, в случае нарушения технологии их изготовлении, приводит к повреждению, нарушению целостности диафрагмы, и, как следствие, к преждевременной потере работоспособности магистральной части воздухораспределителя.
Раскрытие полезной модели
При создании полезной модели решалась задача обеспечения надёжной и стабильной работы магистральной части воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства.
Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемой полезной модели, заключается в повышении эксплуатационного ресурса магистральной части воздухораспределителя за счёт исключения механического воздействия на упругую диафрагму металлических элементов устройства мягкости и исключения тем самым вероятности повреждения упругой диафрагмы устройства мягкости воздухораспределителя.
Указанный технический результат достигается тем, что магистральная часть воздухораспределителя, содержит корпус, в котором размещены подвижная перегородка, герметично разделяющая корпус на магистральную камеру и золотниковую камеру, и устройство мягкости, содержащее закрепленную в корпусе упругую диафрагму, образующую в корпусе диафрагменную и клапанную полости; в клапанной полости, пневматически связанной с магистральной и золотниковой камерами, размещен подпружиненный клапан, при этом упругая диафрагма выполнена с возможностью воздействия на клапан, обеспечивающий под воздействием упругой диафрагмы перекрытие сообщения магистральной камеры и золотниковой камеры, при этом согласно полезной модели, на стержне клапана закреплен упорный элемент, ограничивающий его открытое положение, исключающее воздействие клапана на упругую диафрагму и вместе с тем достаточное для сообщения магистральной и золотниковой камер.
При этом согласно полезной модели, упорный элемент выполнен в виде упорного кольца, размещенного в кольцевой проточке стержня клапана.
При этом согласно полезной модели, упругая диафрагма выполнена с буртом, на кромке которого установлено крепежное кольцо с внутренним выступом, поверхность которого, контактирующая с буртом упругой диафрагмы, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа.
При этом согласно полезной модели, толщина упругой диафрагмы по наружному диаметру выполнена увеличенной, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы.
При этом согласно полезной модели, на внутренней поверхности упругой диафрагмы размещена шайба, поверхность которой, взаимодействующая с упругой диафрагмой, выполнена вогнутой.
При этом согласно полезной модели, шайба выполнена из полимерного материала.
При этом согласно полезной модели, стержень клапана установлен в направляющей втулке с кольцевым выступом с возможностью осевого перемещения клапана и посадкой его на седло.
Надежная работа магистральной части воздухораспределителя связана в первую очередь с состоянием её упругих элементов, в том числе упругой диафрагмы устройства мягкости. Срок службы упругой диафрагмы в значительной степени зависит от её формы и взаимодействия в работе с сопрягаемыми элементами: крепежным кольцом, служащим для закрепления упругой диафрагмы в корпусе, подпружиненным клапаном и шайбой.
С целью увеличения срока службы упругой диафрагмы в предлагаемом решении ограничение подпружиненного клапана осуществлено упорным элементом, закрепленным на стержне клапана, исключающим воздействие на диафрагму клапана с одной стороны и шайбы - с другой. Упругая диафрагма принимает в устройстве естественное положение, свободное от механических и динамических воздействий. Кроме того, предложенная конструкция позволяет исключить обязательное применение шайбы, поскольку шайба утрачивает свою функцию ограничения хода подпружиненного клапана и может быть установлена только в качестве поддержки упругой диафрагмы для исключения вероятности её выворачивания и других недопустимых деформаций при сильных перепадах давления в диафрагменной и клапанной полостях.
Таким образом, упругая диафрагма в предложенной конструкции находится в свободном естественном положении, что не только увеличивает срок её службы, но и делает более чувствительной к незначительному перепаду давлений.
Кроме того, с целью улучшения способности диафрагмы устройства мягкости упруго деформироваться при возникающих в процессе работы воздухораспределителя силовых нагрузках толщина упругой диафрагмы по наружному диаметру выполнена увеличенной, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы, а поверхность выступа крепежного кольца, контактирующая с буртом упругой диафрагмы, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа.
Таким образом, в предлагаемой конструкции магистральной части воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства значительно снижена вероятность повреждения упругой диафрагмы устройства мягкости воздухораспределителя, увеличивается срок её службы, что в значительной мере повышает эксплуатационный ресурс магистральной части воздухораспределителя.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:
фиг. 1 изображен общий вид магистральной части воздухораспределителя;
фиг. 2 - вид А фиг. 1 (устройство мягкости магистральной части воздухораспределителя);
фиг. 3 - вариант исполнения устройства мягкости магистральной части воздухораспределителя.
Осуществление полезной модели
Магистральная часть воздухораспределителя содержит корпус 1, в котором размещены подвижная перегородка 2, разделяющая магистральную камеру 3 и золотниковую камеру 4, и устройство мягкости 5 (фиг.1). Подвижная перегородка 2, содержит упругую диафрагму 6, закрепленную между двумя жестко связанными между собой прижимными дисками 7, и подпружиненный плунжер 8, установленный в полости хвостовика одного из прижимных дисков 7 и зафиксированный посредством накидной гайки 9. Плунжер 8 взаимодействует с подпружиненным толкателем 10, опирающимся на клапан дополнительной разрядки 11 тормозной магистрали.
Магистральная камера 3 постоянно сообщена с тормозной магистралью посредством канала 12. Золотниковая камера 4 сообщена каналом 13 с золотниковыми камерами главной части и двухкамерного резервуара воздухораспределителя (не показаны). Рабочая камера 14 связана каналами 15 и 16 с рабочими камерами главной части и двухкамерного резервуара воздухораспределителя (не показаны). Плунжер 8 выполнен с отверстием 17 зарядки рабочей камеры 14 и отверстиями 18 - для зарядки золотниковой камеры 4.
Устройство мягкости 5 содержит закрепленную в корпусе 1 упругую диафрагму 19, образующую в корпусе 1 диафрагменную полость 20 над диафрагмой и клапанную полость 21 под диафрагмой (фиг. 2). Толщина упругой диафрагмы 19 может быть выполнена увеличенной по наружному диаметру, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы. Для закрепления в корпусе 1 упругая диафрагма 19 выполнена с буртом 22, на кромке которого установлено крепежное металлическое кольцо 23, выполненное с обеспечением герметичного разделения диафрагменной полости 20 и клапанной полости 21 при закручивании в корпус 1 поджимающей крышки 24. Крепежное кольцо 23 выполнено с внутренним выступом 25, поверхность которого, контактирующая с буртом 22 упругой диафрагмы 19, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа 25.
Диафрагменная полость 20 постоянно сообщена с рабочей камерой 14 посредством канала 15. Клапанная полость 21 связана каналами 26 и 13 с золотниковой камерой 4, каналом 27 - с магистральной камерой 3 (фиг.1). В клапанной полости 21 (фиг.2) размещен подпружиненный, например, пружиной сжатия 28, клапан 29 устройства мягкости 5, выполненный в виде диска 30, размещенного на торце стержня 31.
Упругая диафрагма 19 выполнена с двумя рабочими поверхностями: внутренней рабочей поверхностью, на которой может быть размещена поддерживающая диафрагму шайба 32, и наружной поверхностью, воздействующей в рабочем состоянии на диск 30 клапана 29. Шайба 32 имеет центральное отверстие и может быть выполнена традиционно из металла, а также из полимерного материала, например, полиамида. Поверхность шайбы 32, взаимодействующая с внутренней рабочей поверхностью упругой диафрагмы 19 выполнена вогнутой для снижения напряжений деформации упругой диафрагмы.
Поджимающая крышка 24 (фиг. 1) может быть выполнена с образованием полости, обеспечивающей пневматическую связь каналов 15 и 16 рабочей камеры 14 с рабочими камерами главной части и двухкамерного резервуара воздухораспределителя (не показаны). Поджимающая крышка так же может быть выполнена с внутренним центральным выступом (фиг. 3), образующим при навинчивании крышки 24 корпус 1 магистральной части полость или имеющим сквозное отверстие, которые обеспечивают пневматическую связь каналов 15 и 16 рабочей камеры 14.
Клапан 29 устройства мягкости 5 выполнен с возможностью соединения в открытом состоянии магистральной камеры 3 и золотниковой камеры 4 посредством каналов 27 и 26, 13 соответственно и их перекрытия под воздействием упругой диафрагмы 19 (фиг. 1).
В корпусе установлена направляющая втулка 33 (фиг. 2), в сквозном отверстии которой расположен стержень 31 клапана 29 с возможностью осевого перемещения клапана и посадкой его на седло 34. На стержне 31 клапана 29 закреплен упорный элемент, ограничивающий открытое положение клапана 29, исключающее воздействие клапана 29 на упругую диафрагму и вместе с тем достаточное для сообщения магистральной 3 и золотниковой 4 камер. Как показано в приведенном примере, с целью ограничения хода клапана 29 на поверхности стержня 31 выполнена кольцевая проточка для размещения упорного кольца 35 клапана 29.
Пружина 28 клапана 29 размещена в клапанной полости 21 с упором с одной стороны в кольцевой выступ 36 втулки 33, с другой стороны - в диск 30 клапана 29, и с усилием, не препятствующим закрытию клапана 29 при взаимодействии с упругой диафрагмой 19 под действием давления в диафрагменной полости 20.
При зарядке, также как и при отпуске тормозной системы сжатый воздух из тормозной магистрали по каналу 12 поступает в магистральную камеру 3. При этом клапан 29 устройства мягкости 5 открыт под усилием пружины 28 (фиг. 1, 2). Вместе с тем упорное кольцо 35 на стержне 31 ограничивает движение клапана 29 вверх (по чертежу). Ограничение упорным кольцом 35 клапана 29 исключает упор диска 30 клапана 29 в наружную поверхность упругой диафрагмы 19, таким образом, исключается механическое воздействие клапана 29 на упругую диафрагму 19, усиливающееся во время движения вибродинамическими нагрузками.
Сжатый воздух медленно перетекает из магистральной камеры 3 по каналу 27 через открытый клапан 29 по каналам 26 и 13 в золотниковую камеру 4 (фиг. 1). Под действием сжатого воздуха в магистральной камере 3 подвижная перегородка 2 вместе с плунжером 8 перемещается вправо (по чертежу). Сжатый воздух из магистральной камеры 3 через отверстие 17 в плунжере 8 поступает в рабочую камеру 14 магистральной части и далее по каналу 15 в диафрагменную полость 20 устройства мягкости 5, далее в рабочую камеру двухкамерного резервуара (не показан). Через отверстия 18 в плунжере 8 сжатый воздух поступает в золотниковую камеру 4, далее по каналу 13 в золотниковую камеру двухкамерного резервуара. По окончании зарядки в магистральной 3, золотниковой 4 и рабочей 14 камере магистральной части воздухораспределителя устанавливается равное зарядное давление. Поскольку давления в полостях 20 и 21 равны, клапан 29 устройства мягкости 5 продолжает оставаться открытым под усилием пружины 28.
В открытом состоянии клапана 29 упругая диафрагма 19 находится в свободном состоянии, исключающем механические деформации. Исключена излишняя деформация бурта 22 упругой диафрагмы 19 (фиг. 2).
При медленном снижении давления в тормозной магистрали темпом мягкости, то есть темпом, не приводящим к срабатыванию воздухораспределителя на торможение, сжатый воздух из золотниковой камеры 4 перетекает в тормозную магистраль через, открытый клапан 11, магистральную камеру 3 и канал 12 (фиг. 1).
При осуществлении процесса торможения производится быстрое снижение давления в тормозной магистрали, а, следовательно, в магистральной камере 3 и золотниковой камере 4 на определенную величину темпом служебного или экстренного торможения. Упругая диафрагма 19 устройства мягкости 5 перемещается вниз (по чертежу) под усилием разницы давлений сжатого воздуха в полостях 20 и 21. Наибольшим это усилие будет при осуществлении экстренного торможения с величины зарядного или сверхзарядного давления в тормозной магистрали, когда в золотниковой 4 и магистральной 3 камерах, так же, как и в тормозной магистрали давление снижается до атмосферного. Под воздействием упругой диафрагмы 19 клапан 29 устройства мягкости 5 перемещается до упора в седло 34 и перекрывает каналы 26 и 27 (фиг. 2).
При возвратно-поступательном движении упругой диафрагмы 19 устройства мягкости 5 в различных режимах работы магистральной части воздухораспределителя упругая диафрагма 19 подвергается упругой деформации. При этом снижены механические нагрузки на диафрагму 19 из-за исключения воздействия на упругую диафрагму 19 клапана 29 в открытом состоянии. В любом положении упругой диафрагмы значительно снижается вероятность её повреждения, благодаря чему не нарушается работа магистральной части воздухораспределителя, увеличивается её эксплуатационный ресурс.