КОНЦЕВОЙ КРАН ВОЗДУШНОЙ МАГИСТРАЛИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена), в частности, к концевым кранам тормозных магистралей, и может быть использована для перекрытия воздушных тормозной и питательной магистралей отдельной единицы подвижного состава.
6
Известен концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава, содержащий корпус с размещенным в нем двухседельным клапаном с головкой, имеющей отражательную поверхность, и толкателем, взаимодействующим с ручным приводом с обеспечением возможности продольного перемещения в корпусе тарельчатого клапана и поочередного герметичного перекрытия его седел (патент РФ на изобретение №2037080, МПК F16K 31/52, 1995).
Недостатком известного концевого крана является ограниченная способность обеспечения герметичного опирания тарельчатого клапана на седло закрытого состояния концевого крана в течение срока его службы, а также ограниченная возможность обеспечения надежного взаимодействия элементов концевого крана и двухседельного клапана в процессе перехода концевого крана от закрытого состояния к открытому и наоборот.
7
Известен концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава, содержащий корпус с размещенным в нем тарельчатым клапаном, выполненным в виде двухседельной тарелки с наружной боковой поверхностью цилиндрической формы, закрытой с другой стороны установленным с обеспечением возможности аксиального перемещения в полости тарелки подпружиненным через жесткое кольцевое основание внутренним уплотнительным кольцом, с головкой, имеющей отражательную поверхность, и толкателем, взаимодействующим с ручным приводом с обеспечением возможности продольного перемещения в корпусе тарельчатого клапана и поочередного герметичного перекрытия его седел. При этом двухседельная тарелка со стороны толкателя снабжена внешним уплотнительным кольцом (патент РФ на изобретение №2180629, МПК В60Т 17/04, 2002).
6
Известен концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава, содержащий корпус с размещенным в нем тарельчатым клапаном, выполненным в виде двухнедельной тарелки с наружной боковой поверхностью цилиндрической формы, закрытой с другой стороны установленным с обеспечением возможности аксиального перемещения в полости тарелки подпружиненным через жесткое кольцевое основание внутренним уплотнительным кольцом, с головкой, имеющей отражательную поверхность, и толкателем, взаимодействующим с ручным приводом с обеспечением возможности продольного перемещения в корпусе тарельчатого клапана и поочередного герметичного перекрытия его седел. При этом двухседельная тарелка со стороны толкателя снабжена внешним уплотнительным кольцом, а в корпус крана ввернут штуцер, выполненный с наружной резьбой и снабженный накидной гайкой, внутренняя поверхность которой выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера (патент РФ на полезную модель №87127, МПК В60Т 17/04, 2009).
7
Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава, содержащий корпус с размещенным в нем тарельчатым клапаном, выполненным в виде двухседельной тарелки с наружной боковой поверхностью цилиндрической формы, закрытой с другой стороны установленным с обеспечением возможности аксиального перемещения в полости тарелки подпружиненным через жесткое кольцевое основание внутренним уплотнительным кольцом с С-образным поперечным сечением, с головкой, имеющей отражательную поверхность, и толкателем, взаимодействующим с ручным приводом с обеспечением возможности продольного перемещения в корпусе тарельчатого клапана и поочередного герметичного перекрытия его седел. При этом двухседельная тарелка со стороны толкателя снабжена внешним уплотнительным кольцом с эластичным кольцевым лепестком по наружному диаметру со стороны толкателя, выполненным заодно целое (патент РФ на изобретение №2334636, МПК В60Т 17/04, В61Н 13/00, F16K 31/52, 2007).
Недостатком известных концевых кранов является повышенный износ деталей тарельчатого клапана и ручного привода при переключении концевого крана из закрытого состояния в открытое и наоборот, влияющий на обеспечение герметичности перекрытия седел концевого крана на протяжении всего срока службы. В результате чего снижается надежность работы концевого крана вплоть до полного выхода его из строя, особенно, в жестких условиях эксплуатации (при попадании в корпус крана различных загрязнений, в условиях низких температур).
При создании полезной модели решалась задача повышения безопасности движения подвижного состава за счет повышения надежности работы и увеличения межремонтного срока службы концевого крана воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, - повышение надежности и увеличение межремонтного срока службы концевого крана путем снижения износа его подвижных частей.
Указанный технический результат достигается тем, что концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава содержит корпус с размещенным в нем тарельчатым клапаном, выполненным в виде двухседельной тарелки с наружной боковой поверхностью, с головкой, имеющей отражательную поверхность, и толкателем, взаимодействующим с ручным приводом с обеспечением возможности продольного перемещения в корпусе тарельчатого клапана и поочередного герметичного перекрытия его седел, согласно полезной модели, наружная боковая поверхность двухседельной тарелки выполнена с обеспечением минимальной площади взаимодействия с внутренней боковой поверхностью корпуса концевого крана при движении тарельчатого клапана вдоль корпуса.
При этом согласно полезной модели, наружная боковая поверхность выполнена цилиндрической формы с усеченными кромками с обоих ее торцов.
При этом согласно полезной модели, наружная боковая поверхность выполнена сферической формы, ограниченной с обеих сторон торцами двухседельной тарелки.
При этом согласно полезной модели, в центральной части боковой поверхности выполнена кольцевая канавка, наполненная смазочным составом.
При этом согласно полезной модели, взаимодействующие части толкателя клапана и ручного привода выполнены из закаленной стали.
При этом согласно полезной модели, двухседельная тарелка выполнена полостной, закрытой со стороны седла закрытого состояния подпружиненным внутренним уплотнительным кольцом с С-образным поперечным сечением, установленным с возможностью аксиального перемещения в полости тарелки.
При этом согласно полезной модели, двухседельная тарелка со стороны толкателя снабжена внешним уплотнительным кольцом с эластичным кольцевым лепестком, выполненным заодно целое с ним.
При этом согласно полезной модели, внутреннее и внешнее уплотнительные кольца выполнены из термопластичного полиуретанового эластомера.
При этом согласно полезной модели, в корпус крана ввернут штуцер.
При этом согласно полезной модели, штуцер выполнен с внутренней резьбой.
При этом согласно полезной модели, штуцер выполнен с наружной резьбой и снабжен накидной гайкой, внутренняя поверхность которой выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера.
Нарушение целостности воздушной магистрали является причиной, например, самопроизвольного срабатывания тормозов, поэтому основным требованием, предъявляемым к концевым кранам, является герметичное перекрытие седел тарельчатого клапана концевого крана на всем протяжении срока службы концевого крана. В том числе, надежность герметичного запирания клапана концевого крана в условиях вибрационных нагрузок в движущемся поезде, напрямую зависит от износа поверхностей деталей ручного привода и толкателя тарельчатого клапана, влияющего на степень поджатия тарельчатого клапана к седлу его закрытого состояния.
С целью снижения износа взаимодействующих поверхностей ручного привода и толкателя тарельчатого клапана в предлагаемой полезной модели была изменена геометрия наружной боковой поверхности двухседельной тарелки клапана, обеспечивающая минимальную площадь взаимодействия тарельчатого клапана с внутренней боковой поверхностью корпуса концевого крана при его движении вдоль корпуса. Благодаря чему снижено усилие воздействия ручного привода на тарельчатый клапан, что в свою очередь снижает механическую нагрузку на ручной привод, влияющую на износ взаимодействующих друг с другом поверхностей ручного привода и толкателя тарельчатого клапана в процессе эксплуатации концевого крана, что ведет к увеличению межремонтного срока службы концевого крана. Кроме того, такая конструкция двухседельной тарелки клапана способствует снижению усилия на рукоятку ручного привода
Кроме того, уменьшение площади взаимодействия наружной боковой поверхности двухседельной тарелки со стенками корпуса крана полностью исключает возможность заклинивания тарельчатого клапана, влияющую на работоспособность концевого крана в целом.
Таким образом, при осуществлении полезной модели обеспечивается достижение указанного технического результата: повышение надежности и увеличение межремонтного срока службы концевого крана путем снижения износа его подвижных частей, приводящего к потере герметичного перекрытия седел тарельчатого клапана концевого крана.
Полезная модель поясняется описанием примера ее выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых на:
фиг. 1 изображен концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава в открытом состоянии (штуцер имеет внутреннюю резьбу для подключения к тормозной магистрали, общий вид);
фиг. 2 - сечение А фиг. 1 (ручной привод);
фиг. 3 - вид Б фиг. 1 (боковая поверхность тарельчатого клапана цилиндрической формы с усеченными кромками);
фиг. 4 - концевой кран в закрытом положении (штуцер в безрезьбовом исполнении);
фиг. 5 - вид В фиг. 3 (боковая поверхность тарельчатого клапана сферической формы).
Концевой кран воздушной магистрали железнодорожного подвижного состава содержит корпус 1 (фиг. 1) с входным отверстием 2, выполненный в виде двух смежных сообщающихся между собой посредством промежуточного выходного отверстия полостей: атмосферной полости 3, дно которой имеет атмосферное отверстие 4, и центральной полости 5 с седлом 6 открытого состояния концевого крана и отверстием 7 углового патрубка 8. Во входное отверстие 2 корпуса 1 ввернут штуцер 9, торец которого со стороны входного отверстия 2 является седлом 10 закрытого состояния концевого крана.
В центральной полости 5 корпуса 1 размещен двухседельный тарельчатый клапан 11 с головкой 12, имеющей отражательную поверхность 13 и толкателем 14.
В атмосферной полости 3 (фиг. 1, 2) корпуса 1 размещен ручной привод 15 с рукояткой 16 связанный с толкателем 14 тарельчатого клапана 11 с обеспечением возможности продольного перемещения в корпусе 1 тарельчатого клапана 11 и поочередного герметичного перекрытия седел 6 и 10.
Тарельчатый клапан 11 (фиг. 1) выполнен в виде полостной двухседельной тарелки 17 с наружной боковой поверхностью 18, взаимодействующей с внутренней поверхностью 19 боковой стенки корпуса 1 концевого крана. Наружная боковая поверхность 18 двухседельной тарелки 17 выполнена с обеспечением минимальной площади взаимодействия наружной боковой поверхности 18 при движении тарельчатого клапана 11 вдоль корпуса 1 с внутренней боковой поверхностью 19 корпуса 1 концевого крана.
Двухседельная тарелка 17 закрыта со стороны седла 10 закрытого состояния подпружиненным внутренним уплотнительным кольцом 20 с С-образным поперечным сечением, установленным с возможностью аксиального перемещения в полости тарелки 17 и дополнительного поджатая седла 10 закрытого состояния крана. Причем головка 12 тарельчатого клапана 11 перекрывает центральное сквозное отверстие внутреннего уплотнительного кольца 20.
Как показано в нашем примере, боковая поверхность 18 двухседельной тарелки 17 выполнена цилиндрической формы с усеченными кромками 21 с обоих ее торцов (фиг. 3).
Боковая поверхность 18 может быть выполнена сферической формы, ограниченной с обеих сторон торцами двухседельной тарелки 17. (фиг. 5).
В центральной части боковой поверхности 18 двухседельной тарелки 17 может быть выполнена кольцевая канавка 22, наполненная смазочным составом для уменьшения трения между движущимися поверхностями двухседельной тарелки 17 и корпуса 1. В качестве смазочного состава может быть использована консистентная смазка, например, ЖТ-79Л.
Взаимодействующие части толкателя 14 тарельчатого клапана 11 и ручного привода 15 (фиг. 2) выполнены из закаленной стали, благодаря чему данные поверхности обладают повышенной твердостью и износостойкостью.
Двухседельная тарелка 17 со стороны толкателя 14 снабжена внешним уплотнительным кольцом 23 (фиг. 1) с эластичным кольцевым лепестком по наружному диаметру внешнего уплотнительного кольца 23 со стороны толкателя 14, выполненным заодно целое с ним.
Внутреннее уплотнительное кольцо 18 с С-образным поперечным сечением и внешнее уплотнительное кольцо 23 с эластичным кольцевым лепестком выполнены с возможностью эластичного поджатия седел 6 и 10 тарельчатого клапана 11. Материал уплотняющих колец 18 и 23 подобран таким образом, чтобы выдерживать, не меняя своих технических характеристик, жесткие условия эксплуатации (например, расширенный диапазон температур, их резкие перепады).
Например, уплотняющие кольца 18 и 23 могут быть из термопластичного полиуретанового эластомера, например, «Т-Экопур».
Штуцер 9 может быть выполнен как с внутренней резьбой для подключения к воздушной магистрали, так и без нее. Однако в этом случае штуцер 9 со стороны подключения к воздушной магистрали может быть выполнен с наружной резьбой и снабжен накидной гайкой 24, внутренняя поверхность которой выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера (фиг. 4).
Корпус 1 концевого крана может быть выполнен как в правом, так и в левом исполнении.
Концевой кран работает следующим образом.
Концевой кран тормозной магистрали посредством штуцера 9 соединяется с воздушной магистралью (на чертеже не показано).
В открытом состоянии концевого крана тормозной магистрали (фиг. 1) двухседельная тарелка 17 тарельчатого клапана 11 герметично перекрывает седло 6 открытого состояния концевого крана, при этом внешнее уплотнительное кольцо 23 прижато к седлу 6.
Рабочая среда из воздушной магистрали свободно через штуцер 9 и отверстие 7 углового патрубка 8 поступает в межвагонный рукав (на фиг. не показан). При этом отражательная поверхность 13 направляет воздушный поток в сторону отверстия 7 углового патрубка 8.
В открытом состоянии концевого крана рукоятка 16 ручного привода 15 толкателя 14 находится в нижнем положении.
Для переключения концевого крана из открытого состояния в закрытое необходимо рукоятку 16 привода 15 перевести в вертикальное положение, как показано на фиг. 4.
При повороте рукоятки 16 ручной привод 15 приведет в движение толкатель 14, а вместе с ним двухседельную тарелку 17 и головку 12 тарельчатого клапана 11, который перемещаясь вдоль центральной полости 5, отходит от седла открытого состояния 6 и открывает промежуточное выходное отверстие, при этом атмосферная полость 3 и центральная полость 5 становятся сообщающимися. При этом наружная боковая поверхность 18 двухседельной тарелки 17 клапана 11 обеспечивает минимальную площадь взаимодействия тарельчатого клапана 11 с внутренней боковой поверхностью 19 корпуса 1 концевого крана при его движении вдоль корпуса 1, снижая тем самым усилие воздействия ручного привода 15 на толкатель 14 тарельчатого клапана 11. В результате снижено усилие, прилагаемое на ручной привод 15, в том числе на рукоятку 16 ручного привода 15, влияющее на износ взаимодействующих друг с другом поверхностей ручного привода 15 и толкателя 14 (фиг. 2).
Под воздействием ручного привода 15 (фиг. 4) подпружиненное внутреннее уплотнительное кольцо 20 упирается в седло 10 закрытого состояния концевого крана, герметично поджимая седло 10 закрытого состояния клапана 11. При этом головка 12 под действием толкателя 14 пройдет в полость штуцера 9, отходя от внутреннего уплотнительного кольца 20 и освобождая перекрытое ею центральное сквозное отверстие внутреннего уплотнительного кольца 20.
В закрытом состоянии концевого крана сжатый воздух из межвагонного рукава через угловой патрубок 8, отверстие 7 поступает в центральную полость 5, в сообщающуюся с ней атмосферную полость 3 и через атмосферное отверстие 4 выходит в атмосферу. Как только шипение прекратилось, межвагонный рукав свободен от сжатого воздуха.
Когда воздушная магистраль свободна от рабочей среды, концевой кран тормозной магистрали остается закрытым благодаря поджатому пружиной сжатия к седлу 10 закрытого состояния концевого крана внутреннему уплотнительному кольцу 20.
Для перехода концевого крана из закрытого состояния в открытое рукоятку 16 ручного привода 15 возвращают в нижнее положение, как показано на фиг. 1, тарельчатый клапан 11 возвращается в исходное положение.
Заявленная конструкция концевого крана обладает повышенными показателями надежности и увеличенным межремонтным сроком службы благодаря уменьшению усилия на ручной привод и снижению тем самым износа его подвижных частей.