КОНЦЕВОЙ КРАН ТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ

Область техники
Полезная модель относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена), в частности к концевым кранам тормозных магистралей, и может быть использована для оснащения тормозной магистрали отдельной единицы подвижного состава.
Уровень техники
Известен концевой кран тормозной магистрали, содержащий корпус с входным отверстием, в котором жестко установлен входной штуцер, с отверстием углового патрубка, выполненным в нижней стенке корпуса и с атмосферным отверстием, ручной привод запорного органа для обеспечения возможности продольного перемещения тарельчатого запорного органа вдоль корпуса. (Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава. М.: Транспорт, 1979 г. с.231 (аналог)).
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому является концевой кран тормозной магистрали подвижного состава, содержащий корпус с входным отверстием, в котором жестко установлен входной штуцер, с отверстием углового патрубка и с атмосферным отверстием, ручной привод запорного органа с возможностью продольного перемещения тарельчатого запорного органа (Свидетельство на полезную модель РФ №20074, МПК В60Т 17/04, 2001 (прототип)).
Недостатком известного концевого крана является возможность появления утечек воздуха на месте резьбового соединения штуцера концевого крана с тормозной магистралью, возникающая в процессе эксплуатации подвижного состава вследствие воздействия вибрационных и ударных нагрузок о время движения, а также вследствие температурных деформаций. Появление утечек воздуха влечет за собой снижение плотности тормозной магистрали подвижного состава, что влияет на исправную работу тормозной системы и безопасность эксплуатации подвижного состава.
Раскрытие полезной модели
Как показывает практика проведения ремонтных и профилактических работ тормозной системы, при демонтаже концевого крана часто возникают ситуации, когда вызывает затруднение отворачивание его штуцера с помощью штатного инструмента. Данная проблема возникает вследствие применения при монтаже для герметизации резьбового соединения льняной подмотки. В ходе многолетней эксплуатации происходит закисание соединения, и в этом случае применяют такие кардинальные меры, как, например, нагрев открытым пламенем места соединения концевого крана с тормозной магистралью. При воздействии на штуцерное соединение концевого крана открытого пламени достигается температура, выходящая за допустимые для применяемого уплотнения температурные пределы, что приводит к разрушению (деструкции) материала уплотнительных элементов, вследствие чего уплотнение теряет свою герметичность и кран становится неисправным.
При создании полезной модели решалась задача создания более надежной и удобной в использовании и обслуживании конструкции концевого крана тормозной магистрали.
Технический результат - создание конструкции концевого крана с надежным и герметичным штуцерным соединением, позволяющим исключить утечки воздуха из тормозной магистрали на месте соединения штуцера с тормозной магистралью подвижного состава, упрощающим процедуру монтажа/демонтажа и исключающим при демонтаже концевого крана вероятность применения нагрева штуцерного соединения открытым пламенем, ведущему к неисправности крана.
Указанный технический результат достигается тем, что концевой кран тормозной магистрали содержит корпус с входным отверстием, в котором жестко установлен входной штуцер, с отверстием углового патрубка и с атмосферным отверстием, тарельчатый запорный орган и ручной привод запорного органа для обеспечения возможности продольного перемещения тарельчатого запорного органа вдоль корпуса, согласно полезной модели, штуцер дополнительно снабжен имеющей сквозное центральное отверстие для прохода трубы тормозной магистрали резьбовой накидной гайкой, для чего на наружной поверхности штуцера выполнена соответствующая накидной гайке ответная резьба, при этом внутри накидной гайки последовательно размещены примыкающее к торцу штуцера упорное кольцо и зажимное пружинное кольцо, установленное с обеспечением возможности фиксации положения трубы тормозной магистрали в штуцере под воздействием накидной гайки, а в торце штуцера установлено уплотнительное кольцо.
При этом, согласно полезной модели, внутренняя поверхность штуцера выполнена гладкой.
При этом, согласно полезной модели, контактирующая с зажимным пружинным кольцом внутренняя поверхность центрального отверстия накидной гайки выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера.
При этом, согласно полезной модели, уплотнительное кольцо размещено в открытой со стороны торца штуцера канавке, выполненной на его внутренней поверхности со стороны накидной гайки.
При этом, согласно полезной модели, канавка выполнена с разновеликими по высоте стенками, при этом высота стенки канавки со стороны внутренней поверхности штуцера меньше высоты второй ее стенки.
При этом, согласно полезной модели, уплотнительное кольцо выполнено из эластомера «Т-Экопур».
При этом, согласно полезной модели, уплотнительное кольцо выполнено из полиуретана 30-П-1302.
При этом, согласно полезной модели, зажимное пружинное кольцо имеет разомкнутый периметр.
При этом, согласно полезной модели, упорное кольцо выполнено двухступенчатым, при этом ступень меньшего диаметра размещена со стороны зажимного пружинного кольца.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:
фиг.1 изображен концевой кран тормозной магистрали подвижного состава рельсового транспорта, в разрезе в открытом положении;
фиг.2 - вид А фиг.1 (привод запорного органа)
Осуществление полезной модели
Концевой кран тормозной магистрали содержит корпус 1 (фиг.1) с входным отверстием 2, с отверстием углового патрубка 3 и с атмосферным отверстием 4, входной штуцер 5, тарельчатый запорный орган 6 с внешним 7 и внутренним 8 кольцевыми уплотнителями, ручной привод 9 запорного органа (фиг.2.), выполненный в виде шпинделя 10 с установленной на нем рукояткой 11, соединенного посредством эксцентрикового кулачка 12 с тарельчатым запорным органом 6.
Корпус 1 выполнен в виде двух смежных сообщающихся между собой посредством промежуточного выходного отверстия полостей (фиг.1): центральной полости 13 и атмосферной полости 14. Между ними расположена противолежащая плоскости входного отверстия промежуточная стенка 15, в которой на одной оси с входным отверстием расположено промежуточное выходное отверстие, позволяющее обеспечить продольное перемещение тарельчатого запорного органа 6 вдоль корпуса 1.
Дно центральной полости 13 корпуса имеет отверстие углового патрубка 3.
Дно атмосферной полости 14 имеет атмосферное отверстие 4.
На внутренней полости корпуса 1 концевого крана со стороны входного отверстия 2 выполнена открытая кольцевая проточка, в которой установлен полый тонкостенный цилиндрический уплотнительный элемент 16 из пластичного материала например, фторопласта. Ширина полого тонкостенного цилиндрического уплотнительного элемента 16 выбрана такой, что она выходит за пределы кольцевой проточки.
Во входное отверстие 2 корпуса 1, жестко установлен, например, ввернут штуцер 5.
Штуцер 5 дополнительно снабжен резьбовой накидной гайкой 17, для чего на наружной поверхности штуцера 5 выполнена соответствующая накидной гайке 17 ответная резьба, при этом внутренняя поверхность штуцера 5 выполнена гладкой.
Накидная гайка 17 имеет сквозное центральное отверстие для прохода трубы 18 тормозной магистрали.
Внутри накидной гайки 17 последовательно размещены примыкающее к торцу штуцера 5 упорное кольцо 19 и зажимное пружинное кольцо 20.
Упорное кольцо 19 может быть выполнено, например, двухступенчатым, при этом ступень меньшего диаметра размещена со стороны зажимного пружинного кольца 20, а ступень большего диаметра прилегает к торцу штуцера 5, опираясь на него. Упорное кольцо 19 может быть выполнено из металла, например, из стали.
Зажимное пружинное кольцо 20 имеет разомкнутый периметр, например, С-образный, и может быть выполнено, например, из пружинной проволоки.
Величина внутреннего диаметра и упорного 19 и зажимного пружинного 20 колец подобрана так, что труба 18 тормозной магистрали свободно проходит сквозь них.
Контактирующая с зажимным пружинным кольцом 20 внутренняя поверхность центрального отверстия накидной гайки 17 выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера 5, т.е. в виде усеченного конуса, основанием которого является торец штуцера 5. Таким образом, можно сказать, что зажимное пружинное кольцо 20 установлено с обеспечением возможности фиксации положения трубы 18 тормозной магистрали в штуцере 5 концевого крана тормозной магистрали под воздействием контактирующей с ним конической внутренней поверхности центрального отверстия накидной гайки 17.
На внутренней поверхности штуцера 5 выполнена со стороны накидной гайки 17 канавка 21 с разновеликими по высоте стенками в которой для обеспечения герметичности соединения размещено уплотнительное кольцо 22, при этом ступень большего диаметра упорного кольца 19, поджимая уплотнительное кольцо 22, обеспечивает герметичность соединения.
Уплотнительное кольцо 22 может быть выполнено из термопластичного материала, например, как это сделано в нашем примере, из эластомера «Т-Экопур», или, например, из полиуретана 30-П-1302.
Тарельчатый запорный орган 6 концевого крана тормозной магистрали может быть выполнен традиционной для концевых кранов конструкции или, как показано в нашем примере, в виде полостной двухседельной тарелки 23, имеющей отражатель 24 и жестко соединенной с одной стороны с толкателем 25, с другой стороны закрытой внутренним кольцевым уплотнителем 8 с С-образным поперечным сечением, плотно охватывающем жесткое кольцевое основание 26.
Жесткое кольцевое основание 26 может быть выполнено металлическим.
Внутренний кольцевой уплотнитель 8 подпружинен через охватываемое им жесткое кольцевое основание 26 со стороны толкателя 25 установленной в теле толкателя 25 пружиной 27.
Двухседельная тарелка 23 со стороны толкателя 25 снабжена внешним кольцевым уплотнителем 7 с эластичным кольцевым лепестком по наружному диаметру внешнего кольцевого уплотнителя 7 со стороны толкателя 25.
Отражающая поверхность отражателя 24 выполнена традиционной для концевых кранов тормозной магистрали подвижного состава формы.
Тарельчатый запорный орган 6 размещен в корпусе 1 традиционно для концевых кранов, т.е. так, что его двухседельная тарелка 23 расположена в центральной полости 13 корпуса 1 концевого крана, а толкатель 25, взаимодействующий с эксцентриковым кулачком 12, - в атмосферной полости 14 корпуса 1.
Толкатель 25 имеет паз, куда входит эксцентриковый кулачок 12, фиксирующий два крайних положения тарельчатого запорного органа 6, переставляемой рукояткой 11 ручного привода 9 запорного органа 6.
Размещенный в полости корпуса 1 ручной привод 9 тарельчатого запорного органа 6 служит для продольного перемещения запорного органа 6 вдоль корпуса 1. Ручной привод 9 тарельчатого запорного органа 6 также выполнен традиционной для концевых кранов конструкции: в виде шпинделя 10 с жестко прикрепленным к нему эксцентриковым кулачком 12, который размещен в пазу толкателя 25 тарельчатого запорного органа 6. Шпиндель 10 имеет рукоятку 11, положение которой зафиксировано посредством элементов крепления, например, шплинтом 28. (фиг.2)
Для установки шпинделя 10 привода 9 запорного органа 6 в стенке корпуса 1 выполнено отверстие, в котором шпиндель 10 установлен традиционно для концевых кранов посредством втулки 29, например цилиндрической, положение которой зафиксировано в корпусе традиционными способами, например, осью с разводными концами.
Работа концевого крана тормозной магистрали осуществляется следующим образом.
Концевой кран тормозной магистрали посредством входного штуцера 5 соединен с тормозной магистралью.
Для этого трубу 18 тормозной магистрали последовательно проводят сквозь зажимное пружинное кольцо 20, упорное кольцо 19 и уплотнительное кольцо 22 и вставляют в штуцер 5. Положение вставленной в штуцер 5 концевого крана трубы 18 фиксируют, закручивая накидную гайку 17, под воздействием конической поверхности которой зажимное пружинное кольцо 20, сжимаясь, т.е. уменьшаясь в диаметре, жестко охватывает зажимаемую трубу 18. Уплотнительное кольцо 22 при этом под воздействием упорного кольца 19 плотно прижимается к внутренней конусной поверхности канавки штуцера, образованной разновеликими стенками и к зажимаемой трубе 18 тормозной магистрали обеспечивая герметичность соединения.
В открытом положении концевого крана тормозной магистрали тарельчатый запорный орган 6 внешним 7 кольцевым уплотнителем прижимается давлением сжатого воздуха из тормозной магистрали к краям промежуточного выходного отверстия, расположенного в промежуточной стенке 15, герметично перекрывая проход из центральной полости 13 в атмосферную полость 14.
Сжатый воздух из воздушной магистрали свободно из входного штуцера 5 поступает через отверстие углового патрубка 3 в межвагонный рукав (на чертеже не показан).
Для переключении концевого крана тормозной магистрали из открытого положения в закрытое необходимо повернуть рукоятку 11 до вертикального положения.
При этом рукоятка 11 посредством шпинделя 10 через эксцентриковый кулачок 12 воздействует на стенки паза толкателя 25 тарельчатого запорного органа 6. В результате тарельчатый запорный орган 6 перемещается в сторону входного штуцера 5 и, внутренним кольцевым уплотнителем 8 к торцу входного штуцера 5, герметично его перекрывает. Концевой кран закрыт.Сжатый воздух из межвагонного рукава через угловой патрубок 3, промежуточное выходное отверстие и атмосферное отверстие 4 выходит в атмосферу.
Заявленная конструкция концевого крана обладает надежным штуцерным соединением с тормозной магистралью, трубопровод которой на месте соединения со штуцером не ослаблен нарезанной резьбой и выдерживает вибрационные и иные нагрузки, что увеличивает эксплуатационные характеристики крана.
При демонтаже заявленной конструкции крана нет необходимости воздействовать на его штуцер открытым пламенем. Уплотнительные элементы не подвергаются температурному воздействию, а значит, сохраняют при демонтаже свои свойства - кран остается после демонтажа в рабочем состоянии.