Кран машиниста железнодорожного транспортного средства

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройству кранов машиниста, предназначенных для управления автоматическими, пневматическими и электропневматическими тормозами грузовых, маневровых и пассажирских поездов.
Известен кран машиниста железнодорожного транспортного средства, содержащий смонтированную в кабине машиниста управляющую часть, включающую встроенные в пульт управления контроллер управления тормозом, выключатель цепей управления, кран резервного торможения и исполнительную часть, включающую установленные в машинном отделении блок пневматических и электропневматических приборов, который состоит из несущей кронштейн-плиты, склеенной из двух плит, на одной из них выполнены внутренние каналы, соединенные через штуцеры с тормозной, импульсной, питательной пневмомагистралями, а также атмосферой, для сообщения сжатым воздухом закрепленных на другой плите приборов, включающих реле давления, имеющих полости, связанные с уравнительным резервуаром крана машиниста, питательной и тормозной магистралями, атмосферой, редуктор зарядного давления, соединенный с питательной магистралью, стабилизатор сверхзарядного давления, вентили электропневматические торможения и отпуска, связанные с управляющей полостью реле давления, сообщенной с уравнительным резервуаром, вентиль электропневматический перекрыши, сообщенный с тормозной магистралью и через обратный клапан с уравнительным резервуаром, клапан питательный, связанный с питательной магистралью и управляющей полостью реле давления, клапан срывной с вентилем электропневматическим, соединенный с тормозной магистралью и с управляющей полостью реле давления, а в положении экстренного торможения сообщенный с атмосферой, управляемое выключателем цепей управления устройство блокировки тормозов, связанное пневматически с питательной магистралью, тормозной магистралью и импульсной, кран переключения режимов для дистанционного и резервного управления автоматическим тормозом, соединенный с уравнительным резервуаром. /Патент РФ №32738, 29.04.2003 г., МПК В60Т 15/04/.
К недостаткам известного технического решения, которые снижают надежность крана машиниста, можно отнести отсутствие дроссельного отверстия у крана переключения режимов, что приводит к изменениям величины времени служебного торможения, отсутствие обратного клапана на канале между вентилем электропневматическим отпуска и редуктором при продувке тормозной магистрали приводит к разрядке управляющей полости реле давления и уравнительного резервуара, отсутствие датчиков давления на канале управляющей полости реле давления и тормозной магистрали, что снижает контроль за работой приборов, недолговечность работы реле давления, обусловленная недостатками конструктивного выполнения диафрагменного узла, в котором отсутствует ограничитель его хода, выполнение крана резервного управления с неразгруженными клапанами, выключатель цепей управления имеет три положения ключа, что не обеспечивает функцию «горячий переход», понижение давления в питательной магистрали при экстренном торможении, отсутствие дистанционного управления, в том числе по радиоканалу, адаптированного под системы ИС-АВП-РТ, АВ-РТ, САУ-ОП, нестабильность термодинамических процессов в уравнительном резервуаре, а также большие габариты и вес.
Известен кран машиниста железнодорожного транспортного средства, содержащий установленную в кабине машиниста управляющую часть, включающую встроенные в пульт управления контроллер управления тормозом и выключатель цепей управления, исполнительную часть, включающую установленные в машинном отделении блок пневматических и электропневматических приборов, который состоит из несущей плиты, склеенной из двух плит, на одной из них выполнены внутренние каналы, соединенные через штуцеры с тормозной, импульсной, питательной пневмомагистралями, а также атмосферой, для сообщения сжатым воздухом закрепленных на другой плите приборов, включающих реле давления, имеющих полости, связанные с уравнительным резервуаром, питательной и тормозной магистралями, и атмосферой, редуктор зарядного давления, стабилизатор ликвидации сверхзарядного давления, соединенные с питательной магистралью, электропневматические вентили зарядки, сверхзарядки, перекрыши, служебного и замедленного торможения, связанные с управляющей полостью реле давления, сообщенной с уравнительным резервуаром, при этом вентиль электропневматический перекрыши, сообщен с тормозной магистралью и через обратный клапан с уравнительным резервуаром, клапан питательный, связанный с питательной магистралью и управляющей полостью реле давления, клапан срывной с вентилем электропневматическим, соединенный с тормозной магистралью и управляющей полостью реле давления, а в положении экстренного торможения сообщенный с атмосферой, управляемое выключателем цепей управления устройство блокировки тормозов, связанное пневматически с питательной магистралью, тормозной магистралью и импульсной, кран переключения режимов с двумя положениями рукояти для дистанционного и резервного управления автоматическим тормозом, соединенный с уравнительным резервуаром, и выполненный с дроссельным отверстием для ограничения разрядки уравнительного резервуара темпом служебного торможения, датчики давления, установленные на канале управляющей полости реле давления и на тормозной магистрали, клапан обратный, смонтированный на канале между вентилем отпуска и редуктором, электронный блок, а также установленный в кабине машиниста и пневматически сообщенный с блоком электропневматических приборов кран резервного управления /Патент РФ №2635732, 28.06.2016 г., МПК В60Т 15/04/.
Недостатками известного технического решения, которые снижают надежность крана машиниста, являются понижение давления в питательной магистрали при экстренном торможении, в выключателе цепей управления присутствует электрическое управление, отсутствует функция «горячий переход» при переходе из кабины в кабину, служебное торможение небезопасное, излишние электрические промежуточные и внешние соединения, нестабильность термодинамических процессов в уравнительном резервуаре, а также отсутствует дистанционное управление исполнительным блоком, в том числе по радиоканалу, адаптированного под системы автоведения грузовых поездов (ИСАВП-РТ), автоматизированного ведения соединенными поездами по радиоканалу АВ-РТ, автоматического управления САУ-ОП.
Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение работы крана машиниста за счет исключения понижения давления в питательной магистрали при экстренном торможении, реализации безопасного служебного торможения, замены в алгоритме смены кабин в выключателе цепей управления электрического управления на пневматическое, исключения промежуточных электрических соединений, уменьшения количества внешних электрических соединителей на 80%, увеличения степени защиты электронного блока и электрических соединителей, реализации выключателем цепей управления новой функции «горячий переход» при переходе из кабины в кабину, системной стабилизации термодинамических процессов в уравнительном резервуаре, применения пневматических и электропневматических компонентов на новой элементной базе, осуществления дистанционного управления, в том числе по радиоканалу, адаптированного под системы ИСАВП-РТ, АВ-РТ, САУ-ОП, а также снижения массы блока исполнительного и площади плиты кронштейна, увеличения срока службы до 20 лет и межремонтного интервала до 5 лет.
Технический результат, который будет получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что кран машиниста железнодорожного транспортного средства содержит смонтированную в кабине машиниста управляющую часть, включающую встроенные в пульт управления контроллер управления тормозом и выключатель цепей управления, исполнительную часть, установленную в машинном отделении и выполненную в виде блока пневматических и электропневматических приборов, который состоит из несущей плиты, склеенной из двух плит, на одной из них выполнены внутренние каналы, соединенные через штуцеры с тормозной, импульсной, питательной пневмомагистралями, а также атмосферой, для сообщения сжатым воздухом закрепленных на другой плите приборов блока, включающих реле давления, имеющих полости, связанные с уравнительным резервуаром крана машиниста, питательной и тормозной магистралями, и атмосферой, редуктор зарядного давления, стабилизатор ликвидации сверхзарядного давления, соединенные с питательной магистралью, электромагнитные вентили зарядки, сверхзарядки, перекрыши, служебного и замедленного торможения, связанные с управляющей полостью реле давления, сообщенной с уравнительным резервуаром, при этом электромагнитный вентиль перекрыши, сообщен с тормозной магистралью и через обратный клапан с уравнительным резервуаром, клапан питательный, связанный с питательной магистралью и управляющей полостью реле давления, клапан срывной с электромагнитным вентилем, соединенный с тормозной магистралью и с управляющей полостью реле давления, а в положении экстренного торможения сообщенный с атмосферой, управляемое выключателем цепей управления устройство блокировки тормозов, связанное пневматически с питательной магистралью, тормозной магистралью и импульсной, кран переключения режимов для дистанционного и резервного управления автоматическим тормозом, соединенный с уравнительным резервуаром, и выполненный с дроссельным отверстием для ограничения разрядки уравнительного резервуара темпом служебного торможения, датчики давления, установленные на канале управляющей полости реле давления и на тормозной магистрали, клапан обратный, смонтированный на канале между вентилем отпуска и редуктором, для исключения разрядки управляющей полости реле давления при продувке тормозной магистрали, электронный блок, установленный в кабине машиниста и пневматически сообщенный с блоком электропневматических приборов кран резервного торможения, а также дополнительный резервный электропневматический вентиль служебного торможения, связанный с управляющей полостью реле давления, манометр для измерения давления в уравнительном резервуаре, закрепленный на канале управляющей полости реле давления, при этом устройство блокировки, выполнено в виде двух сообщенных с питательной магистралью разобщительных устройств, одно из которых включает вентили электропневматические включения и выключения, два клапана и орган переключательный, смонтированный с возможностью ручного управления, а другое разобщительное устройство, включает вентиль электропневматический с клапаном, подключенный к электрической схеме с возможностью включения при экстренном торможении, и датчик, установленный на его выходе, причем выключатель цепей управления выполнен с дополнительным положением ключа с самовозвратом и имеет пневматическое управление, реле давления выполнено поршневого типа.
На фиг. 1 изображен кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства, схема пневматическая.
Кран 1 машиниста железнодорожного транспортного средства состоит из управляющей части 2 и исполнительной части 3.
Управляющая часть 2 крана 1 машиниста содержит смонтированные в кабине машиниста и встроенные в пульт управления контроллер 4 крана 1 машиниста и выключатель 5 цепей управления.
Контроллер 4 крана 1 машиниста выполнен электронным с дистанционным управлением и имеет семь положений рукояти: I - сверхзарядка; II - поездное; III и IV - перекрыша без питания и с питанием; Va - замедленное торможение; V и VI - служебное и экстренное торможение.
Выключатель 5 цепей управления содержит, установленный в корпусе и управляемый съемным ключом 6, пневматический переключатель 7, сообщенный с тормозной магистралью и тормозным цилиндром (не показано). Ключ 6 имеет три фиксированных положения и одно дополнительное положение с самовозвратом - соответственно включено, выключено, смена кабин и информирования системы управления локомотивом о задании команды на «горячий переход» из кабины в кабину.
Исполнительная часть 3 крана 1 машиниста выполнена в виде установленного в машинном отделении блока, на несущей кронштейн-плите 8 которого, состоящей из двух склеенных между собой двух плит (не показано), закреплены пневматические и электропневматические приборы. На одной из плит закреплены реле 9 давления, пневмораспределители 10, 11, 12, вентиль 13 и резервный вентиль 14 служебного торможения, вентиль 15 замедленного торможения, устройство блокировки тормозов, реализованное в виде двух разобщительных устройств 16, 17, клапан 18 срывной, клапан 19 питательный, клапаны 20, 21 обратные, кран 22 переключения режимов, редуктор 23, стабилизатор 24, датчики давления 25, 26, 27, манометр 28, электронный блок 29 управления краном машиниста соединен с контроллером 4 через электрические разъемы.
Указанные пневматические и электропневматические приборы сообщены пневматическими каналами, выполненными на другой плите несущей кронштейн-плиты 8, с подведенными к исполнительному блоку 3 магистралями 30 и 31 питательной и тормозной, магистралью 32 крана 33 вспомогательного тормоза, каналами крана 34 резервного управления, резервуара 35 уравнительного.
Реле 9 давления выполнено поршневого типа, предназначено для наполнения и сброса сжатого воздуха в магистрали 31 тормозной в зависимости от величин давления в управляющей полости реле 9 и резервуаре 35 уравнительном.
Пневмораспределитель 10 включает вентиль 36 электропневматический зарядки и клапан 37, пневмораспределитель 11 - вентиль 38 электропневматический сверхзарядки и клапан 39, пневмораспределитель 12 - вентиль 40 электропневматический перекрыши и клапан 41.
Разобщительное устройство 16 содержит вентиль 42 электропневматический и клапан 43, разобщительное устройство 17 - вентиль 44 электропневматический включения, вентиль 45 электропневматический выключения, клапаны 46, 47, орган 48 переключательный.
Клапан 18 срывной включает вентиль 49 электропневматический экстренного торможения и клапан 50, предназначен для быстрой разрядки магистрали 31 тормозной в положении экстренного торможения через управляющую полость реле 9 давления, сообщенную с атмосферой.
Клапан 19 питательный связан с магистралью 30 питательной и управляющей полостью реле 9 давления, предназначен для питания реле 9 давления через канал с большим проходным сечением, для зарядки и отпуска магистрали 31 тормозной, а также для поддержания давления в магистрали 31 тормозной при утечках из нее.
Кран 22 переключения режимов представляет собой трехходовой шаровой кран и предназначен для отключения вентилей электропневматических при переходе на резервное управление. Рукоятка крана 22 переключения режимов имеет два положения, соответствующие штатному и резервному режимам. При штатном «Ш» режиме управление краном 1 машиниста осуществляется от контроллера 4, а при резервном режиме «Р» - от крана 34 резервного управления.
Редуктор 23 предназначен для поддержания заданного давления в уравнительном резервуаре 35. Давление сжатого воздуха регулируется путем вращения упорки регулирующей, воздействующей на пружину (не показано). На входе в редуктор 23 установлен клапан 20 обратный.
Стабилизатор 24 обеспечивает переход с повышенного на нормальное зарядное давление, не вызывая срабатывания тормозов.
Датчики давления 25, 26, 27 установлены соответственно на каналах, сообщающих реле 9 давления с резервуаром 35 уравнительным, на магистрали 31 тормозной, на канале на выходе клапана 43 разобщительного устройства 16.
Манометр 28 обеспечивает измерение давления в резервуаре 35 уравнительном.
В состав электронного блока 29 управления входит дешифратор, процессор и кросс-плата (не показано). Дешифратор блока управления формирует сигналы управления вентилями 13, 14, 15, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 49 электропневматическими блока 3 исполнительного. Формирование сигналов управления возможно от одного из трех источников - контроллера 4 крана 1 машиниста, системы автоматического управления тормозами, верхнего уровня управления.
Для осуществления внешних электрических связей на панели устанавливаются штепсельные разъемы. Все провода, обеспечивающие внутренние связи между штепсельными разъемами, электронным блоком 29, датчиками 25, 26, 27 давления и вентилями 13, 14, 15, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 49 электропневматическими, соединены в жгуты и уложены в кабель-каналы.
Работа крана машиниста железнодорожного транспортного средства осуществляется следующим образом.
Включение крана 1 машиниста производится с пульта управления постановкой ключа 6 выключателя 5 цепей управления в первое положение. При этом подается напряжение на вентиль 44 электропневматический включения разобщительного устройства 17, сжатый воздух из магистрали 30 питательной поступает к органу 48 переключательному и далее к клапанам 46, 47 и через нормально открытый электропневматический вентиль 42 электропневматический разобщительного устройства 16 к клапану 43. Далее сжатый воздух поступает к пневмораспределителям 10, 11, 12, соответственно вентилю 38 электропневматическому зарядки и клапану 39, вентилю 40 электропневматическому сверхзарядки и клапану 41, вентилю 36 электропневматическому перекрыши и клапану 37, через клапан 19 питательный к реле 9 давления, а также через клапан 20 обратный к редуктору 23, стабилизатору 24, кран 33 вспомогательного тормоза сообщается с магистралью 32, при этом осуществляется подключение реле 9 давления и клапана 18 срывного к магистрали 31 тормозной.
Порядок включения электропневматических вентилей при управлении выключателем 5 цепей управления показан в таблице 1.
2
2
Первое положение (включено) ключа 6 выключателя 5 цепей управления осуществляется поворотом ключа до упора по часовой стрелке, затем -второе положение (выключено), поворотом ключа из первого положение на 90 градусов против часовой стрелки, третье положение (смена кабин) - ключ поворачивается еще на 90 градусов против часовой стрелки с возможностью извлечения из гнезда и дополнительное четвертое положение (смена кабин - «горячий переход») ключ поворачивается на 30 градусов с самовозвратом в третье положение. В первых двух положениях ключ блокируется. Перевести ключ в третье и четвертое положение возможно только после снижения давления в ТМ ниже 0,1 МПа (1,0 кгс/см) и повышении давления в ТЦ выше 0,3 МПа (3,0 кгс/см). Пневматическое управление разблокирования ключа 6 реализуется благодаря логическому элементу И, интегрированному в корпус выключателя 5 цепей управления, сообщенному с магистралью 31 тормозной и тормозным цилиндром.
При переводе ключа 6 из положения II в положение III и изъятии ключа 6 активируется новая функция - «горячий переход». При этом система управления электровоза включена и токоприемники подняты, что позволяет при переходе в другую кабину электровоза не ждать полной перегрузки системы управления. При переводе ключа 6 из положения III в положение IV и удержании его в нем 5 секунд ключ 6 возвращается (самовозврат) в положение III. После чего система управления электровоза выключается и токоприемники опускаются, после этого возможно изъятие ключа 6 из положения III.
Основное пневматическое управление давлением сжатого воздуха в магистрали 31 тормозной локомотива или поезда осуществляется машинистом посредством семипозиционного дистанционного электронного контроллера 4 крана 1 машиниста, путем передачи управляемых сигналов на электронный блок 29 и далее на вентили 13, 14, 15, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 49 электропневматические. Секторный семипозиционный контроллер 4 крана 1 машиниста имеет следующие положения рукояти: I - сверхзарядка; II - поездное; III и IV - перекрыша без питания и с питанием; Va - замедленное торможение; V и VI - служебное и экстренное торможение. Все положения контроллера 4 фиксированные, за исключением положения I.
Каждому положению ручки контроллера 4 соответствует определенное состояние электропневматических вентилей. Алгоритм включения электропневматических вентилей блока 3 исполнительного показан в таблице 2.
В предлагаемой конструкции крана 1 машиниста, в отличие от прототипа, служебное торможение реализовано путем применения двух вентилей 13, 14 электропневматических, обеспечивающих разрядку резервуара 35 уравнительного в атмосферу темпом служебного торможения. Данные вентили имеют параллельное электрическое соединение и в случае выхода из строя механической части одного из вентилей, второй, выполняющий функцию резервного, обеспечит безопасный темп служебного торможения.
Все электропневматические вентили включающего типа. Вентили 13 и 14 электропневматические во всех положениях, кроме тормозных, находятся под напряжением, обеспечивая служебное торможение при снятии напряжения.
Разобщительные устройства 16 и 17 выполняют функцию устройства блокировки тормозов крана 1 машиниста. При этом вентили 44, 45 электропневматические при подаче на них напряжения обеспечивают управление разобщительным устройством 17, а вентиль 42 электропневматический разобщительным устройством 16.
При экстренном торможении подается напряжение на вентили 42 и 49 электропневматические, клапан 50 клапана 18 срывного обеспечит отключение магистрали 30 питательной. Также при подаче напряжения на вентиль 42 электропневматический при экстренном торможении подача давления воздуха к клапану 19 питательному и реле 9 давления будет заблокирована, что предотвратит падение давления воздуха в магистрали 30 питательной локомотива.
Вентиль 36 электропневматический пневморапределителя 10 обеспечивает питание сжатым воздухом управляющей полости реле 9 давления и резервуара 35 уравнительного, а вентиль 40 электропневматический пневморапределителя 12 обеспечивает сообщение резервуара 35 уравнительного и магистрали 31 тормозной через клапан 21 обратный.
При подаче напряжения на вентиль 15 электропневматический происходит разрядка резервуара 35 уравнительного, таким образом обеспечивается функция стабилизации термодинамических процессов в резервуаре 35 уравнительном, что гарантированно исключает самопроизвольное повышение давления в резервуаре 35 уравнительном при ступенях торможения.
Резервное пневматическое управление давлением сжатого воздуха в тормозной магистрали 31 локомотива или поезда осуществляется машинистом посредством дистанционного крана 34 резервного управления, который имеет три фиксированных положения - отпуск, перекрыша с питанием, служебное торможение.
Для перехода на резервное пневматическое управление необходимо обесточить электронный блок 29 и отключить контроллер 4. Далее перевести ручку крана 22 переключения режимов на блоке 8 электропневматических приборов в вертикальное положение и при отключении разобщительного устройства 17 включить его вручную.
Блок 3 исполнительный адаптирован для работы с системами автоведения грузовых поездов (ИСАВП-РТ), автоматизированного ведения соединенными поездами по радиоканалу АВ-РТ, автоматического управления САУ-ОП.
Предусмотрена предикативная диагностика состояния крана 1 машиниста в целом, а также расширенный перечень диагностических сообщений в систему управления локомотива.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает надежность крана машиниста за счет исключения понижения давления в магистрали питательной при экстренном торможении, реализации безопасного служебного торможения, замены в алгоритме смены кабин в выключателе цепей управления электрического управления на пневматическое, увеличения степени защиты электронного блока и электрических соединителей, реализации выключателем цепей управления новой функции «горячий переход» при переходе из кабины в кабину, системной стабилизации термодинамических процессов в резервуаре уравнительном, осуществления дистанционного управления, в том числе по радиоканалу, адаптированного под системы ИСАВП-РТ, АВ-РТ, САУ-ОП.