УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРАНА МАШИНИСТА (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR DRIVER'S BRAKE VALVE (VERSIONS)

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для управления процессами, происходящими в тормозной системе поезда с локомотивной тягой как с системой управления тормозами поезда (СУТП), так и краном машиниста (КМ №130) без СУТП.
Известна система для управления тормозами поезда с локомотивной тягой, содержащая кран машиниста, соединенный с тормозной магистралью и сообщенный через измерительный и первый питательный каналы с редуктором, питательную магистраль, уравнительный резервуар, сообщенный через магистраль с краном машиниста, и стабилизатор. Система имеет четыре электромагнитных клапана, три разобщительных крана, два электропневматических вентиля, при этом питательная магистраль подключена к крану машиниста через первый электромагнитный клапан. В канал, сообщающий кран машиниста со стабилизатором, установлен второй электромагнитный клапан. Магистраль, сообщающая кран машиниста с уравнительным резервуаром, через первый разобщительный кран и первый электропневматический вентиль соединена с атмосферным каналом. Во второй питательный канал, соединяющий кран машиниста с редуктором, установлен второй электропневматический вентиль. Питательная магистраль через второй разобщительный кран и третий электромагнитный клапан соединена с первым питательным каналом, сообщающим редуктор с краном машиниста. Между питательной магистралью и тормозной магистралью включены четвертый электромагнитный клапан и третий разобщительный кран. Цепи управления электромагнитными клапанами и электропневматическими вентилями соединены с контроллером машиниста (RU №2232692 C1).
Система управляет процессами, происходящими в тормозной системе поезда (торможение, отпуск, перекрыша и поддержание зарядного давления в тормозной магистрали) с локомотивной тягой как в составе системы автоведения без участия машиниста, так и от отдельных органов дистанционного управления.
Ограничением этой системы является обеспечение ее работы на базе кранов машиниста №394 или №395 конструкция которых, в отличие от современного крана машиниста КМ №130, не обеспечивает удобство обслуживания и ремонта и улучшений условий труда машиниста.
Известна система управления тормозами поездов повышенного веса и длины, состоящая из локомотивного и вагонного полукомплектов оборудования, размещенных соответственно в кабине локомотива и на свободной автосцепке хвостового вагона поезда, включающего в себя антенно-фидерные устройства, фильтр, блок индикации, радиомодем, источник питания, пневмоблок, ЭВМ, при этом радиомодемы предназначены для передачи служебной информации команд по радиоканалу в режиме помехоустойчивого кодирования. В кабине локомотива установлен регулятор локомотивного торможения (РЛТ), определяющий режим управления тормозами по изменениям давления воздуха в тормозном оборудовании локомотива. Регулятор локомотивного торможения посредством кабелей соединен соответственно с пультом, радиомодемом и блоком сопряжения сигналов с системой автоматического управления тормозами (RU №2385247 C1).
Преимуществом этой системы перед предшествующей является использование РЛТ, что позволяет через систему автоматического управления тормозами (САУТ), формирующей команды на торможение, обеспечивать срабатывание системы СУТП.
РЛТ устанавливается на кране машиниста (КМ) вместо штатного редуктора и подключается кабелями с разъемным соединителем к пульту, радиомодему, блоку согласования с САУТ и источнику питания.
РЛТ предназначен для:
- поддержания зарядного давления в уравнительном резервуаре УР и формирования темпа ликвидации сверхзарядного давления;
- определения режимов управления автотормозами, задаваемых машинистом от КМ;
- управления тормозами поезда с локомотива согласно алгоритмам системы;
- управления тормозами поезда по командам, поступающим от локомотивных систем безопасности.
Это техническое решение в основном описывает радиооборудование, установленное на локомотиве и хвостом вагоне поезда.
Известна система для управления тормозами поезда с локомотивной тягой, содержащая кран машиниста, соединенный с тормозной магистралью, напорную магистраль, уравнительный резервуар, сообщенный через магистраль с краном машиниста, который соединен со стабилизатором и сообщен через измерительный, питательный и напорный каналы пневмомодуля с редуктором. В напорном канале пневмомодуля установлен первый электропневматический вентиль, второй электропневматический вентиль пневмомодуля соединен с атмосферным каналом. Цепи управления электропневматическими вентилями соединены с контроллером машиниста. Пневмомодуль снабжен третьим электропневматическим вентилем, который установлен между напорным и питательным каналами пневмомодуля, измерительный канал которого через второй электропневматический вентиль сообщен с атмосферным каналом. Напорная магистраль соединена с краном машиниста непосредственно. Цепь управления третьим электропневматическим вентилем соединена с контроллером машиниста (RU №40976 U1).
Кроме того, в этом устройстве уравнительный резервуар снабжен датчиком давления, выход которого предназначен для подключения к блоку дистанционного управления системы автоведения поезда.
Ограничением этой системы является обеспечение ее работы на базе кранов машиниста №394 или №395 конструкция которых, в отличие от крана машиниста КМ №130, не обеспечивает повышения надежности крана при улучшенной диагностике тормозного оборудования, удобства управления, поскольку на пульте в кабине машиниста для КМ №130 располагаются только приборы управления краном (контроллер, выключатель цепей управления, кнопка экстренного торможения, резервный кран управления), а также совместимости с электронными системами управления и безопасности.
Итак, все вышеперечисленные системы не адаптированы к использованию серийно выпускаемой современной разработки России - КМ №130, позволяющего с более высокой надежностью управлять тормозами поездов повышенного веса и длины.
Блок электропневматических приборов (БЭПП) КМ №130 содержит питательный клапан, девять электропневматических вентилей, редуктор, стабилизатор, реле давления, срывной клапан, два датчика давления, устройство блокировки тормозов, которые связаны между собой в соответствии с рис.1 пневматической схемы крана машиниста №130 (http://static.scbist.com/scb/uploaded/1_7_kran_mashinista.pdf). На плате БЭПП также может быть установлен электронный блок контроля. Конструктивно БЭПП изображен на рис.3 указанного источника информации.
Таким образом, наиболее близким является БЭПП крана машиниста №130, подробное описание которого изложено в источнике информации (Специализированное конструкторское бюро по тормозостроению, ОАО МТЗ ТРАНСМАШ, «Кран машиниста с дистанционным управлением 130», «Описание устройства и действия», издание ОАО МТЗ ТРАНСМАШ, Группа локомотивного оборудования, 2006 г., рис. 14).
Решаемая изобретением задача - создание устройства (модуля) для крана машиниста №130, обеспечивающего адаптацию КМ к СУТП, с возможностью вождения поездов повышенного веса и длины как СУТП, так и не используя ее без существенного переоборудования самого БЭПП и, таким образом, улучшить технико-эксплуатационные характеристики КМ №130.
Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение надежности и сохранение поперечных габаритов блока электропневматических приборов крана машиниста при введении дополнительного модуля, удобство монтажа.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата предлагается применить два варианта исполнения заявленного устройства, имеющего единый конструкционный узел - первую плиту с одинаково выполненными в ней каналами и вторую плиту, в которой в первом варианте без СУТП реализуется штатное соединение элементов БЭПП КМ №130 в соответствии с действующей схемой (рис. 14 ближайшего аналога). Во втором варианте с использованием СУТП каналы во второй плите обеспечивают возможность подключения регулятора локомотивного торможения СУТП к КМ №130.
В первом варианте выполнения изобретения (без СУТП) для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для крана машиниста, содержащем кран машиниста, электропневматический вентиль зарядки-сверхзарядки, редуктор, при этом выход первого канала С крана машиниста, предназначенного для управления полостью реле давления, соединен с входом электропневматического вентиля зарядки-сверхзарядки, выход второго канала В крана машиниста связан через редуктор с выходом электропневматического вентиля зарядки-сверхзарядки, выход третьего канала питательной магистрали (ПМ) крана машиниста соединен с питательной магистралью редуктора, а выход четвертого канала уравнительной полости (УП) крана машиниста - с уравнительной полостью редуктора, согласно изобретению устройство выполнено в виде модуля из двух плит, внутри первой плиты выполнено восемь каналов, все концы которых выведены на торец первой плиты противоположно каналам С, В, ПМ, УП крана машиниста, четыре канала, расположенные по центру первой плиты, служат для подсоединения к упомянутым первому, второму, третьему и четвертому каналам крана машиниста, и их концы выведены на торец первой плиты, обращенной к крану машиниста, концы двух каналов, расположенных слева от центральных каналов, выведены с одного бокового торца первой плиты и соответственно служат для соединения с выходом и входом электропневматического вентиля зарядки-сверхзарядки, а концы двух других каналов, расположенных справа от центральных каналов, выведены с другого бокового торца первой плиты и соответственно служат для соединения с уравнительной полостью и с питательной магистралью редуктора, вторая плита расположена со стороны торца первой плиты, на которую выведены концы восьми каналов, во второй плите выполнено четыре изогнутых канала, концы которых обращены к первой плите, первый изогнутый канал второй плиты выполнен обеспечивающим соединение конца первого центрального канала первой плиты с концом расположенного слева второго канала, смежного с ним, второй изогнутый канал второй плиты выполнен обеспечивающим соединение конца второго центрального канала с концом расположенного слева первого канала, соединенного с выходом электропневматического вентиля зарядки-сверхзарядки, третий изогнутый канал второй плиты выполнен обеспечивающим соединение конца третьего центрального канала первой плиты с концом расположенного справа второго канала, соединенного с питательной магистралью редуктора, четвертый изогнутый канал второй плиты выполнен обеспечивающим соединение конца четвертого центрального канала первой плиты с концом расположенного справа первого канала, смежного с ним.
Во втором варианте выполнения изобретения (с СУТП) для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для крана машиниста, содержащем кран машиниста, электропневматический вентиль зарядки-сверхзарядки, редуктор, согласно изобретению оно выполнено в виде модуля из двух плит, внутри первой плиты выполнено восемь каналов, все концы которых выведены на торец первой плиты противоположно каналам крана машиниста, концы четырех каналов, расположенных по центру первой плиты, выведены и на ее торец, обращенный к крану машиниста, выход первого канала С крана машиниста, предназначенного для управления полостью реле давления, соединен с первым центральным каналом, выход второго канала В крана машиниста - со вторым центральным каналом, выход третьего канала питательной магистрали (ПМ) крана машиниста - с третьим центральным каналом, а выход четвертого канала уравнительной полости (УП) крана машиниста - с четвертым центральным каналом, концы двух каналов, расположенных слева от центральных каналов, выведены с одного бокового торца первой плиты, конец расположенного слева первого канала служит для соединения с выходом электропневматического вентиля зарядки-сверхзарядки, конец расположенного слева второго канала служит для соединения с входом электропневматического вентиля зарядки-сверхзарядки, а концы двух других каналов, расположенных справа от центральных каналов, выведены с другого бокового торца первой плиты и соответственно служат для соединения с питательной магистралью и уравнительной полостью редуктора, введен регулятор локомотивного торможения, расположенный со стороны торца второй плиты, во второй плите выполнены пять каналов, три из которых соединены с уравнительным резервуаром, питательной магистралью и уравнительной полостью регулятора локомотивного торможения, конец первого канала второй плиты соединен с уравнительным резервуаром регулятора локомотивного торможения, выведен на ее свободный торец и служит для соединения с манометром крана машиниста, концы остальных каналов второй плиты выведены на торец, обращенный к первой плите, конец второго канала второй плиты соединен с питательной магистралью регулятора локомотивного торможения и служит для соединения с расположенным слева первым каналом первой плиты, концы третьего канала второй плиты служат для соединения с расположенным слева вторым каналом первой плиты и третьим центральным каналом первой плиты, концы четвертого канала второй плиты служат для соединения первого и второго центральных каналов первой плиты, один конец пятого канала второй плиты соединен с уравнительной полостью регулятора локомотивного торможения, а другой конец - с четвертым центральным каналом первой плиты, концы двух каналов первой плиты, расположенных справа от центральных каналов, разобщены - свободны от канала во второй плите.
Указанные преимущества изобретения, а также его особенности поясняются с помощью варианта ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 изображает схему каналов заявленного пневматического устройства (модуля) по первому варианту без РЛТ;
фиг. 2 - то же, что фиг. 1, по второму варианту с РЛТ;
фиг. 3 - пневматическую схему соединений БЭПП КМ №130;
фиг. 4 - изображение конструкции БЭПП КМ №130;
фиг. 5 - то же, что фиг. 4, с модулем заявленного устройства и РЛТ (для наглядности первая плита, вторая плита и РЛТ расстыкованы).
В первом варианте (фиг. 1) выполнения изобретения без СУТП устройство содержит кран 1 машиниста, электропневматический вентиль 2 зарядки-сверхзарядки, редуктор 3 (на схеме фиг. 3 электропневматический вентиль 2 зарядки-сверхзарядки обозначен как В4). Выход первого канала С крана 1 машиниста, предназначенного для управления полостью реле давления, соединен с входом электропневматического вентиля 2 зарядки-сверхзарядки (фиг. 3), выход второго канала В крана 1 машиниста связан через редуктор 3 (на схеме фиг. 3 обозначен как РЕД) с выходом электропневматического вентиля 2 зарядки-сверхзарядки, выход третьего канала питательной магистрали (ПМ) крана 1 машиниста соединен с питательной магистралью редуктора 2, а выход четвертого канала уравнительной полости (УП) крана 1 машиниста - с уравнительной полостью редуктора 2.
Устройство выполнено в виде модуля из двух плит 4, 5. Внутри первой плиты 4 выполнено восемь каналов 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, все концы которых выведены на торец первой плиты противоположно каналам С, В, ПМ, УП крана 1 машиниста. Четыре канала 6, 7, 8, 9, расположенные по центру первой плиты 4, служат для подсоединения к упомянутым первому С, второму В, третьему ПМ и четвертому УП каналам крана 1 машиниста. Их концы выведены на торец первой плиты 4, обращенной к крану 1 машиниста. Концы двух каналов 10 и 11, расположенных слева от центральных каналов 6, 7, 8, 9, выведены с одного бокового торца первой плиты 4 и соответственно служат для соединения с выходом и входом электропневматического вентиля 2 зарядки-сверхзарядки. Концы двух других каналов 12 и 13, расположенных справа от центральных каналов 6, 7, 8, 9, выведены с другого бокового торца первой плиты 4 и соответственно служат для соединения с уравнительной полостью УП и питательной магистралью ПМ с редуктора 3.
Вторая плита 5 расположена со стороны торца первой плиты 4, на которую выведены концы восьми каналов 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Во второй плите 5 выполнено четыре изогнутых канала 14, 15, 16, 17, концы которых обращены к первой плите 4. (Каждый из каналов 14, 15, 16, 17 может быть изогнут под разными углами, например, в виде трех отрезков с углами между ними 90°.) Первый изогнутый канал 14 второй плиты 5 выполнен обеспечивающим соединение конца первого центрального канала 6 (С) первой плиты 4 с концом расположенного слева второго канала 11, смежного с ним. Второй изогнутый канал 15 второй плиты 5 выполнен обеспечивающим соединение конца второго центрального канала 7 (В) первой плиты 4 с концом расположенного слева первого канала 10, соединенного с выходом электропневматического вентиля 2 зарядки-сверхзарядки. Третий изогнутый канал 16 второй плиты 5 выполнен обеспечивающим соединение конца третьего центрального канала 8 первой плиты 4 с концом расположенного справа второго канала 13, соединенного с питательной магистралью ПМ редуктора 3. Четвертый изогнутый канал 17 второй плиты 5 выполнен обеспечивающим соединение конца четвертого центрального канала 9 первой плиты 4 с концом расположенного справа первого канала 12, смежного с ним и соединенного с уравнительной полостью УΠ редуктора 3.
Такое соединение полностью соответствует пневматической схеме соединений БЭПП КМ №130 (фиг. 3), таким образом, КМ 1 работает в штатном режиме без СУТП. Повышение надежности достигается за счет обеспечения связей не трубопроводами (пневмошлангами), а каналами, выполненными в плитах 4, 5.
На фиг. 3 обозначены: ВЦУ - Выключатель Цепей Управления; УБТ - Устройство Блокировки Тормозов; КВТ - Кран Вспомогательного Тормоза; КАЭТ - Клапан Аварийного Экстренного Торможения; ККМ - Контроллер Крана Машиниста; КРУ - Кран Резервного Управления; МН - Манометр; КПР - Кран Переключения Режимов; КС - Клапан Срывной; КП - Клапан Питательный; МВТ - Магистраль Вспомогательного Тормоза; РЕД - Редуктор; СТ - Стабилизатор; РД - Реле давления.
Основным элементом СУТП является регулятор локомотивного торможения (РЛТ), определяющий режим управления тормозами по изменениям давления воздуха в тормозном оборудовании локомотива.
Для подсоединения РЛТ в заявленном техническом решении достаточно заменить вторую плиту 5 первого варианта устройства на вторую плиту 18, в которой каналы выполнены конструктивно иным образом, оставив в сохранности первую плиту 4, чем достигается удобство монтажа.
Второй вариант (фиг. 2) выполнения устройства содержит кран 1 машиниста, электропневматический вентиль 2 зарядки-сверхзарядки, редуктор 3. Устройство выполнено в виде модуля из двух плит 4 и 18. Внутри первой плиты 4 выполнено восемь каналов 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, все концы которых выведены на торец первой плиты 4 противоположно каналам крана 1 машиниста. Концы четырех каналов 6, 7, 8, 9, расположенных по центру первой плиты 4, выведены и на ее торец, обращенный к крану 1 машиниста. Выход первого канала С крана 1 машиниста, предназначенного для управления полостью реле давления, соединен с первым центральным каналом 6, выход второго канала В крана 1 машиниста - со вторым центральным каналом 7, выход третьего канала питательной магистрали ПМ крана 1 машиниста - с третьим центральным каналом 8, а выход четвертого канала уравнительной полости крана машиниста УП - с четвертым центральным каналом 9. Концы двух каналов 10 и 11, расположенных слева от центральных каналов 6, 7, 8, 9, выведены с одного бокового торца первой плиты 4. Конец расположенного слева первого канала 10 служит для соединения с выходом электропневматического вентиля 2. Конец расположенного слева второго канала 11 служит для соединения с входом электропневматического вентиля 2 зарядки-сверхзарядки. Концы двух других каналов 12 и 13, расположенных справа от центральных каналов 6, 7, 8, 9, выведены с другого бокового торца первой плиты 4 и соответственно служат для соединения с уравнительной полостью УП и с питательной магистралью ПМ редуктора 3. Введен регулятор локомотивного торможения 19 (РЛТ), расположенный со стороны торца второй плиты 18. Во второй плите 15 выполнены пять каналов 20, 21, 22, 23, 24, три из которых соединены с уравнительным резервуаром (УР), питательной магистралью (ПМ) и уравнительной полостью (УП) РЛТ 19. Конец первого канала 20 второй плиты 18 соединен с уравнительным резервуаром (УР) РЛТ 19, выведен на ее свободный торец и служит для соединения с манометром 25 крана 1 машиниста. Концы остальных каналов 21, 22, 23, 24 второй плиты 18 выведены на торец, обращенный к первой плите 4. Конец второго канала 21 второй плиты 18 соединен с ПМ РЛТ 19 и служит для соединения с расположенным слева первым каналом 10 первой плиты 4, соединенным с выходом электропневматического вентиля 2. Концы третьего канала 22 второй плиты 18 служат для соединения с расположенным слева вторым каналом 11 первой плиты 4, соединенным с входом электропневматического вентиля 2, и с третьим центральным каналом 8 (ПМ) первой плиты 4. Концы четвертого канала 23 второй плиты 4 служат для соединения первого 6 (С) и второго 7 (В) центральных каналов первой плиты 4. Один конец пятого канала 24 второй плиты 18 соединен с уравнительной полостью (УП) РЛТ 19, а другой конец - с четвертым центральным каналом 9 (УП) первой плиты 4. Концы двух каналов 12, 13 первой плиты 4, расположенных справа от центральных каналов 6, 7, 8, 9, разобщены - свободны от канала во второй плите 18.
Работает устройство для крана 1 машиниста №130 следующим образом (фиг. 1, 2).
Перестановка второй плиты 4 (фиг. 1) и второй плиты 18 (фиг. 2) дает возможность необходимой коммутации пневматических каналов БЭПП КМ и позволяет реализовать два режима ведения локомотива, оборудованного краном 1 машиниста №130, а именно с системой СУТП и без нее.
При работе с СУТП (фиг. 2) пневматические каналы первой плиты 4 и второй плиты 18 модуля коммутируются таким образом, что воздух из питательной магистрали (ПМ), минуя редуктор 3 крана 1 машиниста (КМ), через плиты 4 и 18, а также через электропневматический вентиль 2 (В4) поступает на канал ПМ РЛТ 19, который при ведении поезда с системой СУТП, выполняет роль штатного редуктора 2, выполняя поддержание зарядного давления в уравнительном резервуаре (далее УР) и формирование темпа ликвидации сверхзарядного давления. При этом РЛТ 19 относится непосредственно к системе СУТП.
Воздух из уравнительной полости (далее УП) через первую и вторую плиты 4, 18, минуя редуктор 3, поступает напрямую на УΠ РЛТ 19.
Воздух из УР через вторую плиту 18 поступает на РЛТ 19 напрямую от манометра 25, который является составной частью КМ 1 и установлен непосредственно в канале УР КМ 1.
Конструктивно первая плита 4, вторая плита 18, КМ 1, редуктор 3, электропневматический вентиль 2 (В4) и РЛТ 19 имеют общие контактные поверхности, плотность соединения которых достигается посредством резиновых уплотнительных прокладок.
Подвод воздуха от манометра 25 УΡ КМ 1 к УΡ РЛТ 19 осуществляется при помощи медной трубки с использованием дополнительных тройников и штуцеров.
Каналы С и В КМ 1, а также УП и ПМ редуктора 3 (штатного) при ведении поезда с СУТП заглушены второй плитой 18.
В случае ведения поезда без системы СУТП (фиг. 1) управление тормозной магистралью поезда производится только посредством КМ 1. При этом вторая плита 18 и РЛТ 19 демонтируется и устанавливается вторая плита 5, кран 1 машиниста работает в штатном режиме.
Таким образом, достигается расширение функциональных возможностей за счет обеспечения двух режимов вождения поезда (непосредственно от КМ 1 №130 или с КМ 1 и с СУТП) при быстром, простом демонтаже и замене вторых плит 5 или 18, при этом, как видно из фигур 4 и 5, удается сохранить поперечные габариты блока электропневматических приборов (БЭПП), поскольку модуль является достаточно компактным и размещается непосредственно на плате БЭПП на месте электропневматического вентиля 2 и редуктора 3. Также повышается надежность за счет выполнения соединительных каналов (их разводки) в плитах.
Наиболее успешно заявленное «Устройство для крана машиниста (варианты)» промышленно применимо для повышения надежности вождения поездов повышенного веса и длины краном машиниста №130.