КЛАПАН СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится железнодорожному транспорту, в частности, рассматривает конструкцию клапана среднего давления, применяемого в системе управления тормозным усилием вагона в зависимости от его загрузки.
Клапан торможения груженого режима соответствующего назначения известен, например, из DE 702771 или из фирменного издания компании «Knorr-Bremse Systeme» для средств рельсового транспорта: Описание устройства «Regelbares Lastbremsventil RLV-11d» («Регулируемый клапан торможения груженого режима RLV-11d»). В DE 10144300 С1 описывается клапан торможения груженого режима для транспортных средств, с помощью которого посредством мембраны, действующей вместе с поршнем, образуется варьируемая рабочая площадь для воздействующего давления. В DE 6609868 U описывается тормозное устройство для рельсовых транспортных средств с тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором, приводимым в отпущенное положение посредством нагружения рабочей средой поршня против действия энергоаккумулирующей пружины, причем тормозное усилие, прикладываемое тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором приспосабливается в зависимости от массы груза.
5
Торможение при нагруженном состоянии пневматического привода тормоза означает приспосабливание тормозного усилия к весу транспортного средства, соответствующему его состоянию нагружения. Оно обеспечивает тормозную мощность, повышающуюся - по всему диапазону массы груза или на большей его части - пропорционально весу транспортного средства и таким образом приблизительно постоянной до сотых долей тормозимого веса. Изменение тормозного усилия осуществляется пневматически, благодаря непрерывному приведению в соответствие наибольшего давления в тормозном цилиндре к весу вагона. У грузовых вагонов давление в пневматическом приводе тормоза находится, например, в диапазоне от 0,5 до 3,8·10 Па. У пассажирских вагонов, автомотрис и транспорта пригородного сообщения с дисковыми тормозами достаточно более узкого диапазона. Регулирование тормозного усилия осуществляется посредством управляющего давления Т, пропорционального массе груза. Для создания этого управляющего давления Τ имеются различные возможности:
- преобразование подрессоривания транспортного средства посредством регулировочного клапана,
- преобразование части веса транспортного средства посредством балансировочного клапана,
- использование давления пневморессоры при пневматическом подрессоривании.
V
Поэтому, в соответствии с управляющим давлением Т, пропорциональным массе груза, и пневматическим предварительным управляющим давлением C в регулируемом клапане торможения груженого режима образуется зависящее от массы груза давление С в пневматическом приводе тормоза, по меньшей мере, для одного управляемого этим клапаном тормозного цилиндра.
На вагонах метрополитена применяется четырехточечная система пневматического подвешивания кузова. Величина давления в пневморессорах прямо пропорциональна загрузке вагона (количеству пассажиров). Поэтому данные о давлении сжатого воздуха в пневморессорах целесообразно использовать также для регулирования тормозного усилия в различных режимах торможения. Для управления тормозным усилием используется информация с двух диагонально расположенных пневморессор (ПР1, ПР4), эти давления являются управляющими для переключателя - (Упр1, Упр2). Потребителем выходного давления клапана является АРП (авторежим пневматический), который управляет давлением сжатого воздуха в тормозном механизме и обеспечивает изменение величины максимального давления сжатого воздуха в ТЦ в зависимости от загрузки вагона. Связь авторежима пневматического (АРП) с пневморессорами обеспечивается через переключатель - клапан.
В пособии Учебно-производственного центра Московского метрополитена «Пневматическое оборудование вагонов 81-740.1, 81-741.1», авторы Белов Д.В., Лобанов А.Н., Сорокин А.Л., Усачев Г.С., Широков Г.В. под редакцией начальника УПЦ Гаранина В.Н., «РУСИЧ», М, 2008 г. (выложено на сайте электродепо "Выхино" по адресу http://vvhino.webnode.ru/) (копия прилагается), описан переключатель - клапан, который выбирает наибольшее давление сжатого воздуха от двух пневморессор, расположенных по диагонали вагона, и обеспечивает, через авторежим пневматический (АРП) и реле давления его поступление в тормозные цилиндры. Клапан включает в себя корпус, в котором выполнена проточка, в которой расположен первый поршень в виде втулки, внутри которого размещен перемещающихся относительно первого второй поршень, а так же в стенке корпусе выполнен первый канал, сообщенный с областью давления одного из двух диагонально расположенных пневморессор и с торцевой управляющей камерой с одной стороны первого поршня, второй канал, сообщенный с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор и с торцевой управляющей камерой с другой стороны первого поршня, а так же третий канал, сообщенный с магистралью подачи давления к тормозным цилиндрам тележки и с проточкой на внешней поверхности первого поршня. Благодаря этому при наличии разницы давлений на торцах второго поршня последний смещается внутри первого поршня и перекрывает (изменяет) сообщение с тормозными цилиндрами тележки.
Недостаток данного клапана заключается в неточном определении степени загрузки вагона по причине выбора большего давления из двух диагонально расположенных пневморессор.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении чувствительности клапана среднего давления к изменениям нагрузки на пневморессоры и повышении точности системы авторежимного регулирования за счет получения среднего значения давления двух диагонально расположенных пневморессор.
Указанный технический результат достигается тем, что в клапане среднего давления, применяемом для регулирования тормозных усилий вагонов с системой пневматического подвешивания кузова, содержащем корпус, выполненный с каналами, имеющими возможность сообщения с областью давления одного из двух диагонально расположенных пневморессор и с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор, питательной магистралью и магистралью потребителя, а так же размещенную в проточке корпуса поршневую систему, выполненную с возможностью реализации функции управления подачей рабочего давления из питательной магистрали в магистраль потребителя в зависимости от разницы давлений в областях давлений двух диагонально расположенных пневморессор, поршневая система включает в себя связанный со штоком первый поршень, имеющий с одной стороны управляющую полость, сообщенную через один из каналов с областью давления одного из двух диагонально расположенных пневморессор, второй поршень, имеющий с одной стороны обращенную в сторону первого поршня управляющую полость, сообщенную через один из каналов с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор, и упор на другой стороне, третий поршень, размещенный в управляющей полости второго поршня с возможностью перемещения от выхода канала, имеющими возможность сообщения с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор в направлении первого поршня до ограничителя, выполненного на штоке перед первым поршнем, диафрагму, размещенную со стороны упора на втором поршне, выполненную с клапаном, размещенным в канале сообщения питательной магистрали с магистралью потребителя, при этом площади первого и второго поршней со стороны управляющих полостей равны, а площадь рабочего участка диафрагмы выполнена равно сумме указанных площадей первого и второго поршней.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - сечение клапана среднего давления.
Согласно настоящей полезно модели рассматривается конструктивное исполнение клапана среднего давления (КСД).
На вагонах метрополитена применяется четырехточечная система пневматического подвешивания кузова. Величина давления в пневморессорах прямо пропорциональна загрузке вагона (количеству пассажиров). Поэтому данные о давлении сжатого воздуха в пневморессорах целесообразно использовать также для регулирования тормозного усилия в различных режимах торможения. Для управления тормозным усилием используется информация с двух диагонально расположенных пневморессор (ПР1, ПР4), эти давления являются управляющими для КСД (Упр1, Упр2). Потребителем выходного давления КСД является АРП, который управляет давлением сжатого воздуха в тормозном механизме.
Вагон подвижного состава, его тележки, подвешены на пневморессораха (пневмоподушках). В зависимости от вес вагона выбирается рабочее давление в тормозной системе. Сигнал с левой передней пневморессоры (упр дав. Р1) и правой задней пневморессоры (упр дав. Р2), т.е. расположенных по диагонали, поступают в клапан. Клапан предназначен для получения среднего арифметического значения двух управляющих давлений на выходе из прибора с целью увеличения точности авторежимного регулирования тормозного усилия исполнительных механизмов подвижного состава.
Конструктивно клапан среднего давления (фиг. 1), применяемый в системе регулирования тормозных усилий тележек с системой пневматического подвешивания кузова, содержит корпус 1, выполненный с первым 2 и вторым каналами 3, имеющими возможность сообщения с областью давления одного из двух диагонально расположенных пневморессор и с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор, с каналом 4. сообщаемым с питательной магистралью, и с каналом 5, сообщаемым с магистралью потребителя.
В проточке корпуса размещена поршневая система, выполненная с возможностью реализации функции управления подачей рабочего давления из питательной магистрали в магистраль потребителя в зависимости от разницы давлений в областях давлений двух диагонально расположенных пневморессор.
Эта поршневая система включает в себя связанный со штоком 6 первый поршень 7, имеющий с одной стороны управляющую полость 8, сообщенную через первый канал 2 с областью давления одного из двух диагонально расположенных пневморессор, второй поршень 9, имеющий с одной стороны обращенную в сторону первого поршня управляющую полость 10, сообщенную через второй канал 3 с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор, и упор 11 на другой стороне.
Третий поршень 12 размещен в управляющей полости 10 второго поршня с возможностью перемещения от выхода канала 3, имеющего возможность сообщения с областью давления другого из двух диагонально расположенных пневморессор, в направлении первого поршня 7 до ограничителя 13, выполненного на штоке перед первым поршнем.
Диафрагма 14 размещена со стороны упора 11 на втором поршне 9 выполнена с клапаном 15, размещенным в канале сообщения питательной магистрали с магистралью потребителя
При этом площади первого и второго поршней со стороны управляющих полостей равны, а площадь рабочего участка диафрагмы выполнена равно сумме указанных площадей первого и второго поршней. Клапан работает следующим образом.
1
1
1
Управляющее давление P поступает под поршень 7, имеющий площадь уплотненный кольцом 16 и манжетой 17, при этом сила равная S×P передается на поршень 9, уплотненный кольцом 18 и манжетой 19, путем воздействия на стопорное кольцо 20, жестко соединенное со штоком 6.
2
2
2
1
1
1
2
2
общ.
Управляющее давление P поступает под поршень 9, уплотненный кольцом 18 и манжетой поз. 19 и имеющий площадь S, причем S=S, на поршне 9 создается суммарная сила (S×P)+(S×P)=F
2
Поршень 12, уплотненный кольцом 21 и манжетой 22, ход которого ограничен стопорным кольцом (ограничителем 13), предназначен для уплотнения объема над поршнем 7 от давления P.
общ.
1
2
3
3
3
3
общ
3
1
2
3
общ
3
общ
P передается с поршня 9 на диафрагменный узел, который имеет площадь S+S=S, т.е. площадь вдвое большую, чем каждый из поршней. Диафрагменный узел открывает клапан 15, который сообщает питание с потребителем и полостью над диафрагменным узлом. Клапан 15 остается открытым до тех пор, пока сила над диафрагменным узлом F=S×P не станет равна F, это произойдет при достижении давления над диафрагмой Р=(Р+Р)/2. В случае если F>F диафрагменный узел перемещается вниз и открывает атмосферный клапан, который закроется, когда F=F.
Настоящая полезная модель промышленно применима, обеспечивает высокую чувствительность на изменение положения поршней, что обусловлено введением диафрагменного узла.