КЛАПАН СБРАСЫВАЮЩИЙ ТРЕХХОДОВЫЙ
3-WAY DISCHARGE VALVE

Предлагаемое устройство относится к клапанам сбрасывающим, применяется в железнодорожном транспорте и предназначено для сброса давления сжатого воздуха из тормозных цилиндров по команде машиниста с последующим их наполнением.
В процессе движения железнодорожного транспортного средства кран машиниста находится в поездном положении. Чтобы затормозить машинист переводит кран машиниста из поездного положения в тормозное. При этом сжатый воздух через воздухораспределитель попадает в клапан сбрасывающий и затем в тормозные цилиндры. Поршни тормозных цилиндров прижимают колодки к ободу колес. Происходит процесс торможения. Если в процессе торможения возникает юз (блокирование колеса в процессе движения), система противоюзной защиты автоматически сбрасывает воздух из тормозного цилиндра и после разблокирования колеса вновь подает его в тормозной цилиндр. По этой причине быстродействие клапана сбрасывающего является ключевым параметром.
Известен клапан сброса давления (см. а.с. СССР №1810700, F16K 17/10), содержащий корпус с выхлопным отверстием, закрепленный на рабочей емкости посредством патрубка, и запорный механизм.
В патенте РФ №2351492, МПК В60Т 8/36, В60Т 13/68 описан электропневматический клапанный орган противоюзного устройства транспортного средства подвижного состава железных дорог, содержащий корпус с входным, выходным и сбросным каналами, электромагнит с электромагнитными клапанами, две камеры с пневмоуправляемыми клапанами, состоящими из втулок и охватывающей кольцевой диафрагмы, управляющие полости.
Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является клапан сбрасывающий трехходовый, описанный в патенте №2473831, МПК F16K 17/10. Он содержит корпус, основание, кожух, клапаны основные, клапаны управляющие, основную магистраль, связывающую полость входа и полость подачи среды к исполнительному механизму, магистраль сброса, связывающую полость подачи среды к исполнительному механизму и полость сброса среды в атмосферу, магистраль управления.
Данный клапан сбрасывающий трехходовый имеет высокое быстродействие, однако область его применения ограничена. Это вызвано тем, что у отдельных моделей локомотивов если в процессе торможения не возникает юз, т.е. не задействуется система противоюзной защиты, сжатый воздух от воздухораспределителя через клапан сбрасывающий трехходовый попадает в тормозной цилиндр и не сбрасывается из последнего. Это в свою очередь приводит к тому, что колесо не может быть расторможено, что негативно влияет на ресурс и безопасность железнодорожного транспорта.
Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, - повышение ресурса и безопасность железнодорожного транспорта.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане сбрасывающем трехходовом, содержащем корпус, основание, кожух, клапаны основные, клапаны управляющие, основную магистраль, связывающую полость входа и полость подачи среды к исполнительному механизму, магистраль сброса, связывающую полость подачи среды к исполнительному механизму и полость сброса среды в атмосферу, магистраль управления, между полостью входа и полостью подачи среды к исполнительному механизму установлен клапан обратный.
Возможны варианты конструктивного исполнения клапана сбрасывающего трехходового, когда в его полости подачи среды к исполнительному механизму выполнена полость для установки датчика или реле давления.
В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогичны предлагаемому изобретению и обеспечивают достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана сбрасывающего трехходового осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемое изобретение представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.
На фиг.1 изображена функциональная схема клапана сбрасывающего трехходового.
На фиг.2÷5 представлена конструкция клапана сбрасывающего трехходового.
На фиг.4 клапан сбрасывающий трехходовый условно показан без кожуха, датчика или реле давления и отвода.
Клапан сбрасывающий трехходовый содержит корпус 7, кожух 9, соединенные с основанием 8. Внутри корпуса 7, в котором выполнены полость 10 входа, полость 11 подачи среды к исполнительному механизму, полость 12 сброса среды в атмосферу и магистраль 15 клапана обратного, установлены клапаны основные 1 и 2, клапан обратный 14. В состав первого клапана основного 1 входит запорный орган 18, пружина 20, поршень 16. В состав второго клапана основного 2 входит запорный орган 19, пружина 21, поршень 17. На основании 8 смонтированы клапаны управляющие 3 и 4. Подвод питающего напряжения к клапанам управляющим 3 и 4 осуществляется через электрический соединитель 22. В корпусе 7 и основании 8 выполнена магистраль управления 23.
Клапан сбрасывающий трехходовый работает следующим образом.
Чтобы затормозить железнодорожное транспортное средство, машинист переводит кран машиниста из поездного положения в тормозное. Среда (сжатый воздух) из воздухораспределителя (установлен до клапана сбрасывающего трехходового и на функциональной схеме не изображен) поступает в полость 10 входа. Среда по основной магистрали 25 перетекает в полость 11 подачи среды к исполнительному механизму, а затем к исполнительному механизму (тормозному цилиндру) 5. Обратный клапан 14 закрыт под действием давления среды. Исполнительный механизм 5 перемещает тормозные колодки 26 к ободу колеса 6 колесной пары железнодорожного транспортного средства, которое тем самым начинает тормозиться. Одновременно с перетеканием по основной магистрали 25 среда попадает по магистрали управления 23 и попадает к клапанам управляющим 3 и 4.
При возникновении юза по команде системы противоюзной защиты подается напряжение на обмотку клапана управляющего 3. Клапан управляющий 3 открывает затвор, и среда без каких-либо задержек по магистрали управления 23 попадает в полость управления 27 первого клапана основного 1. Под действием давления поршень 16 перемещает запорный орган 18, сжимая при этом пружину 20, и перекрывает основную магистраль 25. С малой задержкой по времени по команде системы противоюзной защиты подается напряжение на обмотку клапана управляющего 4. Клапан управляющий 4 открывает затвор, и среда без каких-либо задержек по магистрали управления 23 попадает в полость управления 28 второго клапана основного 2. Под действием давления поршень 17 перемещает запорный орган 19, сжимая при этом пружину 21, и открывает магистраль сброса 29. Среда из исполнительного механизма 5 перетекает через магистраль сброса 29 в полость 12 сброса среды в атмосферу и сбрасывается в атмосферу. Под действием возвратной пружины исполнительного механизма 5 отжимает тормозные колодки 26 от обода колеса 6 колесной пары. Железнодорожное транспортное средство растормаживается.
После пропадания юза по команде системы противоюзной защиты напряжение с обмотки клапана управляющего 4 снимается. Клапан управляющий 4 закрывает затвор, и среда без каких-либо задержек по магистрали управления 23 из полости управления 28 второго клапана основного 2 сбрасывается в атмосферу. Пружина 21 возвращает запорный орган 19 и поршень 17 в исходное положение, закрывая тем самым магистраль 29 сброса. С малой задержкой по времени по команде системы противоюзной защиты напряжение с обмотки клапана управляющего 3 снимается. Клапан управляющий 3 закрывает затвор, и среда без каких-либо задержек по магистрали управления 23 из полости управления 27 первого клапана основного 1 сбрасывается в атмосферу. Пружина 20 возвращает запорный орган 18 и поршень 16 в исходное положение, открывая тем самым основную магистраль 25. Среда по основной магистрали 25 перетекает в полость 11 подачи среды к исполнительному механизму, а затем к исполнительному механизму (тормозному цилиндру) 5. Исполнительный механизм 5 перемещает тормозные колодки 26 к ободу колеса 6 колесной пары железнодорожного транспортного средства, которое тем самым начинает вновь тормозиться.
При отсутствии юза в процессе торможения после снижения скорости до требуемого значения, машинист переводит кран машиниста в исходное положение. Среда, подаваемая в полость 10 входа, а также находящаяся в исполнительном механизме, через полость 11, обратный клапан 14, магистраль 15 клапана обратного, полость 10 входа поступает к воздухораспределителю, из которого сбрасывается в атмосферу. Процесс торможения прекращается.
Именно такая конструкция клапана сбрасывающего трехходового, содержащая корпус, основание, кожух, клапаны основные, клапаны управляющие, основную магистраль, связывающую полость входа и полость подачи среды к исполнительному механизму, магистраль сброса, связывающую полость подачи среды к исполнительному механизму и полость сброса среды в атмосферу, магистраль управления, в которой между полостью входа и полостью подачи среды к исполнительному механизму установлен клапан обратный, обеспечивает технический результат, направленный на повышение ресурса и безопасности железнодорожного транспорта.
Возможны варианты конструктивного исполнения клапана сбрасывающего трехходового, когда в его полости подачи среды к исполнительному механизму выполнена полость 24 для установки датчика или реле давления 13, что позволяет иметь достоверную информацию о наличии среды (и давлении) исполнительном механизме 5.
Для проверки работоспособности клапаны сбрасывающие трехходовые были установлены на вагоны метро. В результате испытаний и эксплуатации было установлено, что клапаны сбрасывающие трехходовые, сохраняя высокое быстродействие, исключают случаи нерастормаживания колес, тем самым повышают ресурс и безопасность железнодорожного транспорта.
В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпус, основание, кожух клапана сбрасывающего трехходового изготовлены из алюминиевого сплава Д16Т, поршни - из стали 20Х13. Возможно применение датчика давления, например модели 4040PC150G4D. Реализация клапана сбрасывающего трехходового возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.
Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предлагаемого изобретения повышают ресурс и безопасность железнодорожного транспорта.