УСТРОЙСТВО ПРИЕМКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗА ГРУЗОВОГО ВАГОНА (УПТВ-ГР)

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, преимущественно к системам диагностики тормозного оборудования грузовых вагонов. Полезная модель предназначена для испытания и приемки автоматического тормоза грузового вагона.
Известно устройство для диагностирования тормозного оборудования подвижного состава (Патент RU 86539 Ul В60Т 17/22, опубл. 10.09.2009). Устройство содержит пневматический блок, блок контроля и управления с радиомодемом; мобильный измеритель давления с радиомодемом. Пневматический блок содержит фильтр тонкой очистки сжатого воздуха, электропневматический преобразователь, прецизионный регулятор давления, электропневматический клапан, датчик давления, датчик расхода воздуха и блок обработки данных расхода. Входы фильтра и прецизионного регулятора давления подключены к напорной магистрали, при этом точка подсоединения фильтра и регулятора к напорной магистрали является входом пневматического блока. Выход фильтра подключен к входу электропневматического преобразователя. Выход преобразователя связан с входом управления прецизионного регулятора давления, выход которого соединен с входом пневматического клапана. Выход клапана соединен с входом датчика давления и входом датчика расхода воздуха. Первый выход датчика расхода воздуха подсоединен к входу блока обработки данных расхода, выход которого связан с блоком контроля и управления. Второй выход датчика, являющийся выходом пневматического блока, подключен к тормозной магистрали в головной части подвижного состава. Блок контроля и управления, к которому подключен радиомодем, связан с входами управления электропневматического преобразователя, электропневматического клапана и с выходом датчика давления.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие производить испытание и приемку автоматического тормоза грузового вагона в соответствии с требованиями Инструкции по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ-ЦЛ-945. А именно:
- нет возможности регистрировать давление в тормозном цилиндре, поскольку в нем отсутствует датчик давления;
- данное устройство конструктивно и технологически оптимизировано для диагностирования работы воздухораспределителей состава вагонов, а не для испытания тормозов одиночного грузового вагона при его выпуске из ремонта, вследствие чего увеличивается время испытания и затрудняется приемка тормозного оборудования вагона.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство испытания тормозного оборудования грузовых вагонов (Патент RU 68996 Ul B60T 17/22, В60Т 13/26, В60Т 15/60, опубл. 10.12.2007). Устройство состоит из двух самостоятельно функционирующих частей: передвижной установки и стационарного блока. Устройство содержит кран машиниста или заменяющее его устройство, подключенное к питающей магистрали и тормозному цилиндру; соединительные рукава, один из которых подключен к источнику сжатого воздуха, а другой - к соединительному рукаву вагона; датчики давления, один из которых установлен на воздушном резервуаре, другой - на тормозной магистрали, третий - на тормозном цилиндре; датчики перемещения, один из которых установлен на шток тормозного цилиндра, другой - на авторегулятор тормозной рычажной передачи; датчики силы, каждый из которых установлен на тормозных башмаках каждой тележки вагона. Все датчики соединены с блоком управления. Результаты испытаний записываются в энергонезависимую память регистрирующего устройства, выводятся на индикатор и хранятся в долговременной памяти. Датчик давления и оптический датчик перемещения, установленные на тормозном цилиндре, заключены в общий корпус и крепятся к корпусу тормозного цилиндра посредством контрольного отверстия. Связь между датчиками давления, перемещения, силы и блоком управления осуществляется по каналу радиосвязи. Три датчика давления, два датчика перемещения, два датчика силы, блок управления, электропневматический блок, устройство выпуска воздуха, регистрирующее устройство, плата питания, источник питания и индикатор входят в состав передвижной установки. Стационарный блок включает в себя считывающее устройство, персональную ЭВМ и принтер.
Однако данное устройство имеет следующие недостатки:
- невозможность работы устройства при температуре воздуха ниже 0°С из-за отсутствия в конструкции морозостойких элементов;
- устройство выполняет регистрацию неконтролируемых при ремонте параметров, а именно силу прижатия каждой колодки, что увеличивает время испытания и затрудняет приемку тормозного оборудования вагонов, ввиду недостаточной согласованности процесса испытания и существующей в депо технологии ремонта и приемки тормозов вагонов;
- сложность монтажа и демонтажа датчиков давления, силы и перемещения во время проведения испытания тормозного оборудования грузового вагона, обусловленная большим количеством съемного оборудования, устанавливаемого на вагоне;
- сложность исполнения электропневматического блока, содержащего кран машиниста или заменяющее его устройство, воздушный резервуар, электропневматические клапаны.
Предлагается полезная модель, оптимизированная для испытания и приемки тормоза грузового вагона, выходящего из ремонта, в строгом соответствии с требованиями Инструкции по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ-ЦЛ-945.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства приемки автоматического тормоза грузового вагона, обеспечивающего возможность проведения испытаний тормозов при температуре воздуха от 0°С до -60°С, а также сокращение времени проведения испытаний и облегчение монтажа и демонтажа датчиков давления.
Для решения поставленной задачи в устройстве приемки автоматического тормоза грузового вагона (УПТВ-ГР), вход которого подключен к питательной сети, а выход - к тормозной магистрали вагона, содержащем пневматический исполнительный блок, датчик давления питательной магистрали, установленный в питательную часть пневматического исполнительного блока датчик давления тормозной магистрали, установленный на пневматическом исполнительном блоке, датчик давления тормозного цилиндра, устанавливаемый на тормозном цилиндре вагона, аккумуляторную батарею и функциональный блок, согласно полезной модели, все элементы конструкции устройства выполнены морозостойкими, при этом пневматический исполнительный блок содержит редуктор зарядного давления, вход которого соединен с фильтром очистки воздуха, а выход с электропневматическим реле питания.
Существенными отличительными признаками устройства приемки автоматического тормоза грузового вагона (УПТВ-ГР) являются:
- все элементы конструкции УПТВ-ГР выполнены морозостойкими, что обеспечивает бесперебойную работу устройства при температурах воздуха от 0°С до -60°С;
- упрощается монтаж и демонтаж съемного оборудования на вагоне, поскольку конструкция УПТВ-ГР не содержит датчиков силы и датчиков перемещения, а на вагон устанавливается только один датчик (датчик давления, устанавливаемый на тормозном цилиндре вагона), поэтому устройство выполняет регистрацию только контролируемых при ремонте параметров, следовательно, испытания и приемка автоматического тормоза грузового вагона производятся за минимально допустимое по Инструкции время;
- пневматический исполнительный блок содержит редуктор зарядного давления, примененный вместо крана машиниста или заменяющего его устройства, поэтому исключены кран и воздушный резервуар, что упрощает исполнение электропневматического блока и облегчает конструкцию.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 - представлен общий вид устройства приемки автоматического тормоза грузового вагона (УПТВ-ГР); на фиг.2 - блок-схема устройства приемки автоматического тормоза грузового вагона; на фиг.3 - функциональный блок устройства приемки автоматического тормоза грузового вагона; на фиг.4 - представлена схема испытания тормозов вагона.
Устройство приемки автоматического тормоза грузового вагона (УПТВ-ГР) (фиг.1) представляет собой передвижную установку, которая содержит функциональный блок 1 (блок управления) предназначенный для выполнения операций контроля и управления в ручном и автоматическом режимах, соединенный кабелем с аккумуляторной батареей 2, с датчиком давления тормозной магистрали 4, с датчиком давления тормозного цилиндра 5 и с датчиком давления питательной магистрали 6; исполнительный пневматический блок 3, предназначенный для управления давлением сжатого воздуха в тормозной сети вагона. Датчик давления тормозной магистрали 4 установлен на пневматическом исполнительном блоке 3. Датчик давления тормозного цилиндра 5 устанавливается на тормозном цилиндре вагона перед началом испытаний. Датчик давления питательной магистрали 6 установлен в питательную часть пневматического исполнительного блока 3. Питание устройства производится от соединительного кабеля 7 внешней цепи питания или от аккумуляторной батареи 2. Гибкий трубопровод 8 предназначен для соединения (перед началом испытаний) пневматического исполнительного блока 3 с тормозной магистралью вагона с целью передачи сжатого воздуха из питательной магистрали в пневматический исполнительный блок 3, а гибкий трубопровод 9 - для его соединения с питательной магистралью сети депо.
Пневматический исполнительный блок содержит редуктор зарядного давления 11 (фиг.2), вход которого соединен с выходом фильтра очистки воздуха 10, а выход - с входом электропневматического реле питания 12, соединяющегося через тройник с тормозной магистралью 13, электропневматическим реле торможения 14 и датчиком давления тормозной магистрали 4. Редуктор давления 11 предназначен для регулирования величины давления в тормозной магистрали. Датчик давления тормозной магистрали 4 установлен на тормозном цилиндре 15 вагона. Электропневматическое реле торможения 14 предназначено для выпуска сжатого воздуха из тормозной магистрали 13.
Функциональный блок (фиг.3) содержит корпус 16, кнопку включения УПТВ-ГР 17, дисплей 18, предназначенный для информирования оператора, клавиатура 19 для ввода информации об испытываемом вагоне и задачи команд на выполнение операций по испытанию тормозов вагона, разъем USB для флэш-диска 20, а внутри корпуса 16 расположено измерительно-регистрирующее устройство, выполненное на базе микропроцессорных элементов, и осуществляющее сбор, обработку и анализ информации.
Все элементы конструкции УПТВ-ГР выполнены морозостойкими.
Устройство приемки автоматического тормоза грузового вагона (УПТВ-ГР) работает следующим образом. На фиг.4 представлена схема испытаний тормозов вагона. Для проведения испытания и приемки автоматического тормоза грузового вагона УПТВ-ГР подкатывают к торцу испытываемого вагона. Перед включением УПТВ-ГР устанавливают датчик 5 на тормозном цилиндре 15, соединяют пневматический вход 9 устройства с питательной магистралью ПМ, а пневматический выход 8 - с тормозной магистралью ТМ вагона. Таким образом, датчик давления тормозной магистрали 4 измеряет давление в тормозной магистрали, а датчик давления питательной магистрали 6 измеряет давление в питательной магистрали.
Включение установки производят кнопкой 17 (фиг.3), расположенной на лицевой панели функционального блока. При включении устройства на дисплее 18 функционального блока появляется один из пунктов меню.
Переход от предыдущего пункта меню к следующему осуществляют нажатием на кнопку «→» клавиатуры 19 функционального блока (фиг.3).
Переход от предыдущего пункта меню к следующему осуществляют нажатием на кнопку «→» клавиатуры 19 функционального блока (фиг.3). Выбор необходимого пункта меню осуществляют нажатием на кнопку «Да» («С»).
При выборе пункта «Номер вагона» вводят восьмизначный номер испытываемого вагона с целью последующей регистрации результатов всех испытаний тормоза данного вагона, тип воздухораспределителя, установленных на вагоне.
Выбор пункта «Проверка плотности ТМ». Для подтверждения операции проверки плотности ТМ нажимают на кнопку «Да» («С»), после чего устройство начинает проверка плотности тормозной магистрали вагона в автоматическом режиме.
При выборе пункта «Проверка действия тормоза» устройство начинает испытание пневматической части тормозной системы вагона в автоматическом режиме.
При выборе пункта «Ручной режим» устройство переходит в режим управления клавиатурой 19, в котором операции осуществляются нажатием кнопок «1», «2», «3» (фиг.3).
При выборе пункта «Просмотр результатов» программа переходит в подменю (вспомогательное меню), где на выбор можно просмотреть результаты испытаний тормоза любого испытанного вагона.
Для передачи данных на флэш-диск, последний вставляют в разъем 20 функционального блока, выбирают в его меню пункт «USB», нажимают кнопку «Да» («С»), при этом включается программа записи результатов испытаний на флэш-диск.
При выборе пункта «Очистка памяти» производится очистка памяти функционального блока (удаление всех результатов испытаний).
При выборе пункта «Дата и время» программа переходит в режим установки текущей даты и времени с целью регистрации даты испытаний тормозов вагона (устанавливается один раз, дальнейшее измерение времени происходит автоматически).
Проверка плотности тормозной магистрали вагона.
В меню функционального блока выбирают пункт «Проверка плотности ТМ», при этом устройство начинает проверку плотности тормозной магистрали вагона (при выключенном воздухораспределителе) в автоматическом режиме. Проверка осуществляется в два этапа, которые следуют строго один за другим. После окончания одного этапа испытания все его результаты автоматически фиксируются в памяти функционального блока, и начинается следующий этап.
Первый этап испытания - зарядка тормозной магистрали вагона. При зарядке на электропневматическое реле питания 12 (фиг.2) подается напряжение, и редуктор зарядного давления переходит на режим питания сжатым воздухом - происходит подача сжатого воздуха в тормозную магистраль 13. Продолжительность зарядки - 6 минут.
Второй этап испытания - проверка плотности тормозной магистрали вагона. По окончании зарядки электропневматическое реле питания 12 выключается и питание тормозной магистрали прекращается. Устанавливается режим «перекрыши». Продолжительность «перекрыши» - 5 минут. По окончании проверки плотности тормозной магистрали (ТМ) устройство выходит из режима испытаний, на дисплее снова появляется пункт основного меню «Проверка плотности ТМ».
Испытание пневматического тормоза в автоматическом режиме.
В меню функционального блока (фиг.3) выбирают пункт «Проверка действия тормоза», при этом устройство начинает испытание пневматической части тормозной системы вагона в автоматическом режиме. Все этапы испытания следуют строго один за другим. После окончания одного этапа испытания все его результаты автоматически фиксируются в памяти функционального блока, и начинается следующий этап.
Первый этап испытания - зарядка тормозной сети вагона. При зарядке на электропневматическое реле питания 12 (фиг.2) подается напряжение, и редуктор зарядного давления переходит на режим питания сжатым воздухом - происходит подача сжатого воздуха в тормозную магистраль. Продолжительность зарядки - 1 минута.
2
Второй этап испытания - ступень торможения. При ступени торможения напряжение подается на электропневматическое реле торможения 14, а электропневматическое реле питания 12 обесточивается. Питание сжатым воздухом прекращается, а тормозная магистраль сообщается с атмосферой через выпускной клапан. Величина понижения давления 0,5-0,6 кгс/см.
Третий этап - проверка плотности тормозной сети при ступени торможения. По достижении установленной ступени торможения электропневматическое реле торможения 14 выключается и сообщение тормозной магистрали с атмосферой прекращается. Устанавливается режим «перекрыши». Продолжительность «перекрыши» - 5 минут.
Четвертый этап - отпуск тормозов после проверки плотности. На электропневматическое реле питания 12 (фиг.2) подается напряжение и происходит подача сжатого воздуха в тормозную магистраль. При повышении давления в тормозной магистрали тормоз должен полностью отпустить за 70 секунд.
2
Пятый этап - проверка действия тормоза при полном служебном торможении. Питание сжатым воздухом прекращается, а тормозная магистраль сообщается с атмосферой через выпускной клапан. Величина давления при выполнении ПСТ 3,5±0,1 кгс/см. При этом регистрируются показатели давления в тормозной магистрали 13 и тормозном цилиндре.
Шестой этап - проверка плотности тормозного цилиндра после торможения. Устанавливается режим «перекрыши». Продолжительность «перекрыши» - 3 минуты при деповском или капитальном ремонте; 2 минуты при текущем отцепочном ремонте.
2
2
Седьмой этап - отпуск тормозов после проверки плотности тормозного цилиндра (ТЦ). На электропневматическое реле питания 12 подается напряжение и происходит подача сжатого воздуха в тормозную магистраль. При давлении в магистрали 4,5±0,1 кгс/см должен произойти полный отпуск тормоза. После этого производится зарядка ТМ вагона до давления 5,4±0,1 кгс/см.
В случае проведения проверки действия тормоза по нормам текущего отцепочного ремонта испытание на этом этапе заканчивается.
2
Восьмой этап - проверка действия тормоза на горном режиме воздухораспределителя. На дисплее 18 (фиг.3) появляется надпись «Переключить ВР на горный режим», после чего выполняют операции по п.25.5.2. Инструкции по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ-ЦЛ-945 и нажимают на клавиатуре 19 на кнопку «Да». После этого питание сжатым воздухом прекращается, а тормозная магистраль сообщается с атмосферой через выпускной клапан до давления 3,5±0,1 кгс/см в ТМ. При этом регистрируются показатели давления в тормозной магистрали и тормозном цилиндре. На дисплее 18 появляется надпись «Измерьте выход штока ТЦ», после чего измеряют выход штока тормозного цилиндра и нажимают на клавиатуре 19 кнопку «Да».
Девятый этап - отпуск тормозов. Происходит подача сжатого воздуха в тормозную магистраль. При повышении давления в тормозной магистрали до зарядного, тормоз должен полностью отпустить. На дисплее 18 (фиг.3) появляется надпись «Переключите ВР на равнинный режим», после чего переключают воздухораспределитель обратно на равнинный режим и нажимают на клавиатуре 19 на кнопку «Да».
После этого проверка действия тормоза вагона считается выполненной. Все результаты испытаний, зарегистрированные функциональным блоком, могут быть записаны на компьютер в виде текстового файла.
Итак, устройство приемки автоматического тормоза грузового вагона (УПТВ-ГР) выполняет следующие операции: зарядку тормозной сети установленной продолжительности; определение плотности тормозной системы вагона; выполнение ступени торможения после; проверку действия тормоза при ступени торможения; определение соответствия герметичности тормозной магистрали вагона установленным нормам; определение величины давления в тормозном цилиндре при полном служебном торможении; определение продолжительности сохранения тормозного эффекта по темпу понижения давления в тормозном цилиндре после торможения; контроль отпуска тормоза при восстановлении давления в тормозной магистрали.
Таким образом, предлагаемая полезная модель, позволяет производить испытания и приемку автоматического тормоза грузового вагона, выходящего из ремонта любого вида, в строгом соответствии с требованиями Инструкции по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ-ЦЛ-945 и за минимально допустимое время. Отличительными особенностями данной полезной модели является ее приспособленность к существующей технологии ремонта и приемки тормозного оборудования вагонов, отсутствие в конструкции воздушного резервуара и крана машиниста, использование в пневматическом блоке настраиваемого регулятора давления, а, следовательно, облегчение массы устройства. Применение морозостойких элементов в конструкции УПТВ-ГР позволяет эксплуатировать его в различны температурных режимах, в том числе на открытом воздухе при воздействии отрицательных температур (условия эксплуатации полезной модели в части воздействия климатических факторов внешней среды соответствуют группе УХЛ1.1 по ГОСТ 15150-69, температурный режим от +40°C до -60°C).