СИГНАЛИЗАТОР ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ В ТОРМОЗНОМ ЦИЛИНДРЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемый в качестве полезной модели сигнализатор избыточного давления относится железнодорожному транспорту, в частности к устройствам, сигнализирующим о возникновении избыточного давления в тормозном цилиндре, и может быть использован, например, для контроля пневмоаппаратуры тормозных систем железнодорожного подвижного состава на соответствие рабочего давления, возникающего в тормозном цилиндре, установленным техническим требованиям.
Известен сигнализатор избыточного давления, содержащий размещенный в корпусе подпружиненный чувствительный элемент в виде поршня, жестко связанного с подпружиненным сигнальным штоком с возможностью обеспечения замыкания или размыкания электрической цепи при определенном перепаде измеряемого давления (авторское свидетельство №647161, МПК В60Т 17/22, 1979 г. (аналог)).
Недостатком известного устройства является использование в его конструкции электрических компонентов, что ограничивает его применение на железнодорожном транспорте, а также сложность в изготовлении.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является сигнализатор избыточного давления, содержащий размещенный в корпусе подпружиненный чувствительный элемент в виде поршня, герметично разделяющий рабочую полость, постоянно связанную с рабочей полостью тормозного цилиндра, и атмосферную полость, связанную с атмосферой, взаимодействующий с сигнальным штоком (патент на полезную модель №40033, МПК В60Т 17/22, 2004 г. (прототип)).
Недостатком сигнализатора избыточного давления является ограничение в оценке величины давления в тормозном цилиндре, поскольку известное устройство не имеет возможности фиксировать факты превышения давления в момент отсутствия осмотрщика вагона. Факт превышения давления фиксируется непосредственно в момент наблюдения осмотрщиком вагона при опробовании тормозов, что в значительной мере усложняет контроль давления в тормозном цилиндре, поскольку не позволяет объективно оценить работу пневмооборудования в условиях эксплуатации.
Для специалистов в отрасли железнодорожного транспорта приоритетным направлением является, прежде всего, повышение безопасности движения, которое заключается в обеспечении надежной и слаженной работы всей тормозной системы, в частности тормозных цилиндров, при этом элементы тормозной системы должны отвечать всем нормам и требованиям, предъявляемым к ним в различных условиях эксплуатации.
При создании полезной модели решалась задача облегчения контроля надлежащего функционирования пневмоаппаратуры (авторежима и воздухораспределителя) тормозной системы железнодорожного транспортного средства.
Технический результат направлен на обеспечение фиксированной сигнализации возникновения эпизодов превышения давления в тормозном цилиндре в процессе работы пневмооборудования, облегчающей контроль работы тормозной системы.
Указанный технический результат достигается тем, что сигнализатор избыточного давления в тормозном цилиндре железнодорожного транспортного средства содержит размещенный в корпусе подпружиненный чувствительный элемент, герметично разделяющий рабочую полость, постоянно связанную с рабочей полостью тормозного цилиндра, и атмосферную полость, связанную с атмосферой, взаимодействующий с сигнальным штоком, согласно полезной модели сигнальный шток выполнен подпружиненным и оснащен фиксирующим элементом.
При этом, согласно полезной модели, чувствительный элемент выполнен в виде поршня.
При этом, согласно полезной модели, поршень снабжен уплотнением, выполненным в виде манжеты.
При этом, согласно полезной модели, уплотняющая манжета выполнена из эластомерного компаунда, сохраняющего свои эластичные свойства при температуре от минус 60°С до плюс 80°С.
При этом, согласно полезной модели, фиксирующий элемент выполнен в виде пружинных фиксаторов, сферические запоры которых расположены в проточке рабочего положения, выполненной на внешней поверхности сигнального штока.
При этом, согласно полезной модели, на сигнальном штоке выполнена проточка для фиксации выдвинутого положения сигнального штока при срабатывании сигнализатора.
При этом, согласно полезной модели, фиксирующий элемент выполнен в виде зажимного пружинного кольца.
При этом, согласно полезной модели, корпус сигнализатора выполнен в виде отдельной детали, которая имеет внешнюю боковую резьбу для крепления на крышке тормозного цилиндра.
При этом, согласно полезной модели, корпус сигнализатора выполнен за единое целое с задней крышкой тормозного цилиндра.
При этом, согласно полезной модели, свободный торец сигнального штока выкрашен краской.
При этом, согласно полезной модели, в атмосферной полости установлена втулка.
При этом, согласно полезной модели, втулка выполнена из стали.
При этом, согласно полезной модели, втулка выполнена из неметаллического материала.
Современные условия эксплуатации железнодорожного транспорта предъявляют все более высокие требования к эффективности работы тормозных систем с целью повышения безопасности движения. Тормозное оборудование подвижного состава разделяют на пневматическое, включающее в себя тормозные приборы, работающие под давлением сжатого воздуха и предназначенные для управления тормозной системой, и механическое - тормозную рычажную передачу, предназначенную для передачи сил от пневматической части тормозной системы к колесам вагона.
В случае некорректного функционирования пневмоприборов, таких как авторежим или воздухораспределитель, происходит существенное снижение эффективности торможения вагона. В случае превышения давления в тормозном цилиндре происходит блокировка колесной пары, что в свою очередь приводит к юзу и неравномерному износу колесной пары. Поэтому существенным показателем надлежащего функционирования пневмоприборов является образованное пневмоприборами давление в тормозном цилиндре, преобразующем энергию сжатого воздуха в механическое усилие на штоке для создания тормозного усилия, допустимого тормозными нормативами.
Новым по сравнению с прототипом является то, что сигнальный шток сигнализатора избыточного давления в тормозном цилиндре выполнен подпружиненным и оснащен фиксирующим элементом. Применение предлагаемой к защите полезной модели позволит не только выявить, но и зафиксировать эпизоды возникновения избыточного давления в тормозном цилиндре.
При использовании предлагаемого защите сигнализатора отлеживаются любые эпизоды превышения давления в тормозном цилиндре, которые могут возникнуть как при опробовании тормозов, так и при движении поезда на маршруте. При этом факт превышения визуализируется выдвижением сигнального штока, с последующей фиксацией его в этом положении. Сигнальный шток задвигается в корпус сигнализатора только принудительно осмотрщиком после выявления такого факта превышения.
Создана новая совокупность существенных признаков сигнализатора избыточного давления в тормозном цилиндре железнодорожного транспортного средства, обеспечивающая визуальный контроль за возникновением избыточного давления в тормозном цилиндре для оперативного выявления неисправностей тормозного оборудования вагона, устранение которых предотвращает возникновение юзовых моментов во время торможения (ползун, выщербина, неравномерный прокат, трещина диска колеса, разрушение диска колеса).
Сущность полезной модели поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и иллюстрируется прилагаемыми графическими материалами, где на:
фиг. 1 - сигнализатор избыточного давления, устанавливаемый на крышке тормозного цилиндра;
фиг. 2 - сигнализатор избыточного давления с ограничительной втулкой;
фиг. 3 - сигнализатор избыточного давления, встраиваемый в крышку тормозного цилиндра;
фиг. 4 - встраиваемый сигнализатор с фиксатором в виде зажимного пружинного кольца и крышкой, закрепленной внутри корпуса;
фиг. 5 - работа сигнализатора избыточного давления.
Сигнализатор избыточного давления содержит корпус 1 с входным отверстием 2. В корпусе 1 выполнена открытая поршневая полость 3 для размещения подпружиненного, например, пружиной сжатия 4, чувствительного элемента, выполненного в виде поршня 5, закрываемая жестко закрепленной на корпусе 1 крышкой 6 (фиг. 1). Для закрепления крышки 6 на корпусе 1 сигнализатора крышка 6 выполнена с внутренней резьбой 7 и лыской на наружной ее боковой поверхности.
Поршень 5 герметично разделяет полость 3 на рабочую полость 8, постоянно связанную посредством входного отверстия 2 с рабочей полостью тормозного цилиндра (не показан), предназначенную для наполнения сжатым воздухом, находящимся под давлением, нагнетаемым из пневмоприбора (не показан) через впускное отверстие задней крышки 10 тормозного цилиндра, и атмосферную полость 11.
Для обеспечения герметичности рабочей полости 8 поршень 5 снабжен уплотнением, выполненным в виде манжеты 12. Материал уплотняющей манжеты 12 подобран таким образом, чтобы выдерживать, не меняя своих технических характеристик, жесткие условия эксплуатации (например, расширенный диапазон температур, их резкие перепады). Например, уплотняющая манжета 12 может быть выполнена из эластомеров, в частности из резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука или эластомерного компаунда, сохраняющих свои эластичные свойства в сложных климатических условиях, связанных с частыми и значительными перепадами температур от минус 60°С до плюс 80°С с кратковременным подъемом температуры до плюс 120°С.
К поршню 5 примыкает сигнальный шток 13, который подпружинен, например, пружиной сжатия 14, размещенной в полости 15 поршня 5, и оснащен фиксирующим элементом 16, размещенным, например, в крышке 6 сигнализатора. В поршне 5 и сигнальном штоке 13 выполнены каналы 17 и 18, связывающие атмосферную полость 11 корпуса 1 сигнализатора с атмосферой.
Фиксирующий элемент 16 может быть выполнен в виде радиально расположенных в крышке 6 пружинных фиксаторов 19, сферические запоры 20 которых, располагаясь в проточке рабочего положения 21, выполненной на внешней поверхности сигнального штока 13, надежно удерживают сигнальный шток 13 внутри сигнализатора. На сигнальном штоке 13 может быть выполнена еще одна проточка 22, с помощью которой фиксируется выдвинутое положение сигнального штока 13 при срабатывании сигнализатора.
Свободный торец 23 сигнального штока 13 может быть выкрашен яркой или флуоресцентной краской для облегчения визуализации при осмотре вагона.
Корпус 1 и крышка 6 сигнализатора, поршень 5 и сигнальный шток 13 расположены по общей оси 24 сигнализатора. Поршень 5 взаимодействует с сигнальным штоком 13 с обеспечением возможности осевого перемещения штока 13 в корпусе 1 под воздействием сжатого воздуха, находящегося в рабочей полости 8, давление которого достаточно для преодоления сопротивления пружины 4 поршня 5 и пружинных фиксаторов 19 фиксирующего элемента 16.
В атмосферной полости 11 может быть установлена в предусмотренной для этого кольцевой проточке 25 на поршне 5 втулка 26 (фиг. 2), предохраняющая пружину 4 после срабатывания сигнализатора от излишней деформации избыточным давлением в рабочей полости 8. Втулка 26 может быть выполнена из стали или любого неметаллического материала с достаточной прочностью, например из полиамида или любой конструкционной пластмассы.
Сигнализатор может быть установлен на задней крышке 10 тормозного цилиндра (как показано это на фиг. 1). В этом случае корпус 1 сигнализатора выполнен в виде отдельной детали, которая имеет внешнюю боковую резьбу 27 для крепления на крышке 10 тормозного цилиндра путем ввинчивания, например, в отверстие 28, предназначенное для установки манометра.
Сигнализатор может быть встроенным в заднюю крышку 10 тормозного цилиндра (фиг. 3). Благодаря чему предоставляется возможность дополнительной защиты сигнализатора от несанкционированного снятия с тормозного цилиндра. В этом случае корпус 1 сигнализатора выполнен за единое целое с задней крышкой 10 тормозного цилиндра, для чего на крышке 10 выполняется прилив 29 с цилиндрической полостью 30, продолжающейся в задней крышке 10 и образующей поршневую полость 3 для размещения поршня 5 сигнализатора.
Фиксирующий элемент 16 сигнализатора может быть выполнен в виде зажимного пружинного кольца 31, как это показано на фиг. 4, размещенного в проточке рабочего положения 21 сигнального штока 13.
Крышка 6 сигнализатора, закрывающая поршневую полость 3, может быть закреплена на корпусе 1 путем вворачивания внутрь корпуса 1. В этом случае крышка 6 выполнена с внешней боковой резьбой 32. Для вворачивания на торце крышки 6 предусмотрены специальные отверстия для монтажного инструмента.
Сигнализатор давления работает следующим образом.
При допустимом давлении в рабочей полости 8 усилие пружины 4 поршня 5 не позволяет поршню 5 передвигаться в осевом направлении относительно корпуса 1 сигнализатора. Срабатывание сигнализатора не происходит.
Под действием избыточного давления пружина 4 поршня 5 сжимается (фиг. 5). Пружинные фиксаторы 19 фиксирующего элемента 16 расходятся и сферические запоры 20 фиксаторов 19 выходят из радиальной проточки рабочего положения 21, освобождая от фиксации сигнальный шток 13. В случае выполнения фиксирующего элемента 16 в виде зажимного пружинного кольца 31 пружинное кольцо 31 также расходится и выходит из проточки 21 рабочего положения сигнализатора. Поршень 5 вместе с сигнальным штоком 13 перемещаются вправо по чертежу. При этом свободный торец 23 сигнального штока 13 выходит наружу, визуально показывая о наличии избыточного давления в тормозном цилиндре. Зажимное пружинное кольцо 31 фиксирующего элемента 16 или сферические запоры 20 фиксаторов 19 под действием пружин помещаются в проточку 22, фиксируя выдвинутое положение сигнального штока 13.
При нормализации давления в тормозном цилиндре поршень 5 под действием пружины 4 вернется в исходное положение. При этом усилие пружины 14, а также расположенный в проточке 22 фиксирующий элемент 16 не позволят сигнальному штоку 13 вернуться вслед за поршнем на место, поэтому свободный торец 23 сигнального штока 13 будет сигнализировать о случившемся эпизоде превышения давления в тормозной цилиндре, который может быть отмечен осмотрщиком, например, при осмотре тормозного оборудования вагона на узловых станциях. После чего осмотрщик принудительно возвращает сигнальный шток 13 на место путем нажатия на его выступающую часть.
Использование предлагаемого в качестве полезной модели сигнализатора давления позволяет наиболее эффективно контролировать работу пневмооборудования вагона, поскольку обеспечивает фиксированную сигнализацию возникновения эпизодов превышения давления в тормозном цилиндре в процессе работы пневмооборудования.