Пневматический привод поворотного контактора локомотива

Полезная модель относится к устройству управления пневматическим приводом с цилиндром двухстороннего действия, и может использоваться в пневмоприводах различных объектов с поступательным и вращательным движением исполнительных частей, например, в приводах контакторов высокого напряжения локомотивов.
Известен пневматический привод рычажного механизма (патент CN №201133389 от 15.12.2007 г.), содержащий пневмоцилиндр одностороннего действия с пружиной в штоковой полости. Такая конструкция пневмопривода работоспособна только при упругом поршне и упругой передней крышке, так как в ней отсутствует как кулисный, так и кривошипно-шатунный механизм.
Недостаток данного пневматического привода - его низкая надежность.
Известен пневматический привод электропневматического контактора (патент на ПМ RU №72357 от 04.12.2007 г.), состоящий из пневмоцилиндра одностороннего действия с возвратной пружиной с мембранным поршнем, шток которого соединен с качающимся рычагом, установленным с возможностью поворота в основании контактора. На верхнем конце качающегося рычага закреплена подвижная пластина контактора. Подачей воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра и выпуском воздуха управляет электромагнитный пневмоклапан, установленный на основании контактора поблизости от пневмоцилиндра и соединенный с поршневой полостью каналом подачи и выпуска воздуха.
Недостаток данного пневмопривода контактора - низкий ресурс работы пневмоцилиндра с поршнем мембранного типа и увеличенное время рабочего хода при отсутствии внутри пневмоцилиндра средств торможения поршня со штоком.
Известен пневматический привод высоковольтного переключателя (контактора) электровоза (патент CN №201956251 U1 от 24.03.2011 г.). Пневматический привод состоит из закрепленного на основании контактора пневмоцилиндра двухстороннего действия, управляемого двумя электропневмоклапанами, установленными на основании контактора поблизости от пневмоцилиндра. Шток пневмоцилиндра шарнирно соединен с рычагом, установленным на валу контактора.
Недостаток данного пневматического привода - увеличенное время переключения контактора и увеличенный изгибающий момент, действующий на шток пневмоцилиндра при шарнирном соединении штока с рычагом, и, как следствие, снижение ресурса пневмоцилиндра и увеличенное изнашивание штока и его направляющей втулки в передней крышке пневматического цилиндра.
Известен пневмоцилиндр одностороннего действия [http://camozzi.ru, цилиндры пневматические серии 40], закрепляемый на неподвижной части приводимого объекта как с помощью шарнира, установленного на задней крышке, так и с помощью угловых лап, закрепляемых на передней и задней крышках, состоящий из гильзы, крышки передней с центральным отверстием и периферийными отверстиями, крышки задней с отверстием под штуцер для подвода и выпуска воздуха, и периферийными отверстиями; стяжных шпилек, проходящих через периферийные отверстия в крышках, закрепленных гайками; поршня с уплотнениями, установленного внутри гильзы, делящего полость гильзы на поршневую и штоковую полости; штока, соединенного с поршнем, проходящего через центральное отверстие в передней крышке; устройства крепления пневмоцилиндра к неподвижной части приводимого объекта.
Недостаток данного пневмоцилиндра одностороннего действия - повышенное время возвратного хода, совершаемого под действием пружины, недопустимое для контактора локомотива.
Известен пневмопривод переключателя (контактора) кулачкового двухпозиционного ПКД-21-01 (http://tdelm.ru/productA, предназначенный для переключения силовых цепей электровоза, содержащий: пневмоцилиндр, закрепленный на основании контактора, состоящий из гильзы с передней крышкой с центральным отверстием и задней крышкой; шпилек, соединяющих переднюю и заднюю крышки; поршня, делящего полость гильзы на поршневую и штоковую полости с закрепленным в поршне штоком, проходящим через центральное отверстие в передней крышке, при этом шток выполнен с центральным ступенчатым отверстием, внутри которого установлен соединяющий шток с поршнем ступенчатый стержень, ступень меньшего диаметра которого закреплена в поршне резьбовым соединением, а часть ступени большего диаметра разделена пазом на две щеки со сквозными отверстиями, перпендикулярными оси штока с пальцем в отверстиях, на котором установлен один конец шатуна, а второй конец шатуна выступает за пределы крышки пневмоцилиндра, имеет серьгу с отверстием и осью с установленным на ней рычагом, закрепленным на валу контактора; клапаны управления, закрепленные на пневмоцилиндре.
Недостаток пневмопривода данного контактора - в пониженном времени его переключения, вследствие удлиненной камеры демпфирования инерционной массы поршня со штоком и качающимся рычагом (шатуном).
Техническая задача, решаемая полезной моделью - сокращение времени переключения контактора пневматическим приводом.
Техническая задача решена с помощью пневматического привода, содержащего пневмоцилиндр, закрепленный на основании контактора, состоящий из гильзы с передней крышкой с центральным отверстием и задней крышкой; шпилек, соединяющих переднюю и заднюю крышки; поршня, делящего полость гильзы на поршневую и штоковую полости с закрепленным в поршне штоком, проходящим через центральное отверстие в передней крышке, при этом шток выполнен с центральным ступенчатым отверстием, внутри которого установлен соединяющий шток с поршнем ступенчатый стержень, ступень меньшего диаметра которого закреплена в поршне резьбовым соединением, а ступень большего диаметра разделена пазом на две щеки со сквозными отверстиями, перпендикулярными оси штока с пальцем в отверстиях, на котором установлен один конец шатуна с внутренним диаметром, равным диаметру пальца, а второй конец шатуна выступает за пределы крышки пневмоцилиндра, имеет серьгу с отверстием и осью с установленным на нем рычагом, закрепленным на валу контактора; клапаны управления, закрепленные на пневмоцилиндре, при этом два клапана управления закреплены на крышках пневмоцилиндра со стороны управляемой полости пневмоцилиндра, выходные отверстия клапанов управления соединены с имеющимися в крышках входными отверстиями в поршневую и штоковую полости, при этом на поршне с каждой из его сторон имеются кольцевые углубления, на дне которых закреплены кольца из упругого материала, а на частях крышек, входящих в гильзу, имеются кольцевые выступы, размеры которых соответствуют размерам кольцевых углублений в поршне.
Достижение технического эффекта, - сокращение времени переключения контактора пневматическим приводом, - обеспечивается следующей совокупностью отличительных признаков полезной модели: два клапана управления закреплены на крышках пневмоцилиндра со стороны управляемой полости пневмоцилиндра, выходные отверстия клапанов управления соединены с имеющимися в крышках входными отверстиями в поршневую и штоковую полости, при этом на поршне с каждой из его сторон имеются кольцевые углубления, на дне которых закреплены кольца из упругого материала, а на частях крышек, входящих в гильзу, имеются кольцевые выступы, размеры которых соответствуют размерам кольцевых углублений в поршне.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в процессе патентно-информационного поиска, следовательно, полезная модель соответствует критерию «новизна».
На фиг. 1 показан пневматический привод контактора с рассеченным пневмоцилиндром.
На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 - вид В на фиг. 1
Пневматический привод (фиг. 1-3) содержит пневмоцилиндр 1 с двумя электропневматическими клапанами 2а и 2b управления; пневмоцилиндр 1, закрепленный на неподвижной части контактора (не показан), состоит из гильзы 3 с передней крышкой 4 с центральным отверстием 5 и задней крышкой 6; шпилек 7 с гайками 1а и lb, соединяющих переднюю крышку 4 и заднюю крышку 6; поршня 8, делящего полость 9 гильзы 3 на поршневую полость 9а и штоковую полость 9b с закрепленным в поршне 8 штоком 10, проходящим через центральное отверстие 5 в передней крышке 4 с кольцевыми углублениями 11а и 11b с каждой из сторон поршня 8, на дне которых закреплены кольца 12 из упругого материала, а на частях передней и задней крышек 4 и 6, входящих в гильзу 3, имеются кольцевые выступы 4а и 6а, размеры которых соответствуют размерам кольцевых углублений 11а и 11b в поршне 8; штока 10, выполненного с центральным ступенчатым отверстием 13, внутри которого установлен ступенчатый стержень 14, соединяющий шток 10 с поршнем 8, ступень 15 меньшего диаметра которого закреплена в поршне 8 резьбовым соединением 16, а часть 15а большего диаметра стержня 14 разделена пазом на две щеки 17 (фиг. 3) со сквозными отверстиями 18, перпендикулярными оси штока 10 с пальцем 19 в отверстиях 18, на котором установлен один конец шатуна 20, а второй конец шатуна 20 выступает за пределы передней крышки 4 пневмоцилиндра 1, имеет серьгу 21 с отверстием 22 и осью 23 с установленным на ней рычагом 24 (фиг. 1), закрепленным на валу 25 контактора (не показан), при этом два клапана 2а и 2b управления с корпусами 2 с и 2d закреплены на крышках 4 и 6 пневмоцилиндра 1, выходное отверстие (не показано) каждого клапана 2а и 2b управления соединено с имеющимися в крышках 4 и 6 входными отверстиями (не показаны) в штоковую полость 9а и поршневую полость 9b. Сокращение времени переключения контактора пневматическим приводом достигается за счет установки клапанов 2а и 2b на крышках, что позволяет максимально сократить длину пневматической линии и время наполнения полостей цилиндра воздухом, а установка колец 12 из упругого материала исключает ударные явления при сближении поршня 8 с крышками 4 и 6 и позволяет увеличить скорость и, соответственно, уменьшить время перемещения поршня 8.
Для снижения сопротивления движению поршня 8 за счет снижения сопротивления сбросу воздуха из полостей 9а и 9b пневмоцилиндра 1 между торцом каждого клапана 2а и 2Ъ управления и крышками 4 и 6 установлен клапан 26 быстрого выхлопа с корпусом 27 в виде параллелепипеда со сквозными отверстиями 28 под винты 29 крепления каждого клапана 2а и 2b управления и клапана 26 быстрого выхлопа к передней крышке 4 и задней крышке 6 и со сквозными отверстиями (не показаны) подвода воздуха к полостям 9а и 9Ъ цилиндра 1 и выпуска воздуха из них.
Для повышения безопасности работы контактора (не показан) между торцами каждого клапана 2а и 2b управления и клапаном 26 быстрого выхлопа установлен ручной дублер 30, имеющий в корпусе 31 сквозные отверстия (не показаны), соответствующие сквозным отверстиям в корпусах 2 с и 2d клапанов 2а и 2b управления и клапана 26 быстрого выхлопа.