УСТРОЙСТВО ПНЕВМОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, конкретно к устройству пневмоснабжения пассажирского вагона.
Известны устройства пневмоснабжения пассажирских вагонов /1÷7/, которые содержат компрессор, соединенный через ресивер, пневмомагистраль, и запорно-регулирующую арматуру с потребителями сжатого воздуха пассажирского вагона.
Потребителем сжатого воздуха в вагоне, в частности, является пневмооборудование тормозов, привода наружных дверей, туалетных комплексов и других устройств.
Основными требованиями к устройствам пневмоснабжения пассажирских вагонов является достаточная надежность функционирования.
Наиболее близким (прототипом) из известных технических решений к заявленной полезной модели относится устройство пневмоснабжения пассажирского вагона /7/, содержащее соединяющую компрессор с расположенными в вагоне потребителями сжатого воздуха пневмомагистраль, на которой расположены ресивер и запорно-регулирующая арматура, при этом компрессор установлен внутри вагона, его выход сообщен с ресивером, а пневмомагистраль проложена внутри вагона от выходного патрубка ресивера до потребителей, а на пневмомагистрали установлен фильтр - влагоотделитель с патрубком отвода конденсата.
При этом на пневмомагистрали устройства пневмоснабжения установлен по крайней мере еще один ресивер. Входы основного и дополнительного ресиверов соединены с выходом компрессора. Компрессор с ресиверами расположен над служебным отделением вагона со стороны котловой части. Компрессор выполнен поршневым с приводом от электродвигателя.
Размещение оборудования устройства пневмоснабжения внутри вагона позволяет обеспечить более благоприятные условия его функционирования и, как следствие, повысить надежность эксплуатации пассажирского вагона в различных климатических условиях.
Однако сообщение выхода компрессора напрямую с ресивером без устройства сброса избыточного давления из рабочих полостей компрессора создает трудности при повторном запуске электропривода компрессора, отсутствие электронного блока управления не позволяет обеспечить автоматизацию работы оборудования пневмосистемы без использования электромеханических устройств, отсутствие вентилятора не позволяет обеспечить комфортную для функционирования в летнее время года температуру компрессора с электроприводом, отсутствие автоматического конденсатоотводчика и выполнение фильтра-влагоотделителя с патрубком для отвода конденсата также не позволяет автоматизировать работу оборудования.
При этом снижается надежность работы известного устройства пневмоснабжения.
Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы устройства пневмоснабжения.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи, обеспечивается тем, что в устройстве пневмоснабжения пассажирского вагона, содержащем, соединяющую компрессор с расположенными в вагоне потребителями сжатого воздуха, пневмомагистраль, на которой расположены ресивер и запорно-регулирующая арматура, при этом компрессор с электроприводом установлен внутри вагона, пневмомагистраль проложена внутри вагона от выходного патрубка ресивера до потребителей, а на пневмомагистрали установлен фильтр - влагоотделитель с патрубком отвода конденсата, согласно полезной модели выход компрессора по сжатому воздуху сообщен с входом блока клапанов запорно-регулирующей арматуры, первый выход блока клапанов сообщен с входом ресивера, а второй выход - с атмосферой, блок клапанов выполнен в виде, соединенных между собой по сжатому воздуху, обратного клапана и электромагнитного клапана, дополнительно содержит электронный блок управления и стальную раму, компрессор с электроприводом и вентилятором и блок клапанов размещены внутри теплоизолированного контейнера, контейнер и ресивер закреплены на раме в виде компрессорной установки, компрессорная установка размещена внутри вагона над тамбуром и закреплена рамой на элементах металлоконструкции кузова вагона посредством болтового соединения, электромагнитный клапан выполнен нормально-открытого типа, электромагнитный клапан и электропривод электрически параллельно соединены между собой и подключены через электронный блок управления к электросистеме вагона, фильтр-влагоотделитель выполнен с автоматическим конденсатоотводчиком и вмонтирован совместно с датчиком давления в пневмоблок, включающий запорно-регулирующую арматуру в виде, соединенных по сжатому воздуху между собой, с фильтром-влагоотделителем и датчиком давления, - крана сброса сжатого воздуха, предохранительного клапана, регулятора давления с манометром и выходных 3/2 клапанов, каждый из которых своим выходом соединен, как минимум, одной пневмомагистралью с потребителем с функцией перекрытия указанной пневмомагистрали при одновременном сбросе из нее избыточного давления воздуха, датчик давления соединен с электросистемой вагона через электронный блок управления.
При этом компрессор выполнен поршневым или мембранным, электронный блок управления выполнен в виде отдельного блока или в составе пульта управления вагона, компрессорная установка закреплена рамой на элементах металлоконструкции кузова вагона на амортизаторах, а пневмоблок размещен в отапливаемом помещении вагона.
Сообщение выхода компрессора по сжатому воздуху с входом блока клапанов запорно-регулирующей арматуры, сообщение первого выхода блока клапанов с входом ресивера, а второго - с атмосферой, выполнение блока клапанов в виде, соединенных между собой по сжатому воздуху, обратного клапана и электромагнитного клапана нормально открытого типа, позволит после достижения требуемого давления в пневмомагистрали и отключении электропривода компрессора, перекрыть соединение компрессора с ресивером по сжатому воздуху и производить сброс избыточного давления из рабочих полостей компрессора после каждого цикла включения электропривода и, соответственно, облегчить его повторный запуск.
Введение дополнительно электронного блока управления позволит обеспечить автоматизацию работы оборудования пневмосистемы без использования электромеханических устройств.
Размещение компрессора с электроприводом, вентилятором и блоком клапанов внутри теплоизолированного контейнера, закрепление контейнера и ресивера на раме в виде компрессорной установки, размещение компрессорной установки внутри вагона над тамбуром и ее закрепление рамой на элементах металлоконструкции кузова вагона посредством болтового соединения обеспечит необходимые прочностные и температурные характеристики для функционирования оборудования компрессорной установки.
Выполнение электромагнитного клапана нормально-открытого типа и параллельное электрическое соединение между собой электромагнитного клапана с электроприводом позволит минимизировать время включения электромагнитного клапана.
Электрическое подключение электромагнитного клапана и электропривода через электронный блок управления к электросистеме вагона позволит автоматизировать работу оборудования пневмосистемы.
Выполнение фильтра-влагоотделителя с автоматическим конденсатоотводчиком позволит автоматизировать сброс скопившегося конденсата.
Монтаж фильтра-влагоотделителя совместно с датчиком давления в пневмоблок, выполнение пневмоблока посредством запорно-регулирующей арматуры в виде, соединенных по сжатому воздуху между собой, с фильтром-влагоотделителем и датчиком давления, - крана сброса сжатого воздуха, предохранительного клапана, регулятора давления с манометром позволит обеспечить необходимые для штатной работы пневмооборудования параметры сжатого воздуха.
Введение в пневмоблок выходных 3/2 клапанов, соединение каждого из них своим выходом, как минимум, одной пневмомагистралью с потребителем с функцией перекрытия указанной пневмомагистрали при одновременном сбросе из нее избыточного давления воздуха, позволит при аварийной ситуации отключить подачу сжатого воздуха указанному потребителю и сбросить давление в соответствующей питающей пневмомагистрали. При этом потребители, подключенные посредством других 3/2 клапанов к другим питающим пневмомагистралям, будут продолжать снабжаться сжатым воздухом.
Соединение датчика давления с электросистемой вагона через электронный блок управления позволит автоматизировать работу компрессорной установки и поддерживать в ресивере рабочий диапазон давления сжатого воздуха.
Кроме того, выполнение компрессора поршневым или мембранным, позволит выбрать оптимальный по надежности вариант компрессора, выполнение электронного блока управления в виде отдельного блока или в составе пульта управления вагона позволит рационально разместить оборудование; закрепление компрессорной установки рамой на элементах металлоконструкции кузова вагона на амортизаторах позволит снизить вибрации, передаваемые от компрессорной установки на кузов вагона, а также вибрационные нагрузки, передаваемые от металлоконструкции кузова на компрессорную установку, размещение пневмоблока в отапливаемом помещении вагона позволит обеспечить оптимальный температурный режим его работы.
В целом, указанные преимущества позволяют обеспечить достижение заявленного технического результата и повысить надежность работы устройства пневмоснабжения.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой и чертежами.
На фиг.1 представлена функциональная схема; на фиг.2 - вид спереди компрессорной установки; на фиг.3 - вид сверху компрессорной установки.
Позициями на фиг.1-3 обозначены:
1 - болтовое соединение;
2 - амортизатор;
3 - кронштейн;
4 - металлоконструкция;
5 - компрессорная установка;
6 - рама;
7 - ресивер;
8 - контейнер;
9 - отверстия;
10 - компрессор;
11 - электропривод;
12 - вентилятор;
13 - блок клапанов;
14 - запорно-регулирующая арматура;
15 - обратный клапан;
16 - электромагнитный клапан;
17 - электронный блок управления;
18 - электросистема;
19 - выход компрессора;
20 - вход блока клапанов;
21 - первый выход;
22 - вход ресивера;
23 - второй выход;
24 - выход ресивера;
25 - вход пневмоблока;
26 - пневмоблок;
27 - кран сброса;
28 - предохранительный клапан;
29 - регулятор давления;
30 - манометр;
31 - выходной клапан;
32 - фильтр-влагоотделитель;
33 - датчик давления;
34 - выход пневмоблока;
35 - пневмомагистраль.
Лучший вариант исполнения.
Устройство пневмоснабжения пассажирского вагона, содержит, закрепленную посредством болтового соединения 1 на амортизаторах 2 в кронштейнах 3 металлоконструкции 4 кузова вагона над тамбуром компрессорную установку 5, состоящую из стальной рамы 6 с установленными на ней ресивером 7 и теплоизолированным контейнером 8, с отверстиями 9 для подвода и сброса воздуха, в котором размещены компрессор 10, с электроприводом 11 и вентилятором 12, и блок клапанов 13 запорно-регулирующей арматуры 14. Блок клапанов 13 выполнен в виде, соединенных между собой по сжатому воздуху, обратного клапана 15 и электромагнитного клапана 16 нормально открытого типа. Электромагнитный клапан 16 и электропривод 11 электрически параллельно соединены между собой и подключены через электронный блок управления 17 к электросистеме 18 вагона.
Выход 19 компрессора 10 по сжатому воздуху сообщен с входом 20 блока клапанов запорно-регулирующей арматуры, первый выход 21 блока клапанов сообщен с входом 22 ресивера, а второй выход 23 - с атмосферой.
Выход ресивера 24 соединен с входом 25 пневмоблока 26. Пневмоблок 26 выполнен в виде, соединенных между собой по сжатому воздуху, элементов запорно-регулирующей арматуры: крана 27 сброса сжатого воздуха, предохранительного клапана 28, регулятора давления 29 с манометром 30 и выходных 3/2 клапанов 31. В пневмоблок 24 вмонтированы фильтр-влагоотделитель 32, выполненный с автоматическим конденсатоотводчиком, и датчик давления 33, который соединен с электросистемой вагона 18 через электронный блок управления 17.
Выход 34 пневмоблока 24 соединен, как минимум, одной питающей пневмомагистралью 35 с потребителем сжатого воздуха посредством выходного 3/2 клапана 31 с функцией перекрытия указанной пневмомагистрали при одновременном сбросе из нее избыточного давления воздуха.
Описание устройства в динамике.
Устройство пневмоснабжения пассажирского вагона работает следующим образом. В начальный период времени, при включении с электронного блока управления 17 устройства пневмоснабжения в работу включается электропривод 11 компрессора 10 и вентилятора 12. Одновременно закрывается электромагнитный клапан 16. Компрессор через обратный клапан 15 нагнетает воздух в ресивер 7, сообщенный по сжатому воздуху с пневмоблоком 26, при этом величина давления контролируется посредством датчика давления 33. При достижении в ресивере требуемого максимального давления сжатого воздуха, ограниченного посредством электронного блока управления, электропривод 11 и электромагнитный клапан 16 - отключаются, при этом производится соединение рабочих полостей компрессора с атмосферой и сброс из них избыточного давления воздуха. Соединение компрессора с ресивером по сжатому воздуху перекрывается посредством обратного клапана 15. Указанная операция производится после каждого цикла включения электропривода, что позволяет облегчить его повторный запуск. Повторный запуск производится по команде электронного блока управления после получения от датчика давления информации о достижении установленного минимального давления сжатого воздуха. Качество сжатого воздуха обеспечивается посредством фильтра-влагоотделителя 32 с автоматическим конденсатоотводчиком. Необходимое для потребителей 34 рабочее давление сжатого воздуха в подводящих пневмомагистралях 35 устанавливается посредством регулятора давления 29 с манометром 30. Соединение потребителей пневмомагистралями с пневмоблоком 24 осуществляется через выходные клапаны 31. При необходимости, посредством выходного клапана, производится отключение подачи сжатого воздуха в пневмомагистраль при одновременном сбросе из нее избыточного давления, что необходимо для обслуживания и ремонта пневмооборудования потребителя. Для сброса давления в устройстве пневмоснабжения вначале, посредством электронного блока управления 17, отключается электроснабжение от электросистемы 18 вагона, а затем открывается кран сброса 27, соединяя при этом по сжатому воздуху пневмооборудование с атмосферой.
Промышленная применимость.
На заявляемое устройство пневмоснабжения разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец. Испытания опытного образца показали, что надежность работы заявленного устройства пневмоснабжения по сравнению с известным устройством повысилась не менее чем на 30%.
Источники информации:
1. WO 02063168, F04B 39/06; F04C 23/00; F04B 39/00; F04B 41/00, 2002.
2. RU 2200680, B60T 17/02, 2001.
3. RU 2135378, B60T 13/26, 1997.
4. RU 2200680, B60T 17/02, 2003.
5. RU 27932, E03D 3/10, 2002.
6. RU 61229, B60T 17/02; F04B 41/00, 2006.
7. RU 48907, B61D 35/00, 2005.