ТОРМОЗ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозу электропневматическому грузового вагона, приводимому в действие с помощью электрически управляемых клапанов – электромагнитных вентилей.
Одним из ключевых требований для эффективного торможения железнодорожных составов должна быть высокая скорость распространения тормозной волны вдоль железнодорожного состава, позволяющая избежать возникновения повышенных продольных сил сжатия грузовых вагонов. Это актуально при экстренном торможении вследствие набегания ещё не заторможенных или слабо заторможенных хвостовых вагонов на головные вагоны. Чтобы избежать этого, необходима высокая скорость распространения тормозной волны вдоль железнодорожного состава. Этого можно достигнуть быстрой разрядкой тормозной магистрали грузовых вагонов при одновременном торможении всех грузовых вагонов. Такой режим торможения обеспечивает электропневматический тормоз грузового вагона, оснащённый электромагнитными вентилями, управляемыми из кабины локомотива, который позволяет осуществить одновременное включение в работу тормозов всех грузовых вагонов.
Известен электропневматический тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий тормозную магистраль, сообщённую через разобщительный кран с воздухораспределителем, пневматически соединённым соответствующими трубопроводами с запасным резервуаром и через автоматический регулятор давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах с тормозными цилиндрами, тормозная магистраль оснащена тормозным электромагнитным вентилем, сообщающим тормозную магистраль с атмосферой, а также электромагнитным вентилем отпуска, указанные электромагнитные вентили подключены к блоку управления, связанному каналом связи с кабиной локомотива, см. RU 111497, B61T 13/68, опубл. 20.12.2011 (прототип).
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая эффектвность, обусловленная использованием для перехода в режим торможения или зарядки тормозов только штатного воздухораспределителя, не обеспечивающего быстрый переход в режим торможения, что приводит к созданию тормозной волны вдоль железнодорожного состава, сформированного из грузовых вагонов, приводящей к возникновению продольных сил сжатия грузовых вагонов, кроме того штатный воздухораспределитель характеризуется более медленным переходом в режим зарядки тормозов сжатым воздухом.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение эффективности работы тормоза электропневматического грузового вагона за счёт сокращения времени на переход в режим торможения и сокращения времени на переход в режим зарядки тормоза электропневматического после торможения.
Заявленный технический результат обеспечивается тормозом электропневматическим грузового вагона, содержащим тормозную магистраль, сообщённую через разобщительный кран с воздухораспределителем, пневматически соединённым соответствующими трубопроводами с запасным резервуаром и через автоматический регулятор давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах с тормозными цилиндрами, тормозная магистраль оснащена тормозным электромагнитным вентилем, сообщающим тормозную магистраль с атмосферой, а также электромагнитным вентилем отпуска, указанные электромагнитные вентили подключены к блоку управления, связанному каналом связи с кабиной локомотива, запасной резервуар связан с автоматическим регулятором давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах с помощью первого дополнительного трубопровода (красный), подключённого в обход воздухораспределителя, и при этом дополнительный трубопровод снабжён электромагнитным вентилем, подключённым к блоку управления и датчикам давления сжатого воздуха, запасной резервуар связан с тормозной магистралью вторым дополнительным трубопроводом (зелёный), подключённым на участке между воздухораспределителем и разобщительным краном и содержащим обратный клапан;
- первый дополнительный трубопровод может быть оборудован клапаном предельного давления сжатого воздуха, предназначенным для снижения ненормативного давления в тормозных цилиндрах до максимально возможного значения с целью безъюзового торможения грузового вагона;
- первый дополнительный трубопровод на участке между электромагнитным вентилем и автоматическим регулятором давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах может быть оборудован регулируемым пневмодросселем;
- тормозной электромагнитный вентиль первой тормозной магистрали на своём выходе может быть оборудован регулируемым пневмодросселем дросселем;
- второй дополнительный трубопровод может быть оборудован регулируемым пневмодросселем;
- второй дополнительный трубопровод может быть оборудован датчиком давления сжатого воздуха, подключённым к блоку управления;
- электромагнитный вентиль отпуска на своём выходе может быть оборудован регулируемым пневмодросселем;
- тормозные цилиндры могут быть оснащены датчиками давления сжатого воздуха, подключёнными к блоку управления;
- тормозная магистраль может быть оборудована датчиком давления сжатого воздуха, подключённым к блоку управления.
Тормоз электропневматический грузового вагона, отличается от прототипа тем, что запасной резервуар связан с автоматическим регулятором давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах с помощью первого дополнительного трубопровода (красный), подключённого в обход воздухораспределителя, и при этом первый дополнительный трубопровод снабжён электромагнитным вентилем, подключённым к блоку управления и датчикам давления сжатого воздуха, запасной резервуар связан с тормозной магистралью вторым дополнительным трубопроводом (зелёный), подключённым на участке между воздухораспределителем и разобщительным краном и содержащим обратный клапан;
- первый дополнительный трубопровод оборудован клапаном предельного давления сжатого воздуха, предназначенным для снижения ненормативного давления в тормозных цилиндрах до максимально возможного значения с целью безъюзового торможения грузового вагона;
- первый дополнительный трубопровод на участке между электромагнитным вентилем и автоматическим регулятором давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах оборудован регулируемым пневмодросселем;
- тормозной электромагнитный вентиль первой тормозной магистрали на своём выходе оборудован регулируемым пневмодросселем дросселем;
- второй дополнительный трубопровод оборудован регулируемым пневмодросселем;
- второй дополнительный трубопровод оборудован датчиком давления сжатого воздуха, подключённым к блоку управления;
- электромагнитный вентиль отпуска на своём выходе оборудован регулируемым пневмодросселем;
- тормозные цилиндры оснащены датчиками давления сжатого воздуха, подключёнными к блоку управления;
- тормозная магистраль оборудована датчиком давления сжатого воздуха, подключённым к блоку управления.
Такие отличия от прототипа дают основание утверждать о соответствии предлагаемых технических решений критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Полезная модель представлена в виде условной пневматической блок-схемы.
Тормоз электропневматический грузового вагона содержит тормозную магистраль 1. Тормозная магистраль 1 соединена через разобщительный кран 2 с воздухораспределителем 3. Воздухораспределитель 3 пневматически соединён трубопроводом 3.1 с запасным резервуаром 4, трубопроводом 3.2 – с автоматическим регулятором 5 давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах 6 (устройство авторежима 5). Устройство авторежима 5 трубопроводом 3.3 соединено с тормозными цилиндрами 6. Тормозная магистраль 1 оснащена тормозным электромагнитным вентилем 7 для торможения грузового вагона, а также электромагнитным вентилем 8 отпуска тормоза грузового вагона.
Для повышения эффективности и надёжности работы тормоза грузового вагона запасной резервуар 4 связан с устройством авторежима 5 с помощью первого дополнительного трубопровода 9 (красный), подключённого в обход воздухораспределителя 3. Первый дополнительный трубопровод 9 снабжён электромагнитным вентилем 9.1, подключённым к блоку 10 управления, датчиком 9.2 давления сжатого воздуха, также подключённым к блоку 10 управления. Запасной резервуар 4 связан с тормозной магистралью 1 вторым дополнительным трубопроводом 11 (зелёный), подключённым на участке между воздухораспределителем 3 и разобщительным краном 2 и соединяющим запасной резервуар 4 с тормозной магистралью 1 в обход воздухораспределителя 3.
Электромагнитные вентили 7, 8 также подключены к блоку 10 управления. Блок 10 управления связан каналом 10.1 связи с кабиной локомотива (не показана).
Первый дополнительный трубопровод 9 может быть оборудован клапаном 9.3 предельного давления сжатого воздуха, предназначенным для снижения ненормативного давления в тормозных цилиндрах 6 до максимально возможного значения с целью безъюзового торможения грузового вагона. Первый дополнительный трубопровод 9 на участке между электромагнитным вентилем 9.1 и устройством 5 авторежима может быть оборудован регулируемым пневмодросселем 9.4.
Второй дополнительный трубопровод 11 содержит обратный клапан 11.1 для отсечения запасного резервуара 4 от тормозной магистрали 1, а также может содержать регулируемый пневмодроссель 11.2 и датчик 11.3 давления сжатого воздуха, подключённый к блоку 10 управления.
Тормозной электромагнитный вентиль 7 тормозной магистрали 1 на своём выходе может быть оборудован регулируемым пневмодросселем дросселем 7.1.
Электромагнитный вентиль 8 отпуска на своём выходе может быть оборудован регулируемым пневмодросселем 8.1.
Тормозные цилиндры 6 могут быть оснащены датчиками 6.1 давления сжатого воздуха, подключёнными к блоку 10 управления.
Тормозная магистраль 1 может быть оборудована датчиком 1.1 давления сжатого воздуха, подключённым к блоку 10 управления.
Заявляемый технический результат, заключающийся в увеличении эффективности работы тормоза электропневматического грузового вагона, обеспечивается следующим образом.
Для начала томожения по команде машиниста из кабины локомотива по каналу связи 10.1 управляющий электрический импульс поступает в блок управления 10. Блок управления 10 по соответствующим каналам связи 10.3 подключает электромагнитный вентиль 9.1 к блоку 12 питания электрическим током, соединённому с блоком 10 управления кабелем 10.2. Электромагнитный вентиль 9.1, открываясь, направляет сжатый воздух из запасного резервуара 4 по первому дополнительному трубопроводу 9 через настроенный на заданный расход сжатого воздуха регулируемый пневмодроссель 9.4 и через клапан 9.3 предельного давления сжатого воздуха на устройство 5 авторежима. Устройство 5 авторежима, сопоставляя вес груза, размещённого в кузове грузовоговагона, определяет необходимую наибольшую величину давления сжатого воздуха, подаваемого в тормозные цилиндры 6. Тормозные цилиндры 6 своими выдвижными штоками 6.2 приводят в работу тормозной механизм (не показан) ходовых тележек, осуществляющих эффективное безъюзовое торможение грузового вагона.
В случае некорректной работы устройства авторежима 5 и превышения давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах 6, подаваемого по трубопроводу 9, срабатывает клапан 9.3 предельного давления сжатого воздуха, выпуская излишки сжатого воздуха в атмосферу, снижая тем самым давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах 6 до максимально возможного значения с целью безъюзового торможения грузового вагона.
После остановки или снижения скорости движения грузового вагона до заданной величины осуществляют отпуск тормоза. Для этого используют электромагнитный вентиль 8 отпуска. Так же, как и при торможении, управляющий блоком управления 10 электрический импульс по соответствующим каналам связи 10.3 подаёт питание на электромагнитный вентиль 8. Электроманитный вентиль 8, открываясь, выпускает сжатый воздух из тормозных цилиндров 6, тормозной механизм (не показан) ходовых тележек отводит тормозные колодки, осуществляя отпуск томозов.
После торможения производят зарядку тормоза сжатым воздухом. Для этого используют второй дополнительный трубопровод 11. Сжатый воздух, минуя воздухораспределитель 3, по второму дополнительному трубопроводу 11 из тормозной магистрали 1, имея высокое давление и проходя через обратный клапан 11.1, поступает непосредственно в полость запасного резервуара 4, пополняя запас сжатого воздуха. При этом контроль давления сжатого воздуха производят по показаниям датчика давления 11.3, которые поступают в блок 10 управления. Регулируемым пневмодросселем 11.2 производят регулировку скорости зарядки запасного резервуара 4.
Контроль давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах 6 производят по показаниям датчиков давления 6.1, связанных соответствующими каналами связи 10.3 с блоком 10 управления.
Контроль давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 1 производят по показаниям датчика давления 1.1 сжатого воздуха.
Предлагаемая конструкция тормоза электропневматического с использованием дистанционно управляемых электромагнитных вентилей позволяет оперативно осуществлять как процесс торможения, так и процесс отпустка тормозов.
В случае отключения или неисправности электропневматической части тормоза грузового вагона торможение производят с использованием воздухораспределителя 3, как в обычных тормозных системах грузовых вагонов.
Таким образом, предлагаемая конструкция тормоза электропневматического грузового вагона обеспечивает повышение эффективности его работы за счёт возможности отказа от использования воздухораспределителя 3, который характеризуется более длительным временем отзыва на управляющее падение давления в тормозной магистрали 1, что служит причиной возникновения продольной тормозной волны, вызывающей продольные силы сжатия вагонов в железнодорожном составе. Кроме того, использование дистанционно управляемых электромагнитных вентилей для перевода тормоза в режим зарядки запасного резервуара 4 позволяет более оперативно приводить тормоза грузового вагона в рабочее состояние.