ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Воздухораспределитель
тормоза железнодорожного транспортного средства
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта,а более конкретно,к устройству воздухораспределителей тормозов пассажирского подвижного состава железных дорог.
Известен воздухораспределитель по патенту ФРГ №1605282,МПК ВбОТ 15/22 (публикация 02.03.1972г.)
Он содержит орган двух давлений,который имеет магистральную полость,связанную с тормозной магистралью, и рабочую полость,связанную с рабочей камерой(основным запасным резервуаром),разделенные подвижной перегородкой.Орган двух давлений имеет клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали,впускной клапан и выпускной клапан,связывающий тормозной цилиндр (тормозную камеру) с атмосферой. В этом воздухораспределителе выпускной клапан размещен в полости органа двух давлений,связанной с тормозным цилиндром (тормозной камерой), и в положении перекрыши жестко связан с подвижной перегородкой органа двух давлений:со стороны выпускного клапана усилием сжатого воздуха тормозной камеры (тормозного цилиндра),а со стороны подвижной перего родки - разностью усилий сжатого воздуха рабочей камеры (основного запасного резервуара) и тормозной магистрали. Поэтому возможные колебания давления в тормозной магистрали (его медленное повьшение)в процессе перекрыши или даже незначительные утечки из рабочей камеры (основного запасного резервуара) могут вызвать самопроизвольный отпуск тормоза.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому воздухораспределителю является воздухораспределитель по патенту РФ №1390097, МПК В60Т15/22 от 03.12.8бг. Он содержит орган двух давлений,который имеет подвижную перегородку с пружиной и штоком,взаимодействуюшую с полым стержнем. Подвижная перегородка разделяет магистральную и рабочую полости. Магистральная полость связана с тормозной магистралью. Рабочая полость связана с запасным резервуаром (рабочей камерой) . Орган двух давлений содержит также клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с
пружиной, впускной клапан с седлом,размещенным на полом стержне,и выпускной клапан,взаимодействующий с полым стержнем, снабженные пружиной. В воздухораспределителе имеется орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали,который содержит подвижную перегородку с уплотнением,пружиной и штоком,Подвижная перегородразделяет полости,одна из которых связана с тормозным цилиндром (тормозной камерой),а другая полость связана с атмосферой и в ней размещена пружина подвижной перегородки. На торце штока подвижной перегородки установлен клапан,размещенный в полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали,которая связана с органом двух давлений и с каналом,перекрываемым этим клапаном и соединенным с атмосферой. В этом воздухораспределителе пружина подвижной перегородки установлена с опиранием в корпус органа двух давлений с усилием, превьшающем усилие пружины выпускного клапана для удержания выпускного клапана открытым в поездном и отпускном положениях. Это препятствует накапливанию сжатого воздуха в тормозном цилиндре в этих положениях,исключая самопроизвольное торможение. Однако,в положении перекрыши,когда выпускной клапан закрыт,колебания давления в тормозной магистрали (его медленное повышение) или в запасном резервуаре (из-за возможных утечек из него) может привести к самопроизвольному отпуску тормоза. Для избежания этого в воздухораспределителе полый стержень подвижной перегородки органа двух давлений имеет возможность свободного перемещения относительно выпускного клапана в пределах зазора между упорами,выполненными на полом стержне. Однако,величина этого зазора влияет как на обеспечение чувствительности воздухораспределителя на торможение и стабильности ступеней торможения,так и на возможность исключения в положении перекрыши самопроизвольного отпуска при возможных колебаниях давления в тормозной магистрали (медленном повышении давления в ней) или возможных небольших утечках из запасного резервуара (рабочей полости). Увеличение зазора приводит к снижению чувствительности на торможение и отпуск,а,следовательно, и к уменьшению скорости распространения тормозной волны.Уменьшение зазора приводит к возрастанию возможности самопроизвольного отпуска, особенно при длительных торможениях,например, на горных участках железных дорог.
Заявляемый воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства решает задачу повышешения надежности тормоза железнодорожного транспортного средства,а,именно,надежности тормоза пассажирского подвижного состава железных дорог.
Технический результат,который будет получен при осуществлении предлагаемой полезной модели,заключается в исключении возможности самопроизвольного отпуска тормоза в положении перекрьшш при неплотностях запасного резервуара (рабочей полости) или медленном повышении давления в тормозной магистрали,в исключении накапливания сжатого воздуха в тормозном цилиндре и самопроизвольного торможения в отпускном и поездном положениях.
.: Указанный технический результат достигается тем, что в известном воздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства,содержащем орган двух давлений, имеющий подвижную перегородку с пружиной и штоком, взаимодействующую с полым стержнем и разделяющую магистральную и рабочую полости,связанные соответственно с тормозной магистралью и запасным резервуаром,клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с пружиной, впускной и выпускной клапаны с пружиной,а также содержащем орган ограничения дополнительной разрядки тормбзной магистрали,имеющий подвижную перегородку с уплотнением,пружиной и щтоком,разделяющую полости,одна из которых связана с тормозным цилиндром,а другая полость с размещенной в ней пружиной подвижной перегородки связана с атмосферой,при этом на торце щтока подвижной перегородки установлен клапан, размещенный в полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали,связанной с органом двух давлений и с каналом, перекрываемым клапаном и соединенным с атмосферой, пружина подвижной перегородки органа двух давлений установлена с опиранием в полый стержень органа двух давлений с усилием, меньщем усилий пружин впускного и выпускного клапанов и клапана дополнительной разрядки тормозной магистрали при закрытых впускном и выпускном клапанах в положениях отпускном,поездном и перекрьши, и величиной, соответствующей установленным допустимым пределам колебания давлений в тормозной магистрали и запасном резервуаре в указанных положениях,при этом в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной
магистрали выполнен дросселированный канал, связывающий полости, разделенные подвижной перегородкой упомянутого органа, и перекрываемый уплотнением подвижной перегородки , а пружина упомянутой подвижной перегородки установлена с усилием , не превышающем усилие давления в тормозном цилиндре , соответствующее усилию давления в нем в первоначальный момент торможения.
Кроме того , щток подвижной перегородки органа двух давлений установлен с зазором по отнощению к полому стержню органа двух давлений.
Такое выполнение предлагаемого воздухораспределителя исключает возможность самопроизвольного отпуска тормоза в положении перекрыши при колебаниях давлений в тормозной магистрали (медленном повыпении давления в ней); или запасном резервуаре (медленном снижении давления в нем из-за возможных утечек), а также исключает возможность накапливания сжатого воздуха в тормозном цилиндре и самопроизвольного торможения в отпускном и поездном положениях.
Это объясняется следующим образом. В положениях отпускном, поездном, перекрыще подвижная перегородка органа двух давлений находится в среднем положении, так как усилия давлений сжатого воздуха с обеих сторон подвижной перегородки одинаковы. При этом впускной и выпускной клапаны и клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты, так как усилие пружины подвижной перегородки меньше усилий пружин указанных клапанов. В процессе перекрьпли при длительных торможениях может происходить или медленное повышение давления в тормозной магистрали (магистральной полости) или медленное снижение давления в запасном резервуаре (рабочей полости) из-за возможных утечек из него в установленных допустимых пределах: (0,15 f 0,20) кгс/см. В этом случае величина давления в магистральной полости превысит величину давления в рабочей полости в этих пределах. Но перемещения подвижной перегородки органа двух давлений в сторону открытия выпускного клапана не произойдет, так как величина усилия пружины подвижной перегородки соответствует величине вьшеупомянутого установленного допустимого превышения давления в магистральной полости воздухораспределителя над давлением в рабочей полости. Самопроизвольного отпуска при перекрыше не произойдет.
окончании подвижная перегородка органа двух давлений может занать свое среднее положение, и выпускной клапан закроется, когда давление в магистральной полости будет еще превышать давление в рабочей полости на вышеуказанную установленную допустимую величину (О,15fO,20)кгс/см. При этом в тормозном цилиндре возможно наличие сжатого воздуха давлением не 5олее (О,BfO,5)кгс/см, что соответствуе т величине давления в тормозном цилиндре в первоначальный момент торможения. Так как величина усилия пружины подвижной перегородки органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали выбрана соответствуюш;ей величине усилия давления в тормозном цилиндре в первоначальный момент торможения (не более (0,3-;0, 5).кгс/см) , подвижная перегородка перемещается в положение открытия дросселированного канала, сообщающего тормозной цилиндр с атмосферой. В отпускном и поездном положении подвижная перегородка органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали находится под усилием своей пружины в положении сообщения тормозного цилиндра через дросселированный канал с атмосферой. Поэтому, в случае возможной неплотности впускного клапана накапливания сжатого сжатого воздуха в тормозном цилиндре и самопроизвольного торможения не происходит. Кроме того, в предлагаемом воздухораспределителе при торможении обеспечивается надежное открытие первоначально клапана дополнительной разрядки тормозной магистрали, а затем впускного клапана из-за наличия зазора между штоком подвижной перегородки органа двух давлений и полым стержнем. Это обеспечивает надежность высокой скорости распространения тормозной волны волны в поезде.
На приведенном чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого воздухораспределителя (вариант исполнения).
Воздухораспределитель содержит орган 1 двух давлений, в котором имеется подвижная перегородка 2, закрепленная в штоке 3 и снабженная уплотнением 4. Подвижная перегородка 2 разделяет магистральную полость 5 и рабочую полость 6. Орган двух давлений содержит также полый стержень 7, клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали 9, впускной клапан 10 с седлом 11,
размещенным на полом стержне 7, выпускной клапан 12 с седлом 13, Через шток 3 подвижная перегородка 2 взаимодействует с клапаном 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали и с полым стержнем 7, в котором выполнено отверстие 14. Орган 1 двух давлений снабжен дросселированным каналом 15, перекрываемым уплотнением 4 подвижной перегородки 2, пружинами 16, 17, 18. Пружина 16 воздействует на выпускной клапан 12 и впускной клапан 10. Пружина 18 воздействует на клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали. Пружина 17 размещена между подвижной перегородкой 2 и полым стержнем 7 с усилием, меньшем, чем усилия пружин 16 и 18, обеспечивающем закрытое положение выпускного клапана 12 и впускного клапана 10 в положениях отпускном, поездном и перекрыши при колебаниях давлений в магистральной полости 5 (тормозной магистрали) - его повьш1ение - и в рабочей полости 6 (запасном резервуаре) - понижение давления из-за утечек из нее - в установленных допустимых пределах: (О,15fO,20)кгс/см, то есть обеспечивающем несрабатывание воздухораспределителя в положениях отпускном, поездном и перекрыщи при указанных колебаниях.
В органе 1 двух давлений выполнены полости 19, 20, 21, 22. Магистральная полость 5 связана каналом 23 с тормозной магистралью 9. Рабочая полость 6 связана каналом 24 с запасным резервуаром 25. Полость 19 постоянно сообщена с атмосферой. Полость 20 связана через канал 26, переключатель 27 режимов торможения, канал 28 с тормозным цилиндром 29. Полость 21 через канал 30, орган 31 ограничения давления в тормозном цилиндре, канал 32, рабочую полость 6 и канал 24 соединена с запасным резервуаром 25. Шток 3 установлен с возможностью ограниченного перемещения относительно полого стержня 7.
Воздухораспределитель содержит орган 33 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, который имеет подвижную перегородку 34 с уплотнением 35 и штоком 36. В щтоке 36 выполнен канал 37, а на торце этого штока размещен клапан 38. Канал 37 перекрывается уплотнением 39. Подвижная перегородка 34 разделяет полости 40 и 41. Кроме того, в органе 33 выполнены полости 42, 43, 44. Полость 40 постоянно сообщена каналом 45 с тормозным цилиндром 29 и с полостью 20 органа 1 двух давлений. Полость 41 постоянно сообщена с атмосферой. Полость 42 связана каналом 46 с запасным резервуаром 25.
- о Полость 43 каналом 47 соединена с тормозной магистралью 9, Полость 44 каналом 48 постоянно сообщена с полостью 22 органа 1 двух давлений, а через открытый клапан 38 полость 44 сообщается с атмосферой через канал 49 непосредственно или через канал 49 и далее через тормозной цилиндр или камеру дополнительной разрядки тормозной магистрали (на чертеже не показаны).
Орган 33 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали снабжен дросселированным каналом 50, перекрываемым уплотнением 35 подвижной перегородки 34. Пружина 51 воздействует на подвижную перегородку 34 и устанавливается с усилием, позволяющем удерживать подвижную перегородку 34 в положении сообщения полостей 40 и 41 через дросселированньш канал 50 при давлении в тормозном цилиндре 29 и, следоваттельно, в полости 40, не превыщающем давление в тормозном цилиндре, соответствующее давлению в нем в первоначальный момент торможения, то есть не превышающем (0,3 f 0,5)кгс/смг
Орган 1 двух давлений имеет корпус 52.
Воздухораспределитель действует следующим образом.
При отсутствии сжатого воздуха в тормозной системе, то есть при незаряженном тормозе (как показано на чертеже) , подвижная перегородка 2 занимает свое среднее положение, при котором впускной клапан 10, выпускной клапан 12, клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали надежно закрыты под усилием пружин 16 и 18, так как пружина 17 установлена с усилием, меньшем усилия пружин 16 и 18. В органе 33 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали подвижная перегородка 34 под усилием пружины 51 занимает крайнее верхнее положение (по чертежу), при котором уплотнение 35 открывает канал 50, и полость 40 сообщается с полостью 41. Таким образом, тормозной цилиндр 29 и полость 20 органа 1 двух давлений сообщены с атмосферой. Канал 37 сообщает полости 42 и 43. Клапан 38 открыт и сообщает полость 22 органа 1 двух давлений с каналом 49 и далее с атмосферой.
При зарядке тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали 9 поступает по каналу 23 в магистральную полость 5 органа 1 двух давлений. Подвижная перегородка 2 перемещается вверх по чертежу, уплотнение 4 открывает дросселированный канал 15, который сообщает полости
5 и б. Одновременно сжатый воздух из тормозной магистрали 9 по каналу 47 поступает в полость 43 органа 33 и через канал 37 - в полость 42. Далее сжатый воздух через канал 46 поступает в рабочую полость б и через канал 24 - в запасный резервуар 25. В процессе зарядки тормоза впускной клапан 10 закрыт, так как усилие пружины 17 меньше усилия пружины 16. После окончания зарядки тормоза, когда в магистральной полости 5 и рабочей полости б устанавливается зарядное давление, подвижная перегородка 2 возвращается в исходное положение. Дросселированный канал 15 перекрывается уплотнением 4 подвижной перегородки 2.
В поездном положении тормозная магистраль 9 сообщается с запасным резервуаром 25 через канал 47, далее через полость43, канал 37, полость 42 органа 33, каналы 46, 24. Клапаны 8, 10, 12 органа 1 двух давлений закрыты. В органе 33 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали подвижная перегородка 34 под усилием пружины 51 занимает крайнее верхнее положение (по чертежу). Тормозной цилиндр 29 и полость 40 органа 33 сообщены через дросселированный канал 50 с атмосферой. Поэтому накапливание сжатого воздуха в тормозном цилиндре 29 и самопроизвольное торможение не происходит в случае возможной неплотности впускного клапана 10. Клапан 38 открыт. Полость 22 органа 1 двух давлений, в котором размещен клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали, сообщена через канал 48, полость 44,открытый клапан 38 с каналом 49 и далее с атмосферой.
При торможении производят снижение давления  в тормозной магистрали 9, и, следовательно, в магистральной полости 5 органа 1 двух давлений темпом служебного или экстренного торможения. Подвижная перегородка 2 перемещается вниз (по чертежу) под усилием давления в рабочей полости 6 и своим щтоком 3 первоначально открывает клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали. Сжатый воздух из тормозной магистрали 9 через открытый клапан 8, полость 22, канал 48, далее через полость 44 и открытый клапан 38 органа 33 перетекает в атмосферу непосредственно (или через камеру дополнительной разрядки или тормозной цилиндр - на чертеже не показано). Происходит дополнительная разрядка тормозной магистрали. Подвижная перегородка 2 осуществляет дальнейщее перемещение вниз (по чертежу), воздействуя на полый
- 8 стержень 7. Впускной клапан 10 открывается, и тормозной цилиндр 29 сообщается с запасным резервуаром 25. Происходит наполнение сжатьм воздухом тормозного цилиндра 29 и полости 40 органа 33 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. При превышении усилия на подвижную перегородку 34 со стороны полости 40 над усилием пружины 51, подвижная перегородка 34 со штоком 36 перемешается вниз (по чертежу), Уплотнение 35 перекрывает дросселированный канал 50. Полости 40 и 41 разобш;аются. Канал 37 перекрывается уплотнением 39, полости 42 и 43 также разобщаются. Запасный резервуар 25 отсоединяется от тормозной магистрали 9. Клапан 38 закрывается, перекрывая сообщение тормозной магистрали 9 с атмосферой через воздухораспределитель, то есть происходит.: прекращение дополнительной разрядки тормозной магистрали. Орган 31 ограничения давления в тормозном цилиндре регулируется на максимально допустимое давление в тормозном цилиндре, а в зависимости от положения переключателя 27 режимов торможения устанавливается или пассажирский (короткосоставный) или грузовой (длинносоставный) режим. Наполнение тормозного цилиндра 29 сжатым воздухом продолжается до выравнивания усилий, действующих на подвижную перегородку 2 со стороны магистральной полости 5 и рабочей полости б. После чего подвижная перегородка 2 под усилием пружины 18 перемещается вверх (по чертежу). Под усилием пружины 17 закрывается впускной клапан 10. А затем закрывается клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали. Подвижная перегородка 2 занимает свое первоначальное среднее положение (как показано на чертеже). Наступает перекрьша. Впускной клапан 10, выпускной клапан 12, клапан 8 дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты. Дросселированный канал 15 перекрыт уплотнением 4. В органе 33 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали подвижная перегородка 34 со щтоком 36 занимает крайнее нижнее положение (по чертежу). Дросселированный канал 50 перекрыт уплотнением 35. Полости 40 и 41 разобщены. Канал 37 перекрыт уплотнением 39, и полости 42 и 43 разобщены, то есть перекрыта связь между запасным резервуаром 25 и тормозной магистралью 9. Клапан 38 закрыт. В случае колебания давления в тормозной магистрали 9, то есть медленного повышения давления в ней придлительной перекрыше, или возможных утечек из
- 9 запасного резервуара, то есть медленного снижения давления в нем при длительной перекрыше в установленных
допустимых пределах: (0,15 f 0,20)кгс/см, подвижная перегородка 2 со штоком 3 и полым стержнем 7 остается неподвижной, не перемешается. Клапаны 10, 12 и 8 остаются закрытыми. Это происходит вследствии того, что пружина 17 установлена с усилием, меньшем усилий пружин 16 и 18, но одновременно препятствуюш;ем перемеш;ению подвижной перегородки 2 в сторону открытия выпускного клапана 12 при превышении давления в магистральной полости  5 (тормозной магистрали 9) над давлением в рабочей полости б (запасном резервуаре 25) в установленных допустимых пределах: (о,15 7 0,20)кгс/см . Самопроизвольного отпуска тормоза не происходит.
; При отпуске тормоза повышают заданным (быстрым) темпом давление в тормозной магистрали 9, Подвижная перегородка 2 перемешается вверх (по чертежу) и воздействует на полый стержень 7. Выпускной клапан открывается и сообшает с атмосферой полость 20, тормозной цилиндр 29 и полость 40 органа 33. Дросселированный канал 15 открывается, сообш:ая полости 5 и б. При снижении давления в тормозном цилиндре до величины, несколько меньшей величины давления в нем в первоначальный момент торможения - (0,3 т 0,5) кгс/см -, на которую рассчитана пружина 51 органа 33, подвижная перегородка 34 со штоком 36 перемешается в крайнее верхнее положение (по чертежу) . Дросселированный канал 50 сообш;ает полости 40 и 41. Клапан 38 открывается. Канал 37 сообш;ает полости 43 и 42, то есть сообш;ает запасный резервуар 25 с тормозной магистралью 9. В органе 1 двух давлений, когда разница давлений в полостях 5 и б (то есть в тормозной магистрали 9 и запасном резервуаре 25) не будет превышать (0,15 т О,20)кгс/см, подвижная перегородка 2 переместится в первоначальное среднее положение, при котором выпускной клапан 12 закроется. Если при этом не произойдет полное опоражнивание тормозного цилиндра, то оставшийся сжатый воздух из тормозного цилиндра 29 вытекает в атмосферу через орган 33, а именно, через полость 40, дросселированный канал 50, полость 41.
- 10 ФОРМУЛА