ЗАПОРНЫЙ ОРГАН КОНЦЕВОГО КРАНА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к унифицированным с серийно выпускаемыми элементами пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена) и может быть использована в концевых кранах для перекрытия воздушных тормозной и питательной магистралей отдельной единицы подвижного состава.
Уровень техники.
Известен запорный орган концевого крана, содержащий выполненные за одно целое хвостовик с тарелкой, снабженной с обеих сторон уплотняющими кольцами. (Авторское свидетельство СССР №39188, МПК В60Т 17/04, 1934 (аналог)).
Известен запорный орган концевого крана, содержащий выполненные за одно целое хвостовик с тарелкой, снабженной единым уплотнением, выходящим за пределы тарелки по обе ее стороны. (Авторское свидетельство СССР №71177, МПК В60Т 17/04, 1948 (аналог)).
Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является запорный орган концевого крана, содержащий толкатель, закрепленный в толкателе отражатель с хвостовиком и тарельчатый затвор, выполненный в виде закрытой со стороны толкателя оболочки и снабженный упругим элементом, установленным в его полости с опиранием на толкатель, с уплотнительными кольцами, первое из которых размещено в полости тарельчатого затвора между упругим элементом и отражателем с обеспечением возможности аксиального перемещения вдоль оболочки и возврата его в исходное положение и с образованием зазора между его внутренним диаметром и наружным диаметром хвостовика отражателя, а второе уплотнительное кольцо жестко закреплено со стороны толкателя. (Патент РФ №42490, МПК 7 В60Т 17/04, 2004 (прототип)).
Недостатком известных концевых кранов является то, что толкатель и оболочка тарельчатого затвора выполнены заодно целое, что приводит к усложнению технологию изготовления деталей запорного органа и к удорожанию ремонта.
Раскрытие полезной модели
При создании полезной модели решалась задача создания такой конструкции запорного органа, которая позволила бы упростить как изготовление элементов запорного органа концевого крана тормозной магистрали подвижного состава и его сборку в целом, так и снизить затраты на его ремонт во время эксплуатации.
Дело в том, что во время эксплуатации концевого крана в зависимости от режима его эксплуатации идет неравномерный износ элементов толкателя и элементов тарельчатого затвора. Создается ситуация, когда при замене поврежденного элемента только толкателя или только тарельчатого затвора приходится заменять практически весь запорный орган, при этом достаточно сложным в условиях мастерских депо является достижение требуемой точности позиционирования отражательной поверхности чаши отражателя.
Технический результат - создание сборно-разборной конструкции запорного органа концевого крана тормозной магистрали с обеспечением максимальной точности позиционирования отражательной поверхности чаши отражателя.
Указанный технический результат достигается тем, что в запорном органе концевого крана, содержащем толкатель, отражатель с хвостовиком и тарельчатый затвор с уплотнительными кольцами, первое из которых размещено в полости тарельчатого затвора со стороны отражателя, а второе уплотнительное кольцо жестко закреплено на наружной поверхности тарельчатого затвора со стороны толкателя, согласно полезной модели, в тарельчатом затворе и в отражателе имеются сквозные отверстия, коаксиальные оси толкателя, толкатель выполнен в виде многоступенчатого вала с последовательным уменьшением диаметра ступеней к отражателю, жестко закрепленному на ступени толкателя с меньшим диаметром, а тарельчатый затвор установлен на второй ступени толкателя между хвостовиком отражателя и торцом третьей ступени толкателя, при этом каждое из уплотнительных колец выполнено в виде шайбы с лепестком по всему периметру, причем лепесток первого уплотнительного кольца расположен по наружному периметру шайбы и загнут в сторону отражателя, а лепесток второго уплотнительного кольца расположен по внутреннему периметру шайбы и отогнут в сторону третьей ступени толкателя.
При этом согласно полезной модели, на торце хвостовика отражателя со стороны торца второй ступени толкателя выполнен паз, а на торце второй ступени толкателя имеется шип, охватываемый стенками паза хвостовика отражателя.
При этом согласно полезной модели, между тарельчатым затвором и наружной поверхностью второй ступени толкателя установлен уплотнительный элемент.
При этом согласно полезной модели, отражатель закреплен на толкателе посредством винта с потайной головкой.
При этом согласно полезной модели, наружный диаметр хвостовика отражателя больше диаметра коаксиального отверстия тарельчатого затвора.
При этом согласно полезной модели, уплотнительный элемент выполнен в виде кольца из полиуретановой композиции или резины.
При этом согласно полезной модели, уплотнительные кольца выполнены из эластичного материала.
При этом согласно полезной модели, уплотнительные кольца выполнены из полиуретана.
При этом согласно полезной модели, уплотнительные кольца выполнены из термопластичного эластомера «хайтрел».
Основными новыми по сравнению с прототипом признаками заявляемого запорного органа концевого крана тормозной магистрали является то, что создана конструкция, которая позволила изготавливать толкатель и тарельчатый затвор, как самостоятельные детали, надежно соединяя их в процессе сборки. Кроме того, заявленная форма уплотнительных колец тарельчатого затвора позволяет обеспечить более надежное запирание воздуха за счет дополнительного поджатия воздухом, попавшим в пространство между лепестком первого уплотнительного кольца и отражателем в случае закрытого состояния концевого крана или в пространство между лепестком второго уплотнительного кольца и тарелкой запорного органа в случае открытого состояния концевого крана.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми чертежами, где на:
фиг.1 изображен запорный орган концевого крана (вид со стороны, обратной расположению приводной канавки толкателя, тарелка выполнена полостной);
фиг.2 - запорный орган концевого крана, тарелка которого выполнена цельной;
фиг.3 - вид сверху;
фиг.4 - сечение А-А фиг.1 (шип, охватываемый стенками паза хвостовика отражателя);
фиг.5 - сечение Б-Б фиг.2 (шип, охватываемый стенками паза хвостовика отражателя).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
Запорный орган концевого крана содержит толкатель 1, отражатель 2 с хвостовиком 3 и чашей 4 с отражательной поверхностью 5 и тарельчатый затвор 6 с уплотнительными кольцами 7 и 8 (фиг.1 и фиг.2).
Толкатель 1 выполнен в виде многоступенчатого вала, например, 4-х ступенчатого, как это показано в нашем примере. На одной из крайних ступеней 9 и 10 толкателя, например, на ступени 9 имеется приводная канавка 11 (фиг.3) традиционной формы для последующего, т.е. при сборке концевого крана, размещения в ней эксцентрикового кулачка ручного привода (на чертеже не показан) запорного органа концевого крана.
Ступень 9 вала толкателя, как это показано в нашем примере, имеет самый большой диаметр.
На другой крайней ступени, например, ступени 10, жестко закреплен отражатель 2. Ступень 10 толкателя имеет самый маленький диаметр.
Между ступенями 9, которую условно считаем четвертой, и ступенью 10, которую условно считаем первой, последовательно расположены третья ступень 12 и вторая ступень 13, диаметры которых последовательно уменьшаются от четвертой ступени 9 к первой ступени 10.
Таким образом, можно сказать, что вал толкателя выполнен с последовательным уменьшением диаметров его ступеней к отражателю 2.
Отражатель 2 выполнен цельным с хвостовиком 3 и чашей 4 с отражательной поверхностью 5.
Хвостовик 3 выполнен цилиндрическим с диаметром, большим диаметра второй ступени 13 вала толкателя 1.
Отражательная поверхность 5 может быть традиционной формы, принятой для концевых кранов воздушных магистралей железнодорожного транспорта.
В отражателе 2 выполнено сквозное отверстие 14, коаксиальное оси 15 толкателя, что позволило надеть отражатель 2 на первую ступень 10 толкателя 1. Кроме того, на торце хвостовика 3 отражателя 2 со стороны торца второй ступени 13 толкателя 1 выполнен паз 16, а на торце второй степени 13 толкателя 1 имеется шип 17, охватываемый стенками паза 16 хвостовика 3 отражателя 2 (фиг.4, раскрывающая сечение А-А фиг.1 и сечение А-А фиг.2).
Отражатель 2 закреплен на толкателе 1 посредством винта с потайной головкой, в которой имеется традиционное углубление под ключ или отвертку.
Тарельчатый затвор 6 выполнен в виде имеющей основание 18 тарелки 19, в полости которой установлено, например, способом вулканизации или посредством клея, первое уплотнительное кольцо 7. Второе уплотнительное кольцо 8 установлено, например, способом вулканизации или посредством клея, в углу между наружной
поверхностью оболочки 19 и основанием 18. Таким образом, можно сказать, что первое уплотнительное кольцо 7 размещено в полости тарельчатого затвора 6 со стороны отражателя 2, а второе уплотнительное кольцо 8 жестко закреплено на наружной поверхности тарельчатого затвора 6 со стороны толкателя 1.
Тарелка 19 может быть выполнена полостной, например, в виде цилиндра 20 с толстой стенкой и примыкающей к нему со стороны отражателя 2 оболочки 21 с тонкой стенкой, при этом первое уплотнительное кольцо 7 жестко установлено между внутренней поверхностью оболочки 21 и торцевой поверхностью 22 цилиндра 20 с широкими стенками (фиг.1)..
Тарелка 19 может быть выполнена и цельной с выступающей в сторону отражателя 2 оболочки 21 (фиг.2) для установки первого уплотнительного кольца 7.
В тарельчатом затворе 6 выполнено сквозное отверстие 23, коаксиальное оси 15 толкателя 1. В случае, если тарелка выполнена в виде оболочки, отверстие пройдет сквозь основание 18. В случае же, если тарелка выполнена цельной, сквозное отверстие пройдет и сквозь тело тарелки и сквозь основание 18.
Тарельчатый затвор 2 установлен на второй ступени 13 толкателя 1 между хвостовиком 3 отражателя 2 и торцом третьей ступени 12 толкателя 1, при этом наружный диаметр хвостовика 3 отражателя 2 больше диаметра сквозного коаксиального отверстия 23 тарельчатого затвора 6.
Между тарельчатым затвором 2 и наружной поверхностью второй ступени 13 толкателя 1 установлен уплотнительный элемент 24, который может быть выполнен в виде кольца, например, из полиуретановой композиции или резины, и уложен в канавку, выполненную на поверхности второй ступени 13.
Каждое из уплотнительных колец 7 и 8 выполнено в виде шайбы с лепестком 25 и 26 по всему периметру, причем лепесток 25 первого уплотнительного кольца 7 расположен по наружному периметру шайбы и загнут в сторону отражателя 2, а лепесток 26 второго уплотнительного кольца 8 расположен по внутреннему периметру шайбы и отогнут в сторону третьей ступени 12 толкателя 1.
Уплотнительные кольца могут быть выполнены из эластичного материала, например, из термопластичного эластомера «хайтрел» или полиуретана. В нашем примере уплотнительные кольца 7 и 8 выполнены из полиуретана.
В торце первой ступени 10 толкателя выполнено глухое резьбовое отверстие 27 под винт с потайной головкой (фиг.3) для фиксации положения отражателя 2 на толкателе 1.
При сборке запорного органа концевого крана на вторую ступень 12 вала толкателя 1 с уже установленным уплотнительным элементом 24 надевают предварительно собранный тарельчатый затвор с установленным в нем первым уплотнительным кольцом 7 и установленным на нем вторым уплотнительным кольцом 8.
Затем на первую ступень 10 толкателя 1 устанавливают отражатель 2 так, что паз 16 хвостовика 3 охватывает торцевой шип 17 толкателя 1, при этом отражательная поверхность 5 чаши 4 автоматически устанавливается в том положении, которое необходимо для работы концевого крана. Отражатель 2 поджимает тарельчатый затвор 6, а положение самого отражателя 2 надежно фиксируется посредством винта, который ввернут в резьбовое отверстие 27 торца первой ступени 10 толкателя 1 с использованием клея для предотвращения самопроизвольного ослабления резьбового соединения.
Запорный орган концевого крана готов к установке в корпус концевого крана.
В зависимости от позиционирования отражательной поверхности 5 готовый запорный орган может быть установлен в концевом кране как левого, так и правого исполнения. При установке запорного органа в соответствующий кран, не разбирая собранный в производственных условиях запорный орган, устанавливают в соответствующий корпус концевого крана.
Таким образом, технический результат - создание сборно-разборной конструкции запорного органа концевого крана тормозной магистрали с обеспечением максимальной точности позиционирования отражательной поверхности чаши отражателя - достигнут, что и обеспечивает возможность замены при их износе одних отдельных элементов узлов и деталей запорного органа при сохранении других работоспособных элементов. Кроме того, конструктивное выделение толкателя, тарельчатого затвора и отражателя в отдельные детали позволяет осуществить оптимальную для каждого из них термообработку и применить соответствующие материалы для повышения их работоспособности, при этом достигнута полная взаимозаменяемость деталей запорного органа для левого и для правого исполнений концевого крана и значительно упрощена технология сборки запорных органов, что в свою очередь привело к получению значительного экономического эффекта при производстве концевых кранов.