Магистральная часть воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства

Изобретение относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта. Магистральная часть воздухораспределителя включает устройство мягкости, содержащее закрепленную в корпусе упругую диафрагму, образующую в корпусе диафрагменную и клапанную полости. В клапанной полости, пневматически связанной с золотниковой и магистральной камерами, размещен подпружиненный клапан. Упругая диафрагма выполнена с возможностью воздействия на клапан, обеспечивающий под воздействием упругой диафрагмы перекрытие сообщения магистральной камеры и золотниковой камеры. При этом на стержне клапана закреплен упорный элемент, ограничивающий его открытое положение, исключающее воздействие клапана на упругую диафрагму и вместе с тем достаточное для сообщения магистральной и золотниковой камер. Технический результат – повышение эксплуатационного ресурса магистральной части воздухораспределителя. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, а более конкретно к магистральной части воздухораспределителя тормозной системы железнодорожных транспортных средств, преимущественно грузового подвижного состава.

Уровень техники

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является магистральная часть воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства, содержащая корпус, в котором размещены подвижная перегородка, герметично разделяющая корпус на магистральную камеру и золотниковую камеру, и устройство мягкости, содержащее закрепленную в корпусе упругую диафрагму, образующую в корпусе диафрагменную и клапанную полости; в клапанной полости, пневматически связанной с золотниковой камерой и с магистральной камерой, размещен подпружиненный клапан, взаимодействующий с упругой диафрагмой. В диафрагменной полости на внутренней поверхности упругой диафрагмы размещена ограничительная шайба, обеспечивающая ограничение хода перемещения подпружиненного клапана. (Патент РФ № 2578400, МПК7 B60T 15/18, 05.11.2014).

Недостатком известного устройства является чрезмерное механическое воздействие на мягкую резиновую диафрагму устройства мягкости металлическими элементами: подпружиненным клапаном с одной стороны и ограничительной шайбой – с другой. Под действием усилия пружины клапан упирается в ограничительную шайбу, при этом упругая диафрагма, зажатая между подпружиненным клапаном и ограничительной шайбой, подвержена излишней деформации, усиливающейся при динамических нагрузках, возникающих при движении. Кроме того, любое присутствие дефектов на поверхности клапана или ограничительной шайбы, которые могут появиться, например, в случае нарушения технологии их изготовлении, приводит к повреждению, нарушению целостности диафрагмы, и, как следствие, к преждевременной потере работоспособности магистральной части воздухораспределителя.

Раскрытие полезной модели

При создании изобретения решалась задача обеспечения надёжной и стабильной работы магистральной части воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в повышении эксплуатационного ресурса магистральной части воздухораспределителя за счёт исключения механического воздействия на упругую диафрагму металлических элементов устройства мягкости и исключения тем самым вероятности повреждения упругой диафрагмы устройства мягкости воздухораспределителя.

Указанный технический результат достигается тем, что магистральная часть воздухораспределителя, содержит корпус, в котором размещены подвижная перегородка, герметично разделяющая корпус на магистральную камеру и золотниковую камеру, и устройство мягкости, содержащее закрепленную в корпусе упругую диафрагму, образующую в корпусе диафрагменную и клапанную полости; в клапанной полости, пневматически связанной с магистральной и золотниковой камерами, размещен подпружиненный клапан, при этом упругая диафрагма выполнена с возможностью воздействия на клапан, обеспечивающий под воздействием упругой диафрагмы перекрытие сообщения магистральной камеры и золотниковой камеры, при этом согласно изобретению, на стержне клапана закреплен упорный элемент, ограничивающий его открытое положение, исключающее воздействие клапана на упругую диафрагму и вместе с тем достаточное для сообщения магистральной и золотниковой камер.

При этом, согласно изобретению, упорный элемент выполнен в виде упорного кольца, размещенного в кольцевой проточке стержня клапана.

При этом, согласно изобретению, упругая диафрагма выполнена с буртом, на кромке которого установлено крепежное кольцо с внутренним выступом, поверхность которого, контактирующая с буртом упругой диафрагмы, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа.

При этом, согласно изобретению, толщина упругой диафрагмы по наружному диаметру выполнена увеличенной, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы.

При этом, согласно изобретению, на внутренней поверхности упругой диафрагмы размещена шайба, поверхность которой, взаимодействующая с упругой диафрагмой, выполнена вогнутой.

При этом, согласно изобретению, шайба выполнена из полимерного материала.

При этом, согласно изобретению, стержень клапана установлен в направляющей втулке с кольцевым выступом с возможностью осевого перемещения клапана и посадкой его на седло.

Надежная работа магистральной части воздухораспределителя связана в первую очередь с состоянием её упругих элементов, в том числе упругой диафрагмы устройства мягкости. Срок службы упругой диафрагмы в значительной степени зависит от её формы и взаимодействия в работе с сопрягаемыми элементами: крепежным кольцом, служащим для закрепления упругой диафрагмы в корпусе, подпружиненным клапаном и шайбой.

С целью увеличения срока службы упругой диафрагмы в предлагаемом решении ограничение подпружиненного клапана осуществлено упорным элементом, закрепленным на стержне клапана, исключающим воздействие на диафрагму клапана с одной стороны и шайбы – с другой. Упругая диафрагма принимает в устройстве естественное положение, свободное от механических и динамических воздействий. Кроме того, предложенная конструкция позволяет исключить обязательное применение шайбы, поскольку шайба утрачивает свою функцию ограничения хода подпружиненного клапана и может быть установлена только в качестве поддержки упругой диафрагмы для исключения вероятности её выворачивания и других недопустимых деформаций при сильных перепадах давления в диафрагменной и клапанной полостях.

Таким образом, упругая диафрагма в предложенной конструкции находится в свободном естественном положении, что не только увеличивает срок её службы, но и делает более чувствительной к незначительному перепаду давлений.

Кроме того, с целью улучшения способности диафрагмы устройства мягкости упруго деформироваться при возникающих в процессе работы воздухораспределителя силовых нагрузках толщина упругой диафрагмы по наружному диаметру выполнена увеличенной, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы, а поверхность выступа крепежного кольца, контактирующая с буртом упругой диафрагмы, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа.

Таким образом, в предлагаемой конструкции магистральной части воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства значительно снижена вероятность повреждения упругой диафрагмы устройства мягкости воздухораспределителя, увеличивается срок её службы, что в значительной мере повышает эксплуатационный ресурс магистральной части воздухораспределителя.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:

фиг. 1 изображен общий вид магистральной части воздухораспределителя;

фиг. 2 – вид А фиг. 1 (устройство мягкости магистральной части воздухораспределителя);

фиг. 3. – вариант исполнения устройства мягкости магистральной части воздухораспределителя.

Осуществление изобретения

Магистральная часть воздухораспределителя содержит корпус 1, в котором размещены подвижная перегородка 2, разделяющая магистральную камеру 3 и золотниковую камеру 4, и устройство мягкости 5 (фиг.1). Подвижная перегородка 2, содержит упругую диафрагму 6, закрепленную между двумя жестко связанными между собой прижимными дисками 7, и подпружиненный плунжер 8, установленный в полости хвостовика одного из прижимных дисков 7 и зафиксированный посредством накидной гайки 9. Плунжер 8 взаимодействует с подпружиненным толкателем 10, опирающимся на клапан дополнительной разрядки 11 тормозной магистрали.

Магистральная камера 3 постоянно сообщена с тормозной магистралью посредством канала 12. Золотниковая камера 4 сообщена каналом 13 с золотниковыми камерами главной части и двухкамерного резервуара воздухораспределителя (не показаны). Рабочая камера 14 связана каналами 15 и 16 с рабочими камерами главной части и двухкамерного резервуара воздухораспределителя (не показаны). Плунжер 8 выполнен с отверстием 17 зарядки рабочей камеры 14 и отверстиями 18 – для зарядки золотниковой камеры 4.

Устройство мягкости 5 содержит закрепленную в корпусе 1 упругую диафрагму 19, образующую в корпусе 1 диафрагменную полость 20 над диафрагмой и клапанную полость 21 под диафрагмой (фиг. 2). Толщина упругой диафрагмы 19 может быть выполнена увеличенной по наружному диаметру, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы. Для закрепления в корпусе 1 упругая диафрагма 19 выполнена с буртом 22, на кромке которого установлено крепежное металлическое кольцо 23, выполненное с обеспечением герметичного разделения диафрагменной полости 20 и клапанной полости 21 при закручивании в корпус 1 поджимающей крышки 24. Крепежное кольцо 23 выполнено с внутренним выступом 25, поверхность которого, контактирующая с буртом 22 упругой диафрагмы 19, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа 25.

Диафрагменная полость 20 постоянно сообщена с рабочей камерой 14 посредством канала 15. Клапанная полость 21 связана каналами 26 и 13 с золотниковой камерой 4, каналом 27 – с магистральной камерой 3 (фиг.1). В клапанной полости 21 (фиг.2) размещен подпружиненный, например, пружиной сжатия 28, клапан 29 устройства мягкости 5, выполненный в виде диска 30, размещенного на торце стержня 31.

Упругая диафрагма 19 выполнена с двумя рабочими поверхностями: внутренней рабочей поверхностью, на которой может быть размещена поддерживающая диафрагму шайба 32, и наружной поверхностью, воздействующей в рабочем состоянии на диск 30 клапана 29. Шайба 32 имеет центральное отверстие и может быть выполнена традиционно из металла, а также из полимерного материала, например, полиамида. Поверхность шайбы 32, взаимодействующая с внутренней рабочей поверхностью упругой диафрагмы 19 выполнена вогнутой для снижения напряжений деформации упругой диафрагмы.

Поджимающая крышка 24 (фиг. 1) может быть выполнена с образованием полости, обеспечивающей пневматическую связь каналов 15 и 16 рабочей камеры 14 с рабочими камерами главной части и двухкамерного резервуара воздухораспределителя (не показаны). Поджимающая крышка так же может быть выполнена с внутренним центральным выступом (фиг. 3), образующим при навинчивании крышки 24 корпус 1 магистральной части полость или имеющим сквозное отверстие, которые обеспечивают пневматическую связь каналов 15 и 16 рабочей камеры 14.

Клапан 29 устройства мягкости 5 выполнен с возможностью соединения в открытом состоянии магистральной камеры 3 и золотниковой камеры 4 посредством каналов 27 и 26, 13 соответственно и их перекрытия под воздействием упругой диафрагмы 19 (фиг. 1).

В корпусе установлена направляющая втулка 33 (фиг. 2), в сквозном отверстии которой расположен стержень 31 клапана 29 с возможностью осевого перемещения клапана и посадкой его на седло 34. На стержне 31 клапана 29 закреплен упорный элемент, ограничивающий открытое положение клапана 29, исключающее воздействие клапана 29 на упругую диафрагму и вместе с тем достаточное для сообщения магистральной 3 и золотниковой 4 камер. Как показано в приведенном примере, с целью ограничения хода клапана 29 на поверхности стержня 31 выполнена кольцевая проточка для размещения упорного кольца 35 клапана 29.

Пружина 28 клапана 29 размещена в клапанной полости 21 с упором с одной стороны в кольцевой выступ 36 втулки 33, с другой стороны – в диск 30 клапана 29, и с усилием, не препятствующим закрытию клапана 29 при взаимодействии с упругой диафрагмой 19 под действием давления в диафрагменной полости 20.

При зарядке, также, как и при отпуске, тормозной системы сжатый воздух из тормозной магистрали по каналу 12 поступает в магистральную камеру 3. При этом клапан 29 устройства мягкости 5 открыт под усилием пружины 28 (фиг. 1,2). Вместе с тем упорное кольцо 35 на стержне 31 ограничивает движение клапана 29 вверх (по чертежу). Ограничение упорным кольцом 35 клапана 29 исключает упор диска 30 клапана 29 в наружную поверхность упругой диафрагмы 19, таким образом, исключается механическое воздействие клапана 29 на упругую диафрагму 19, усиливающееся во время движения вибродинамическими нагрузками.

Сжатый воздух медленно перетекает из магистральной камеры 3 по каналу 27 через открытый клапан 29 по каналам 26 и 13 в золотниковую камеру 4 (фиг. 1). Под действием сжатого воздуха в магистральной камере 3 подвижная перегородка 2 вместе с плунжером 8 перемещается вправо (по чертежу). Сжатый воздух из магистральной камеры 3 через отверстие 17 в плунжере 8 поступает в рабочую камеру 14 магистральной части и далее по каналу 15 в диафрагменную полость 20 устройства мягкости 5, далее в рабочую камеру двухкамерного резервуара (не показан). Через отверстия 18 в плунжере 8 сжатый воздух поступает в золотниковую камеру 4, далее по каналу 13 в золотниковую камеру двухкамерного резервуара. По окончании зарядки в магистральной 3, золотниковой 4 и рабочей 14 камере магистральной части воздухораспределителя устанавливается равное зарядное давление. Поскольку давления в полостях 20 и 21 равны, клапан 29 устройства мягкости 5 продолжает оставаться открытым под усилием пружины 28.

В открытом состоянии клапана 29 упругая диафрагма 19 находится в свободном состоянии, исключающем механические деформации. Исключена излишняя деформация бурта 22 упругой диафрагмы 19 (фиг. 2).

При медленном снижении давления в тормозной магистрали темпом мягкости, то есть темпом, не приводящим к срабатыванию воздухораспределителя на торможение, сжатый воздух из золотниковой камеры 4 перетекает в тормозную магистраль через, открытый клапан 11, магистральную камеру 3 и канал 12 (фиг. 1).

При осуществлении процесса торможения производится быстрое снижение давления в тормозной магистрали, а, следовательно, в магистральной камере 3 и золотниковой камере 4 на определенную величину темпом служебного или экстренного торможения. Упругая диафрагма 19 устройства мягкости 5 перемещается вниз (по чертежу) под усилием разницы давлений сжатого воздуха в полостях 20 и 21. Наибольшим это усилие будет при осуществлении экстренного торможения с величины зарядного или сверхзарядного давления в тормозной магистрали, когда в золотниковой 4 и магистральной 3 камерах, так же, как и в тормозной магистрали давление снижается до атмосферного. Под воздействием упругой диафрагмы 19 клапан 29 устройства мягкости 5 перемещается до упора в седло 34 и перекрывает каналы 26 и 27 (фиг. 2).

При возвратно-поступательном движении упругой диафрагмы 19 устройства мягкости 5 в различных режимах работы магистральной части воздухораспределителя упругая диафрагма 19 подвергается упругой деформации. При этом снижены механические нагрузки на диафрагму 19 из-за исключения воздействия на упругую диафрагму 19 клапана 29 в открытом состоянии. В любом положении упругой диафрагмы значительно снижается вероятность её повреждения, благодаря чему не нарушается работа магистральной части воздухораспределителя, увеличивается её эксплуатационный ресурс.

1. Магистральная часть воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного транспортного средства, содержащая корпус, в котором размещены подвижная перегородка, герметично разделяющая корпус на магистральную камеру и золотниковую камеру, и устройство мягкости, содержащее закрепленную в корпусе упругую диафрагму, образующую в корпусе диафрагменную и клапанную полости; в клапанной полости, пневматически связанной с магистральной и золотниковой камерами, размещен подпружиненный клапан, при этом упругая диафрагма выполнена с возможностью воздействия на клапан, обеспечивающий под воздействием упругой диафрагмы перекрытие сообщения магистральной камеры и золотниковой камеры, отличающаяся тем, что на стержне клапана закреплен упорный элемент, ограничивающий его открытое положение, исключающее воздействие клапана на упругую диафрагму и вместе с тем достаточное для сообщения магистральной и золотниковой камер.

2. Магистральная часть воздухораспределителя по п. 1, отличающаяся тем, что упорный элемент выполнен в виде упорного кольца, размещенного в кольцевой проточке стержня клапана.

3. Магистральная часть воздухораспределителя по п. 1, отличающаяся тем, что упругая диафрагма выполнена с буртом, на кромке которого установлено крепежное кольцо с внутренним выступом, поверхность которого, контактирующая с буртом упругой диафрагмы, выполнена конической, сужающейся к скругленной вершине выступа.

4. Магистральная часть воздухораспределителя по п. 1, отличающаяся тем, что толщина упругой диафрагмы по наружному диаметру выполнена увеличенной, плавно уменьшающейся к центру диафрагмы.

5. Магистральная часть воздухораспределителя по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности упругой диафрагмы размещена шайба, поверхность которой, взаимодействующая с упругой диафрагмой, выполнена вогнутой.

6. Магистральная часть воздухораспределителя по п. 5, отличающаяся тем, что шайба выполнена из полимерного материала.

7. Магистральная часть воздухораспределителя по п. 1, отличающаяся тем, что стержень клапана установлен в направляющей втулке с кольцевым выступом с возможностью осевого перемещения клапана и посадкой его на седло.