Пневматический воздухораспределитель для регулирования давления тормозного цилиндра автоматического непрямодействующего пневматического тормоза

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ЦИЛИНДРА АВТОМАТИЧЕСКОГО НЕПРЯМОДЕЙСТВУЮЩЕГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗА(56) В.Р. Асадченко. Автоматические тормоза подвижного состава. Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М., Маршрут, 2006, с. 124-134DE-A1-4309386 В.И. Крылов и др. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. Справочник. М., Транспорт, 1989, с. 53,173-179, 194 Изобретение относится к пневматическому воздухораспределителю для регулирования давления тормозного цилиндра автоматического непрямодействующего пневматического тормоза в соответствии с разницей между управляющим давлением и оказывающим противоположное действие на управляющий поршень эталонным давлением, при этом предусмотрены средства для функции запорного клапана для ускорительного устройства пневматического тормоза, которые для завершения начального ускорения останавливают удаление воздуха из канала дополнительной разрядки (KDR), при этом средства для функции запорного клапана выполнены в форме отдельного запорного клапана (1), содержащего расположенный внутри корпуса (2) запорного клапана, приводимый в действие, с одной стороны, управляющим давлением (S), а с другой стороны - эталонным давлением (А) управляющий поршень (3) запорного клапана, который во взаимодействии по меньшей мере с одной возвратной пружиной (4) посредством поршневого штока (5) приводит в действие седельный клапан для закрытия канала дополнительной разрядки(KDR) относительно присоединения (Ex) для удаления воздуха или присоединения для управления давлением тормозного цилиндра, причем седельный клапан включает седло (6) клапана с соответствующим ему и расположенным на конце поршневого штока (5) запорным телом(7), а запорный клапан (1) оснащен перепускными запорными средствами соединения между находящейся под управляющим давлением (S) камерой (10) управляющего давления и находящейся под эталонным давлением (А) камерой (9) эталонного давления, которые включают перепускные каналы (13, 11).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: КНОРР-БРЕМЗЕ ЗЮСТЕМЕ ФЮР ШИНЕНФАРЦОЙГЕ ГМБХ (DE) Изобретение относится к пневматическому воздухораспределителю для регулирования давления тормозного цилиндра автоматического непрямодействующего пневматического тормоза в соответствии с разницей между управляющим давлением и оказывающим противоположное действие на управляющий поршень эталонным давлением, при этом предусмотрены средства для функции запорного клапана для ускорительного устройства пневматического тормоза, которые для завершения начального ускорения останавливают удаление воздуха из канала дополнительной разрядки. Сфера применения изобретения распространяется на строительство рельсового транспорта. В рамках пневматических тормозных систем в качестве регулирующего элемента обычно используются воздухораспределители с пневматическим предуправлением. Такой регулирующий элемент управляет заполнением вспомогательного воздушного резервуара или запасного воздушного резервуара и в зависимости от давления в основной воздушной магистрали рельсового транспортного средства формирует соответствующее давление тормозного цилиндра или управляющее давление. В зависимости от цели применения воздухораспределитель для пневматических тормозных систем обычно комбинируется с ограничителями максимального давления, защитой от наполнителей, ускорительными устройствами и т.п. Для ускорительного устройства, которое преимущественно служит для равномерного торможения, состоящего из многих соединенных друг с другом рельсовых транспортных средств подвижного состава, необходима так называемая функция запорного клапана для завершения начального ускорения путем закрытия канала дополнительной разрядки, соотнесенного с каждым воздухораспределителем. В рамках настоящего изобретения под таким удалением воздуха может пониматься как настоящее удаление воздуха в атмосферу, так и стравливание давления в направлении давления тормозного цилиндра. Из справочника "Асадченко В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава железного транспорта (русск.)". - М., 2002, с. 71 и далее, следует общий принцип воздухораспределителя. Воздухораспределитель состоит из главной части и магистральной части с ускорительным клапаном, которые обычно установлены на опоре воздухораспределителя. Необходимые соединения сжатого воздуха изготавливаются с соответствующими присоединениями на опоре воздухораспределителя. Внутри опоры находятся камеры для управляющего давления S и эталонного давления А. Важными составляющими главной части воздухораспределителя являются управляющий поршень, воздействующие на него нажимные пружины,встроенный двухседельный клапан для подачи и удаления воздуха из подключенного тормозного цилиндра, а также уравнительный поршень, который перемещается за счет давления тормозного цилиндра,преодолевая силу двух регулируемых нажимных пружин. Среди прочего, задачей управляющей части является обеспечение соединения сжатого воздуха от основной воздушной магистрали в канал дополнительной разрядки для дополнительного удаления воздуха из воздухораспределителя. Оно открывается, когда давление в основной воздушной магистрали опускается, для децентрализованной поддержки снижения давления по всей длине поезда. Канал дополнительной разрядки оканчивается в главной части воздухораспределителя. Тем самым, задача главной части заключается в том, чтобы держать канал открытым при начале торможения и закрывать его после достаточного воздействия дополнительного выхода воздуха. За счет выполнения функции запорного клапана внутри воздухораспределительного устройства во время торможения для завершения начального ускорения удаление воздуха из канала дополнительной разрядки останавливается. Эта функция запорного клапана в уровне техники реализуется за счет встроенных внутрь воздухораспределителя клапанных средств, которые работают по типу золотникового клапана. Это требует определенного расположения поршней воздухораспределителя, чтобы в соответствии с функцией золотникового клапана реализовать переключение в зависимости от длины хода. За счет этого образуется зависящий от длины хода главный орган с относительно большим ходом. Такая концепция клапана по техническим причинам не может использоваться в комбинации с клапаном с тремя ступенями давления в качестве воздухораспределителя для регулирования давления тормозного цилиндра. Задача настоящего изобретения заключается в создании функции запорного клапана для ускорительного устройства, которая позволяет закрывать канал дополнительной разрядки независимо от конструкции воздухораспределителя для того, чтобы, например, реализовать использование в комбинации с клапаном с тремя ступенями давления. Исходя из воздухораспределителя согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, данная задача решена в комбинации с его отличительными признаками. Ниже перечисленные зависимые пункты отражают предпочтительные усовершенствования изобретения. Изобретение включает в себя техническое решение, согласно которому средства для функции запорного клапана выполнены в форме отдельного запорного клапана, содержащего расположенный внутри корпуса запорного клапана, приводимый в действие, с одной стороны, управляющим давлением, а с другой стороны - эталонным давлением управляющий поршень запорного клапана, который во взаимодействии по меньшей мере с одной возвратной пружиной посредством поршневого штока приводит в действие седельный клапан для закрытия канала дополнительной разрядки относительно присоединения для удаления воздуха или присоединения для управления давлением тормозного цилиндра, причем седельный клапан включает седло клапана с соответствующим ему и расположенным на конце поршневого штока запорным телом, а запорный клапан оснащен перепускными запорными средствами соединения между находящейся под управляющим давлением камерой управляющего давления и находящейся под эталонным давлением камерой эталонного давления, которые включают перепускные каналы. Преимущество предлагаемого решения заключается, прежде всего, в том, что исходят из принципа золотника клапана, и функция запорного клапана реализуется за счет использования принципа седельного клапана. Седельный клапан может реализовать существенно большие потоки с меньшей длиной хода. За счет выделения функции запорного клапана в собственный корпус клапана закрытие названных воздушных каналов может быть реализовано независимо от конструкции собственно воздухораспределителя. Кроме того, предлагаемый запорный клапан позволяет использовать мембранные поршни в главной части воздухораспределителя. За счет предлагаемого вычленения функции запорного клапана обеспечивается возможность использования в комбинации с клапаном с тремя ступенями давления. Предлагаемый запорный клапан может переключаться непосредственно за счет разницы между эталонным давлением и управляющим давлением. Предпочтительным образом за счет этого возникает комбинированный запорный клапан для ускорительного устройства и соединение между главным воздуховодом и управляющей камерой воздухораспределителя пневматического тормоза. В предпочтительном варианте осуществления изобретения перепускной канал поршневого штока выполнен в поршневом штоке с возможностью смещения вместе с ним между камерой эталонного давления и соседней перепускной камерой, а перепускной канал выполнен в корпусе клапана и устанавливает соединение между перепускной камерой и камерой управляющего давления. Таким образом, для установления соединения с камерой управляющего давления предусмотрен перепускной канал корпуса клапана, который устанавливает соединение перепускной камеры с камерой управляющего давления. Расположенные в корпусе клапана и поршневого штока перепускные каналы могут быть изготовлены простым способом с точки зрения техники производства. Для закрытия перепускного канала поршневого штока согласно еще одной усовершенствующей изобретение мере предлагается, что перепускная камера оснащена относительно поршневого штока первым динамическим уплотнением со стороны примыкающей камеры эталонного давления, а также вторым динамическим уплотнением со стороны примыкающей с другой стороны камеры для удаления воздуха. По длине хода поршневого штока отверстие седельного клапана перепускного канала поршневого штока проходит первое динамическое уплотнение, за счет чего в зависимости от длины хода можно установить или рассоединить напорное соединение между эталонным давлением и управляющим давлением по типу золотникового клапана. Согласно еще одной усовершенствующей изобретение мере запорный клапан сконструирован таким образом, что для достижения высокого качества регулирования можно определить последовательность закрытия между функцией запорного клапана и запорной перепускной функцией между управляющим давлением и эталонным давлением. В этом смысле предлагается, что перепускной канал поршневого штока с учетом длины хода управляющего поршня и положения расположенных в корпусе клапана напорных камер выполнен в поршневом штоке так, что во время торможения при соответственно снижающемся управляющем давлении сначала закрывается перепускное соединение между камерой управляющего давления и камерой эталонного давления, прежде чем закрывается соединение между каналом дополнительной разрядки и присоединением для удаления воздуха. Чтобы достичь способствующего качеству регулировки следования эталонного давления относительно опережающего при выравнивании давления управляющего давления во время снижения давления, предпочтительным образом перепускной канал поршневого штока образует дроссельную точку на пути перепускания. В самом простом случае дроссельная точка может быть выполнена в виде диафрагмы за счет соответствующего выбора диаметра отверстия для перепускного канала поршневого штока. Предлагаемый запорный клапан образует предпочтительную конструктивную предпосылку для варьирования эксплуатационных параметров. Так, предлагается, чтобы разница между эталонным давлением и управляющим давлением, необходимая для закрытия запорного клапана, а также запорных перепускных средств, была определена с учетом площади управляющего поршня запорного клапана, а также предварительного натяжения и жесткости пружины клапана и предварительного натяжения и жесткости противодействующей ему возвратной пружины. В самом простом случае можно выполнить регулировку за счет выбора пружины. Прочие усовершенствующие изобретение меры представлены в зависимых пунктах формулы изобретения или подробнее раскрываются ниже вместе с описанием предлагаемого примера осуществления изобретения со ссылкой на фигуры: фиг. 1 - схематичный вид сбоку на комбинированный запорный клапан в положении движения рельсового транспортного средства; фиг. 2 - схематичный вид сбоку на комбинированный запорный клапан в первой фазе торможения рельсового транспортного средства; фиг. 3 - схематичный вид сбоку на комбинированный запорный клапан во второй фазе торможения рельсового транспортного средства. Согласно фиг. 1 комбинированный запорный клапан 1 в основном состоит из расположенного в корпусе 2 запорного клапана управляющего поршня 3, на который, с одной стороны, подается управ-2 019403 ляющее давление S, а с другой стороны - эталонное давление А. Во взаимодействии с возвратной пружиной 4 посредством поршневого штока 5 приводится в действие седельный клапан для закрытия канала дополнительной разрядки относительно присоединения Ex для удаления воздуха. В основном седельный клапан состоит из расположенного стационарно относительно корпуса 2 запорного клапана седла 6 клапана с расположенным на конце поршневого штока 5 соответствующим запорным телом 7. Кроме того,между корпусом 2 запорного клапана и запорным телом 7 расположена пружина 8 клапана, действующая в направлении закрытия седельного клапана. Кроме того, в качестве запорного перепускного средства между управляющей камерой 10 и эталонной камерой 9 в поршневом штоке 5 предусмотрен перепускной канал 11 поршневого штока, смещаемый с поршневым штоком 5 между эталонной камерой 9 и расположенной рядом с ней в направлении седельного клапана перепускной камерой 12, при этом затем перепускной канал 13 корпуса клапана, который выполнен в корпусе 2 клапана, устанавливает соединение между этой перепускной камерой 12 и камерой 10 управляющего давления. Для динамического уплотнения камер внутри клапана перепускная камера 12 оснащена относительно поршневого штока 5 первым динамическим уплотнением 14 со стороны примыкающей камеры 9 эталонного давления. Второе динамическое уплотнение 15 расположено со стороны примыкающей с другой стороны камеры 16 для удаления воздуха. Оба уплотнения 14 и 15 выполнены в виде радиальных уплотнительных манжетных колец. В представленном здесь исходном состоянии, которое соответствует положению движения воздухораспределителя, между управляющим давлением S и эталонным давлением А через перепускной канал 11 поршневого штока и перепускной канал 13 корпуса клапана действует выравнивание давления. Соединения канала дополнительной разрядки с присоединением Ex для удаления воздуха за счет возвратной пружины 4 поддерживаются открытыми. Согласно фиг. 2 во время торможения управляющее давление S снижается. Поскольку эталонное давление не может в достаточной мере следовать через образующий точку дросселирования перепускной канал 11 поршневого штока, то на управляющем поршне 3 запорного клапана образуется разница давления, и вызывает его движение вместе с поршневым штоком 5 и запорным телом 7 против силы возвратной пружины в направлении камеры 10 управляющего давления. При определенной длине хода, которая определена разницей давления на управляющем поршне 3 запорного клапана и увеличивающейся по мере длины хода силой возвратной пружины 4, перепускной канал 11 поршневого штока проходит первое динамическое уплотнение 14. Таким образом соединение между эталонным давлением А и управляющим давлением S прерывается, и с этого момента эталонное давление впредь блокировано. Согласно фиг. 3 при увеличивающейся на управляющем поршне 3 уравнительного клапана разнице между эталонным давлением и управляющим давлением он движется далее, преодолевая увеличивающуюся силу возвратной пружины 4. Начиная с определенной длины хода, запорное тело 7 прилегает к седлу 6 клапана и, тем самым, закрывает соединение между каналом дополнительной разрядки и Ex. Поскольку теперь все соединения закрыты, комбинированный запорный клапан достиг своего запорного положения. Список ссылочных обозначений: 1 - запорный клапан; 2 - корпус запорного клапана; 3 - управляющий поршень запорного клапана; 4 - возвратная пружина; 5 - поршневой шток; 6 - седло клапана; 7 - запорное тело; 8 - пружина клапана; 9 - камера эталонного давления; 10 - камера управляющего давления; 11 - перепускной канал поршневого штока; 12 - перепускная камера; 13 - перепускной канал корпуса клапана; 14 - первое динамическое уплотнение; 15 - второе динамическое уплотнение. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пневматический воздухораспределитель для регулирования давления тормозного цилиндра автоматического непрямодействующего пневматического тормоза в соответствии с разницей между управляющим давлением (S) и оказывающим противоположное действие на управляющий поршень эталонным давлением (А), при этом предусмотрены средства для функции запорного клапана для ускорительного устройства пневматического тормоза, которые для завершения начального ускорения останавливают удаление воздуха из канала дополнительной разрядки (KDR), отличающийся тем, что средства для функции запорного клапана выполнены в форме отдельного запорного клапана (1), содержащего расположенный внутри корпуса (2) запорного клапана, приводимый в действие, с одной стороны, управляющим давлением (S), а с другой стороны - эталонным давлением (А) управляющий поршень (3) запорного клапана, который во взаимодействии по меньшей мере с одной возвратной пружиной (4) посредством поршневого штока (5) приводит в действие седельный клапан для закрытия канала дополнительной разрядки (KDR) относительно присоединения (Ex) для удаления воздуха или присоединения для управления давлением тормозного цилиндра, причем седельный клапан включает седло (6) клапана с соответствующим ему и расположенным на конце поршневого штока (5) запорным телом (7), а запорный клапан (1) оснащен перепускными запорными средствами соединения между находящейся под управляющим давлением (S) камерой (10) управляющего давления и находящейся под эталонным давлением (А) камерой(9) эталонного давления, которые включают перепускные каналы (13, 11). 2. Пневматический воздухораспределитель по п.1, отличающийся тем, что перепускной канал (11) поршневого штока выполнен в поршневом штоке (5) с возможностью смещения вместе с ним между камерой (9) эталонного давления и соседней перепускной камерой (12), а перепускной канал (13) выполнен в корпусе клапана и устанавливает соединение между перепускной камерой (12) и камерой (10) управляющего давления. 3. Пневматический воздухораспределитель по п.2, отличающийся тем, что перепускная камера (12) оснащена относительно поршневого штока (5) первым динамическим уплотнением (14) со стороны примыкающей камеры (9) эталонного давления и вторым динамическим уплотнением (15) со стороны примыкающей с другой стороны камеры (16) для удаления воздуха. 4. Пневматический воздухораспределитель по п.2 или 3, отличающийся тем, что перепускной канал(11) поршневого штока с учетом длины хода управляющего поршня (3) и положения расположенных в корпусе клапана напорных камер выполнен в поршневом штоке (5) так, что во время торможения при соответственно снижающемся управляющем давлении сначала закрывается перепускное соединение между камерой (10) управляющего давления и камерой (9) эталонного давления, прежде чем закрывается соединение между каналом дополнительной разрядки (KDR) и присоединением (Ex) для удаления воздуха. 5. Пневматический воздухораспределитель по п.4, отличающийся тем, что перепускной канал (11) поршневого штока между камерой (10) управляющего давления и камерой (9) эталонного давления образует точку дросселирования для замедленного выравнивания эталонного давления относительно опережающего управляющего давления. 6. Пневматический воздухораспределитель по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что расположенная между корпусом (2) запорного клапана и запорным телом (7) пружина (8) клапана действует в направлении закрытия седельного клапана. 7. Пневматический воздухораспределитель по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что разница между эталонным давлением и управляющим давлением, необходимая для закрытия запорного клапана, а также запорных перепускных средств, определена с учетом площади управляющего поршня (3) запорного клапана, а также предварительного натяжения и жесткости пружины (8) клапана и предварительного натяжения и жесткости противодействующей ему возвратной пружины (4).