CS261882B2 - Quick-acting brake's accelerator for undirectly acting compressed-air brakes - Google Patents

Description

Vynález se týká urychlovače rychločlnné brzdy pro nepřímo působící tlakovzdušné brzdy kolejových vozidel, který je opatřen jednak ovládacím pístem, který je spojen s urychlovacím ventilem, zařazeným do odvzdušňovací cesty hlavního vzduchového potrubí, přičemž ovládací píst sousedí na jedné straně s prostorem, který je neškrceně spojen s hlavním vzduchovým potrubím, a na druhé straně s ovládací komorou, která je připojena к hlavnímu vzduchovému potrubí nebo Ik zásobní nádrži, připojené к hlavnímu vzduchovému potrubí, a jednak výpustným ventilem, který je zapojen do odvzdušňovací cesty ovládací komory a který je ve směru uzavírání spojen s pístem ventilu, omezujícím prostor, připojený na hlavní vzduchové potrubí.

Je známý urychlovač rychločinné brzdy tohoto typu, u kterého tlak v hlavním vzduchovém potrubí ovlivňuje píst ventilu, zatížený na opačné straně pružinou, ve směru uzavírání výpustného ventilu. Výpustný ventil představuje spolehlivou opětovnou připravenost urychlovače rychloúčinné brzdy po jeho uvedení v činnost tehdy, pokud tlak v hlavním vzduchovém potrubí je zmenšen alespoň zhruba na tlak atmosférický. Z toho vyplývá, že hlavní vzduchové potrubí po uvedení urychlovače rychloúčinné brzdy v činnost lze rychle opět uvést pod tlak pro co nejrychlejší opětovné uvolnění brzd, přičemž je však třeba tlak v hlavním vzduchovém potrubí opět zvýšit ze zhruba atmosférickéh tlaku na hodnotu regulačního tlaku. To může vést jednalk к nerovnoměrnému uvolňování brzd po celé délce vlaku, jednak se tím podstatně zvyšuje potřeba tlakového vzduchu a časově se zpožďuje uvolňování brzd.

Z DE-PS 29 29 649 je známý odvzdušňovací ventil pro urychlovač rychločinné brzdy, který se zařazuje do spojení výpustného kanálu urychlovače rychločinné brzdy s atmosférou. Úkolem tohoto odvzdušňovacího ventilu je nezávisle na objemu hlavního vzduchového potrubí při uvedení urychlovače rychloúčinné brzdy w činnost způsobit pokles tlaku v hlavním vzduchovém potrubí až na předem stanovenou hodnotu a tak zachovat v hlavním vzduchovém potrubí zbytkový tlak o předem přesně stanovené relativní hodnotě, což umožňuje rychlé opětovné brzdění při úspoře energie tlakového vzduchu. Odvětrávací ventil však musí být upraven tak, že jím prochází -vypouštěný vzduch z hlavního vzduchového potrubí, v souladu s tímto velkým množstvím tlakového vzduchu musí mít velký průtokový průřez a i tak představuje odpor pro tlakový vzduch vypouštěný z hlavního vzduchového potrubí urychlovačem rychločinné brzdy.

Vynález si klade za úkol vytvořit jednoduchý urychlovač rychločinné brzdy v úvodu uvedeného typu bez přídavného zařízení, omezujícího odtok tlakového vzduchu z hlavního vzduchového potrubí, který by stej ně tak jako urychlovač rychločinné brzdy se za ním zařazeným odvzdušňovacím ventilem při svém uvedení v činnost nezávisle na objemu hlavního vzduchového potrubí umožnil vždy rychlý pokles tlaku v hlavním vzduchovém potrubí až na předem stanovenou hodnotu zbytkového tlaku a který by udržením určitého, ve své výši relativně přesně stanoveného zbytkového tlaku v hlavním vzduchovém potrubí zajistil úsporu energie tlakového vzduchu a rychlé opětovné odbrzdění brzd.

Vytčený úlkol se řeší urychlovačem rychloúčinné brzdy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se zřetelem na velikost odvětrávaného objemu má odvzdušňovací cesta, opatřená urychlovacím ventilem, menší průtočný průřez než odvzdušňovací cesta, opatřená výpustným ventilem, že píst ventilu má alespoň při uzavřeném výpustném ventilu dvě různě velké pracovní pístní plochy, z nichž větší pístní plocha sousedí s prostorem připojeným к hlavnímu vzduchovému potrubí a protilehlá menší pístní plocha sousedí s centrálním prostorem, sousedícím s ovládací komorou, a že má upravenou komoru vnějšího vzduchu, která je zařazena za výpustným ventilem ve směru proudění do okolního ovzduší a která je vymezena alespoň částí diferenční plochy pístu ventilu mezi jeho pracovní větší pístní plochou a menší pístní plochou.

Další účelná vytvoření urychlovače rychločinné brzdy podle vynálezu jsou uvedena v dalších bodech definice předmětu vynálezu.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn řez prvním příkladem provedení. Obr. la představuje detail tohoto příkladu provedení ve větším měřítku.

Na obr. 2 je zobrazen detail dalšího příkladu provedení urychlovače rychloúčinné brzdy podle vynálezu.

Jak je patrno z obr. 1, rozděluje ovládací píst 1, vytvořený jako membránový píst, komoru tělesa urychlovače rychločinné brzdy na první prostor 2 a drubý prostor, v dalším označovaný jalko ovládací komora 3. Prostor 2 je bez škrcení připojen prostřednictvím kanálu 4 tělesa na blíže neznázorněné hlavní vzduchové potrubí. Neznázorněný vzduchojem je připojen přes další kanál 5 tělesa a do něj vložené škrcení 6, jakož i dále zařazený vstupní a výstupní ventil 7 к ovládací komoře 3. V té poloze ovládacího pístu 1, která je znázorněna na obr. 1, je vstup 7‘ vstupního a výstupního ventilu 7 otevřen, takže kanál 5 tělesa, připojený na neznázorněný vzduchojem, je připojen přes škrcení 6 a vstup 7‘ vstupního a výstupního ventilu 7 к ovládací komoře 3. Vzduchojem je přes neznázorněné kontrolní ventily plněn obvyklým způsobem tlako261882 vým vzduchem z hlavního vzduchového potrubí.

Odlišně od uvedeného popisu může být kanál 5 tělesa spojen rovněž bezprostředně s hlavním vzduchovým potrubím.

Pro otevírání výpustné části vstupního a výstupního ventilu 7 je upraven na ovládacím pístu 1 nástavec 8, který je na své volné čelní straně vytvářen jako sedlo ventilu. Vstupní a výstupní ventil 7 má na svém výstupu 7^U centrální otvor, který je otevřený do atmosféry a který přechází v trysku. Ve znázorněné poloze vstupního a výstupního ventilu 7, kdy je vstup 7* otevřen, je jako tryska provedený výstup 7“ uzavřen nástavcem 8 ovládacího pístu 1.

V prostoru 2 je uložena pružina 9, která zatěžuje ovládací píst 1. Na ovládacím p^ťstu 1 je upraveno zdvihátko 10, které prochází tlakotěsně stěnou 11 tělesa, vymezující prostor 2, a vyčnívá do prostoru 12. Prostor 12 je připojen ke kanálu 4 tělesa a tím i к hlavnímu vzduchovému potrubí a do atmosféry je odvzdušněn kanálem 13 tělesa. V prostoru 12 je upraven urychlovací ventil 14, který jej z hlediska uvedených přípojů rozděluje, který je ve směru uzavrání zatížen pružinou 15 a který ve své uzavřené poloze uzavírá kanál 4 tělesa a tím i odděluje hlavní vzduchové potrubí od kanálu 13 tělesa a tun uzavírá přístup к atmosféře.

Až dosud odpovídá urychlovač rychločinné brzdy, pokud jde o jeho konstrukci, a o jeho činnost, urychlovači popsanému ve stavu techniky, takže další vysvětlování by bylo nadbytečné.

V části 16 tělesa urychlovače rychločinné brzdy, znázorněného na obr. 1, je uložen diferenciální píst 17, jehož větší pístní plocha 18 vymezuje prostor 19 a jehož menší pístní plocha 20 vymezuje další prostor, který je rozdělen v Lělese pevně upraveným sedlem 21 ventilu na centrální prostor 22 a jej obklopující komoru 23 vnějšího vzduchu. Tím má sedlo 21 ventilu menší průměr než menší postní plocha 20 diferenciálního pístu 17. Do diferenciálního pístu 17 je zapuštěno těsnění 24, které spolupracuje se sedlem 21 ventilu a které vytváří výpustný ventil 21, 24, takže diferenciální píst 17 tak představuje píst ventilu a současně uzavírací člen pro výpustný ventil 21, 24. Na vnějším obvodu menší pístní plochy 20 unáší diferenciální píst 17 vzhůru vystupující prstencový výstupek 25, který objímá prstencovou přepážku 27 části 16 tělesa a vytváří spolu s ní úzkou prstencovou mezeru 26, jak je to dobře patrno zejména z obr. la. Radiálně vně prstencového výstupku 25 je v části 16 tělesa upravena komora 28, která je kanálem 29 tělesa spojena do atmosféry. Diferenciální píst 17 je v oblasti průměru své větší pístní plochy 18 a své menší pístní plochy 20 uložen utěsněné posuvně v částí 16 tělesa. Jeho diferenciální plocha 30 vymezuje prostor 31, trvale spojený s atmosférou. V prostoru 19 je upravena pružina 32, která trvale zatěžuje diferenciální píst 17 ve směru uzavírání výpustného ventilu 21, 24.

Z kanálu 4 tělesa vede odbočný kanál 33 do prostoru 19, ve kterém tak trvale působí tlak hlavního vzduchového potrubí. Centrální prostor 22 je prostřednictvím kanálu 34 tělesa trvale připojen к ovládací komoře 3 a přivádí tak trvale zde panuj cí řídicí tlak.

Pružina 32 je relativně slabá a v podstatě slouží toliko к tomu, aby v beztlakovém stavu urychlovače rychločinné brzdy udržovala v uzavřeném stavu výpustný ventil 21, 24, aby při prvním plnění tlalkovzdušné brzdy tlakovým vzduchem nezůstal otevřený žádný neužitečný výstup tlakového vzduchu a tak se mohlo uskutečnit naplnění nerušeně a bez tlakových ztrát.

Při odbrzděných brzdách panuje na obou stranách diferenciálního pístu 17, to je v prostoru 19 a v centrálním prostoru 22, velikost regulačního tlaku hlavního vzduchového potrubí, která současně v tomto stavu urychlovače rychločinné brzdy představuje řídicí tlak v ovládací komoře 3. Výpustný ventil 21, 24 je uzavřen. Při poklesu tlaku přesahujícím stanovený tlakový gradient v hlavním vzduchovém potrubí otevře ovládací píst 1 urychlovací ventil 14 a tím výpust z hlavního vzduchového potrubí do atmosféry o velkém průřezu. Současně se otevře škrcený výstup 7“ z ovládací komory 3 do atmosféry, takže v ovládací komoře 3 dochází toliiko к pomalému poklesu tlaku. Rychlým poklesem tlaku v hlavním vzduchovém potrubí a tím i v prostoru 19 a toliko pomalým poklesem tlaku v ovládací komoře 3 a tím i v centrálním prostoru 22 se vytváří na těchto s diferenciálním pístem 17 sousedících prostorech rostoucí tlakový rozdíl. Jakmile tento tlakový rozdíl překročí stanovenou hodnotu, posune se diferenciální píst 17 při otevření výpustného ventilu 21, 24 ve směru do prostoru 19. Výše zmíněný, na diferenciálním pístu 17 působící tlakový rozdíl je stanoven tak, že v hlavním vzduchovém potrubí panuje nejvýše tak vysoký tlak, který způsobuje úplné zabrzdění. Pokud činí hodnota regulačního tlaku v hlcivnhn vzduchovém potrubí při odbrzděných brzdách jako obvykle 5 barů a plného zabrzdění se dosahuje při poklesu tlaku v hlavním vzduchovém potrubí na 3,5 baru, může být účelné stanovit pro otevření výpustného ventilu 21, 24 potřebný uvedený tlakcvý rozdíl mezi prostorem 19 a centrálním prostorem 22 na zhruba 2,5 baru. Tlakový rozdíl o hodnotě 2,5 baru přitom zajišťuje uspokojivou spolehlivost, že při uvedení urychlovače rychločinné brzdy v činnost dojde к rychlému plnému brzdění. Stanovení tlakového rozdílu na nižší hodnotu, například na hodnotu 2,0 barů, zajistí při jen nepatrně snížené spolehlivosti rychlého dosažení plného brzdění u všech vozů vlaku větší úspory na tlakovém vzduchu. Hod261882 nota tlakového rozdílu se stanoví odpovídajícím určením rozměrů větší pístní plochy 18 vzhledem к ploše diferenciálního pístu 17, obklopené sedlem 21 ventilu.

Po zmíněném otevření výpustného ventilu 21, 24 proudí tlakový vzduch z ovládací komory 3 a centrálního prostoru 22 do komory 23 vnějšího vzduchu, je, pokud je výpustný ventil 21, 24 jen nepatrně pootevřen, škrcen prstencovou mezerou 26 na přechodu do komory 28 a nahromaďován a posléze odtéká z komory 28 kanálem 29 tělesa do atmosféry. Nahromadění tlaku v komoře 23 vnějšího vzduchu, způsobené prstencovou mezerou 26, zatěžuje přídavně diferenciální píst 17 ve směru otevírání výpustného ventilu 21, 24, čímž se tento rychle a značně otevírá, přičemž prstencový výstupek 25 se dostane axiálně z oblasti prstencové přepážky 27, a tím se prstencová mezera 26 rozšíří, případně zruší. Tlakový vzduch z ovládací komory 3 tak může rychle uniknout do atmosféry, čímž dojde к rychlému poklesu řídicího tlaku a gradient tlakového poklesu řídicího tlaku je větší než tlaku hlavního vzduchového potrubí. Jakmile okamžitá hodnota řídicího tlaku dosáhne zhruba okamžité hodnoty hlavního vzduchového potrubí, je ovládací píst 1 při uzavření urychlovacího ventilu 14 a výstupu 7“ vstupního a výstupního ventilu 7 opět nadzdvižen .a další odvzdušňování hlavního vzduchového potrubí do atmosféry se tím uzavře. V tomto okamžiku a při těchto tlakových poměrech může zbytkový tlak hlavního vzduchového potrubí při uzavření výpustného ventilu 21, 24 nadzdvihnout také diferenciální píst 17, čímž se od atmosféry oddělí i ovládací komora 3 a zachová se její okamžitá tlaková hodnota. Tím je při zachování za zmínku stojící hodnoty zbytkového tlaku v hlavním vzduchovém potrubí uzavřen proces urychlování rychločinné brzdy a lze okamžitě a tím i velmi rychle po zahájení procesu rychlého brzdění nebo také později při plnění tlakového vzduchu a tím i zvýšení tlaku v hlavním vzduchovém potrubí zahájit proces odbrzdění. Nejpozději v průběhu procesu odbrzďování se otevře vstup 7‘ a urychlovač rychločinné brzdy se tak dostane znovu do své výchozí polohy.

Pokud se po uzavření výpustného ventilu 21, 24 při hodnotě zbytkového tlaku panující v hlavním vzduchovém potrubí z jiného místa pokračuje v odvzdušnění rychločinné brzdy pro hlavní vzduchové potrubí, vytvoří se na ovládacím pístu 1 obnovený, urychlovací ventil 14 znovu otevírající tlakový rozdíl a v předcházejícím popsané procesy se znovu uskuteční až do úplného odvzdušnění hlavního vzduchového potrubí na hodnotu atmosférického tlaku. Při úplném odvzdušnění hlavního vzduchového potrubí a tím i ovládací komory 3 nadzdvihne pružina 32 diferenciální píst 17 při úplném uza vření výpustného ventilu 21, 24, takže, jak již bylo zmíněno, neomezuje nepotřebné odvětrávání ovládací komory 3 následné opětovné ovlivnění hlavního vzduchového potrubí.

U příkladu provedení urychlovače rychločinné brzdy podle obr. 2 je jako píst ventilu místo dříve popsaného diferenciálního pístu použit jednoduchý píst 35. Píst 35 vymezuje jednak prostor 19, který obsahuje pružina 32 a který je připojen přes odbočný kanál 33 na kanál 4 tělesa a tím i hlavní vzduchové potrubí a jednak vytváří svým těsněním 24 >ve tvaru prstence a s tělesem pevně spojeným sedlem 21 ventilu výpustný ventil 21, 24, který odděluje centrální prostor 22 od komory 23‘ vnějšího vzduchu, v tomto případě bezprostředně spojené s atmosférou. Centrální prostor 22 je opět kanálem 34 tělesa spojen s ovládací komorou 3 a je tak ovlivňován řídicím tlakem. Na obr. 2 je znázorněna toliko pozměněná část urychlovače rychločinné brzdy.

Pokud nastane v průběhu rychločinných brzdění tlakový rozdíl v působících tlacích mezi prostorem 19 a centrálním prostorem 22, jak to bylo již dříve popsáno v souvislosti s obr. 1, otevře se při dosažení rovněž již popsaného stanoveného tlakového rozdílu výpustný ventil 21, 24, čímž proudí tlakový vzduch z ovládací komory 3 do komory 23‘ vnějšího vzduchu a přídavně působí na prstencovou komoru 23‘ vnějšího vzduchu omezující plachu pístu 35. Výpustný ventil 21, 24 se tím rychle a značně otevře a zůstane otevřen, .až se opět zavře po poklesu tlaku v hlavním vzduchovém potrubí, které přináší pokles tlaku i v ovládací komoře 3, čímž se uskuteční rovnost tlaků mezi tlaky působícími jak na urychlovací ventil 14, tak také na výpustný ventil 21, 24. Proces rychločinného brzdění je tím alespoň předběžně uzavřen a zbytkový tlak v hlavním vzduchovém potrubí zůstává zachován, přičemž okamžitá hodnota tlaku v hlavním vzduchovém potrubí leží opět s určitým bezpečnostním rozdílem pod tlakovou hodnotou způsobující úplné zabrzdění. V ostatním odpovídá funkce urychlovače rychločinné brzdy podle obr. 2 fpunkci urychlovače rychločinné brzdy podle obr. 1 a není proto třeba ji ještě jednou popisovat.

Spojení komory 23‘ vnějšího vzduchu s atmosférou lze vhodným způsobem uskutečnit tak, že se v komoře 23‘ vnějšího vzduchu vytvoří nahromaděný tlak udržující výpustný ventil 21, 24 působením na píst 35 v otevřeném stavu dostatečně dlouho, a to až do vyrovnání tlakových hodnot mezi hodnotou řídicího tlaku a hodnotou tlaku v hlavním vzduchovém potrubí. Je přitom však třeba dbát na to, aby při otevřeném výpustném ventilu 21, 24 byl gradient poklesu tlaku řídicího tlaku v ovládací komoře 3 větší než gradient poklesu tlaku pro tlak v hlavním vzduchovém potrubí.

Claims (4)

1. Urychlovač rychločinné brzdy pro nepřímo působící tlakovzdušné brzdy kolejových vozidel, který je opatřen jednak ovládacím p^fstem, který je spojen s urychlovacím ventilem, zařazeným do odvzdušňovací cesty hlavního vzduchového potrubí, přičemž ovládací píst sousedí na jedné straně s prostorem, který je neškrceně spojen s hlavním vzduchovým potrubím, a na druhé straně s ovládací komorou, která je připojena к hlavnímu vzduchovému potrubí nebo к zásobní nádrži, připojené к hlavnímu vzduchovému potrubí, a jednak výpustným ventilem, (který je zapojen do odvzdušňovací cesty ovládací komory a který je ve směru uzavírání spojen s pístem ventilu, omezujícím prostor, připojený na hlavní vzduchové potrubí, vyznačený tím, že se zřetelem na velikost odvětrávaného objemu má odvzdušňovací cesta, opatřená urychlovacím ventilem (14), menší průtočný průřez než odvzdušňovací cesta, .opatřená výpustným ventilem (21, 24), že píst (17, 35) ventilu má alespoň při uzavřeném výpustném ventilu (21, 24) dvě různě velké pracovní pístní plochy (18, 20), z nichž větší pístní plocha (18) sousedí s prostorem (19), připojeným к hlavnímu vzduchovému potrubí a protilehlá menší pístní plocha (20) sousedí s centrálním prostorem (22), sousedícím s ovládací komorou (3), a že má upravenou komoru (23, 23‘) vnějšího vzduchu, která je zařazena za výpustným ventilem (21, 24) ve směru proudění do okolního ovzduší a která je vymezena alespoň částí diferenční plochy pístu (17, 35) ventilu mezi jeho pracovní větší pístní plochou (18) a menší pístní plochou (20).

2. Urychlovač rychločinné brzdy podle bodu 1, vyznačený tím, že má upravenou pružinu (32) zatěžující výpustný ventil (21, 24) v uzavíracím směru.

3. Urychlovač rychločinné brzdy podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že píst (17, 35) ventilu tvoří uzavírací člen s ním soustředného, komorou (23, 23‘) vnějšího vzduchu obklopeného výpustného ventilu (21, 24), jehož průměr je menší než činný průměr pístu (17, 35) ventilu.

4. Urychlovač rychločinné brzdy podle bodu 3, vyznačený tím, že píst ventilu je vytvořen jako diferenciální píst (17), na jehož straně menší pístní plochy (20) je uspořádán výpustný ventil (21, 24) s menším průměrem, než je průměr této menší pístní plochy (20), že diferenciální píst (17) vytváří spolu s tělesem (16) ventilu při uzavřeném nebo jen nedostatečně otevřeném výpustném ventilu (21, 24) prstencovou mezeru (26), jejíž průměr alespoň zhruba odpovídá průměru menší pístní plochy (20), která objímá komoru (23) vnějšího vzduchu a která je sama obklopena komorou (28) přivádějící atmosférický tlak, a že diferenciální plocha (30) diferenciálního pístu (17), který je na své větší pístní ploše (18) zatížen tlakem hlavního vzduchového potrubí, je ovlivňována atmosférickým tlakem.