PL172940B1 - Zawór sterujacy dla odhamowujacego stopniowo hamulca pneumatycznego PL - Google Patents

Abstract

1. Zawór sterujacy dla odhamowujacego stopniowo hamulca pneumatycznego, skla- dajacy sie z zaworu sterujacego UIC na ob- szar podlegajacy M iedzynarodow em u Zwiazkowi Kolejowemu UIC, korzystnie za- woru sterujacego typu KEd, ukladu dwu- droznego, wspornika urzadzenia i urzadzenia dodatkowego, znamienny tym, ze urzadze- nie dodatkowe (4) jest utworzone z przelacz- nika dwudrogowego (9), elementu kontroli wejscia/wyjscia (10), opózniacza napelniania (11) i elementu napelniajacego (12), przy czym na element kontroli wyjscia (6) zaworu ste- rujacego UIC (2) nasadzony jest tlok blo- kujacy (5), który posiada polaczenie z ukladem dwudroznym (3) i urzadzeniem do- datkowym (4). Fig 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór sterujący dla odhamowującego stopniowo hamulca pneumatycznego w pojazdach szynowych, w którym zostały wykorzystane elementy zaworów sterujących różnych układów hamulcowych, wykonane w postaci dwu- lub trójdrożnych zaworów sterujących.

Znane są odhamowujące stopniowo hamulce pneumatyczne, stanowiące kombinację odhamowującego jednostopniowego układu dwudrożnego i odhamowującego stopniowo układu trójdrożnego. Przykładem na to są hamulce pneumatyczne Bredy, Hildebrandta-Knorra i Matrossowa.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 816 410 znany jest hamulec odpowiadający na wstępie wymienionym cechom. W opisie tym ujawniono podstawową zasadę działania wymienionego wcześniej hamulca pneumatycznego Hildebrandta-Knorra, z którego wynika, że w przypadku zaworu sterującego tego hamulca, ciśnienie w głównym przewodzie powietrza steruje zaworem dwudrożnym, który steruje odpowietrzeniem dającego się ładować pomocniczego zbiornika tylko przy zluzowanym hamulcu do ciśnienia w głównym przewodzie powietrza, jego regulowaniem poziomu ciśnienia, którego ciśnienie pochodzące od niego stanowi ciśnienie sterujące trójdrożnego zaworu sterującego, którego układ tłoków zasilany jest dwoma innymi ciśnieniami, jednym utrzymywanym możliwie na stałym poziomie ciśnienia regulowanego w

172 940 głównym przewodzie powietrza, ciśnieniem odniesienia i ciśnieniem cylindra hamulcowego, i przez zawór podwójny steruje ciśnieniem cylindra hamulcowego.

Zastosowanie tylko jednego układu trójdrożnego, jak to zostało zaproponowane w brytyjskim opisie patentowym nr 3167 uniemożliwia w pierwszym rzędzie niedostępność konstrukcyjnych środków działania. Obecnie w obszarach podległych zarządom kolejowym należącym do Międzynarodowego Związku Kolejowego UIC (zwanych dalej obszarem UIC) w układzie trójdrożnym uznanie zyskały działające samodzielnie zawory sterujące, tak zwane trójdrożne zawory sterujące.

W odróżnieniu od tego koleje rosyjskie zachowały zasadę działania w oparciu o dwa zawory sterujące, ponieważ w bardzo długich pociągach wykazują one zalety zarówno w jeździe po płaskim terenie, jak też na pochyłościach, m.in. możliwość przełączania hamulców pneumatycznych na odhamowywanie jednostopniowe. Wprowadzony współcześnie w kolejach rosyjskich zawór sterujący 483 opiera się na współdziałaniu układu dwudrożnego ze wspomnianym już układem trójdrożnym. Cechy, określone wyłącznie na potrzeby kolei rosyjskich, nie odpowiadają cechom, wymaganym przez UIC. Jest to niekorzystne, ponieważ aktualny rozwój ruchu kolejowego zmierza ku temu, aby stworzyć zawór sterujący, który spełniałby wymagania zarówno UIC, jak też kolei rosyjskich, co umożliwiałoby rozszerzenie ruchu kolejowego poza granice.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania zaworu sterującego, składającego się z zaworu sterującego odpowiadającego przepisom UIC, zwanego zaworem sterującym UIC, oraz podzespołów zaworu sterującego 483 kolei rosyjskich, który to zawór spełniałby wymogi stosowalności obu kolei.

Zawór sterujący dla odhamowującego stopniowo hamulca pneumatycznego, składający się z zaworu sterującego UIC, korzystnie zaworu sterującego typu KEd, układu dwudrożnego, wspornika urządzenia i urządzenia dodatkowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że urządzenie dodatkowe jest utworzone z przełącznika dwudrogowego, elementu kontroli wejścia/wyjścia, opóźniacza napełniania i elementu napełniającego, przy czym na element kontroli wyjścia zaworu sterującego UIC nasadzony jest tłok blokujący, który posiada połączenie z układem dwudrożnym i urządzeniem dodatkowym.

Korzystnie element kontroli wejścia/wyjścia posiada przytrzymywany przez sprężynę tłok z przechodzącym przez jego komorę ciśnieniową tłoczyskiem, przyporządkowany pierwszemu przewodowi i drugiemu przewodowi oraz za pośrednictwem przełącznika wielodrogowego i trzeciego przewodu przyporządkowany również tłokowi blokującemu element odcinający, przy czym koniec tłoczyska styka się, przechodząc jednocześnie przez następną komorę, z przyporządkowanym czwartemu przewodowi tłokiem, a odwrotna względem tłoczyska strona tłoka styka się z zachowaniem luzu z przytrzymywanym sprężyną i przyporządkowanym pierwszemu przewodowi elementem zamykającym.

Korzystnie opóźniacz napełnienia dołączony jest do piątego przewodu do bezpośredniego lub pośredniego napełniania cylindra hamulcowego, przy czym jego zasilany obustronnie ciśnieniem szóstego przewodu i siódmego przewodu oraz przytrzymywany sprężyną tłok jest połączony z okrągłym suwakiem, a w komorze suwu okrągłego suwaka ustawionych jest drabinkowo kilka, skierowanych promieniowo względem komory suwu i uchodzących do wspólnego odgałęzienia, kanałów o zróżnicowanych przekrojach.

Odpowiadający przepisom UIC znany zawór sterujący KEd charakteryzuje się, z uwagi na swe specjalne połączenie z urządzeniem do przyspieszania, dużą czułością własną w porównaniu do innych zaworów UIC, w związku z czym nadaje się do wymaganego sprzężenia z zaworem dwudrożnym zaworu sterującego Matrossowa 483.

Można przyjąć, że zawory sterujące UIC i tym samym także zawór sterujący KEd posiadają komorę przewodową i komorę sterowania, które zasilane są, przy normalnej według przepisów UIC pracy, ciśnieniem w głównym przewodzie powietrza lub oznaczanym powszechnie literą A ciśnieniem odniesienia. Zawory sterujące zawierają ponadto, do sterowania napełnieniem sprężonym powietrzem komory sterowania, element kontroli wejścia z dyszą czułości jak również element kontroli wyjścia do wsparcia pewnych procesów sterowania ciśnienia na początku hamowania. Zawór sterujący 483 Matrossowa jest, jako zawór sterujący odhamowu4

172 940 jący jednostopniowo, zawierający układ dwudrożny, powszechnie znany. Jest on zaopatrzony w komorę przewodową i komorę suwakową, które przy odhamowującej jednostopniowej normalnej pracy zasilane są ciśnieniem w głównym przewodzie powietrza lub zapasowym zbiorniku powietrza. Tego typu zawory sterujące zawierają dodatkowo urządzenie wyrównawcze.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sposób wstawienia zgodnego z wynalazkiem rozwiązania w układ zaworów sterujących w przypadku pracy w obszarzeUIC; fig. 2 - położenie przełącznika wielodrogowego podczas pracy w rosyjskim systemie szerokotorowym.

Na wsporniku urządzenia 1 umieszczony jest odpowiadający przepisom UIC zawór sterujący KEd 2, układ dwudrożny 3 i urządzenie dodatkowe 4. Z wyjątkiem tłoka blokującego 5 element kontroli wyjścia 6, przełącznik dyszowy 7 i element kontroli wejścia 8 stanowią znane elementy składowe zaworu sterującego KEd 2.

Urządzenie dodatkowe zawiera przełącznik wielodrogowy 9, element kontroli wejścia/wyjścia 10, opóźniacz napełniania 11 i przyrząd napełniający 12, przy czym elementy urządzenia dodatkowego 4 są, w pokazany na fig. 1 sposób, odniesiony do zastosowania na obszarze UIC, połączone między sobą oraz z zaworem sterującym UIC i zaworem sterującym typu 483.

Z przedstawionego na fig. 1 dostosowanego do pracy w systemie UIC, układu wynika następująca zasada działania.

Podczas pierwszego napełniania sprężone powietrze przechodzi z głównego przewodu powietrza 13 poprzez element napełniający 12 i przewód 14 do zapasowego zbiornika powietrza 15 i do komór ciśnieniowych zaworu sterującego KEd 2. Sprężone powietrze z głównego przewodu 13 powietrza przechodzi ponadto poprzez przełącznik wielodrogowy 9 do przewodu 16, połączonego z komorą przewodową zaworu sterującego KEd 2. Przy otwartym elemencie kontroli wejścia 8 napełniona zostaje również w znany sposób komora sterowania 17. Odgałęzienie przewodu 18 komory sterowania 17 dochodzi do przełącznika wielodrogowego 9 i jest tam samoczynnie zamykane.

Poprowadzony z przełącznika wielodrogowego 9 do komory przewodowej układu dwudrożnego 3 i do komory ciśnieniowej tłoka blokującego 5 przewód 19 i połączony z zasuwaną komorą 20 i przypisaną jej komorą ciśnieniową wewnątrz układu dwudrożnego 3 przewód 21 są połączone za pośrednictwem przełącznika wielodrogowego 9, przy czym odchodzące od przewodu 19 odgałęzienie 22 uchodzi poprzez przełącznik wielodrogowy 9 do atmosfery.

W ten sposób układ dwudrożny 3 jest w trakcie opróżniania swych komór ciśnieniowych oddzielony od zaworu sterującego KEd 2. W szczególności zaś przestaje działać nasadzony na element kontroli wyjścia 6 tłok blokujący 5 i zawór sterujący KEd 2 reaguje na zmiany ciśnienia w głównym przewodzie powietrza 13.

Z przedstawionego na fig. 2, zmienionego po przestawieniu na pracę w rosyjskim systemie szerokotorowym, połączenia przewodów poprzez przełącznik wielodrogowy 9, wynika następująca zasada działania:

Podczas pierwszego napełniania sprężone powietrze przechodzi z głównego przewodu 13 powietrza poprzez przełącznik wielodrogowy 9 do przewodu 19 i stamtąd do komory przewodowej układu dwudrożnego 3, a także do komory ciśnieniowej tłoka blokującego 5. Ten z kolei przemieszcza element kontroli wyjścia 6 w położenie zamknięte. Na skutek tego przełącznik dyszowy 7 zamyka dostęp do komory sterowania 17. Wraz ze wzrostem ciśnienia w przewodzie 19, a zatem również w komorze przewodowej układu dwudrożnego 3 zasilane zostaje odchodzące od układu dwudrożnego 3 odgałęzienie przewodu 21, a wraz z nim zasuwana jest komora 20.

Z przewodu 21 sprężone powietrze przedostaje się poprzez przełącznik wielodrogowy 9 do prowadzącego do komory przewodowej zaworu sterującego KEd 2 przewodu 16 i poprzez ogranicznik czułości 23 elementu kontroli wejścia/wyjścia 10 do przewodu 24.

Z przewodu 24 powietrze przepływa zarówno do umieszczonego wewnątrz układu dwudrożnego 3 przyrządu kompensacyjnego, jak też poprzez przełącznik wielodrogowy 9 do przewodu 18 komory sterowania 17. Ciśnienia w przewodach 19 i 21 są przekazywane, jak wynika z fig. 1, również do komór ciśnieniowych 25 i 26 opóźniacza napełniania 11.

172 940

W systemie, zasilanym regulowanym ciśnieniem, układ dwudrożny 3 i układ trójdrożny zaworu sterującego KEd 2 zajmują położenie odhamowujące. W związku z tym cylinder hamulcowy 27 jest opróżniany w znany sposób poprzez przewód 28, komorę swobodnego suwu 29 opóźniacza napełniania 11 i przewód 30. Napełnianie zapasowego zbiornika powietrza 15 następuje niezależnie od pozycji przełącznika wielodrogowego 9 stale w ten sam sposób.

Jeżeli ciśnienie w głównym przewodzie 13 powietrza ulega obniżeniu w celu zahamowania, wówczas bierze w tym udział za pośrednictwem przełącznika wielodrogowego 9 także przewód 19, prowadzący do układu dwudrożnego 3. Układ dwudrożny 3 przechodzi w położenie hamowania i zasila powietrzem, to znaczy ciśnieniem, najpierw prowadzący do elementu kontroli wejścia/wyjścia 10 przewód 31, a następnie powoduje obciążenie tłoka 32 elementu kontroli wejścia/wyjścia 10. Ten z kolei przesuwa tłok 33 przeciwnie do działania siły sprężyny 34, co powoduje przesunięcie elementu odcinającego 35 przez ogranicznik czułości 23. W ten sposób przewód 21 zostaje oddzielony od przewodu 24 i odizolowana zostaje komora sterowania 17.

Tłok 32 działa w odniesieniu do elementu odcinającego 35 w taki sam sposób, jak tłok 33, z tą różnicą, że tłok 32 jest uruchamiany wcześniej niż tłok 33. Dzieje się tak w celu szybkiego zablokowania ogranicznika czułości 23 podczas hamowania, zanim zrobi to tłok 33, co będzie przedmiotem dalszego opisu.

Ciśnienie w przewodzie 21 jest wytwarzane przez układ dwudrożny 3, tak że obniżenie ciśnienia ma miejsce również w przewodzie 16, prowadzącym do komory przewodowej zaworu sterującego KEd 2. W wyniku osiąganego zgodnie z powyższym opisem odizolowania komory sterowania 17 zawór sterujący KEd 2 zajmuje położenie hamowania i zasila powietrzem, poprzez przewód 30, komorę suwu 29 i przewód 28, cylinder hamulcowy 27. Wraz ze wzrostem ciśnienia hamowania w przewodzie 30, a zatem również w komorze ciśnieniowej tłoka 33, wykonuje on osiągnięty uprzednio, wyzwolony w wyniku działania tłoka 32, suw częściowy i dochodzi do utrzymywanego sprężyną 36 elementu zamykającego 37, zamykając uchodzący dotychczas do atmosfery przewód 31.

To położenie elementu kontroli wejścia/wyjścia 10 odpowiada pierwszemu stabilnemu stopniowi hamowania. Dalsze obniżanie ciśnienia w głównym przewodzie 13 powietrza umożliwia zwiększanie ciśnienia w cylindrze hamulcowym 27 aż do osiągnięcia maksymalnej wartości ciśnienia.

Podczas odhamowywania, tj. podczas całkowitego opróżniania cylindra hamulcowego 27, a wraz z nim również przewodu 30, wraz z zanikiem działania siły tłoka 33 mającego tłoczysko 44 otwiera się najpierw element zamykający 37, opróżnia się przewód 31, a w związku z tym komora ciśnieniowa tłoka 32. Następnie element odcinający 35 odtwarza połączenie przewodu 21 z przewodem 24 poprzez ogranicznik czułości 23. Ten stan układu odpowiada wspomnianemu na wstępie stanowi odhamowywania.

Wyłącznie w przypadku szybkiego hamowania i bardzo długich pociągów dochodzi do znacznego przyspieszenia spadku ciśnienia w komorze ciśnieniowej 25 w stosunku do komory ciśnieniowej 26, odpowiednio do przekazywanych przez przewody 38 i 39 ciśnień w przewodach 19 i 21. To przyspieszenie wzrasta wraz ze zbliżaniem się do czoła pociągu.

Tłok 40 przesuwa wówczas pod działaniem sprężyny 41 okrągłą zasuwę 42 mniej lub bardziej w komorę suwu 29 i zwęża w ten sposób w wyniku kolejnego odłączania promieniowych kanałów 43 całkowity przekrój przewodów 30 i 28 w kierunku cylindra hamulcowego 27. W związku z tym w przypadku bardzo długich pociągów, poruszających się w systemie szerokotorowym, celowe jest przy szybkim hamowaniu wydłużanie procesu hamowania wraz ze zbliżaniem się do czoła pociągu.

Odhamowywanie zaproponowanego tutaj systemu jest realizowane poprzez mechaniczne oddziaływanie na układ dwudrożny 3, zwłaszcza jego element przyrównujący, przy czym zamierzony przepływ ciśnienia do komory sterowania 17 następuje poprzez przewód 24, przełącznik wielodrogowy 9 i odgałęzienie przewodu 18.

Element kontroli wejścia/wyjścia 10 posiada przytrzymywany przez sprężynę 36 tłok 33 z przechodzącym przez komorę ciśnieniową 45 tłoczyskiem 44, przyporządkowany przewodom 21 i 24 oraz za pośrednictwem przełącznika wielodrogowego 9 i przewodu 19 również tłokowi blokującemu 5 element odcinający 35, przy czym koniec tłoczyska 44 styka się przechodząc

172 940 jednocześnie przez następną komorę 46, z przyporządkowanym przewodowi 31 tłokiem 32, a odwrotna względem tłoczyska 44 strona tłoka 33 styka się z zachowaniem luzu 47 z przytrzymywanym sprężyną 36 i przyporządkowanym przewodowi 21 elementem zamykającym 37.

Do przewodu 30 do bezpośredniego lub pośredniego napełniania cylindra hamulcowego 27 dołączony jest opóźniacz napełniania 11, przy czym jego zasilany obustronnie ciśnieniem przewodów 39 i 38 oraz przytrzymywany sprężyną 41 tłok 40 jest połączony z okrągłym suwakiem 42, a w komorze suwu 29 okrągłego suwaka 42 ustawionych jest drabinkowo kilka, skierowanych promieniowo względem komory suwu 29 i uchodzących do wspólnego odgałęzienia 48, kanałów 43 o zróżnicowanych przekrojach.

172 940

Fig. 2

172 940

I----~_Ώ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór sterujący dla odhamowującego stopniowo hamulca pneumatycznego, składający się z zaworu sterującego UIC na obszar podlegający Międzynarodowemu Związkowi Kolejowemu UIC, korzystnie zaworu sterującego typu KEd, układu dwudrożnego, wspornika urządzenia i urządzenia dodatkowego, znamienny tym, że urządzenie dodatkowe (4) jest utworzone z przełącznika dwudrogowego (9), elementu kontroli wejścia/wyjścia (10), opóźniacza napełniania (11) i elementu napełniającego (12), przy czym na element kontroli wyjścia (6) zaworu sterującego UIC (2) nasadzony jest tłok blokujący (5), który posiada połączenie z układem dwudrożnym (3) i urządzeniem dodatkowym (4).
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element kontroli wejścia/wyjścia (10) posiada przytrzymywany przez sprężynę (34) tłok (33) z przechodzącym przez jego komorę ciśnieniową (45) tłoczyskiem (44), przyporządkowany pierwszemu przewodowi (21) i drugiemu przewodowi (24) oraz za pośrednictwem przełącznika wielodrogowego (9) i trzeciego przewodu (19) przyporządkowany również tłokowi blokującemu (5) element odcinający (35), przy czym koniec tłoczyska (44) styka się, przechodząc jednocześnie przez następną komorę (46), z przyporządkowanym czwartemu przewodowi (31) tłokiem (32), a odwrotna względem tłoczyska (44) strona tłoka (33) styka się z zachowaniem luzu (47) z przytrzymywanym sprężyną (36) i przyporządkowanym pierwszemu przewodowi (21) elementem zamykającym (37).
3. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że opóźniacz napełnienia (11) dołączony jest do piątego przewodu (30) do bezpośredniego lub pośredniego napełniania cylindra hamulcowego (27), przy czym jego zasilany obustronnie ciśnieniem szóstego przewodu (39) i siódmego przewodu (38) oraz przytrzymywany sprężyną (41) tłok (40) jest połączony z okrągłym suwakiem (42), a w komorze suwu (29) okrągłego suwaka (42) ustawionych jest drabinkowo kilka, skierowanych promieniowo względem komory suwu (29) i uchodzących do wspólnego odgałęzienia (48), kanałów (43) o zróżnicowanych przekrojach.