RU2007110830A - Игла с дросселирующим отверстием с изменением характеристик в зависимости от положения для регулирования гидравлического давления в поглощающем аппарате - Google Patents

Claims (20)

1. Узел поглощающего аппарата для поглощения сжимающих и растягивающих ударов, испытываемых железнодорожным подвижным составом, содержащий

(a) корпус, имеющий закрытый конец и открытый конец, противоположный закрытому концу, при этом корпус дополнительно имеет заднюю часть, примыкающую к закрытому концу, и переднюю часть, примыкающую к открытому концу, причем задняя часть имеет дно, а передняя часть находится в открытом сообщении с задней частью;

(b) сжимаемый амортизирующий элемент, расположенный в центре задней части, при этом один его конец упирается в, по меньшей мере, часть внутренней поверхности дна корпуса, причем сжимаемый амортизирующий элемент проходит продольно от указанного одного конца и содержит гидравлический цилиндр и, по меньшей мере, одну цилиндрическую пружину, расположенную между цилиндром и дном, при этом гидравлический цилиндр содержит (i) корпус цилиндра; (ii) поршень, имеющий головку поршня и осевое отверстие первого заданного диаметра, имеющее заднюю стенку и открытый конец, осевую расточку, примыкающую к осевому отверстию на открытом конце, осевую цилиндрическую направляющую второго заданного диаметра, расположенную соосно с осевым отверстием, при этом осевая цилиндрическая направляющая упирается в осевое отверстие на конце задней стенки и имеет вторую полость, просверленную перпендикулярно цилиндрической направляющей для соединения ее с пространством снаружи поршня, причем вторая полость выполнена с возможностью дальнейшего сброса давления в осевой цилиндрической направляющей, а поршень расположен с возможностью скольжения в корпусе цилиндра для образования камеры высокого давления и камеры низкого давления; (iii) гибкий чехол, один конец которого прикреплен к поршню, а второй конец прикреплен к крышке и адаптеру чехла цилиндра; (iv) резиновую прокладку, установленную внутри крышки и адаптера чехла для уплотнения пространства между крышкой и адаптером чехла и цилиндром для предотвращения утечки; (v) по меньшей мере, один проход для текучей среды, расположенный в поршне для создания сообщения между камерой высокого давления и камерой низкого давления, при этом, по меньшей мере, один проход для текучей среды имеет отверстие, ограничивающее поток и расположенное на одном конце, прилегающем к осевой расточке поршня, при этом отверстия, ограничивающие поток открыты в камеру высокого давления; (vi) пружинное кольцо и уплотнительное кольцо, установленные в кольцевой канавке, выполненной в головке поршня; (vii) первую полость, расположенную копланарно с кольцевой канавкой головки поршня; (viii) штифт, расположенный в первой полости и проходящий сквозь головку поршня, причем концы штифта примыкают к пружинному кольцу; (ix) дозирующую иглу, расположенную с возможностью скольжения в поршне, при этом дозирующая игла содержит внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, элемент штока, прикрепленный к внутренней поверхности и выполненный подвижным в осевом отверстии и осевой цилиндрической направляющей, при этом элемент штока имеет рабочий конец заданной длины и первого заданного диаметра, и ступенчатый участок второго заданного диаметра, расположенный вблизи рабочего конца, причем в дозирующей игле имеется, по меньшей мере, одно отверстие для уравнивания давления текучей среды между камерой высокого давления и камерой низкого давления поршня, при этом дозирующая игла, по меньшей мере, частично закрывает отверстие, ограничивающее поток, когда дозирующая игла находится в полностью отпущенном положении; (х) ограниченное отверстие, проходящее от поверхности головки поршня к, по меньшей мере, одному проходу для текучей среды для обеспечения быстрого возврата дозирующей иглы с изменяемым отверстием в полностью отпущенное положение; (xi) спиральную пружину сжатия заданной жесткости, расположенную в осевом отверстии поршня, один конец которой ориентирован к задней стенке осевого отверстия, а другой конец которой упирается во внутреннюю поверхность дозирующей иглы, при этом спиральная пружина сжатия поджимает дозирующую иглу к штифту, расположенному в первой полости; (xii) дозирующее средство с изменением характеристик в зависимости от положения, расположенное в поршне и выполненное с возможностью работы в первом положении для увеличения реактивного давления текучей среды в камере низкого давления гидравлического цилиндра, создавая увеличенную способность к поглощению ударов узла поглощающего аппарата при сжимающем ударе в условиях эксплуатации, и с возможностью работы во втором положении для понижения реактивного давления текучей среды в камере низкого давления для соответствия требованиям испытаний на ударные нагрузки; (с) позиционирующее средство на внутренней поверхности закрытого конца корпуса для удержания одного конца гидравлического сжимаемого амортизирующего элемента в центральном положении в задней части корпуса при сжатии и расширении гидравлического сжимаемого амортизирующего элемента; (d) средство седла, по меньшей мере, часть одной поверхности которого упирается в противоположный конец гидравлического сжимаемого амортизирующего элемента и которое установлено для продольного движения в корпусе для помощи в раздвигании узла поглощающего аппарата после приложения силы к узлу поглощающего аппарата и при снятии этой силы с узла поглощающего аппарата; (е) фрикционное амортизирующее средство, расположенное, по меньшей мере, частично в передней части корпуса для поглощения энергии при сжатии узла поглощающего аппарата, содержащее (i) пару отстоящих в поперечном направлении внешних стационарных плит, имеющих внешнюю поверхность и противоположную внутреннюю фрикционную поверхность, при этом внешняя поверхность взаимодействует с корпусом, а пара внешних стационарных плит имеет во всем объеме твердость по Бринеллю приблизительно 429-495; (ii) пару отстоящих в поперечном направлении подвижных плит по существу одинаковой толщины, имеющих внешнюю фрикционную поверхность и внутреннюю фрикционную поверхность и, по меньшей мере, один по существу плоский край, расположенный между внешней и внутренней фрикционными поверхностями, причем один край зацеплен со средством седла, при этом, по меньшей мере, часть внешней фрикционной поверхности подвижно и фрикционно зацеплена с внутренней фрикционной поверхностью внешней стационарной плиты; (iii) пару отстоящих в поперечном направлении скошенных плит, имеющих внешнюю и внутреннюю фрикционные поверхности, при этом внешняя фрикционная поверхность подвижно и фрикционно зацеплена с, по меньшей мере, частью внутренней фрикционной поверхности подвижной плиты; (iv) пару отстоящих в поперечном направлении клиньев, по меньшей мере, часть внешней фрикционной поверхности которых подвижно и фрикционно зацеплена с, по меньшей мере, частью внутренней фрикционной поверхности скошенной плиты и, по меньшей мере, часть одного края зацеплена со средством седла, при этом пара клиньев имеет заданный скошенный участок, который скошен вверх и наружу от плоскости, пересекающей продольную центральную линию узла поглощающего аппарата под углом приблизительно 53° на его противоположном краю; (v) центральный клин, имеющий пару согласующихся скошенных участков под углом приблизительно 53° для зацепления со скошенным участком клина для инициации фрикционного зацепления фрикционного амортизирующего средства и, тем самым, поглощения энергии, и (f) пружинное освобождающее средство, зацепленное и проходящее продольно между средством седла и центральным клином для непрерывного поджимания фрикционного амортизирующего средства наружу от сжимаемого амортизирующего средства для освобождения фрикционного амортизирующего элемента при снятии приложенной к поглощающему аппарату сжимающей силы.

2. Узел по п.1, в котором ступенчатый участок выполнен за одно целое с элементом штока или жестко прикреплен к элементу штока дозирующей иглы.

3. Узел по п.1, в котором диаметр ступенчатого участка превышает диаметр рабочего конца, по меньшей мере, одного из дозирующей иглы и диаметра элемента штока дозирующей иглы.

4. Узел по п.1, в котором дозирующее средство с изменением характеристик в зависимости от положения, содержит (а) седло пружины, расположенное в осевом отверстии и примыкающее к концу спиральной пружины сжатия, которая ориентирована к задней стенке осевого отверстия, при этом седло пружины имеет первое отверстие заданного диаметра, расположенное по оси внутри седла пружины и охватывающее ступенчатый участок дозирующей иглы, и, по меньшей мере, одно второе отверстие, радиально противоположное первому отверстию;

(b) первый элемент управления потоком, расположенный в осевом отверстии между седлом пружины и задней стенкой осевого отверстия, при этом первый элемент управления потоком имеет осевое отверстие и, по меньшей мере, одно управляющее отверстие, имеющее первый конец, по существу совмещенный и находящийся в открытом сообщении с, по меньшей мере, одним вторым отверстием седла пружины, противоположный второй конец, ориентированный к задней стенке и коническую поверхность, соединяющую первый и второй концы;

(с) второе осевое отверстие, образованное в поршне, примыкающее к задней стенке осевого отверстия и находящееся в открытом сообщении со вторым концом, по меньшей мере, одного управляющего отверстия первого элемента управления потоком;

(d) полость, образованную в поршне соосно с участком осевой цилиндрической направляющей и примыкающую ко второму осевому отверстию;

(e) направляющий элемент иглы, установленный с возможностью перемещения в осевом отверстии первого элемента управления потоком и полости;

(f) сжимаемое упругое средство, размещенное в полости и примыкающее к поверхности направляющего элемента иглы, при этом сжимаемое упругое средство выполнено с возможностью сжатия направляющим элементом иглы при приложении давления текучей среды, когда узел поглощающего аппарата подвергается испытаниям на ударные нагрузки, причем сжимаемое упругое средство выполнено с возможностью расширения для прижимания направляющего элемента иглы для зацепления с первым элементом управления потоком, когда узел поглощающего аппарата начинает раздвигаться; и

(g) по меньшей мере, один второй элемент управления потоком, выполненный с возможностью перемещения в, по меньшей мере, одном управляющем отверстии первого элемента управления потоком между первым концом и вторым концом, посредством чего перемещение, по меньшей мере, одного второго элемента управления потоком к первому концу повышает давление текучей среды в камере низкого давления при сжимающем ударе в условиях эксплуатации, когда узел поглощающего аппарата расположен по существу горизонтально, и перемещение, по меньшей мере, одного второго элемента управления потоком ко второму концу закрывает второй конец, препятствуя потоку текучей среды под давлением через него, и уменьшает давление текучей среды в камере низкого давления при испытаниях на ударные нагрузки, когда узел поглощающего аппарата расположен по существу вертикально с открытым концом, обращенным вверх.

5. Узел по п.4, содержащий заданное число отверстий, равномерно отстоящих вокруг продольной оси седла пружины.

6. Узел по п.5, в котором заданное число отверстий равно шести.

7. Узел по п.4, в котором заданный диаметр седла пружины и диаметр ступенчатого участка образуют между собой заданный зазор.

8. Узел по п.4, в котором направляющий элемент иглы содержит радиально выступающий фланец, упирающийся в сжимаемое упругое средство.

9. Узел по п.4, в котором упругое средство является пружиной сжатия заданной жесткости.

10. Узел по п.4, в котором форма, по меньшей мере, одного второго элемента управления потоком является по существу сферической.

11. Узел поглощающего аппарата для поглощения сжимающих и растягивающих ударов, испытываемых железнодорожным подвижным составом, содержащий

(a) корпус, имеющий, по меньшей мере, частично закрытый конец и открытый конец, противоположный частично закрытому концу, при этом корпус дополнительно имеет заднюю часть, примыкающую к частично закрытому концу, и переднюю часть, примыкающую к открытому концу, причем задняя часть имеет дно, а передняя часть находится в открытом сообщении с задней частью;

(b) первый амортизирующий элемент, расположенный в центре задней части, при этом его один конец упирается в, по меньшей мере, часть внутренней поверхности, по меньшей мере, частично закрытого конца корпуса, причем первый амортизирующий элемент проходит продольно от указанного одного конца и содержит гидравлический цилиндр и, по меньшей мере, одну цилиндрическую пружину, расположенную между цилиндром и дном, при этом гидравлический цилиндр содержит (i) корпус цилиндра; (ii) поршень, имеющий головку поршня, при этом поршень содержит осевое отверстие первого заданного диаметра, имеющее заднюю стенку и открытый конец, осевую расточку, примыкающую к осевому отверстию на открытом конце, осевую цилиндрическую направляющую второго заданного диаметра, расположенную соосно с осевым отверстием, при этом осевая цилиндрическая направляющая примыкает к осевому отверстию у задней стенки, причем осевая цилиндрическая направляющая имеет вторую полость, просверленную по существу перпендикулярно цилиндрической направляющей для соединения ее с пространством снаружи поршня, при этом вторая полость выполнена с возможностью сброса давления в осевой цилиндрической направляющей, а поршень расположен с возможностью скольжения в корпусе цилиндра для образования камеры высокого давления и камеры низкого давления;

(iii) гибкий чехол, один конец которого прикреплен к поршню, а второй конец прикреплен к крышке и адаптеру чехла цилиндра;

(iv) прокладку, установленную внутри крышки и адаптера чехла для уплотнения пространства между крышкой и адаптером чехла и цилиндром для предотвращения утечки;

(v) по меньшей мере, один проход для текучей среды, расположенный в поршне для создания сообщения между камерой высокого давления и камерой низкого давления, при этом, по меньшей мере, один проход для текучей среды имеет отверстие, ограничивающее поток и расположенное на одном конце, прилегающем к осевой расточке поршня, при этом отверстие, ограничивающее поток, открыто в камеру высокого давления;

(vi) пружинное кольцо и уплотнительное кольцо, установленные в кольцевой канавке, выполненной в головке поршня;

(vii) первую полость, расположенную копланарно с кольцевой канавкой головки поршня;

(viii) штифт, расположенный в первой полости, и штифт, проходящий через головку поршня, при этом концы штифта примыкают к пружинному кольцу;

(ix) дозирующую иглу, расположенную с возможностью скольжения в поршне, при этом дозирующая игла содержит внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, элемент штока, прикрепленный к внутренней поверхности внутри цилиндрической направляющей и имеющий рабочий конец заданной длины и заданного диаметра, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в дозирующей игле для уравновешивания давления между камерой высокого давления и камерой низкого давления, при этом дозирующая игла, по меньшей мере, частично закрывает отверстие, ограничивающее поток, когда дозирующая игла находится в полностью отпущенном положении;

(х) ограниченное отверстие, проходящее от поверхности головки поршня к, по меньшей мере, одному проходу для текучей среды для обеспечения быстрого возврата дозирующей иглы с изменяемым отверстием в полностью отпущенное положение;

(xi) спиральную пружину сжатия заданной жесткости, расположенную в осевом отверстии поршня, один конец которой ориентирован к задней стенке осевого отверстия, а другой конец которой упирается во внутреннюю поверхность дозирующей иглы, при этом спиральная пружина сжатия поджимает дозирующую иглу к штифту, расположенному в первой полости;

(xii) дозирующее средство с изменением характеристик в зависимости от положения, расположенное в поршне и выполненное с возможностью увеличения реактивного давления текучей среды в камере низкого давления гидравлического цилиндра, создавая увеличенную способность к поглощению ударов узла поглощающего аппарата при сжимающем ударе в условиях эксплуатации, и с возможностью понижения реактивного давления среды в камере низкого давления гидравлического цилиндра для соответствия требованиям испытаний на ударные нагрузки;

(с) позиционирующее средство на внутренней поверхности, по меньшей мере, частично закрытого конца корпуса для удержания одного конца первого амортизирующего элемента в центральном положении в задней части корпуса при сжатии и расширении гидравлического сжимаемого амортизирующего элемента;

(d) средство седла, по меньшей мере, часть одной поверхности которого упирается в противоположный конец первого амортизирующего элемента и которое установлено для продольного движения в корпусе для соответственно сжатия и отпускания первого амортизирующего элемента при приложении силы к узлу поглощающего аппарата и при снятии этой силы с узла поглощающего аппарата;

(е) второе амортизирующее средство, расположенное, по меньшей мере, частично в передней части корпуса для поглощения энергии при сжатии узла поглощающего аппарата.

12. Узел по п. 11, в котором второе амортизирующее средство содержит

(а) пару отстоящих в поперечном направлении внешних стационарных плит, имеющих внешнюю поверхность и противоположную внутреннюю фрикционную поверхность, при этом внешняя поверхность взаимодействует с корпусом;

(b) пару отстоящих в поперечном направлении подвижных плит по существу одинаковой толщины и имеющих внешнюю фрикционную поверхность и внутреннюю фрикционную поверхность, и по меньшей мере, один по существу плоский край, расположенный между внешней и внутренней поверхностями, при этом один край зацеплен со средством седла, а, по меньшей мере, часть внешней фрикционной поверхности подвижно и фрикционно зацеплена с внутренней фрикционной поверхностью внешней стационарной плиты;

(c) пару отстоящих в поперечном направлении скошенных плит, имеющих внешнюю и внутреннюю фрикционные поверхности, при этом внешняя фрикционная поверхность подвижно и фрикционно зацеплена с, по меньшей мере, частью внутренней фрикционной поверхности подвижной плиты;

(d) пару отстоящих в поперечном направлении клиньев, по меньшей мере, часть внешней фрикционной поверхности которых подвижно и фрикционно зацеплена с, по меньшей мере, частью внутренней фрикционной поверхности скошенной плиты и, по меньшей мере, часть одного края зацеплена со средством седла, причем пара клиньев имеет заданный скошенный участок, который скошен вверх и наружу от плоскости, пересекающей продольную центральную линию узла поглощающего аппарата под первым заданным углом на его противоположном краю; и

(е) центральный клин, имеющий пару согласующихся заданных скошенных участков под вторым заданным углом для зацепления со скошенным участком клина для инициации фрикционного зацепления второго амортизирующего средства и, тем самым, поглощения энергии.

13. Узел по п.12, в котором второе амортизирующее средство дополнительно содержит пружинное отпускающее средство, зацепленное и проходящее продольно между средством седла и центральным клином для непрерывного поджимания второго амортизирующего средства наружу от первого амортизирующего средства для освобождения второго амортизирующего элемента при снятии приложенной к поглощающему аппарату сжимающей силы.

14. Узел по п.11, в котором дно задней части прикреплено с возможностью снятия или выполнено за одно целое с, по меньшей мере, частично закрытым концом.

15. Узел по п.11, в котором задняя часть содержит пару выступов, имеющих заданную ширину и расположенных между дном и передней частью, каждый из который упирается в соответствующую рабочую поверхность пары задних упоров, прикрепленных к поперечному брусу рамы железнодорожного подвижного состава, посредством чего пара задних выступов позволяет, по меньшей мере, частично закрытому концу проходить в поперечный брус между парой задних упоров вблизи их рабочих поверхностей.

16. Узел по п.11, содержащий средство, выполненное с возможностью сцепления с задней частью и передней частью для скрепления задней части с передней частью с возможностью их разъединения.

17. Узел по п.11, дополнительно содержащий средство, расположенное в передней части вблизи открытого конца для крепления корпуса к сцепке железнодорожного подвижного состава.

18. Узел по п.17, в котором средство для крепления корпуса к сцепке содержит пару совмещенных отверстий для чеки сцепки.

19. Узел по п.17, дополнительно содержащий упорную подушку, расположенную в передней части между вторым амортизирующим средством и хвостовиком сцепки.

20. Узел по п.11, в котором второй амортизирующий элемент содержит заданное число эластомерных упругих элементов, расположенных пакетом.