RU217139U1

RU217139U1 - BRAKE LINE END VALVE

Info

Publication number: RU217139U1
Application number: RU2022132003U
Authority: RU
Inventors: Денис Аркадьевич Березовский; Илья Александрович Колеватых; Юрий Николаевич Соронин; Алексей Николаевич Фокин
Original assignee: Акционерное общество "Ритм" Тверское производство тормозной аппаратуры (АО "Ритм" ТПТА)
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-03-20

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта. Концевой кран тормозной магистрали содержит корпус с размещённым в нём двухседельным клапаном, выполненным с возможностью продольного перемещения в корпусе под воздействием ручного привода. Двухседельный клапан выполнен в виде полостной тарелки с уплотнительными кольцами, выполненными с возможностью эластичного поджатия сёдел двухседельного клапана. При этом уплотнительные кольца выполнены из термопластичного полиуретанового эластомера марки LT-PU. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

The utility model relates to the field of railway transport. The end valve of the brake line contains a housing with a two-seat valve located in it, made with the possibility of longitudinal movement in the housing under the influence of a manual drive. The double-seated valve is made in the form of a cavity plate with sealing rings, made with the possibility of elastic compression of the double-seated valve seats. In this case, the sealing rings are made of thermoplastic polyurethane elastomer brand LT-PU. 4 w.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта (железнодорожного, метрополитена), в частности к концевым кранам, и может быть использована для перекрытия тормозной магистрали отдельной единицы железнодорожного подвижного состава.The utility model relates to the field of railway transport, namely to elements of pneumatic systems for braking equipment of rolling stock of rail transport (railway, subway), in particular to end valves, and can be used to shut off the brake line of a separate unit of railway rolling stock.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является концевой кран тормозной магистрали, содержащий корпус с размещенным в нём двухседельным клапаном с толкателем, взаимодействующим с ручным приводом с обеспечением продольного перемещения в корпусе полостной двухседельной тарелки двухседельного клапана с поочередным герметичным перекрытием его сёдел. При этом двухседельная тарелка со стороны седла открытого положения снабжена внешним уплотнительным кольцом с эластичным кольцевым лепестком по наружному его диаметру, а с другой стороны закрыта внутренним уплотнительным кольцом с С-образным поперечным сечением, охватывающим жесткое кольцевое основание. Уплотнительные кольца выполнены из эластичной полиуретановой композиции, выдерживающей температурный диапазон в пределах 60°C до плюс 60°C (Патент РФ на изобретение № 2334636, МПК6 B60T 17/04, B61H 13/00, F16K 31/52, 27.09.2008).The closest to the claimed in terms of the totality of features is the end valve of the brake line, containing a body with a two-seated valve with a pusher placed in it, interacting with a manual drive to ensure longitudinal movement in the body of the hollow two-seat plate of the two-seat valve with alternately hermetic overlap of its seats. At the same time, the two-seated plate is equipped with an external sealing ring with an elastic annular tab along its outer diameter on the side of the seat of the open position, and on the other side is closed with an internal sealing ring with a C-shaped cross section, covering a rigid annular base. O-rings are made of an elastic polyurethane composition that can withstand temperatures ranging from 60°C to plus 60°C (RF Patent for invention No. 2334636, MPK6 B60T 17/04, B61H 13/00, F16K 31/52, 09/27/2008).

Недостатком известного концевого крана является ухудшение упругих свойств уплотнительных элементов в течение срока службы концевого крана, способствующее снижению герметичного перекрытия седел двухседельного клапана концевого крана.The disadvantage of the known end valve is the deterioration of the elastic properties of the sealing elements during the service life of the end valve, which contributes to a decrease in the hermetic overlap of the seats of the two-seated valve of the end valve.

При создании полезной модели решалась задача повышения безопасности движения подвижного состава.When creating a utility model, the problem of increasing the safety of rolling stock traffic was solved.

Технический результат – повышение надежности работы концевого крана тормозной магистрали, исключающей возможность утечек сжатого воздуха в тяжелых условиях эксплуатации, при перепаде температур окружающего воздуха, а также увеличение возможности безотказной работы на протяжении всего срока службы концевого крана.EFFECT: increased reliability of operation of the brake line end valve, which excludes the possibility of compressed air leaks in severe operating conditions, with ambient temperature fluctuations, as well as an increase in the possibility of trouble-free operation throughout the entire life of the end valve.

Указанный технический результат достигается тем, что концевой кран тормозной магистрали содержит корпус с размещенным в нём двухседельным клапаном, выполненным с возможностью продольного перемещения в корпусе под воздействием ручного привода, при этом двухседельный клапан выполнен в виде полостной тарелки, снабжённой уплотнительными кольцами, выполненными с возможностью эластичного поджатия сёдел двухседельного клапана, при этом согласно полезной модели уплотнительные кольца выполнены из термопластичного полиуретанового эластомера марки LT-PU.The specified technical result is achieved by the fact that the end valve of the brake line contains a housing with a two-seat valve located in it, made with the possibility of longitudinal movement in the housing under the influence of a manual drive, while the two-seat valve is made in the form of a cavity plate, equipped with sealing rings, made with the possibility of elastic preloading of the double-seat valve seats, while, according to the utility model, the sealing rings are made of thermoplastic polyurethane elastomer of the LT-PU brand.

При этом согласно полезной модели, материал уплотнительных колец изготовлен методом литья. At the same time, according to the utility model, the material of the sealing rings is made by casting.

При этом согласно полезной модели, ручной привод состоит из кривошипа и рукоятки, установленной на валике кривошипа.In this case, according to the utility model, the manual drive consists of a crank and a handle mounted on the crank shaft.

При этом согласно полезной модели, во входное отверстие корпуса ввёрнут штуцер, торец которого со стороны входного отверстия является седлом закрытого состояния концевого крана.In this case, according to the utility model, a fitting is screwed into the inlet of the body, the end of which, on the side of the inlet, is the saddle of the closed state of the end valve.

При этом согласно полезной модели, штуцер выполнен с наружной резьбой и снабжён накидной гайкой, внутренняя поверхность которой выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера.At the same time, according to the utility model, the fitting is made with an external thread and is equipped with a union nut, the inner surface of which is made in the form of a conical surface tapering from the end of the fitting.

Новыми по сравнению с прототипом признаками заявляемого концевого крана тормозной магистрали является использование в конструкции концевого крана уплотнительных колец, которые выполнены из термопластичного полиуретанового эластомера марки LT-PU.New in comparison with the prototype features of the inventive end valve of the brake line is the use of sealing rings in the design of the end valve, which are made of thermoplastic polyurethane elastomer brand LT-PU.

Основным требованием, предъявляемым к концевым кранам тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава, является герметичное перекрытие седел двухседельного клапана концевого крана, которое напрямую зависит от материала, применяемого для их уплотнения. The main requirement for the end valves of the brake line of railway rolling stock is the tight overlap of the seats of the two-seat valve of the end valve, which directly depends on the material used for their sealing.

В настоящее время основным направлением по усовершенствованию концевого крана является повышение его эксплуатационного ресурса, поэтому выбор материала для уплотнения, прежде всего, основывается на таких показателях как: термостойкость и химическая стойкость к агрессивным средам (консистентная смазка), стойкость к атмосферному воздействию и к старению.Currently, the main direction for improving the end valve is to increase its service life, therefore, the choice of material for sealing is primarily based on such indicators as: heat resistance and chemical resistance to aggressive media (grease), resistance to weathering and aging.

Допустимым технической документацией температурным диапазоном, при котором концевой кран должен сохранять свои технические характеристики и работоспособность, является диапазон от минус 60°C до плюс 60°C. Однако в процессе эксплуатации концевого крана возможно возникновение ситуации, когда вагоны подвергаются длительному нагреву в гаражах размораживания (тепляках) с целью восстановления сыпучести смерзшегося в монолит груза. При этом температура нагрева элементов вагона может достигать 120°C. Такие жесткие условия негативно сказываются на герметичности перекрытия седел. В частности, вследствие перепада температур происходит потеря упругих свойств уплотнительных элементов (эластичности), в результате чего увеличивается вероятность утечек воздуха через концевой кран.Permissible technical documentation for the temperature range at which the end valve must maintain its technical characteristics and performance is the range from minus 60°C to plus 60°C. However, during the operation of the end valve, a situation may arise when the cars are subjected to prolonged heating in defrosting garages (hothouses) in order to restore the flowability of the cargo frozen into a monolith. In this case, the heating temperature of the elements of the car can reach 120°C. Such harsh conditions adversely affect the tightness of the seat overlap. In particular, due to the temperature difference, the elastic properties of the sealing elements (elasticity) are lost, as a result of which the likelihood of air leaks through the end valve increases.

Несмотря на многообразие эластомерных материалов в настоящее время далеко не все материалы подходят для применения в железнодорожной технике, поэтому для обеспечения необходимых рабочих характеристик крана необходимо проводить тщательный отбор материалов, подтверждая их работоспособность в жестких условиях многочисленными испытаниями. Но даже подходящий на начальном этапе материал по мере износа и старения теряет требуемые характеристики, поэтому также важно, чтобы выбранный материал сохранял свои параметры на всем протяжении срока эксплуатации крана.Despite the variety of elastomeric materials, not all materials are currently suitable for use in railway technology, therefore, in order to ensure the required performance of the crane, it is necessary to carefully select materials, confirming their performance in harsh conditions by numerous tests. But even a material that is suitable at the initial stage loses the required characteristics as it wears and ages, so it is also important that the selected material retains its parameters throughout the life of the crane.

Высокое значение относительной остаточной деформации при сжатии приводит к последующей потери уплотнительного действия, что может быть вызвано следующими причинами: низкое качество материала уплотнений, превышение рабочей температуры, контакт с несовместимой средой. Появление неисправностей данного типа можно избежать путем подбора эластомера, подходящего для условий эксплуатации.A high compression set results in a subsequent loss of sealing action, which can be caused by the following reasons: Poor seal material quality, operating temperature exceeded, contact with incompatible media. This type of failure can be avoided by selecting an elastomer suitable for the operating conditions.

По результатам испытаний рабочий температурный диапазон термопластичного полиуретанового эластомера марки LT-PU определяется в диапазоне от минус 60°C до плюс 120°C, что соответствует требованиям, предъявляемым к уплотнениям для концевых кранов тормозной магистрали железнодорожного транспортного средства.According to the test results, the operating temperature range of LT-PU thermoplastic polyurethane elastomer is determined in the range from minus 60°C to plus 120°C, which meets the requirements for seals for the end valves of the brake line of a railway vehicle.

Несмотря на известность отдельных элементов конструкции концевого крана создана новая совокупность существенных признаков, обеспечивающая решение заявленной проблемы. Таким образом, при осуществлении полезной модели обеспечивается достижение указанного технического результата.Despite the popularity of individual elements of the design of the end valve, a new set of essential features has been created that provides a solution to the stated problem. Thus, the implementation of the utility model ensures the achievement of the specified technical result.

Полезная модель поясняется описанием примера её выполнения со ссылками на фиг. 1, где изображён концевой кран тормозной магистрали в открытом состоянии (общий вид).The utility model is explained by the description of an example of its implementation with references to FIG. 1, which shows the end valve of the brake line in the open state (general view).

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Концевой кран тормозной магистрали содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и проходным каналом 3. Корпус выполнен в виде двух смежных сообщающихся полостей: атмосферной 4 и центральной 5. В корпусе 1 крана аксиально размещен двухседельный клапан 6, выполненный в виде полостной двухседельной тарелки 7, размещенной в центральной полости 5 корпуса 1, с головкой 8, имеющей отражательную поверхность, и толкателем 9, взаимодействующим с ручным приводом 10 с обеспечением продольного перемещения в корпусе 1 двухседельного клапана 6 с поочередным герметичным перекрытием его сёдел 11 и 12 в центральной полости. The end valve of the brake line contains a body 1 with an inlet 2 and a passage channel 3. The body is made in the form of two adjacent communicating cavities: atmospheric 4 and central 5. In the body 1 of the valve, a two-seated valve 6 is axially placed, made in the form of a hollow two-seated plate 7, placed in the central cavity 5 of the body 1, with a head 8 having a reflective surface, and a pusher 9 interacting with a manual drive 10 to ensure longitudinal movement in the body 1 of a double-seated valve 6 with alternate hermetic overlap of its seats 11 and 12 in the central cavity.

Тарелка 7 снабжена уплотнительными кольцами 13 и 14, выполненными из термопластичного полиуретанового эластомера марки LT-PU методом литья под давлением. Использование эластомера марки LT-PU позволило обеспечить высокую надежность конструкции концевого крана благодаря сохранению высокоэластичных свойств уплотнения в широком интервале температур, охватывающем всю область температур при эксплуатации концевых кранов, а также их резких перепадов. Кроме того, уплотнительные кольца обеспечивают повышенную герметичность соединения за счет их сопротивления как истиранию в процессе работы, так и сопротивлению механическому повреждению в виде трещин.The disc 7 is provided with sealing rings 13 and 14, made of thermoplastic polyurethane elastomer brand LT-PU by injection molding. The use of LT-PU elastomer made it possible to ensure high reliability of the design of the end valve due to the preservation of the highly elastic properties of the seal in a wide temperature range, covering the entire temperature range during operation of the end valves, as well as their sharp drops. In addition, o-rings provide increased joint tightness due to their resistance to both abrasion during operation and resistance to mechanical damage in the form of cracks.

Внутреннее уплотнительное кольцо 14 имеет С-образное поперечное сечение, которое позволяет плотно охватить жесткое кольцевое основание 15, которое может быть выполнено металлическим. Внутреннее уплотнительное кольцо 14 установлено в полости двухседельной тарелки 7 с возможностью перемещения под воздействием давления тормозной магистрали со стороны головки двухседельного клапана 6 или пружины сжатия 16 со стороны толкателя 9.The inner sealing ring 14 has a C-shaped cross-section which allows it to tightly enclose a rigid annular base 15 which may be made of metal. The inner sealing ring 14 is installed in the cavity of the two-seated plate 7 with the possibility of moving under the influence of the pressure of the brake line from the side of the head of the two-seated valve 6 or the compression spring 16 from the side of the pusher 9.

Со стороны толкателя 9 тарелка 7 снабжена внешним уплотнительным кольцом 13 с эластичным кольцевым лепестком по наружному диаметру. From the side of the pusher 9, the plate 7 is equipped with an external sealing ring 13 with an elastic annular petal along the outer diameter.

Ручной привод 10 состоит из кривошипа 17 и рукоятки 18, установленной на валике кривошипа 17. The manual drive 10 consists of a crank 17 and a handle 18 mounted on the crank shaft 17.

Во входное отверстие 2 корпуса 1 ввёрнут штуцер 19, торец которого со стороны входного отверстия 2 является седлом 12 закрытого состояния концевого крана. Штуцер 19 может быть выполнен с наружной резьбой и снабжён накидной гайкой 20, внутренняя поверхность которой выполнена в виде конической поверхности, сужающейся от торца штуцера 19. A fitting 19 is screwed into the inlet 2 of the body 1, the end of which on the side of the inlet 2 is the saddle 12 of the closed state of the end valve. The fitting 19 can be made with an external thread and equipped with a union nut 20, the inner surface of which is made in the form of a conical surface tapering from the end of the fitting 19.

Корпус 1 концевого крана может быть выполнен как в правом, так и в левом исполнении. The body 1 of the end valve can be made both in the right and in the left version.

Концевой кран тормозной магистрали посредством штуцера 19 соединяется с тормозной магистралью (на чертеже не показано). The brake line end valve is connected to the brake line by means of a fitting 19 (not shown in the drawing).

В открытом состоянии концевого крана тормозной магистрали тарелка 7 двухседельного клапана 6 герметично перекрывает седло 11, при этом уплотнительное кольцо 13 прижато к седлу 11. In the open state of the end valve of the brake line, the plate 7 of the two-seated valve 6 hermetically covers the seat 11, while the sealing ring 13 is pressed against the seat 11.

Рабочая среда из тормозной магистрали свободно через штуцер 19 и проходной канал 3 поступает в межвагонный рукав (на фиг. не показан). При этом головка 8 с отражательной поверхностью направляет воздушный поток в сторону проходного канала 3. The working medium from the brake line freely through the fitting 19 and through channel 3 enters the inter-car sleeve (not shown in Fig.). In this case, the head 8 with a reflective surface directs the air flow towards the passage channel 3.

В открытом состоянии концевого крана рукоятка 18 ручного привода 10 толкателя 9 находится в нижнем положении.In the open state of the end valve, the handle 18 of the manual drive 10 of the pusher 9 is in the lower position.

Для переключения концевого крана из открытого состояния в закрытое необходимо рукоятку 18 ручного привода 10 перевести в вертикальное положение.To switch the end valve from open to closed, it is necessary to move the handle 18 of the manual drive 10 to a vertical position.

Внутреннее уплотнительное кольцо 14 упрется в седло 12 закрытого состояния концевого крана. Пружина 16 начнет сжиматься, а головка 8 под действием толкателя пройдет в полость штуцера 19, отходя от внутреннего уплотнительного кольца 14 и освобождая перекрытое ею центральное сквозное отверстие внутреннего уплотнительного кольца 14. Внутреннее уплотнительное кольцо 14 при этом переместится в полости двухседельной тарелки 7 под действием седла 12 закрытого состояния в закрытом состоянии концевого крана.The inner sealing ring 14 rests against the seat 12 of the closed state of the end valve. The spring 16 will begin to compress, and the head 8, under the action of the pusher, will pass into the cavity of the fitting 19, moving away from the inner sealing ring 14 and releasing the central through hole of the inner sealing ring 14 blocked by it. 12 closed state closed end valve.

В то же время сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в полость тарелки 7 через открытое центральное сквозное отверстие внутреннего уплотнительного кольца 14, достаточно плавно выравнивая давление внутри полости тарелки 7 и воздействуя на внутреннее уплотнительное кольцо 14 со стороны пружины 16. Под воздействием пружины 16 внутреннее уплотнительное кольцо 14 постепенно перемещается внутри тарелки 7 к седлу 12 закрытого состояния. После выравнивания рабочая среда тормозной магистрали и пружина 16 дополнительно начинают поджимать внутреннее уплотнительное кольцо 14 к седлу 12 закрытого состояния концевого крана, герметично его перекрывая.At the same time, compressed air from the brake line enters the cavity of the disc 7 through the open central through hole of the inner sealing ring 14, quite smoothly equalizing the pressure inside the cavity of the disc 7 and acting on the inner sealing ring 14 from the side of the spring 16. Under the influence of the spring 16, the inner sealing the ring 14 gradually moves inside the plate 7 to the seat 12 of the closed state. After alignment, the working medium of the brake line and the spring 16 additionally begin to press the inner sealing ring 14 to the seat 12 of the closed state of the end valve, hermetically blocking it.

С другой стороны, при перемещении двухседельного клапана 6 вдоль центральной полости 5 внешнее уплотнительное кольцо 13 отходит от седла открытого состояния 11 и открывает сообщение между атмосферной полостью 3 и центральной полостью 5, выпуская оставшийся воздух из центральной полости 5 в атмосферу. On the other hand, when the double-seated valve 6 moves along the central cavity 5, the outer sealing ring 13 moves away from the open seat 11 and opens communication between the atmospheric cavity 3 and the central cavity 5, releasing the remaining air from the central cavity 5 into the atmosphere.

Для перехода концевого крана из закрытого состояния в открытое рукоятку 18 ручного привода 10 возвращают в нижнее положение, двухседельный клапан 6 возвращается в исходное положение. To switch the end valve from the closed state to the open state, the handle 18 of the manual drive 10 is returned to the lower position, the double-seated valve 6 returns to its original position.

Заявленная конструкция концевого крана обладает повышенными показателями надежности и увеличенным межремонтным сроком службы благодаря использованию в качестве уплотнения двухседельного клапана материалов полиуретанового эластомера марки LT-PU, подходящих для использования в жестких условиях эксплуатации. The claimed design of the end valve has increased reliability and extended overhaul life due to the use of polyurethane elastomer materials of the LT-PU brand as a double-seated valve seal, suitable for use in harsh operating conditions.

Claims

1. An end valve of the brake line, containing a housing with a two-seated valve located in it, made with the possibility of longitudinal movement in the housing under the influence of a manual drive, while the two-seat valve is made in the form of a cavity plate, equipped with sealing rings, made with the possibility of elastic compression of the seats of the two-seat valve , characterized in that the sealing rings are made of thermoplastic polyurethane elastomer brand LT-PU.

2. End valve according to claim 1, characterized in that the material of the sealing rings is made by casting.

3. End valve according to claim 1, characterized in that the manual drive consists of a crank and a handle mounted on the crank shaft.

4. End valve according to claim 1, characterized in that a fitting is screwed into the inlet of the body, the end of which from the side of the inlet is the saddle of the closed state of the end valve.

5. The end valve according to claim 4, characterized in that the fitting is made with an external thread and is equipped with a union nut, the inner surface of which is made in the form of a conical surface tapering from the end of the fitting.