SU5156A1 - Автоматический воздушный однопроводной тормоз - Google Patents

Description

Предлагаемый автоматический воздушный однопроводный тормоз со ступенчатым торможением и отпуском и с приспособлением дл  изменени  тормозного режима, представлен на чертеже, на котором фиг. 1--9 изображают схемы воздухораспределител  в различных разрезах , фиг. 10-схему в вертикальном разрезе крана машиниста.

Воздушный тормоз предлагаемой системы состоит из паровоздушного насоса, главного резервуара, регул тора давлени  и крана машиниста , устанавливаемых на паровозе, и главного воздухопровода (магистрали ), идуш,его под всем подвижным составом, воздухораспределител , запасного резервуара, тормозного цилиндра и рычажной передачи с колодками, устанавливаемых под каждой тормозной единицей состава. Паровоздушный насос, главный резервуар, регул тор давлени , магистраль, запасный резервуар , тормозной цилиндр и рычажна  передача могут быть типа ныне суш,ествуюш,его тормоза „Вестингауза . Паровоздушный насос должен поддерживать давление в главном резервуаре около 7-8 атм., откуда воздух идет через кран машиниста в магистраль.

Кран машиниста состоит из корпуса 1 (фиг. 10), в который вставлена втулка 2; во втулке перемещаетс  круглый золотник 3. разделенный выточкой 26 на два диска. Под золотником помеш,ена пружина 7, наход ща с  в приболченном к корпусу стакане 21 и стрем ща с  подн ть золотник 3 кверху. Внутри золотник просверлен и в него снизу вставлен двойной стержневой клапан 4, прижимаемый также вверх слабой пружиной 5 и пробкой б; внутренн   камера золотника сообщаетс  с его выточкой 26 через отверсти  27; стержневой клапан 4, прижатый к своему месту, нижней кромкой перекрывает сообщение внутренней камеры золотника с камерой над золотником по наружным проточкам, сделанным в стержне клапана 4; верхней своей кромкой клапан 4 перекрывает канал 14 в стержне 13, ведущий из камеры над золотником в атмосферу; стержень 13,снабженный в нижней своей части квадратной нарезкой 18, ввинчен в крышку 9, какова  шурупами 10 прикрепл етс  к корпусу крана; уплотн ющее резиновое кольцо 12 прижимаетс  фланчиком 11; на квадрат стержн  13 надета ручка 15, снабженна  барашком 8 и скольз ща  по верхней плоскости буртика 16, имеющего уклон, пропорциональный уклону порезки 18. Выточка 20 в корпусе, куда выход т отверсти  19 борта крышки, соедин етс  через штуцер 22 с магистралью , а выточка 23 в корпусе, куда выход т отверсти  24 втулки, соедин етс  через штуцер 17 с главным резервуаром. В хвостовик стержн  13 ввернута гайка 25, укрепл юща  ручку крана, канал же 14 в стержне 13 сообщаетс  с атмосферой через отверстие 28 в теле ручки крана. Пружина 7 регулируетс  стопором 29 и гайкой 30. Отверстие 31 сообщает внутреннюю полость стакана 21 с атмосферой. При действии крана, воздух из главного резервуара при давлении 7-8 атм. входит в штуцер 17 и по кольцевой выточке, 23 через отверстие 24 во втулке, поступает в выточку 26 золотника 3 и отсюда, через отверстие 27-во внутреннюю камеру золотника. Если в магистрали , а следовательно, и в камере над золотником 3, давление атмосферное , то пружина 7, нажима  на золотник, прижмет таковой к нижнему борту крышки 9, клапан же 4, упира сь своей верхней кромкой в стержень 13 и закрыва  тем канал 14, ведущий в атмосферу, откроет своей нижней кромкой сообщение внутренней камеры золотника с магистралью по своим проточкам , отверсти м 19, выточке 20 и штуцеру 22; тогда воздух из главного резервуара потечет в магистраль . По мере того, как в магистрали будет повышатьс  давление, такое давление будет развиватьс  и в камере над золотником; калиброванна  пружина 7 рассчитана так, что при упругости воздуха в камере над золотником в 3-7 атм., давление на золотник сверху будет равно давлению пружины снизу при положении золотника у борта крышки 9; при дальнейшем повышении давлени  в камере над золотником, таковое, преодолева  силу пружины, начнет опускать золотник вниз; положим, что ручка крана стоит в каком-нибудь среднем положении, тогда золотник, опуска сь вниз, будет приближать гнездо клапана 4 в золотнике к нижней его кромке, запирающей сообщение внутренней камеры золотника с камерой над золотником, и наступит такой момент, когда нижн   кромка клапана 4 с дет в свое гнездо в золотнике 3, прекратит перетекание воздуха в магистраль и золотник остановитс  в равновесии под вли нием равных давлений: развивщегос  со стороны магистрали сверху и давлению пружины 7 снизу. Если вследствие пропусков давление в магистрали падает , тогда сила пружины 7 на золотник снизу превысит давление магистрали сверху и золотник 3 подниметс  вверх, но так как клапан 4, все врем  упирающийс  верхней кромкой в стержень 13, останетс  на месте, то его нижн   кромка отойдет от своего гнезда в золотнике и воздух из главного резервуара восстановит давление в магистрали , отчего давление на золотник оп ть повыситс  и, преодолев силу пружины 7, золотник, опустившись , прекратит дальнейшее перетекание воздуха; в случае же пропуска золотника, давление в магистрали может повыситьс , отчего золотник, преодолева  силу пружины, опуститс  вниз и за нижнюю кромку клапана 4 пот нет таковой за собой, тогда верхн   кромка клапана 4 отойдет от своего гнезда в стержне 13 и откроет канал 14, по каковому и по отверстию 28 в теле ручки воздух из магистрали потечет в атмосферу; давление в магистрали упадет до ранее установленного и пружина.

преодолева  давление на золотник сверху, поднимет таковой и закроет верхней кромкой клапана 4 выход в атмосферу; таким образом, при данном положении ручки крана, каковое мы выбрали произвольно, кран устанавливает и как угодно долго поддерживает в магистрали некоторое посто нное давление, со- I ответствующее данному положению ; ручки. Дл  полного отпуска тормоза i в магистрали необходимо и доста- i точно установить давление в 5 атм. Дл  получени  полного торможени , в магистрали необходимо и достаточно установить давление в 3,7 атм. Кран машиниста устанавливает и поддерживает в магистрали как угодно долго любое, в некоторых границах, давление, строго соответствующее определенному положению ручки крана. При следовании паровоза двойной т гой и вообще при желании отделить кран машиниста от магистрали, на таковой у штуцера 22 должен быть поставлен обычный кран-пробка.

Воздухораспределитель состоит из корпуса 1 (фиг. 1, 2, 8 и 9), в ступенчатой втулке которого помещаетс  дифференциальный поршень с поршневыми стаканами 3-4, жестко соединенными между собою донышками при посредстве штока; j в корпусе сделаны три одинакового размера углублени  формы усечен- I ного конуса, в каковых, в соответ- 1 ствующего размера стаканах, поме- j щаютс : клапан посто нного давлени , делитель давлени  и клапан начального торможени . Клапан посто нного давлени , помещающийс  в стакане 5, состоит из втулки б, I на которой гайками зажаты одинакового размера две резиновые диафрагмы; внутри втулки б помещаетс  двойной стержневой клапан 7, прижимаемый к своему месту слабой пружиной помощью верхней гайки; верхн   кромка стержневого клапана 7 прерывает сообщение пространства между диафрагмами с пространством под нижней диафрагмой , а нижн   кромка-сообщение под нижней диафрагмой с

атмосферой по каналу 8 в хвостовике стакана. Между диафрагмами помещаетс  нажимна  втулка с кольцевой выточкой 9 и отверстием 10; над верхней диафрагмой помещаетс  втора  нажимна  втулка, при посредстве которой вс  система диафрагмы прижимаетс  к своему месту. На гайку верхней диафрагмы калиброванна  пружина 12 производит некоторое определенное нажатие помощью крышки 13, надеваемой на пуговки. Пространство между диафрагмами по выточке 9 и отверстию 10 в нажимной втулке, отвер стию 14 в стакане, выточке 15 и каналу 16 в корпусе воздухораспределител  всегда сообщаетс  с запасным резервуаром, а пространство под нижней диафрагмой отверстием 17 в стакане, выточкой 18 в корпусе и 19 в крышке 20 сообщаетс  всегда с камерой посто нного давлени  под стаканом 4 поршн . Делитель давлени , помещающийс  в стакане 21, состоит из втулки 22, на которой гайками зажаты разного размера две резиновые диафрагмы; внутри втулки помещаетс  двойной стержневой клапан 23, прижимаемый к своему месту слабой пружинкой, нижний конец которой упираетс  в дно стакана . Верхн   кромка стержневого клапана 23 прерывает сообщение с атмосферой пространства над верхней диафрагмой большего размера , а нижн   кромка-сообщение этого последнего с пространством под нижней меньшего размера диафрагмой . Воздух из пространства под нижней диафрагмой по отверсти м 24 в дне стакана и выточке 25 в корпусе может подходить к торцу распределительной пробки 26; воздух же из пространства над верхней диафрагмой по отверсти м и выточке в нажимной втулке 27, отверстию в стакане (на чертеже не показано) и выточке и каналу 28 в корпусе-также может подходить к распределительной пробке; между диафрагмами помещена нажимна  втулка 29, имеюща  по наруже выточку и отверстие, через каковые пространство между диафрагмами всегда сообщаетс  с атмосферой; вс  система диафрагм нажимной втулкой 27 прижимаетс  к месту j гайкой 30 (фиг. 9). Стакан снабжен хвостовиком, каковым помощью гаек и прижимаетс  к своему месту. Клапан начального торможени , помещающийс  в стакане 31 (фиг. 1) состоит из клапана 32, стержень которого пропущен снизу сквозь дно стакана; на его стержне помощью шайбы и гайки укрепл етс  резинова  диафрагма, котора  нажимной втулкой 33 и гайкой 34 прижимаетс  к своему месту; между диафрагмой и гайкой помещаетс  калиброванна  пружина 35, котора  так рассчитана, что при давлении под диафрагмой в 0,6 атм. или выше диафрагмы, сжима  пружину 35, закрывает клапан 32, а при давлении менее 0,6 атм. и до нул , клапан 32 открываетс  и устанавливает сообщение внутренней полости клапана с .камерой 2 между стаканами поршн  3 и 4 по выточке 36 и отверстию 37 во втулке 2; с другой стороны, внутренн   полость клапана через отверстие в стакане 38 и по каналу 39 может сообщатьс  с распределительной пробкой 26. Кроме того, втулка 2 имеет отверстие 40, сообщающеес  выточкой 41 с обратным клапаном 42, через который воздух попадает по выточке 43 и каналу 16 в запасный резервуар 44, сообщающийс  с отверстием 40 выточкой 45 (на фиг. 2 выточка 45 показана пунктиром и цыфрой не обозначена) и отверстием 46 дл  сообщени  запасного резервуара с камерой II между стаканами 3 и 4 поршн , по каналу 16, и отверстие 47, ведущее в атмосферу . Крышка 48, своим штутером соединенна  с магистралью, сильной пружиной прижимает к втулке 2 кожаную шайбу. Крышка 49 прижимает к месту распределительную пробку 26 во втулке пробки 50. Фланцем 51 воздухораспределитель прибалчиваетс  к тормозному цилиндру. Канал 52 со штуцером 53 служит дл  присоединени  воздухораспределител  к запасному резервуару, если он находитс  отдельно от тормозного цилиндра, в противном случае, он должен быть заглушен. Канал 54 соедин ет распределительную пробку с тормозным цилиндром. Штуцер с гайкой в крышке 20 служит дл  проверки на месте клапана посто нного давлени  помощью манометра. Дл  зар дки тормоза ручка крана машиниста ставитс  в положение, дающее в магистрали давление в 5 атм. Воздух из главного резервуара через кран машиниста идет в магистраль и по ответвлени м в каждый воздухораспределитель через штуцер в крышке 48, отжима  стакан 3 поршн , через отверстие 40, по выточке 41, через обратный клапан 42, по выточке 43 и каналу 16, попадает в запасный резервуар и одновременно по выточке 15 в клапан посто нного давлени  между диафрагмами; так как, в виду одинаковой площади обеих диафрагм, воздух любой упругости будет производить извнутри одинаковое давление на каждую из них, а пружина 12 производит некоторое давление на диафрагмы сверху, то система диафрагм опуститс  вниз; стержневой клапан 7 нижней кромкой упретс  в свое гнездо в дне стакана и закроет выход воздуху в атмосферу через отверстие 8, в то врем , как верхн   кромка откроет сообщение между диафрагмами и нижней частью клапана посто нного давлени  и воздух через отверсти  во втулке 6 и выточке в стержни клапана потечет под клапан посто нного давлени  и дальше в камеру посто нного давлени , как указано выше; так как пружина 12 всегда давит на диафрагмы посто нным давлением, то как только под клапаном воздух разовьет такое же давление, диафрагмы немного подымутс  и клапан 7 верхней кромкой прекратит дальнейшее перетекание воздуха, оставив, однако, закрытой нижнюю кромку; пружина 12 урегулирована так, что под клапаном , а следовательно, также и в

камере посто нного давлени  всегда поддерживаетс  посто нное давление в 3-7 атм. при давлении, разумеетс , в запасном резервуаре не ниже 3-7 атм., так как в противном случае оно будет равно давлению в запасном резервуаре. Если почему-либо под клапаном развилось давление больше 3-7 атм., то диафрагмы, сжима  пружину, поднимутс  немного вверх, пот нут за собой клапан 7, открыв его нижней кромкой канал 8 и выпустив излишний воздух в атмосферу, оп ть опуст тс , закрыв клапаном канал 8. Следовательно, при вс ких незначительных пропусках клапан посто нного давлени  все врем  будет устанавливать и поддерживать в камере посто нного давлени  одинаковое давление в 3-7 атм. Плош ,ади стаканов 3 и 4 поршн  воздухораспределител  по своему размеру подобраны так, что давление в 5 атм. со стороны меньшего диска

3,т.-е. со стороны магистрали, превышает давление в 3-7 атм. со стороны большего из них стакана

4,т.-е. со стороны камеры 111 (фиг. 2) посто нного давлени  только на величину , необходимую дл  преодолени  трени  поршн , при условии, что давление между стаканами 3 и 4 поршн  равно атмосферному. Поэтому , как только давление в магистрали достигнет 5 атм., поршень воздухораспределител  займет свое крайнее правое положение и стаканом 4 упретс  в кожаную шайбу. Если между дисками поршн  в этот момент будет давление выше атмосферного , оно будет только способствовать указанному движению поршн , при чем отверсти  44 и 46 втулки будут закрыты диском 3, отверстие 47 откроетс  стаканом 4 и Kariepa между стаканами, а следовательно , и тормозной цилиндр, будет соединена с атмосферой, так как отверстие втулки 37 ни при каком положении поршн  перекрыватьс  не может; тормоз будет отпуш ,ен и готов к действию. Отверстие 40 диском 3 будет открыто дл  доступа воздуха из магистрали. Дл 

производства служебного торможени  машинист медленно понижает давление в магистрали; вследствие понижени  давлени  под обратным клапаном 42, таковой прижметс  к своему месту и будет преп тствовать перетеканию воздуха из запасного резервуара в магистраль. Так как в камере 1 (фиг. 2) с левой стороны стакана 3 давление понизитс , равновесие поршн  нарушитс  и поршень сдвинетс  влево, закроет стаканом 4 отверстие 47, ведущее в атмосферу, и начнет открывать отверсти  46 и 44; сначала откроетс  узка  и продолговата  часть отверсти  46, а затем така  же часть отверсти  44, воздух из запасного резервуара по каналу 16, отверстию 46 и из магистрали по отверстию 40, выточке 45 и отверстию 44 устремитс  в камеру И между стаканами 3 и 4 и оттуда через отверстие 37 двум  пут ми: по выточке 36 к клапану начального торможени , и каналу 55 к распределительной пробке; по первому пути, пройд  клапан начального торможени , воздух также подойдет к распределительной пробке и через нее по выточке 56 и каналу 54 в корпусе в тормозной цилиндр; по второму пути через канал в распределительной пробке 57 и каналу в корпусе 54-также в тормозной цилиндр. Как только давление в тормозном цилиндре достигнет 0,6 атм., клапан начального торможени  закроетс  и воздух будет перетекать только по одному второму пути через калиброванное отверстие 57 в распределительной пробке. По мере того, как в тормозном цилиндре будет подниматьс  давление, такое же давление будет развиватьс  и в камере II; а так как площади стаканов поршн  не одинаковы , то, по мере повышени  давлени , между ними будет увеличиватьс  сила, действующа  в сторону большего из них стакана 4, преп тствующа  движению поршн  влево, и дл  какого-либо данного разр жени  магистрали наступит такой момент, когда эта сила уравновесит падение давлени  в магистрали и, остановив поршень, закроет отверсти  44 и 46, что даст торможение определенной степени. Площади дисков 3 и 4 подобраны такими, что падение давлени  в магистрали на некоторую величину уравновешиваетс  в 2,8 раза большим давлением между дисками. Каждому определенному давлению в магистрали будет соответствовать определенное давление в тормозном цилиндре, равное увеличенному в 2,8 раза разр жению магистрали против нормального (5 атм.), и которое может быть поддерживаемо и при наличии естественных утечек и пропусков до тех пор, пока магистраль находитс  под напр жением . Дл  производства экстренного торможени  машинист быстро ставит ручку крана машиниста в крайнее положение, даюшее в магистрали давление в 3,7 атм.; магистраль головной части поезда, быстро разр жа сь, заставит поршни воздухораспределителей открыть полностью отверсти  46 и 44 и воздух из магистрали по отверстию 44 и из запасного резервуара по отверстию 46 широкой струей войдет в тормозные цилиндры; благодар  этому магистраль быстро разр жаетс  по всему поезду, увеличива  скорость тормозной волны. При обрыве поезда (или торможении из вагона), во избежание лишней потери воздуха, кран-пробку у крана машиниста необходимо перекрыть; торможение же поезда произойдет таким же пор дком, как и при экстренном торможении, с тем, однако, различием, что поршни воздухораспределителей займут свое крайнее левое положение, как указано на чертежах, и закроют диском 3 как отверстие 40, так и пропуск через диск нажатием на кожаную шайбу крышки 48, вследствие чего питание воздухораспределителей прекратитс . Обем запасного резервуара должен соответствовать рабочему обему тормозного цилиндра, так как при обрыве магистрали, давлени  в запасном резервуаре и тормозном цилиндре уравновешиваютс . Дл  производства частичного отпуска после торможени  как экстренного, так и любого промежуточного , машинист немного повышает давление в магистрали; тогда поршень воздухораспределител , потер в равновесие, начнет двигатьс  вправо в сторону камеры II, откроет атмосферное окно 47 и, выпустив из камеры II, а следовательно , и из тормозного цилиндра, соответствующую часть воздуха, настолько ослабит силу, действующую на поршень вправо (так как уменьшение давлени  в камере между дисками уменьшает и силу, действующую в сторону большего из них), что поршень, закрыв окно 47, остановитс  в равновесии и перекрытии отверстий 44, 46 и 47. Чем больше подымем давление в магистрали , тем соответственно большее количество воздуха надо выпустить из камеры между дисками, чтобы поршень оставалс  в равновесии. Таким образом, при повышении давлени  в магистрали до начального, ступен ми соответственно будет понижатьс  давление в тормозном цилиндре, каковое при давлении магистрали в 5 атм. будет равно нулю и тормоз будет отпущен полностью . При вс ком другом давлении в магистрали ниже 5 атм. тормоз будет нажат.

Воздухораспределитель, при наличии одного тормозного цилиндра и запасного резервуара, должен осуществл ть режимы: пассажирский (груженый), товарный груженый и товарный порожний.

Предлагаема  система воздухораспределител  должна давать возможность осуществлени  принципа „опережени торможени , а именно: выбира  соответственно размер и расположение отверсти  44 относительно отверсти  46, можно заставить воздухораспределители разр жать магистраль больше, чем бы то следовало дл  данного положени  ручки и крана машиниста, пуска  немедленно через кран машиниста (что он будет делать автоматически) струю воздуха вслед за волной разр жени ,, с расчетом пополнени  магистрали до необходимого давлени , избега , однако, более сильного затормаживани  головной части с последующим отпуском; этим путем должна быть достигнута наивозможна  скорость пробегани  тормозной i волны.

Предмет патента.

1. Автоматический воздушный однопроводный тормоз со ступенчатым торможением и отпуском и с приспособлением, допускающим изменение тормозного режима, в зависимости от рода тормозной единицы и степени ее нагрузки, характеризующийс  применением воздухораспределител  (фиг. 1, 2, 8 и 9), включающего в себе дифференциальный поршень 3-4 (фиг. 2), обратный клапан 42 (фиг. 1), пружинно-диафрагмовый клапан 32- начального торможени , пружиннодиафрагмовый , двойного действи  клапан 7-посто нного давлени  (фиг. 9), пружинно-диафрагмовый, двойного действи  клапан 23-делитель давлени  и пробочный кран 26 тормозного режима (фиг. 2), из коих: дифференциальный поршень 3-4 делит полость ступенчатого i цилиндра 2 на три камеры:первую 1 (слева по чертежу фиг. 2), по- i сто нно сообщающуюс  с главным воздухопроводом и питающую, при должном положении поршн , через соответствующие каналы и через I обратный клапан 42, запасный ре- i зервуар и полость клапана 7 по- сто нного давлени , вторую камеру : II, сообщающуюс  при отпущенных тормозах через канал 47 с атмосферой , а в период торможени , питаемую через соответствующего сечени  отверстие 46-из запасного резервуара и через отверстие 44, открываемое вслед за отверстием

46, из главного воздухопровода и питающую в свою очередь поступающим в нее воздухом тормозной цилиндр-двум  пут ми, один из которых, проход щий через клапан 32 (фиг. 1) начала торможени , прерываетс  при возникновении в тормозном цилиндре должного давлени , и третью камеру ill посто нного давлени , питаемую воздухом через клапан 7 посто нного давлени , указанный же кран 26 тормозного режима снабжен р дом отверстий и выемок (фиг. 1-7), направл ющих сжатый воздух через соответствующие каналы, а в должных случа х и через делительный клапан 23-с целью получени  резкого уменьшени  через посредство этого клапана давлени  в тормозном цилиндре .

2. Применение к охарактеризованному в п. 1 тормозу крана машиниста , снабженного известным в кранах машиниста пружинно-порщне-клапанным механизмом, работающим также известным способом, с одной стороны под вли нием разности давлений в главном резервуаре и в главном воздухопроводе, а с другой-под вли нием пружин, степень давлени  которых регулируетс  руко ткой крана через посредство нажимного стержн  или гайки, в каковом кране роль указанного механизма выполн етс  пружинным клапаном 4 (фиг. 10) двойного действи , перекрывающим с одной стороны атмосферное отверстие 14 в нажимном стержне 13, а с другой сообщение главного резервуара с главным воздухопроводом , через посредство полого поршн  3, наход щегос  под вли нием отмеченной разности давлений в главном резервуаре и в главном воздухопроводе и под вли нием пружин 7 и 5.