Результат интеллектуальной деятельности: Форсунка песочницы локомотива

Заявляемое решение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкциям форсунок песочницы пескоподающей системы локомотива.

Известна форсунка песочницы локомотива, содержащая корпус с двумя входными и одним выходным коленами, первое из которых предназначено для подачи сжатого воздуха, а второе - для подачи песка. Первое входное колено соединено со штуцером и воздушным каналом, а второе - с входным патрубком под нижним срезом которого установлена упруго-эластичная мембрана, расположенная на крышке с наклоном в сторону выходного патрубка (патент РФ №80810, МПК: В61С 15/10, опубл. 27.02.2009 г.) - аналог.

Недостатком известного решения является невысокая надежность работы форсунки, что вызвано конструктивными особенностями узла «входной патрубок - упруго-эластичная мембрана».

Известна форсунка песочницы локомотива, содержащая корпус с двумя входными и одним выходным патрубками, первый входной патрубок, предназначен для подачи сжатого воздуха и соединен с основным воздушным каналом, в котором расположен регулировочный узел подачи сжатого воздуха, второй входной патрубок, предназначен для подачи песка во внутреннюю полость корпуса через стакан со сквозным отверстием, на внешней поверхности стакана выполнен кольцевой выступ с лыской, для обеспечения прохождения сжатого воздуха во внутреннюю полость корпуса, при этом под нижним срезом стакана установлена мембрана, закрепленная на крышке, а сам нижний срез упомянутого стакана выполнен под углом к оси второго входного патрубка (патент РФ №122622, МПК: В61С 15/10, опубл. 10.12.2012 г. ) - прототип.

Недостатком, принятого за прототип решения является низкая герметичность узла сопряжения «корпус-крышка» особенно при эксплуатации форсунки с расположением вне кузова локомотива, что приводит к попаданию влаги внутрь форсунки, «намоканию» песка и как следствие прекращению устойчивой и бесперебойной подачи песка под колесные пары локомотива, т.е. к снижению надежности работы форсунки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение надежности работы форсунки, путем исключения проникновения влаги внутрь корпуса и обеспечения безотказной и стабильной подачи песка при ее работе в любых климатических условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что форсунка песочницы локомотива содержит корпус с двумя входными и одним выходным патрубками. Первый входной патрубок, предназначен для подачи сжатого воздуха и соединен с основным воздушным каналом, в котором расположен регулировочный узел подачи сжатого воздуха, второй входной патрубок, предназначен для подачи песка во внутреннюю полость корпуса через стакан со сквозным отверстием. Внешняя поверхность стакана выполнена с возможностью обеспечения прохождения сжатого воздуха во внутреннюю полость корпуса, причем часть поверхности корпуса, расположенная в зоне второго входного патрубка ниже выходного сечения стакана со сквозным отверстием снабжена металлическим днищем с выполненным в нем отверстием для размещения крышки и уплотняющего элемента, расположенным между днищем корпуса и крышкой.

Устройство, в котором для обеспечения бесперебойной подачи песка путем исключения его застоя на днище корпуса, стакан со сквозным отверстием выполнен одинаковым по высоте и для него выполняется соотношение 0,38<Dcт./Hcт.<0,52, где Dст.- внутренний диаметр стакана со сквозным отверстием, Нст.- высота стакана со сквозным отверстием.

Устройство, в котором уплотняющий элемент закреплен на крышке и выполнен в виде резинового кольца круглого диаметра.

Устройство, в котором корпус может быть выполнен литым.

Т.е. отличием заявляемого решения от известных является то, что корпус форсунки песочницы снабжен днищем, в котором выполнено технологическое отверстие, которое герметично закрывается крышкой фланцевого типа с направляющим выступом на его торце и уплотняется по плоскости корпуса уплотнением, зафиксированным на выступе крышки. Высокая герметичность обеспечивается конструктивным выполнением корпуса с днищем и применением крышки фланцевого типа с направляющим выступом на его торце и уплотнением, зафиксированным на выступе крышки. Это обеспечивает достижение заявленного технического результата при работе форсунки в любых климатических условиях, в частности в климатическом исполнении УХЛ-1.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где представлена форсунка песочницы локомотива в разрезе.

Форсунка песочницы состоит из корпуса 1 с двумя входными и одним выходным патрубками. Первый входной патрубок 2, предназначен для подачи сжатого воздуха и соединен с основным воздушным каналом 3, в котором расположен регулировочный узел 4 подачи сжатого воздуха. Второй входной патрубок 5 предназначен для подачи песка через стакан 6 с открытым дном. Внешняя поверхность стакана 6 выполнена с возможностью обеспечения прохождения сжатого воздуха во внутреннюю полость корпуса 1, для чего может быть снабжена кольцевым выступом с лыской 7. В выходном патрубке 8 образовано кольцевое сопло 9, связанное с дополнительным воздушным каналом, в котором расположен жиклер 10. В нижней части корпуса 1 форсунки имеется технологическое отверстие 11, расположенное под входным патрубком 5, которое закрывается крышкой 12 фланцевого типа с направляющим выступом 13 на его торце и уплотняется по плоскости корпуса уплотнением 14, зафиксированным между крышкой 12 с направляющим выступом 13 и днищем корпуса 1.

Первый входной патрубок 2 соединен со штуцером 15, дополнительным воздушным каналом 16 и вторым воздушным каналом 17, в котором расположен регулировочный узел 4, состоящий, например, из винта с конусным отверстием, шайбы, регулировочной иглы и контргайки. Второй входной патрубок 5 через стакан 6 направленный внутрь корпуса 1 имеет по наружной поверхности проточку 7, образующую с расточкой в корпусе 1 первое сопловое кольцо, направленное на направляющий выступ 13 в крышке 12 форсунки.

Другим недостатком известных в настоящее время форсунок песочниц для локомотива является застой подаваемого песка на днище корпуса, что приводит к выходу форсунки из строя и требует проведения ремонтных работ или замены форсунки. Авторами проведены теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых было установлено, что для оптимизации работы форсунки и обеспечения бесперебойной подачи песка путем исключения его застоя в корпусе форсунки, целесообразно выполнять стакан со сквозным отверстием одинаковым по высоте с соотношением 0,38<Dcт./Hcт.<0,52, где Dст.- диаметр стакана со сквозным отверстием, Нст.- высота стакана со сквозным отверстием.

Если отношение Dcт./Hcт будет меньше 0,38, то на днище форсунки под стаканом образуется определенный слой песка, который полностью не удаляется и мешает дальнейшей транспортировке песка к выходному патрубку форсунки, что может привести к выходу форсунки из строя, т.е. снижает надежность ее работы. А если больше 0,52, тогда невозможно регулировать подачу песка из форсунки песочницы к локомотиву, что также снижает надежность форсунки.

Кроме того, заявляемая конструкция стакана и крышки образует дополнительную полость (емкость) для размещения в ней, в случае возникновения небольших нештатных ситуаций, дополнительного объема песка, который не будет препятствовать штатной работе форсунки. Что также направлено на исключение ситуации, когда уровень песка в корпусе превысит критический и перекроет подачу новых порций песка из второго входного патрубка, что приведет к выходу форсунки из строя.

Геометрические параметры стакана, его одинаковая высота и образование дополнительной полости для песка за счет конструктива крышки и корпуса является оптимальным решением.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух из воздушной магистрали локомотива через первый входной патрубок, штуцер, регулировочную иглу и шайбу поступает в воздушный канал и через кольцевое сопло охватывающее стакан поступает на песок, подающийся через второй входной патрубок Песок из бункера локомотива через второй входной патрубок 5 поступает в корпус 1 форсунки на направляющий выступ 13 в крышке 12 форсунки. Песок взрыхляется и транспортируется воздухом в выходной патрубок в котором расположены элементы, образующие второе кольцевое сопло, в которое подается сжатый воздух из дополнительного воздушного канала через жиклер, рассчитанный для подачи определенной части сжатого воздуха. Второе кольцевое сопло инжектора создает разряжение в корпусе 1 форсунки и ускоряет пескоподающую смесь на выходе.

Таким образом, в предложенном техническом решении форсунки песочницы повышается герметичность и устраняется эффект «намокания» песка, что приводит к повышению надежности работы форсунки.