Результат интеллектуальной деятельности: КОНЦЕВОЙ КРАН ВОЗДУШНОЙ МАГИСТРАЛИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Изобретение относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава рельсового транспорта и используется для перекрытия воздушных магистралей отдельной единицы подвижного состава.

Известен концевой кран воздушной магистрали подвижного состава рельсового транспорта (Пат. RU №2126752, В60Т 17/04, В60Т 15/54, 1998.03.24), содержащий корпус с прямым штуцером для соединения с межвагонным рукавом. В центральной полости между двумя уплотнителями с отверстиями установлен запорный орган в виде поворотной шаровой пробки с каналом, установленной с герметичным опиранием на противолежащие кольцевые уплотнители с обеспечением возможности ее поворота вокруг своей горизонтальной оси, перпендикулярной оси входного отверстия и оси отверстия патрубка, при этом сквозной криволинейный канал пробки выполнен с обеспечением возможности совмещения в каждом соответствующем рабочем положении шаровой поворотной пробки пары его отверстий с выходным отверстием входного штуцера и отверстием углового патрубка или с отверстием углового патрубка и промежуточным выходным отверстием при одновременном герметичном перекрытии соответственно промежуточного выходного отверстия или выходного отверстия входного штуцера. Шаровая пробка жестко соединена с концом вертикального шпинделя, с установленной на нем рукояткой, и пропущенного сквозь крышку. Шпиндель привода запорного органа снабжен уплотнительными элементами, рукоятка снабжена фиксатором крайних положений запорного органа. То есть указанный концевой кран относится к шаровым по типу затвора кранам.

Недостатком вышеприведенного крана является то, что шаровая поворотная пробка в месте ее сочленения с приводом имеет паз прямоугольного сечения с вогнутым основанием, а также в месте ее сочленения с приводом имеет посадочную площадку, что создает сложности при изготовлении и ремонте при износе. А герметичность обеспечивается только за счет упругости уплотнительных элементов, что недостаточно в жестких условиях эксплуатации.

Близким к заявляемому по совокупности признаков является также концевой кран воздушной магистрали подвижного состава рельсового транспорта, содержащий корпус с входным отверстием, в котором жестко установлен входной штуцер, с противолежащим входному отверстию промежуточным выходным отверстием, выполненным в промежуточной стенке корпуса на одной оси с входным отверстием, с отверстием патрубка, выполненным в нижней стенке корпуса с осью, перпендикулярной оси входного отверстия, с атмосферным отверстием, запорный орган, выполненный в виде тарельчатого затвора со штоком и размещенный в полости корпуса с возможностью продольного перемещения, привод запорного органа, выполненный в виде шпинделя с установленной на нем рукояткой, соединенного со штоком тарельчатого затвора посредством эксцентрикового кулачка, жестко связанного со шпинделем, и упоры открытого и закрытого положений запорного органа (Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник / В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин - М.: Транспорт. 1989 г., 228, рис.155). В процессе эксплуатации износ резиновых уплотнений в кране требует замены на новые, но ввиду того, что они плотно зажаты, произвести эту замену сложно.

Известен также концевой кран воздушного тормоза, содержащий корпус с входным отверстием, в котором жестко установлен входной штуцер, с противолежащим входному отверстию промежуточном выходным отверстием, выполненным в промежуточной стенке корпуса на одной оси с входным отверстием, с отверстием патрубка, выполненным в нижней стенке корпуса с осью, перпендикулярной оси входного отверстия, с атмосферным отверстием, с седлами открытого и закрытого положения запорного органа, выполненный в виде двухседельного тарельчатого затвора со штоком и размещенный в полости корпуса с возможностью продольного перемещения. Тарельчатый затвор, в свою очередь, изготовлен в виде оболочки с упругим элементом (пружиной), дополнительно воздействующей на упругий элемент закрытого положения тарельчатого затвора. Привод запорного органа выполнен в виде шпинделя с установленной на нем рукояткой, соединенного со штоком тарельчатого затвора посредством эксцентрикового кулачка, жестко связанного со шпинделем, с упорами открытого и закрытого положений запорного органа (Пат. RU №2180629, В60Т 17/04, 2000.04.21).

Недостатком указанного концевого крана воздушной магистрали подвижного состава является технологическая сложность изготовления основных конструктивных элементов и вследствие этого повышенная трудоемкость при изготовлении и обслуживании. Следует также отметить, что техническое решение, предложенное в этом патенте, направлено на закрытое состояние крана и не охватывает открытого состояния. В этом состоянии запирающего механизма происходит большая деформация уплотняющего кольца (пережим кольца). Кроме того, попадание посторонних частиц в подвижные уплотняющие детали клапана могут снизить передаваемые пружиной усилия.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является концевой кран воздушной магистрали подвижного состава, содержащий корпус (Пат. RU №2037080, 6 F16K 31/52, 1992.12.29) с клапанным двухседельным затвором, тарелка которого снабжена уплотняющими кольцами, а хвостовик - пазом, куда входит эксцентриковый кулачок, фиксирующий два крайних положения клапанной тарелки, переставляемой поворотной рукояткой. Указанный кран имеет недостаточную надежность при эксплуатации, так как имеются большие контактные напряжения между пальцем эксцентрикового кулачка и стенками паза штока, что приводит к большому износу пальца эксцентрикового кулачка и стенок паза, вследствие чего уменьшается усилие прижатия тарельчатого затвора к седлу клапана и нарушается герметичность крана при закрытии. А используемые резиновые уплотнения в известном кране должны заменяться на новые 1 раз в три года, но ввиду того, что они плотно застопорены, произвести эту замену очень сложно. Кроме того, на надежность запирания клапана в данной конструкции оказывают значительное влияние точность изготовления и износ других элементов. При неблагоприятных условиях возможно недозакрытие крана и последующее самопроизвольное открывание крана от воздействия вибрационных нагрузок или под действием рабочего давления на хвостовом вагоне в движущемся поезде. Все указанные конструкции концевых кранов предназначены для работы в составе воздушной магистрали выпускаемых промышленностью вагонов и имеют унифицированные присоединительные размеры.

Задачей, решаемой при создании изобретения, является создание конструкции более надежного в работе и удобного при эксплуатации концевого крана воздушной магистрали подвижного состава.

Технический результат - создание конструкции более надежного и ремонтопригодного в эксплуатации концевого крана воздушной магистрали подвижного состава.

Указанный технический результат достигается тем, что концевой кран воздушной магистрали подвижного состава, содержащий корпус с седлом открытого и закрытого положения запорного органа, запорный орган, выполненный в виде толкателя и двухседельного клапана с отражателем, размещенный в полости корпуса с возможностью продольного перемещения с обеспечением возможности герметичного перекрытия седла открытого положения запорного органа и снабженный уплотнительными кольцами, первое из которых размещено со стороны седла закрытого положения запорного органа, а второе жестко закреплено со стороны седла открытого положения запорного органа, и привод запорного органа, выполненный в виде шпинделя с установленной на нем рукояткой, соединенного с толкателем двухседельного клапана посредством эксцентрикового кулачка, жестко связанного со шпинделем и с возможностью перемещения в прямоугольном плане в пазу толкателя, согласно изобретению клапан запорного органа жестко завальцован на корпусе толкателя в требуемом положении отражателя установленньм, по крайней мере, одним фиксирующим элементом, например, в виде штока(штифта) в отверстии, при этом часть наружной поверхности отражателя выполнена конусной, а уплотнительные кольца клапанного(манжетного) типа, установленные с двух противоположных сторон двухседельного клапана, выполнены с противоположным направлением выступов уплотняющих поверхностей.

Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемым чертежом, где схематично изображен концевой кран воздушной магистрали подвижного состава, в разрезе (в закрытом положении).

Концевой кран воздушной магистрали подвижного состава содержит корпус 1 с входным штуцером (седло запорного органа) 2, с отверстием углового патрубка 3, с атмосферным отверстием 4, запорный орган 5, выполненный в виде толкателя 15 и двухседельного клапана 16 с отражателем, имеющего на конце конусную часть 14, кольцевые уплотнители 6 двухседельного клапана 16, а также механизм переключения запорного органа, выполненный в виде эксцентрикового кулачка 7, установленного на шпинделе (не показан), и приводимый в действие рукояткой (не показана). Корпус 1 выполнен в виде двух смежных сообщающихся между собой посредством промежуточного выходного отверстия 8 полостей: центральной полости 9 и атмосферной полости 10. Между ними расположена противолежащая входному штуцеру 2 промежуточная стенка 11, в которой и выполнено на одной оси с отверстием входного штуцера 2 промежуточное выходное отверстие 8. Стенка 11 является седлом открытого положения запорного органа. Двухседельный клапан 16 установлен на толкателе 15 завальцовкой 12 и центруется в необходимом положении штифтом 13.

Работа концевого крана воздушной магистрали подвижного состава осуществляется следующим образом. Концевой кран воздушной магистрали посредством входного штуцера 2 соединяется с воздушной магистралью вагона, а наклонный патрубок - с соединительным межвагонным рукавом (не показаны). На чертеже кран изображен в закрытом положении. Рукоятка крана находится в соответствующем положении. Уплотнительное кольцо 6, расположенное со стороны входного штуцера, под действием усилия со стороны эксцентрикового кулачка уплотняющей кромкой прижимается к седлу корпуса, и запорный орган разобщает магистраль одного вагона от другого или атмосферы. При этом и давление воздуха в магистрали воздействует на кромку уплотняющего кольца, и дополнительно прижимает к седлу, способствуя уплотнению. То есть требуется меньшее усилие со стороны эксцентрикого кулачка на боковую поверхность паза, в котором он перемещается, а это и износ меньше. Воздушные полости 10 и наклонного патрубка соединены между собой. Поэтому в закрытом положении сжатый воздух из межвагонного рукава, подсоединенного к наклонному патрубку, выпускается в атмосферу через отверстие 4, что позволяет безопасно соединять и разъединять рукава. При открывании крана рукояткой воздействуют на кулачок 7, который перемещается в соответствующее положение до упора. Затворный орган 5 передвинется в открытое положение. Уплотнительное кольцо 6, расположенное со стороны промежуточной стенки 11, прижмется к поверхности седла, расположенного на указанной промежуточной стенке, препятствуя проходу сжатого воздуха в полость 10 со стороны входного штуцера. Давление сжатого воздуха в открытом положении надежно держит запорный орган концевого крана тормозной магистрали в открытом положении. При этом, так как выступающий элемент уплотнительного кольца находится под действием давления в магистрали, происходит дополнительное прижатие уплотнительного кольца. Как и в случае закрытого положения крана. Конусность на части отражателя позволяет устранить влияние возможных перекосов затворного органа на закрытие крана. При изготовлении запорного органа в виде двух отдельных деталей: двухседельного клапана с отражателем и толкателя - возможна развальцовка указанного клапана и установка новой детали с помощью специально разработанного для этих целей приспособления.

Технический эффект изобретения заключается в следующем. Повышается надежность запирания крана, снижается износ, срок службы уплотнительных колец и крана в целом, а также снижаются затраты на ремонт крана. В настоящее время на заявляемую конструкцию разработана техническая документация и идет подготовка к изготовлению опытной партии концевых кранов.