автоматический пневматический стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства с регулируемой величиной тормозного нажатия

Формула изобретения

Автоматический пневматический стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства с регулируемой величиной тормозного нажатия, содержащий фиксирующее устройство для удержания тормозной рычажной передачи в заторможенном состоянии, переключательный клапан для автоматического срабатывания фиксирующего устройства на фиксацию и отпуск тормозов при заданном давлении в контролируемой магистрали, отличающийся тем, что он снабжен запорным и тормозным клапанами, при этом фиксирующее устройство выполнено в виде резинометаллической воздушной камеры, расположенной внутри тормозного цилиндра, переключательный клапан состоит из металлического цилиндрического корпуса с верхней и нижней крышками, к верхней из которых подведена воздушная труба от магистрали тормозного цилиндра, внутри корпуса расположены три соединенных жестко между собой поршня, представляющих из себя золотник, а в стенках корпуса просверлено шесть отверстий, два из которых сообщены с атмосферой, два – с тормозным цилиндром, а остальные соответственно с магистралью тормозного цилиндра и с запорным клапаном, который состоит из пружинного регулятора давления с нажимным фиксирующим роликом и переключателем режимов, резинометаллического клапана поршневого типа с двумя резиновыми уплотнительными манжетами, двух камер, верхней и нижней, соединенных с резинометаллической воздушной камерой и тормозной магистралью, верхнего и нижнего толкателей, предназначенных для закрытия и открытия резинометаллического клапана, трех диафрагм, разделяющих корпус на четыре части, и ниппеля - для ручного отпуска тормозов, а тормозной клапан состоит из металлического цилиндрического корпуса с верхней крышкой, в которую ввернут привод нижней крышки, пружины, ограничительной втулки, пяти поршней, соединенных жестко между собой, причем в корпусе просверлены семь отверстий: два – для сообщения с атмосферой, два – с отверстиями переключательного клапана, одно – с тормозной магистралью, одно – с крышкой запорного клапана и одно – с магистралью тормозного цилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к стояночным тормозам подвижного состава.

Известны системы стояночных тормозов железнодорожного транспорта, в том числе изобретения с авт. св. СССР №330056, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. СССР №468476, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. СССР №774983, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. СССР №894410, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. РФ №2047984; изобретение ДКТБ "Контраст", Автоматический стояночный тормоз с фиксирующим узлом типа "упорная гайка-винт" с несамотормозящейся резьбой.

Известен также стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства по авт. св. №2129073, принятому за прототип изобретения, который содержит фиксирующее устройство с пневматическим и ручным приводами, предназначенными для автоматического механического фиксирования тормозных средств в заторможенном состоянии при полной утечке воздуха из пневматической тормозной системы, автоматического и ручного отпуска тормозов, а также ручного затормаживания и отпуска тормозов транспортного средства.

Недостатком конструкции прототипа является то, что механическая фиксация тормозной рычажной передачи после затормаживания подвижного состава может зафиксировать только часть тормозного нажатия, передаваемого от поршня тормозного цилиндра через тормозную рычажную передачу и тормозные колодки к колесным парам подвижного состава из-за реализации больших тормозных усилий при большой жесткости тормозной рычажной передачи, не позволяющих зафиксировать ее без предварительного, хотя бы незначительного проскальзывания, а ручное затормаживание и отпуск тормозов с помощью стягивающего устройства также ограничено физическими возможностями человека и требует приложения больших усилий и времени. Кроме того, сама конструкция стояночного тормоза прототипа не позволяет регулировать тормозное нажатие и является индивидуальной для каждого типа подвижного состава.

Задачей изобретения является разработка такой конструкции стояночного тормоза, с помощью которого можно было бы реализовать в режимах автоматического и ручного затормаживания с последующей фиксацией заданное максимальное тормозное нажатие в пределах характеристик пневматических тормозов с минимальными затратами сил и времени на ручное затормаживание и фиксацию, а сам стояночный тормоз данной конструкции можно было бы устанавливать на любые типы вагонов и серии локомотивов.

Решение данной задачи достигается за счет применения в конструкции стояночного тормоза в качестве фиксатора резинометаллической воздушной камеры, размещенной в тормозном цилиндре, использовании переключательного клапана для автоматического переключения направления воздуха от магистрали тормозного цилиндра к тормозному цилиндру или к резинометаллической воздушной камере при заданном давлении воздуха в магистрали тормозного цилиндра и использовании тормозного клапана для ручного затормаживания подвижного состава, которое производится с помощью воздуха, взятого от поездного или маневрового локомотива, с использованием тормозной магистрали транспортного средства для доставки воздуха к стояночному тормозу, с помощью которого производится торможение с последующей автоматической фиксацией. При этом величина тормозного нажатия может также задаваться с помощью переключательного и запорного клапанов.

Конструкция автоматического пневматического стояночного тормоза железнодорожного транспортного средства с регулируемой величиной тормозного нажатия поясняется чертежом.

Тормоз содержит резинометаллическую воздушную камеру 58, запорный клапан 55 с регулятором давления 39, переключательный клапан 54 и тормозной клапан 53.

Резинометаллическая воздушная камера 58 состоит из гофрированного резинового цилиндра и двух металлических дисков, прикрепленных к гофрированному резиновому цилиндру с торцов с помощью кольцевых зажимов. К одному из металлических дисков приварены два металлических штуцера, один для наполнения воздухом, другой - для слива конденсата.

Запорный клапан 55 состоит из пружинного регулятора давления 39 с нажимным фиксирующим роликом и переключателем режимов, резинометаллического клапана 41 поршневого типа с двумя резиновыми уплотнительными манжетами, двух камер - верхней 36 и нижней 46, - соединенных соответственно с резинометаллической воздушной камерой 58 и тормозной магистралью 60; верхнего 37 и нижнего 48 толкателей, предназначенных соответственно для закрытия и открытия резинометаллического клапана, трех резиновых диафрагм 38, 40 и 44, разделяющих корпус на четыре части, и ниппеля 35 для ручного отпуска тормозов.

Переключательный клапан 54 состоит из металлического цилиндрического корпуса 24 с верхней 19 и нижней 26 крышками. В нижнюю крышку ввернут регулировочный болт (переключатель режимов) 34 с контргайкой 33 и нажимной шайбой 27 для сжатия регулировочной пружины 32. К верхней крышке клапана подведена воздушная труба от магистрали тормозного цилиндра 59.

Внутри корпуса 24 расположены три соединенные жестко между собой поршня 21, 29, 31, представляющие из себя золотник, а в стенках корпуса просверлено шесть отверстий, из которых 20 и 25 сообщены с атмосферой, а 23, 28, 30 и 22 сообщаются через воздушные трубы соответственно с магистралью тормозного цилиндра 59, с запорным клапаном 55, с тормозным цилиндром 56 и трубопроводом, соединяющим переключательный клапан 54 с тормозным цилиндром 56.

Тормозной клапан 53 состоит из металлического цилиндрического корпуса 1 с верхней крышкой 7, в которую ввернут привод 57, нижней крышки 16, пружины 15, ограничительной втулки 17, пяти поршней 9, 10, 11, 12 и 13, соединенных жестко между собой. В корпусе просверлены семь отверстий, из которых 4 и 5 сообщены с атмосферой, а отверстия 8 и 14 сообщаются с отверстием 23 переключательного клапана, отверстие 2 - с тормозной магистралью 60, отверстие 3 - с крышкой 46 запорного клапана 55, отверстие 6 - с магистралью тормозного цилиндра 59.

Разобщительные краны 18 и 42 стояночного тормоза служат для выключения его из работы в случае неисправности или другой необходимости.

Фиксация заторможенного состояния тормозной рычажной передачи подвижного состава с помощью стояночного тормоза осуществляется как автоматически, при экстренном торможении автоматических пневматических тормозов, так и вручную с помощью тормозного клапана. Необходимыми условиями для срабатывания стояночного тормоза являются: 1) достаточное давление воздуха, подаваемого в тормозной цилиндр, т.е. соответствующее давлению воздуха в тормозном цилиндре при экстренном торможении пневматическими тормозами; 2) полная разрядка тормозной магистрали при торможении. Учитывая, что давление воздуха в тормозном цилиндре при экстренном торможении может быть разным, зависящим от положения переключателя режимов воздухораспределителя пневматического тормоза, необходимо при установке этих режимов на воздухораспределителе одновременно устанавливать соответствующие им заданные уровни давления и у переключательного 54 и запорного 55 клапанов стояночного тормоза. Делается это путем установки в соответствующие положения переключателей режимов переключательного клапана 54 и регулятора давления 39 запорного клапана 55. При этом заданное давление воздуха у регулятора давления 39 запорного клапана 55 устанавливается на 0,02-0,05 МПа больше соответствующего заданного давления воздуха переключательного клапана 54.

Работа предложенного стояночного тормоза заключается в следующем. В процессе торможения подвижного состава с помощью автоматического пневматического тормоза, оборудованного стояночным тормозом, воздух из магистрали тормозного цилиндра 59 через отверстия 6-14-23, 30, 49 поступает в тормозной цилиндр 56, давит на его поршень 51 и через шток поршня 52 приводит соединенную со штоком тормозную рычажную передачу в заторможенное положение. Тормозное усилие при этом растет в зависимости от роста давления в магистрали тормозного цилиндра 59. Если давление в магистрали тормозного цилиндра 59 в процессе торможения не достигает заданного для переключательного клапана 54 уровня, то стояночный тормоз не включится, а процесс торможения и отпуска тормозов будет обычным. Если же давление воздуха в магистрали тормозного цилиндра 59 увеличится до заданной для переключательного клапана 54 величины, то он переключится, направляя воздух через запорный клапан 55 по отверстиям 23, 28, 43, 47 и 50 в резинометаллическую воздушную камеру 58. При этом поршни 21, 29, 31 под действием давления воздуха, поступившего из магистрали тормозного цилиндра 59 через крышку 19, переместятся вниз и займут такое положение, при котором отверстие 23 будет иметь сообщение с отверстием 28, а отверстие 30 - с отверстием 25, т.е. тормозной цилиндр 56 соединится с атмосферой, а магистраль тормозного цилиндра 59 - с резинометаллической воздушной камерой 58. При этом воздух из тормозного цилиндра 56 будет выходить в атмосферу, а воздух из магистрали тормозного цилиндра будет поступать в резинометаллическую воздушную камеру 58, которая, расширяясь, надавит на поршень 51, возвращая его в прежнее тормозное положение. При дальнейшем повышении давления воздуха в резинометаллической воздушной камере 58 до уровня на 0,02-0,05 МПа больше чем заданное давление для переключательного клапана 54, сработает регулятор давления 39 запорного клапана 55 и толкатель 37, под действием воздуха в резинометаллической воздушной камере 58 и в камере 36 запорного клапана 55 надавит на клапан 41, который, перемещаясь вниз, перекроет сообщение между резинометаллической воздушной камерой 58 и магистралью тормозного цилиндра 59, сохраняя давление воздуха в резинометаллической воздушной камере постоянным. Произойдет фиксация тормозов в их заторможенном положении.

При дальнейшем повышении давления в магистрали тормозного цилиндра 59, что происходит при дополнительном торможении 254-м краном машиниста автоматических пневматических тормозов для сжатия поезда после производства торможения 394-м краном машиниста локомотива всего поезда вместе с локомотивом, поршни 21, 29, 31 переключательного клапана 54 продолжат свое перемещение вниз, заняв положение, при котором вновь откроется сообщение магистрали тормозного цилиндра 59 с тормозным цилиндром 56 обводным путем через отверстия 6-14 тормозного клапана, разобщительный кран 18, верхнюю крышку 19 переключательного клапана 54, отверстие 22, отверстие 45, отверстие 49. При этом резинометаллическая воздушная камера 58 останется заполненной воздухом с зафиксированным давлением.

После снижения дополнительного давления в тормозном цилиндре с помощью 254-го крана автоматических пневматических тормозов поршни 21, 29, 31 вернутся в прежнее состояние зафиксированного тормозного положения с помощью резинометаллической воздушной камеры 58. В дальнейшем заторможенное зафиксированное положение будет оставаться до тех пор, пока при отпуске тормозов и зарядке тормозной магистрали 60 давление в ней не достигнет зарядного уровня, но не менее 0,5 МПа. При этом воздух из тормозной магистрали поступит в камеру 46 запорного клапана 55, надавит через диафрагму 44 на толкатель 48, который, поднимаясь вверх, откроет клапан 41, и выпустит воздух из резинометаллической воздушной камеры 58 в атмосферу через отверстия 50-47-43-28-20. Ручной отпуск тормоза произойдет при нажатии на ниппель 35, установленный в верхней крышке 36 запорного клапана 55.

Торможение с фиксацией и отпуск тормозов из группы вагонов при производстве маневровой работы с ними производятся автоматически с маневрового локомотива путем экстренного торможения автоматических пневматических тормозов данной группы вагонов, при фиксации заторможенного состояния и путем зарядки тормозов при автоматическом отпуске.

Для производства ручного затормаживания подвижного состава с последующей фиксацией тормозов необходимо: 1) у "горячего" локомотива с заряженной до 0,5 МПа тормозной магистралью повернуть ручку привода тормозного клапана в положение ручного торможения. При этом произойдет переключение питания переключательного клапана 54 с магистрали тормозного цилиндра 59 на питание от тормозной магистрали 60. Воздух от тормозной магистрали 60 через отверстия тормозного клапана 2-8 поступит к отверстию 23 переключательного клапана, а магистраль тормозного цилиндра 59 через отверстия 6-5 соединится с атмосферой. С атмосферой также соединится и камера 46 запорного клапана 55 через отверстия 3-4 тормозного клапана. В дальнейшем после торможения произойдет автоматическая фиксация тормозов в заторможенном состоянии с помощью переключательного 54 и запорного 55 клапанов так же, как и при автоматическом торможении с фиксацией. Величина тормозного нажатия, при этом, будет зависеть от установленных заданных давлений воздуха, переключателей режимов переключательного 54 и запорного 55 клапанов; 2) для "холодных" локомотивов и вагонов необходимо: а) соединить концевые рукава тормозных магистралей затормаживаемого подвижного состава и маневрового локомотива; б) наполнить тормозные магистрали воздухом до давления 0,5 МПа; в) повернуть ручку привода тормозного клапана в положение "ручного" торможения. Процесс фиксации после торможения произойдет автоматически, аналогично описанному выше - для "горячего" локомотива.

Для отпуска тормозов подвижного состава, заторможенного вручную, необходимо повернуть ручку привода тормозного клапана 53 в положение автоматического торможения или нажать на ниппель 35 запорного клапана 55.

Для ручного затормаживания одного из "холодных" локомотивов, стоящих в сплотке, или в зависимости от необходимости одной секции, одной тележки, одного тормозного цилиндра этого локомотива, а также одного вагона из группы вагонов, стоящих на станции, необходимо: 1) подогнать к затормаживаемой группе единиц подвижного состава маневровый локомотив и соединить его тормозную магистраль с тормозными магистралями всех локомотивов или вагонов, стоящих в промежутке от маневрового локомотива до затормаживаемой единицы подвижного состава; 2) наполнить тормозную магистраль воздухом до давления 0,5 МПа и произвести ручное затормаживание с последующей автоматической фиксацией у нужной единицы подвижного состава путем постановки ручки привода тормозного клапана 53 в положение "ручного" затормаживания.

Отпуск заторможенной вручную единицы подвижного состава производится также вручную путем поворота ручки привода тормозного клапана 53 в положение "автоматического" торможения или нажатия на ниппель 35 запорного клапана 55 стояночного тормоза.