пятилинейный двухпозиционный клапанный пневмораспределитель привода дверей транспортного средства

Формула изобретения

1. Пятилинейный двухпозиционный клапанный пневмораспределитель привода дверей транспортного средства, содержащий корпус, два клапана закрытия и открытия с четырьмя запирающими элементами типа «клапан-седло», пневматическое устройство управления клапанами, электропневматический клапан управления, плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала управления и систему рабочих каналов и пневмолиний, соединяющих клапаны между собой и исполнительным механизмом, отличающийся тем, что плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала управления встроен в линию подачи командного давления между электропневматическим клапаном управления - источником командного давления - и клапанами закрытия и открытия и выполнен в виде двухпояскового плунжера с односторонним цилиндрическим закрытым уступом (штоком), каждый поясок плунжера снабжен двумя наружными уплотнительными кольцами и образованной между ними кольцевой разгрузочной канавкой, при этом плунжер установлен внутри глухой направляющей цилиндрической расточки корпуса с формированием полостей распределения и управления, с возможностью ограниченного осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений и уступа с поверхностями расточки корпуса и охватывающей, неподвижно установленной в корпусе удерживающей ступенчатой втулки, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками поясков с образованными на поверхности расточки корпуса отсечными кромками радиально направленных каналов управления, причем в исходном положении плунжера канал подачи командного давления от электропневматического клапана и каналы управления клапанами закрытия и открытия, образованные в расточке корпуса, сообщены между собой межпоясковой кольцевой полостью плунжера, кольцевая разгрузочная канавка пояска плунжера, расположенного со стороны днища глухой расточки корпуса, сообщена с напорным каналом, а полость, ограниченная днищем глухой расточки корпуса и торцом плунжера-привода, постоянно соединена с полостью управления электропневматического клапана.

2. Пятилинейный двухпозиционный клапанный пневмораспределитель привода дверей транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала снабжен управляющей камерой, образованной стенками направляющей цилиндрической расточки корпуса и соответствующими торцами уплотненного по наружной поверхности плунжера-привода и охватывающей его удерживающей ступенчатой втулки, при этом втулка уплотнена по внешней и внутренней поверхностям, а образованная камера сообщена с внешним источником пневматического сигнала управления, причем в направляющих цилиндрических расточках корпуса и ступенчатой втулки плунжер-привод по периферийным поверхностям поясков и уступа установлен с гарантированными кольцевыми зазорами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пневматических приборов и предназначено для изменения направления и(или) пуска (останова) потоков сжатого воздуха в пневмолиниях пневматических приводов, преимущественно транспортных средств, в зависимости от управляющего воздействия.

Известен пятилинейный двухпозиционный клапанный пневмораспределитель по патенту DE 2553250 С3 F 15 B 13/042, 19.03.1981, с.5. Конструкцией пневмораспределителя по патенту DE предусмотрено ручное дублирование электрического сигнала с помощью кулачка-эксцентрика 73. Включение ручного дублирования осуществляется поворотом кулачка-эксцентрика 73 вокруг своей центральной оси, однако приведенный пневмораспределитель с приводом ручного дублирования электрического сигнала конструктивно и технологически выполнен сложным и с труднодоступным расположением приводного элемента. Способ ручного дублирования путем поворота кулачка-эксцентрика (вместо кнопочного управления) накладывает ограничение на использование указанной конструкции пневмораспределителя для приводов управления дверьми транспортных средств непосредственно из пассажирского салона.

Наиболее близким по технической сущности аналогом и прототипом к заявляемому изобретению является известный пятилинейный двухпозиционный клапанный пневмораспределитель привода дверей транспортного средства по патенту RU 2208187 С2 7F 15 В 13/10 от 10.07.2003 г., бюллетень №19. Этот пневмораспределитель содержит максимальное количество сходных с заявляемым пневмораспределителем признаков, а именно оба пневмораспределителя являются пятилинейными двухпозиционными клапанными и предназначены для применения в пневмоприводах управления дверьми транспортных средств и каждый из которых содержит корпус, два клапана открытия и закрытия с четырьмя запирающими элементами типа «клапан-седло», пневматическое устройство управления клапанами, электропневматический клапан управления, привод ручного дублирования электрического сигнала и систему рабочих каналов и пневмолиний, соединяющих клапаны и привод ручного дублирования электрического сигнала между собой и с исполнительным механизмом.

Достоинством известного клапанного пневмораспределителя-прототипа является то, что он при работе в составе пневмопривода обеспечивает экстренное и аварийное пневматическое открывание двери транспортного средства вручную из пассажирского салона с максимально развиваемым пневмоприводом толкающим усилием с одновременным удержанием дверей транспортного средства открытыми при прекращении (снятии) нагрузки (нажима) на шток привода ручного дублирования электрического сигнала без применения дополнительных фиксирующих устройств.

Конструктивно это достигается путем встройки в корпус пневмораспределителя, в линию подачи командного давления, обратного клапана с прямым направлением пропускания рабочей среды и привода ручного дублирования электрического сигнала, выполненного в виде ступенчатого аксиально подвижного плунжера.

Однако известный пневмораспределитель не обладает достаточной надежностью и быстродействием из-за примененного и установленного в линии управления клапанами закрытия и открытия обратного клапана с шаровым запорным органом. С одной стороны этот клапан для обеспечения быстродействия должен обеспечить быстрое пропускание через себя вытесняемого воздуха в электропневматический клапан и атмосферу при отсутствии электрического сигнала управления (при закрывании двери).

С другой стороны клапан должен быть достаточно герметичным, чтобы в течение длительного времени поддерживать необходимое давление в системе питания в случае работы в режиме ручного дублирования - открывании двери вручную из пассажирского салона.

Присущая для указанной конструкции обратного клапана невысокая и нестабильная герметичность, а также повышенная чувствительность к загрязнению подводимой воздушной среды под давлением обуславливает достаточно широкий разброс и низкое качество динамических характеристик как пневмораспределителя, так и пневмопривода в целом и связана с непроизводительной утечкой (перетоками) сжатого воздуха из питающей пневмосистемы в атмосферу в режиме ручного дублирования.

Применение обратного клапана помимо конструктивно-технологической сложности приводит к увеличению трудоемкости и стоимости изготовления пневмораспределителей.

При этом следует указать, что функциональные возможности приведенного пневмораспределителя-прототипа не обеспечивают гарантированную и полную безопасную эксплуатацию транспортного средства в аварийных или иных ситуациях вследствие того, что конструкцией не предусмотрена возможность экстренного дистанционного управления работой пневморасределителя путем подачи пневматического сигнала управления, формируемого за пределами пассажирского салона с использованием любого источника питания (центрального, резервного, или автономного).

Совокупность перечисленных выше недостатков ограничивает возможности практического применения известных пневмораспределителей в пневмоприводах управления дверьми транспортных средств.

Технической задачей, на выполнение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение указанных недостатков и, при сохранении преимущественных показателей пневмораспределителя-прототипа, создание более компактного, экономичного, надежного и быстродействующего пятилинейного двухпозиционного клапанного пневмораспределителя для широкого применения в пневмоприводах для открывания дверей транспортных средств.

Другой задачей предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей пневмораспределителя и повышение безопасности эксплуатации транспортного средства путем обеспечения экстренного открывания двери транспортного средства с максимально развиваемой пневмоприводом мощностью как вручную из пассажирского салона, так и дистанционно с помощью пневмосигнала, формируемого либо нажатием соответствующей кнопки управления в кабине водителя, либо нажатием одной из кнопок управления, встроенных на внешней стороне кузова транспортного средства, с автоматическим удержанием двери открытой после снятия пневмосигнала (прекращения нажатия на кнопку дистанционного управления).

Эти задачи решаются тем, что в пятилинейном двухпозиционном клапанном пневмораспределителе привода дверей транспортного средства, содержащем корпус, два клапана открытия и закрытия с четырьмя запирающими элементами типа «клапан-седло», пневматическое устройство управления клапанами, электропневматический клапан управления, плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала управления и систему рабочих каналов и пневмолиний, соединяющих клапаны между собой и исполнительным механизмом, согласно изобретению плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала управления встроен в линию подачи командного давления между электропневматическим клапаном управления - источником командного давления и клапанами закрытия и открытия и выполнен в виде двухпояскового плунжера с односторонним цилиндрическим закрытым уступом (штоком), каждый поясок плунжера снабжен двумя наружными уплотнительными кольцами и образованной между ними кольцевой разгрузочной канавкой, при этом плунжер установлен внутри глухой направляющей цилиндрической расточки корпуса с формированием полостей распределения и управления, с возможностью ограниченного осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений и уступа с поверхностями расточки корпуса и охватывающей, неподвижно установленной в корпусе удерживающей ступенчатой втулки, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками поясков с образованными на поверхности расточки корпуса отсечными кромками радиально направленных каналов управления, причем в исходном положении плунжера канал подачи командного давления от электропневматического клапана и каналы управления клапанами закрытия и открытия, образованные в расточке корпуса, сообщены между собой межпоясковой кольцевой полостью плунжера, кольцевая разгрузочная канавка пояска плунжера, расположенного со стороны днища глухой расточки корпуса, сообщена с напорным каналом, а полость, ограниченная днищем глухой расточки корпуса и торцом плунжера, постоянно соединена с полостью управления электропневматического клапана, кроме этого, согласно изобретению плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала снабжен управляющей камерой, образованной стенками направляющей цилиндрической расточки корпуса и соответствующими торцами уплотненного по наружной поверхности плунжера и охватывающей его удерживающей ступенчатой втулки, при этом втулка уплотнена по внешней и внутренней поверхностям, а образованная камера сообщена с внешним источником пневматического сигнала управления, причем в направляющих цилиндрических расточках корпуса и ступенчатой втулки плунжер-привод по периферийным поверхностям поясков и уступа установлен с гарантированными кольцевыми зазорами.

За счет рационализации рабочей принципиальной схемы клапанного пневмораспределителя и исключения из его конструкции обратного клапана с шаровым запорным органом значительно улучшаются качество и условия работы клапанов закрытия и открытия пневмораспределителя, повышаются его динамика, чувствительность и быстродействие, а за счет встройки в привод ручного дублирования электрического сигнала управляющей камеры от внешнего источника пневмосигнала достигается более безопасная эксплуатация транспортного средства.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

На фиг.1 показаны, общий вид, разрез пятилинейного двухпозиционного клапанного пневмораспределителя с приводом ручного дублирования электрического сигнала управления 17 с управляющей камерой 27 от внешнего источника пневмосигнала 30 в закрытом положении и система рабочих каналов и пневмолиний, соединяющих клапаны закрытия 14 и открытия 15 пневмораспределителя между собой и пневмоцилиндром 4 управления дверьми транспортного средства. Электрический сигнал управления отсутствует. Поршень-шток 7 пневмоцилиндра 4 убран вовнутрь, двери транспортного средства закрыты.

На фиг.2 показан, общий вид, разрез пневмораспределителя в открытом положении. На электропневматический клапан 13 подан электрический сигнал управления. Поршень-шток 7 пневмоцилиндра 4 выдвинут наружу, двери транспортного средства открыты.

На фиг.3 показан, общий вид, разрез пневмораспределителя в открытом положении при отсутствии электрического сигнала управления и нажатом плунжере-приводе ручного дублирования электрического сигнала управления 17. Поршень-шток 7 пневмоцилиндра 4 выдвинут наружу, двери транспортного средства открыты.

На фиг.4 показан, общий вид, разрез пневмораспределителя в открытом положении при отсутствии электрического сигнала управления, когда ручной привод 17 приведен в действие (нажат) при помощи управляющей камеры 27 от внешнего источника (пневмосигнала) 30. Двери транспортного средства открыты.

Пятилинейный двухпозиционный клапанный пневмораспределитель привода дверей транспортного средства (см. фиг.1) содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 управления пневмоцилиндром 4 с рабочими полостями 5 и 6 и поршнем-штоком 7, с каналами 8 и 9 выпуска воздуха в атмосферу, с каналом напора 10, с линиями 11, 12 подачи командного давления от электропневматического клапана 13 к клапанам закрытия 14 и открытия 15 одновременно через межпоясковую полость 16 плунжера-привода ручного дублирования электрического сигнала 17, встроенного в линии 11 и 12 подачи командного давления между электропневматическим клапаном 13 и клапанами закрытия 14 и открытия 15.

Плунжер-привод ручного дублирования 17 выполнен с двумя цилиндрическими поясками 18 и закрытым уступом-штоком 19. Каждый поясок 18 снабжен двумя уплотнительными кольцами 20 и образованной между ними кольцевой разгрузочной канавкой 21. Плунжер-привод 17 установлен с возможностью постоянного контактирования наружных уплотнений 20 и уступа 19 с поверхностью глухой расточки 22 корпуса 1 и охватывающей ступенчатой втулки 23, неподвижно установленной в корпусе 1, взаимодействуя при этом своими рабочими кромками поясков 18 с образованными на поверхности расточки 22 корпуса 1 отсечными кромками радиально направленных каналов управления 11 и 12.

В исходном положении плунжера-привода 17 канал подачи 11 командного давления от электропневматического клапана 13 и канал управления 12 клапанами закрытия 14 и открытия 15, образованные в расточке 22 корпуса 1, сообщены между собой межпоясковой кольцевой полостью 16 плунжера-привода 17. Кольцевая разгрузочная канавка 21 пояска 18 плунжера-привода 17, расположенного со стороны днища глухой расточки 22, сообщена с напорным каналом 10, а полость 24, ограниченная днищем глухой расточки 22 и торцом плунжера-привода 17, постоянно соединена каналом 25 с полостью 26 управления электропневматического клапана 13.

Плунжер-привод ручного дублирования 17 снабжен управляющей камерой 27, образованной стенками направляющей цилиндрической расточки 22 корпуса 1 и соответствующими торцами уплотненного по наружной поверхности кольцами 20 плунжера-привода 17 и охватывающей его ступенчатой втулки 23, при этом втулка 23 уплотнена по внешней поверхности уплотнительным кольцом 28, а по внутренней поверхности - кольцом 29. Управляющая камера 27 сообщена с внешним источником пневматического сигнала управления 30. В направляющих цилиндрических расточках 22 корпуса 1 и ступенчатой втулки 23 плунжер-привод 17 по периферийным поверхностям поясков 18 и уступа 19 установлен с гарантированными кольцевыми зазорами 31 и 32 (см. фиг.2). На открытой торцовой части уступа 19 плунжера-привода 17 неподвижно закреплена кнопка 33.

Пневмораспределитель в составе пневмопривода управления дверьми транспортного средства работает следующим образом:

Электрический сигнал управления отсутствует. Двери транспортного средства закрыты (см. фиг.1)

Под действием рабочего давления сжатого воздуха, подаваемого из напорного канала 10, клапан закрытия 14 и клапан открытия 15 перемещаются в крайние правые (по схеме) положения, вытесняя в пределах рабочего хода часть воздуха из линий командного давления 11 и 12 в электропневматический клапан 13 и далее в атмосферу. Подаваемое рабочее давление через клапан закрытия 14 поступает в канал 3 и левую полость 5 пневмоцилиндра 4, поршень-шток 7 перемещается вовнутрь (на уборку), закрывая створки двери транспортного средства. Сжатый воздух из правой полости 6 пневмоцилиндра 4 вытесняется в канал 2 и через клапан 15 и канал 9 - в атмосферу.

На электропневматический клапан 13 подан электрический сигнал управления. Двери транспортного средства открыты (см.фиг.2)

Под действием электрического сигнала управления якорь электропневматического клапана 13 втягивается (перемещается вверх по схеме), открывая проход сжатого воздуха из полости 26 клапана 13 в линию 11 подачи командного давления, межпоясковую кольцевую полость 16 плунжера-привода 17 ручного дублирования, откуда воздух через каналы 12 поступает в полости управления клапанами закрытия 14 и открытия 15 одновременно.

Параллельно давление из полости 26 через канал 25 подается в полость 24 плунжера-привода ручного дублирования электрического сигнала 17. Под действием рабочего давления сжатого воздуха клапаны 14 и 15 перемещаются в крайние левые (по схеме) положения, при этом запорный уплотнитель клапана 15 отходит от седла разобщающей втулки, открывая поступление рабочего давления в канал 2 и полость 6 пневмоцилиндра 4. Поршень-шток 7 перемещается наружу (на выпуск), открывая створки двери транспортного средства.

Сжатый воздух из левой полости 5 пневмоцилиндра 4 вытесняется в канал 3 и через клапан 14 и канал 8 - в атмосферу.

Параллельно подведенное командное давление в полость 24 перемещает плунжер-привод 17 в крайнее правое - исходное - положение до упора в торец охватывающей втулки 23.

Электрический сигнал управления отсутствует. Плунжер-привод ручного дублирования электрического сигнала 17 нажат от руки. Двери транспортного средства открыты (см. фиг.3).

При нажатии плунжера-привода 17 (кнопки 33) он перемещается вдоль своей оси до упора в левое (по схеме) крайнее положение, вытесняя воздух из замкнутой полости 24 через канал 25, электропневматический клапан 13 в атмосферу. При этом канал напора 10 соединяется с линией командного давления 12 с помощью межпоясковой кольцевой полости 16 плунжера-привода 17, а линия командного давления 11 блокируется правым (по схеме) уплотняющим пояском плунжера-привода 17, чем полностью исключается утечка сжатого воздуха в атмосферу через клапан 13.

Клапаны закрытия 14 и открытия 15 одновременно перемещаются в левые (по схеме) крайние положения. Рабочее давление из канала напора 10 поступает в канал 2 и полость 6 пневмоцилиндра 4, поршень-шток 7 перемещается наружу (на выпуск), открывая створки двери транспортного средства, развивая при этом максимальное толкающее усилие, т.е. данный режим работы полностью совпадает с режимом, при котором подается электрический сигнал управления на электропневматический клапан 13 на открытие двери (см.фиг.2). В нажатом положении плунжер-привод 17 пневматически разгружен и автоматически фиксируется по положению за счет статического трения, создаваемого натягами 4-х уплотнительных колец круглого сечения 20, размещенных в наружных канавках обоих поясков плунжера-привода 17 и внутреннего уплотнительного кольца 29 втулки 23. При прекращении ручного воздействия на плунжер-привод он сохраняет крайнее левое положение вместе с клапанами 14 и 15, створки двери остаются открытыми.

Возврат плунжера-привода 17 (кнопки 33) в исходное положение осуществляется либо вручную отжатием кнопки 33, либо подачей электрического сигнала управления на электропневматический клапан 13, при этом командное давление, образуемое в полости 26, передается по каналу 25 в полость 24 расточки 22 корпуса 1 и, воздействуя на торец плунжера-привода 17, перемещает его в крайнее правое (по схеме) исходное положение, до упора в торец охватывающей ступенчатой втулки 23.

Электрический сигнал управления отсутствует. В управляющую камеру 27 плунжера-привода ручного дублирования 17 подан пневмосигнал от внешнего источника 30. Двери транспортного средства открыты (см. фиг.4)

Под действием рабочего давления, подаваемого от внешнего источника 30 по радиальному каналу в управляющую камеру 27, плунжер-привод 17 перемещается в крайнее левое (по схеме) положение до упора в глухой торец цилиндрической расточки 22, вытесняя воздух из замкнутой полости 24 через канал 25, электропневматический клапан 13 в атмосферу. Клапаны закрытия 14 и открытия 15 перемещаются в левые (по схеме) крайние положения, при которых поршень-шток 7 пневмоцилиндра перемещается наружу (на выпуск), открывая створки двери транспортного средства, т.е. данный режим работы совпадает с режимом, при котором плунжер-привод 17 нажат от руки из пассажирского салона (см. фиг.3) или подан электрический сигнал управления на электропневматический клапан 13 на открытие двери (см. фиг.2).

При снятии внешнего пневмосигнала управляющая камера 27 соединяется с атмосферой. Плунжер-привод 17 автоматически фиксируется в прежнем (крайнем левом) положении за счет статического трения, создаваемого натягами четырех уплотнительных колец 20 плунжера-привода 17 и внутреннего уплотнительного кольца 29 ступенчатой втулки 23. Створки двери остаются открытыми. Возврат плунжера-привода 17 в исходное положение осуществляется или вручную, или подачей электрического сигнала управления на электропневматический клапан 13.

Заявленная совокупность конструктивных признаков предлагаемого изобретения обуславливает получение технического результата - создание пятилинейного двухпозиционного клапанного пневмораспределителя привода дверей транспортного средства, отличающегося повышенной эксплуатационной надежностью, безопасностью, более высоким быстродействием и качеством компоновочного решения.

Более высокая безопасность эксплуатации клапанного пневмораспределителя в составе пневмопривода дверей транспортного средства достигается за счет рационального расположения плунжера-привода ручного дублирования электрического сигнала и снабжения его управляющей камерой от внешнего источника пневмосигнала, что обеспечивает экстренное открывание двери транспортного средства с максимально развиваемой мощностью как вручную из пассажирского салона, так и дистанционно с помощью пневмосигнала, формируемого одной из кнопок управления, расположенных в кабине водителя и на внешней стороне кузова транспортного средства, с автоматическим удержанием дверей открытыми при снятии пневмосигнала.