устройство для управления пневмоцилиндрами разгрузки думпкара (воздухозамедлитель)

Формула изобретения

Устройство для управления пневмоцилиндрами разгрузки думпкара, содержащее внутри корпуса цилиндр, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальном осевом направлении установлен поршень с уплотнительным элементом, жестко связанные с поршнем впускной и выпускной клапаны, перепускной клапан, причем полость над выпускным клапаном сообщена с атмосферой, полость над впускным клапаном сообщена с пневматической магистралью и разобщена этим клапаном и перепускным клапаном от полости, сообщенной с поршневыми полостями блока цилиндров наклона кузова и атмосферой, а между поршнем и нижней частью корпуса образована камера управления, сообщенная с пневматической магистралью через кран и/или иное запорное устройство и снабженная средством сброса в атмосферу несанкционированного сжатого воздуха, отличающееся тем, что названное средство выполнено в виде автоматического клапана, запорный элемент которого установлен в открытой позиции и удерживается там силой упругого элемента, против которой в направлении седла клапана действует приложенная к запорному элементу сила давления находящегося в камере управления сжатого воздуха, которая при штатной ситуации превышает силу упругого элемента, и пока запорный элемент находится между его крайними положениями проходящий через клапан в атмосферу поток воздуха создает звуковой сигнал.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к устройствам управления движением сжатого воздуха в поршневых полостях блока цилиндров наклона кузова вагона-самосвала. В Интернете, отраслевой литературе (Логинов А.И. Вагоны-самосвалы / А.И.Логинов, Н.Е.Афанаскин. - М.: Машиностроение, 1975. - 192 с.: ил.; Вагоны-самосвалы. Модель 31-673 и модель 31-674. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 673.00.000 ТО. Министерство тяжелого энергетического и транспортного машиностроения. Калининград, 1989) и некоторых охранных документах (SU 1636278, B61D 9/12, 23.03.91. Бюл. № 11; SU 1652148, B61D 9/12, 30.05.91. Бюл. № 20; SU 1219439, B61D 9/12, 23.03.86. Бюл. № 11) оно называется воздухозамедлителем, хотя в справочной литературе (Алфавитно-предметный указатель международной патентной классификации (6-й редакции) (2-е издание, дополненное), - М.: 1997.; Новый политехнический словарь / Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. - М.: Большая Рос. Энциклоп., 2000. - 671 с.: ил. - Прил.: с.657-671. - ISBN 5-8570-322-2: 144 - 12.; Крайнев А.Ф. Механика от греческого mechanike (techne) - искусство построения машин.=HANDBOOK of PRINCIPLE MACHINES STRUCTURE and PROCESSINGS. Фундаментальный слов. / А.Ф.Крайнев. - 2-е изд., испр. - М.: Машиностроение, 2001. - 903 с.: ил. -) такого понятия нет.

Известное устройство содержит внутри корпуса цилиндр, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальном осевом направлении установлен поршень. С ним жестко связаны впускной и выпускной клапаны. Перепускной клапан кинематически связан с кузовом. Полость над выпускным клапаном сообщена с атмосферой. Полость над впускным клапаном сообщена с пневматической магистралью выгрузки и разобщена этим клапаном и перепускным клапаном от полости, сообщенной с поршневыми полостями блока цилиндров наклона кузова и атмосферы. Между поршнем и нижней частью корпуса со сливной пробкой образована камера управления наклоном кузова (далее - камера управления), сообщенная с пневматической магистралью выгрузки через кран или иное запорное устройство управления наклоном кузова. Поршень имеет внешнюю кольцевую выточку, в которой установлен эластичный уплотнительный элемент, взаимодействующий и с цилиндром. В поршне, между камерой управления и опорной поверхностью штока впускного клапана, выполнено сквозное калиброванное отверстие для сброса в атмосферу несанкционированного потока сжатого воздуха, поступающего из магистрали выгрузки в камеру управления через, например, не полностью закрытый или неисправный кран управления наклоном кузова, SU 1219439, B61D 9/12, 23.03.86. Бюл. № 11, прототип. Это снижает опасность самовыгрузки вагона-самосвала.

Малые площади проходных сечений калиброванного отверстия и сопряженного с ним цилиндра поршня, содержащего шток впускного клапана, не позволяют этому каналу, с одной стороны, сбрасывать в атмосферу при слышимом звуковом сопровождении существенное количество несанкционированного сжатого воздуха и надежно защищать вагон от самовыгрузки, а с другой - обеспечивать необходимую интенсивность удаления влаги из камеры управления. Поэтому во время частых выгрузок поздней осенью в указанной камере и соединяющем ее с магистралью выгрузки трубопроводе может накапливаться критическое количество влаги в жидкой фазе, переход которой в твердую блокирует работу устройства. Естественным уходом от такой ситуации является периодическое удаление сливной пробки с нижней части камеры управления и ее продувка сжатым воздухом. Оператор делает это во время выгрузки вагона и существенно увеличивает его, т.к. вынужден еще и совершать несколько опасных (магистраль выгрузки заряжена) перемещений между краном управления наклоном кузова и пробкой, удалять ее и вновь устанавливать.

Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении опасности саморазгрузки вагона при существенных несанкционированных объемах перетечки сжатого воздуха из магистрали выгрузки в камеру управления и в обеспечении достаточной надежности работы устройства без периодической, опасной ручной работы со сливной пробкой при заряженной сжатым воздухом магистрали выгрузки, в сокращении времени выгрузки.

Для этого в нижней части камеры управления вместо сливной пробки установлен нормально открытый автоматический клапан. При транспортном положении вагона камера управления связана с атмосферой, т.к. запорный элемент клапана удерживается в открытой позиции силой упругого элемента. Таким образом, созданы условия для постоянного естественного выхода влаги из предлагаемого устройства и мгновенного сброса сжатого воздуха из камеры управления, сопровождаемого значимым характерным звуком. Но при появлении сжатого воздуха в камере управления возникает приложенная к запорному элементу сила, направленная в сторону седла клапана и против силы упругого элемента. При штатной ситуации упомянутая сила воздуха превышает расчетную силу упругого элемента и клапан смещается в закрытую позицию, создавая нормальные условия для санкционированной выгрузки.

Если кран или иное запорное устройство управления наклоном кузова неисправно или не полностью закрыто, то через него в камеру управления с самого начала зарядки магистрали выгрузки несанкционированно поступает сжатый воздух. При его истечении в атмосферу из нормально открытого клапана генерируется характерный звук, являющийся для всех сигналом опасности, а для оператора и командой для перекрытия крана зарядки магистрали выгрузки с целью предотвращения саморазгрузка вагона. Следует отметить, что существует принципиальная возможность выполнения выходного отверстия клапана в виде свистка.

Предлагаемое изобретение основано на дополнении известного устройства для управления пневмоцилиндрами разгрузки думпкара известным клапаном, предназначенным для автоматического удаления газов из систем подачи жидкостей под давлением (ЕР 1873432 F16K 24/04, F16K 24/06, 02.01.08). При этом рабочее тело, смещающее запорный элемент клапана в сторону его седла, изменились с жидкости на газ, а место установки в устройстве - с верха на низ. Появился и новый существенный признак устройства - источник значимого звука.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого устройства, детали которого находятся в транспортном положении. Это имеет место при отсутствии сжатого воздуха в камере управления 11, в нижней части которой установлен нормально открытый автоматический клапан 14, запорный элемент 15 которого находится в фиксированной открытой позиции под действием упругого элемента 16.

На фиг.2 представлена увеличенная часть фиг.1, содержащая капан.

На фиг.3 представлен местный разрез устройства при закрытой позиции запорного элемента 15, взаимодействующего с седлом А клапана 14, когда сила давления воздуха в камере управления 11, приложенная к запорному элементу 15, превышает силу упругого элемента 16.

Наименование позиций и обозначений на чертежах.

1. Корпус.

2. Цилиндр.

3. Поршень.

4. Элемент эластичный уплотнительный.

5. Клапан выпускной.

6. Шток клапана впускного.

7. Клапан впускной.

8. Клапан перепускной.

9. Канал связи устройства с поршневыми полостями блока цилиндров наклона кузова.

10. Канал связи устройства с атмосферой.

11. Камера ввода в устройство сжатого воздуха управления наклоном кузова (камера управления).

12. Канал ввода сжатого воздуха в камеру управления 11 из магистрали выгрузки через кран управления или иное запорное устройство.

13. Канал ввода сжатого воздуха к впускному клапану 7 из магистрали выгрузки.

14. Клапан автоматический, нормально открытый.

15. Элемент запорный.

16. Элемент упругий.

А. Седло клапана.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит корпус 1 с цилиндром 2, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальном осевом направлении установлен поршень 3, в кольцевой выточке которого установлен эластичный уплотнительный элемент 4. Поршень 3 жестко связан с выпускным клапаном 5 и через шток 6 с впускным клапаном 7. Перепускной клапан 8 кинематически связан с кузовом. Канал 9 соединен с поршневыми полостями блока цилиндров наклона кузова, а канал 10 - с атмосферой. Внутренняя колоколообразная поверхность поршня 3 является верхней границей камеры 11 ввода в устройство сжатого воздуха управления наклоном кузова, соединенной посредством канала 12 и одного или нескольких запорных устройств управления с магистралью выгрузки. С ней же соединен и канал 13 подвода сжатого воздуха к впускному клапану 7. В нижней части камеры 11 вместо сливной пробки установлен нормально открытый автоматический клапан 14 (фиг.1, 2 и 3) с седлом А, запорным элементом 15 и упругим элементом 16.

Работает устройство следующим образом. Для выгрузки думпкара оператор соединяет магистраль выгрузки вагона с источником сжатого воздуха и открывает кран зарядки магистрали. Если кран или иное запорное устройство управления наклоном кузова неисправно или не полностью закрыто, то через него и канал 12 фиг.1 в камеру управления 11 с самого начала зарядки магистрали выгрузки, несанкционированно, поступает сжатый воздух. При его истечении в атмосферу из нормально открытого клапана генерируется характерный звук, являющийся для всех сигналом опасности, а для оператора и командой для перекрытия крана зарядки магистрали выгрузки с целью предотвращения саморазгрузки вагона.

При отсутствии упомянутого сигнала опасности, т.е. при исправной системе выгрузки, после полной зарядки магистрали выгрузки до номинальной величины давления, оператор открывает кран или иное запорное устройство. Через канал 12 сжатый воздух мгновенно поступает в камеру управления 11 и возникает приложенная к запорному элементу 15 сила воздуха, направленная в сторону седла А и против силы упругого элемента 16 фиг.1, 2 и 3. Сила воздуха мгновенно подавляет расчетную силу упругого элемента 16 и резко смещает запорный элемент 15 в закрытую позицию фиг.3, создавая нормальные условия для санкционированной выгрузки. При этом поршень 3 совершает рабочий ход с резкой остановкой, сопровождаемой звуковым импульсом, сливающимся с импульсами воздушной струи клапана и посадки запорного элемента 15 в седло А. В конце рабочего хода поршня 3 клапан 5 фиг.1 перекрывает связь между блоком цилиндров наклона кузова и атмосферой, осуществляемую через канал 9, перепускной клапан 8 и канал 10 и открывает впускной клапан 7. Теперь сжатый воздух из магистрали выгрузки через канал 13, перепускной клапан 8 и канал 9 поступает в поршневые полости блока цилиндров наклона кузова. При его повороте центр тяжести груза проходит верхнюю точку, после которой происходит автоматическое перекрытие кинематически связанного с кузовом перепускного клапана 8 и подача сжатого воздуха в поршневые полости блока цилиндров наклона кузова прекращается. Доворот кузова до его крайнего наклонного положения происходит под действием расширяющегося сжатого воздуха в поршневых полостях блока цилиндров наклона кузова. Если кинематическая связь перепускной клапан 8 - угол наклона кузова нарушена или отсутствует, то перепускной клапан 8 временно легко блокируется в открытом состоянии путем ввода ограничителя его хода со стороны окружающей среды.

В конце выгрузки при наклонном положении кузова и крайнем верхнем положении поршня 3 поворотом крана или посредством иного запорного устройства управления наклоном кузова оператор прекращает подачу сжатого воздуха из магистрали выгрузки вагона в камеру управления 11. По мере снижения там давления сила упругого элемента 16 отводит запорный элемент 15 от седла А фиг.3 в открытую позицию фиг.1 и 2. Поршень 3 и впускной клапан 7 под действием сил веса и пружины клапана 7 смещаются в крайнее нижнее транспортное положение, представленное на фиг.1. При этом через канал 9, перепускной клапан 8, открытый выпускной клапан 5 и канал 10 из поршневых полостей блока цилиндров наклона кузова, для его установки в транспортное положение, в атмосферу выходит отработавший воздух.