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 цилиндров наклона кузова и атмосферы, а между поршнем и нижней частью корпуса образована камера ввода сжатого воздуха управления наклоном кузова, 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 сброса в атмосферу несанкционированного сжатого воздуха выполнено в виде сливного отверстия в нижней точке устройства, а сопряженная с ним внутренняя поверхность устройства обеспечивает скатывание шарообразного запорного элемента на сливное отверстие и является опорной для шарообразных запорных элементов, удерживающих друг друга в открытой для сливного отверстия позиции, а запирание сливного отверстия одним из шарообразных запорных элементов осуществляется силами сжатого воздуха, находящегося в камере управления при штатной ситуации, причем проходящий через отверстие в атмосферу поток воздуха создает значимый звуковой сигнал.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к устройствам управления движением сжатого воздуха в поршневых полостях цилиндров наклона кузова думпкара. 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, В61D 9/12, 23.03.91. Бюл. № 11; SU 1652148, В61D 9/12, 30.05.91. Бюл. № 20; SU 1219439, В61D 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 изд., доп.), 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. - М.: Машиностроение, 2-е изд., испр., 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 и разобщена этим клапаном и перепускным клапаном от полости, сообщенной с поршневыми полостями 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 через кран или иное запорное устройство управления наклоном кузова. Поршень имеет внешнюю кольцевую выточку, в которой установлен эластичный уплотнительный элемент. 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 пневматической магистрали в камеру управления через, например, не полностью закрытый или неисправный кран управления наклоном кузова, SU 1219439, В61D 9/12, 23.03.86. Бюл. № 11, прототип. Это снижает опасность самовыгрузки думпкара.

Относительно малая площадь проходного сечения калиброванного отверстия не позволяет ему, с одной стороны, сбрасывать в атмосферу при слышимом звуковом сопровождении существенное количество несанкционированного сжатого воздуха и надежно защищать думпкар от самовыгрузки, а с другой - обеспечивать необходимую интенсивность удаления влаги из камеры управления. Поэтому во время частых выгрузок поздней осенью в указанной камере и сообщающем ее с пневматической магистралью 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 думпкара и существенно увеличивает его, т.к. вынужден еще и совершать несколько опасных (пневматическая магистраль заряжена) перемещений между краном управления наклоном кузова и пробкой, удалять ее и вновь устанавливать.

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

Для этого в нижней части камеры управления или сообщенной с ней полости, имеется сквозное сливное отверстие, сообщающее их с атмосферой. По крайней мере, часть внутренней нижней поверхности камеры управления или сообщенной с ней полости выполнена таким образом, что на помещенное на нее тело действует сила, вектор которой направлен в сторону сливного отверстия. В камеру управления или в сообщенную с ней полость, с возможностью перемещения, установлены два (полых или нет) шарообразных запорных элемента (далее - ШЗЭ). Они удерживают друг друга от скатывания вниз из открытой в запирающую для сливного отверстия позицию. Если любой первый из ШЗЭ принудительно сместить на сливное отверстие и прекратить это действие, то второй ШЗЭ автоматически вытолкнет первый ШЗЭ со сливного отверстия в ту же открытую позицию. Поэтому при отсутствии сжатого воздуха в камере управления или когда величина его давления значительно ниже номинальной, оба ШЗЭ находятся в открытой для сливного отверстия позиции. Таким образом, созданы условия для естественного, постоянного выхода влаги из предлагаемого устройства в атмосферу и сброса несанкционированного сжатого воздуха из камеры управления, сопровождаемого значимым характерным звуком. Но при появлении сжатого воздуха в камере управления возникают приложенные к ШЗЭ силы, стремящиеся сместить каждый из них в запирающую сливное отверстие позицию. При штатной ситуации, из-за различных погрешностей, одна из сил доминирует и смещает соответствующий ШЗЭ в запирающую сливное отверстие позицию. Таким образом, предлагаемое устройство становится готовым для санкционированной выгрузки думпкара.

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

На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого устройства, детали которого находятся в транспортном положении или при выгрузке, когда величина давления воздуха в камере управления 11 значительно ниже номинальной. При этом ШЗЭ 15 удерживают друг друга в открытой для сливного отверстия 14 позиции.

На фиг.2 представлен местный разрез устройства, где ШЗЭ 15а находится в запирающей сливное отверстие 14 позиции, равновозможной для любого ШЗЭ 15 (фиг.1). ШЗЭ 15а смещен туда силой сжатого воздуха и удерживается там силами сжатого воздуха, веса и трения.

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 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 пневматической магистрали через кран управления или иное запорное устройство.

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

14. Отверстие сливное.

15. Элемент запорный шарообразный (ШЗЭ).

15а. ШЗЭ 15, один из двух, равно возможно попавший в запирающую сливное отверстие 14 позицию при штатных условиях выгрузки.

15в. ШЗЭ 15, один из двух, равно возможно попавший в позицию автоматического выталкивателя для ШЗЭ 15а при штатных условиях выгрузки.

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 его кольцевой выточке 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 цилиндров наклона кузова, а канал 10 - с атмосферой. Внутренняя колоколообразная поверхность поршня 3 является верхней границей камеры управления 11. Посредством канала 12 и одного или нескольких запорных устройств управления наклоном кузова она сообщена с пневматической магистралью. Канал 13 сообщает пневматическую магистраль с впускным клапаном 7. Внутренняя нижняя поверхность камеры управления 11 имеет форму вогнутой поверхности шарового слоя. Поэтому на помещенное на нее тело действует скатывающая сила, вектор которой направлен в сторону сливного отверстия 14. В камеру управления 11, с возможностью перемещения, установлены два ШЗЭ 15. Они удерживают друг друга от скатывания вниз из открытой в запирающую сливное отверстие 14 позицию ШЗЭ 15а (фиг.2). Если любое первое из них принудительно сместить на сливное отверстие 14 и прекратить это действие, то второй ШЗЭ 15в автоматически вытолкнет первый ШЗЭ 15а со сливного отверстия 14 в открытую позицию (фиг.1). Поэтому при отсутствии сжатого воздуха в камере управления 11 или когда величина его давления значительно ниже номинальной, оба ШЗЭ 15 находятся в открытой для сливного отверстия 14 позиции (фиг.1). Таким образом, созданы условия для естественного, постоянного выхода влаги из предлагаемого устройства в атмосферу и сброса несанкционированного сжатого воздуха из камеры управления 11, сопровождаемого значимым характерным звуком. Но при появлении в камере управления 11 сжатого воздуха возникают приложенные к ШЗЭ 15 силы, стремящиеся сместить каждое из них в запирающую сливной канал 14 позицию ШЗЭ 15а (фиг.2). При штатной ситуации из-за различных погрешностей одна из сил доминирует и смещает соответствующий ШЗЭ 15а в запирающую сливной канал 14 позицию (фиг.2). Таким образом, предлагаемое устройство становится готовым для санкционированной выгрузки думпкара.

Работает устройство следующим образом. Оператор соединяет источник сжатого воздуха с пневматической магистралью думпкара и открывает кран ее зарядки. 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 пневматической магистрали несанкционированно поступает сжатый воздух. При его истечении в атмосферу из открытого сливного отверстия 14 генерируется характерный звук, являющийся для всех сигналом опасности, а для оператора и командой для перекрытия крана зарядки пневматической магистрали с целью предотвращения самовыгрузки думпкара.

При отсутствии упомянутого сигнала опасности, т.е. при исправной системе выгрузки, после полной зарядки пневматической магистрали до номинальной величины давления, оператор открывает кран или иное запорное устройство управления наклоном кузова. Через канал 12 сжатый воздух поступает в камеру управления 11, где возникают приложенные к ШЗЭ 15 силы, стремящиеся сместить каждый из них в запирающую сливное отверстие 14 позицию ШЗЭ 15а (фиг.2). Из-за различных погрешностей одна из сил доминирует и соответствующий ШЗЭ 15а (фиг.2) запирает канал 14. Таким образом, предлагаемое устройство становится готовым для санкционированной выгрузки думпкара. Одновременно, под действием силы сжатого воздуха, поршень 3 совершает рабочий ход с резкой остановкой. При этом возникает звуковой импульс, сливающийся с импульсами воздушной струи, вытекающей из сливного отверстия 14 и посадки ШЗЭ 15а на него в запирающую позицию (фиг.2). В конце рабочего хода поршня 3 клапан 5 (фиг.1), перекрывает связь между цилиндрами наклона кузова и атмосферой, осуществляемую через канал 9, перепускной клапан 8 и канал 10, и открывает впускной клапан 7. Теперь сжатый воздух из пневматической магистрали через канал 13, перепускной клапан 8 и канал 9 поступает в поршневые полости 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 цилиндров наклона кузова прекращается. Доворот кузова до его крайнего наклонного положения происходит под действием расширяющегося сжатого воздуха в поршневых полостях цилиндров наклона кузова. Если кинематическая связь перепускной клапан 8 - угол наклона кузова нарушена или отсутствует, то он 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 в камеру управления 11. По мере снижения там давления ШЗЭ 15в выталкивает ШЗЭ 15а из запирающей сливное отверстие 14 позиции (фиг.2) в открытую для него позицию (фиг.1). 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 цилиндров наклона кузова, для его установки в транспортное положение, в атмосферу выходит отработавший воздух.