RU2360810C2

RU2360810C2 - Angle cock

Info

Publication number: RU2360810C2
Application number: RU2007122603/11A
Authority: RU
Inventors: Антон Владиславович Муртазин (RU); Антон Владиславович Муртазин; Виктор Григорьевич Жерновой (RU); Виктор Григорьевич Жерновой
Original assignee: Зао Нпц "Тормоз"
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2009-07-10
Also published as: RU2007122603A

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: angle cock has hollow body comprising two split parts. One of split parts is installed into bend of manifold air duct, and the second split part is tightly fixed to it. The second split part comprises ground-in lock pressed by elastic element, with through channel, one of the holes in which is located on surface of lock base and is continuously communicated to manifold air duct, the second hole is located on ground-in surface of lock. Atmospheric channel is also located on ground-in surface, and one of its holes is located on side of lock ground-in surface, which is opposite relative to the second hole of through channel. Ground-in part of lock is arranged in the form of solid of revolution from conical to semispherical shape, including the latter. Elastic element that presses lock is installed in bore of fixed body part at the inlet to body.

EFFECT: reduced dimensions of angle cock, increased repairability and reliability due to improved tightness achieved by increase of area of lock ground-in surface.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям кранов, используемых в тормозных пневматических системах железнодорожного транспорта и допускающих ремонт без полного разделения трубопровода. Кран предназначен для включения или выключения магистральной линии воздухораспределителя тормозной системы отдельно взятого вагона из тормозной магистрали состава.The invention relates to constructions of cranes used in brake pneumatic systems of railway transport and allowing repairs without complete separation of the pipeline. The crane is designed to enable or disable the main line of the air distributor of the brake system of a single car from the brake line of the train.

Известна конструкция крана, содержащего размещенные в корпусе уплотняющий элемент и сферическую пробку со смонтированным на ней органом управления (RU №2108512, F16K 5/20, 1996.01.30). К поверхности сферической пробки с двух сторон поджимаются седла с уплотняющими эластомерами, завальцованными в соответствующих пазах. Особенностью этого устройства является высокая герметичность, присущая контакту участка шаровой поверхности и кругового края седла. Предусмотрена возможность замены седел и проведения ремонта без извлечения корпуса крана из линии трубопровода (повышенная ремонтопригодность). Недостатком данной конструкции является сложность ее изготовления, а замена уплотняющих элементов, выполненных завальцованными, невозможна. Из-за отсутствия атмосферного канала эта конструкция не может без доработки использоваться в магистральной линии воздухораспределителя.A known design of a crane containing a sealing element and a spherical plug placed in the housing with a control element mounted on it (RU No. 2108512, F16K 5/20, 1996.01.30). Seats with sealing elastomers rolled in respective grooves are drawn to the surface of the spherical plug on both sides. A feature of this device is the high tightness inherent in the contact area of the ball surface and the circular edge of the saddle. It is possible to replace seats and carry out repairs without removing the valve body from the pipeline line (increased maintainability). The disadvantage of this design is the complexity of its manufacture, and the replacement of sealing elements made rolled, it is impossible. Due to the lack of an atmospheric channel, this design cannot be used without modification in the main line of the air distributor.

Известна конструкция разобщительного крана воздухопровода тормоза железнодорожного транспортного средства, в которой в корпусе разобщительного крана размещены штуцеры для соединения с входной и выходной трубами воздухопровода, между которыми установлен шаровой затвор, поджатый манжетами, установленными в кольцевых проточках во внутренних торцах штуцеров (RU №2246064, F16K 5/06, 2005.02.10). В этой конструкции круговая линия контакта манжеты и участка шаровой поверхности имеет высокую герметичность. Недостатком данной конструкции разобщительного крана является необходимость полной разборки отвода магистрального воздухопровода при ремонте.A known design of an uncoupling tap of an air brake of a railway vehicle, in which fittings are placed in the casing of the uncoupling tap for connecting to the inlet and outlet pipes of the air duct, between which there is a ball valve, preloaded by cuffs installed in the annular grooves in the inner ends of the fittings (RU No. 2246064, F16K 5/06, 2005.02.10). In this design, the circular contact line of the cuff and the ball surface portion has a high tightness. The disadvantage of this design of the uncoupling valve is the need for complete disassembly of the outlet of the main air pipe during repair.

Известен разобщительный кран повышенной ремонтопригодности (RU №2005123152/06, F16K 5/02, В60Т 17/04, 2005.05.18) как наиболее близкий аналог предлагаемого изобретения, корпус которого изготовлен в виде двух отдельных частей, соединенных между собой, при этом одна часть содержит входной и выходной штуцера, разделенные перегородкой, и устанавливается в отвод магистрального воздухопровода, а другая съемная часть содержит затвор, орган управления затвором в виде управляющего стержня, выполненного как одно целое с затвором, и управляющего рычага (рукоятки). Вверху съемной части имеется «горловина», через которую управляющий стержень выступает за пределы корпуса. В канавке на внутренней цилиндрической поверхности «горловины» расположено одно из уплотнений затвора, охватывающее управляющий стержень. Затвор устройства является притертой усеченной конической пробкой и выполнен с проходным каналом таким образом, что одно отверстие канала находится на конической поверхности затвора, а второе на его большем основании со стороны несъемной части корпуса. Прижатие конической поверхности затвора к притертой поверхности съемной части корпуса обеспечивается пружиной, расположенной вне корпуса крана внутри «стакана» (цилиндра на «горловине») с упором в корпус крана и в тело управляющего рычага, закрепленного на управляющем стержне затвора. Кроме того, в затворе имеется атмосферный канал, одно отверстие которого расположено на конической поверхности затвора со стороны, противоположной одному из отверстий проходного канала. Второе отверстие атмосферного канала находится на поверхности управляющего стержня, расположенной за пределами посадочного места, и является атмосферным отверстием крана. Управляющий рычаг поворачивается на 180 градусов из открытого в закрытое положение. Высокая ремонтопригодность этого устройства обеспечивается возможностью съема одной части корпуса, содержащей затвор и орган управления, без отсоединения воздушных линий от штуцеров другой его части. Надежность устройства обеспечивается наличием элементов защиты от попадания посторонних частиц в кран: углубления в виде кармана в части корпуса, содержащей присоединительные штуцера; сетки-фильтра на выходе из указанного кармана, установленной с сохранением общего воздушного сопротивления магистрали. Недостатком этого устройства является тип примененного затвора - притертая усеченная коническая пробка. Ее коническая поверхность по площади уступает некоторым другим усеченным телам вращения при равных высотах и диаметрах оснований. С течением времени возможная неравномерность износа притертых поверхностей приводит к уменьшению плотности перекрытия. Это ведет к понижению надежности устройства. Пружина, расположенная вокруг «горловины», увеличивает размер (габариты) крана.Known isolation crane of high maintainability (RU No. 2005123152/06, F16K 5/02, B60T 17/04, 2005.05.18) as the closest analogue of the invention, the casing of which is made in the form of two separate parts interconnected, with one part contains an inlet and outlet fitting, separated by a partition, and is installed in the outlet of the main air duct, and the other removable part contains a shutter, a shutter control in the form of a control rod made as a unit with the shutter, and a control lever (handle). At the top of the removable part there is a "neck" through which the control rod protrudes beyond the housing. In the groove on the inner cylindrical surface of the "neck" is located one of the seal seals, covering the control rod. The shutter of the device is a ground truncated conical plug and is made with a passage channel so that one channel hole is located on the conical surface of the shutter, and the second on its larger base from the side of the non-removable part of the housing. The tapered surface of the shutter is pressed against the ground surface of the removable part of the housing by a spring located outside the valve body inside the “glass” (cylinder on the “neck”) with emphasis in the valve body and in the body of the control lever fixed to the control valve of the shutter. In addition, the shutter has an atmospheric channel, one hole of which is located on the conical surface of the shutter from the side opposite to one of the openings of the passage channel. The second hole of the atmospheric channel is located on the surface of the control rod, located outside the seat, and is the atmospheric hole of the tap. The control lever rotates 180 degrees from open to closed. High maintainability of this device is ensured by the ability to remove one part of the housing containing the shutter and control, without disconnecting the air lines from the fittings of its other part. The reliability of the device is ensured by the presence of protective elements against ingress of foreign particles into the faucet: recesses in the form of a pocket in a part of the housing containing connecting fittings; mesh filter at the outlet of the specified pocket, installed while maintaining the total air resistance of the highway. The disadvantage of this device is the type of shutter used - a ground truncated conical plug. Its conical surface is inferior in area to some other truncated bodies of revolution with equal heights and diameters of the bases. Over time, the possible uneven wear of ground surfaces leads to a decrease in overlap density. This leads to lower reliability of the device. A spring located around the "neck" increases the size (dimensions) of the crane.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в уменьшении габаритов разобщительного крана повышенной ремонтопригодности и повышении его надежности за счет повышенной герметичности, достигаемой увеличением площади притертой поверхности затвора.The problem to which the invention is directed is to reduce the size of the uncoupling crane of increased maintainability and increase its reliability due to the increased tightness achieved by increasing the area of the shutter lapped surface.

Один технический результат, который будет получен при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в повышенной герметичности (в сравнении с прототипом) разобщительного крана. Герметичность повышается по мере увеличения площади притертой поверхности затвора при изменении ее формы от конической до полусферической, а более точно по мере увеличения расстояния между отверстиями на притертой поверхности затвора, отсчитанного по этой поверхности. Расположение упругого элемента между затвором и несъемной частью корпуса приводит к уменьшению продольного (в направлении оси поворота затвора) размера «горловины» крана, что является техническим результатом, обеспечивающим уменьшение габаритов крана.One technical result that will be obtained during the implementation of the claimed invention is to increase the tightness (in comparison with the prototype) of the disconnecting tap. Tightness increases with increasing area of the ground surface of the shutter when its shape changes from conical to hemispherical, and more precisely, as the distance between the holes on the ground surface of the shutter counted along this surface increases. The location of the elastic element between the shutter and the non-removable part of the housing leads to a decrease in the longitudinal (in the direction of the axis of rotation of the shutter) size of the "neck" of the crane, which is a technical result that ensures a reduction in the size of the crane.

Общим с прототипом существенным признаком предлагаемого изобретения является полый корпус в составе двух разъемных частей. Несъемная часть устанавливается в отвод магистрального воздухопровода, а вторая съемная часть герметично крепится к несъемной части. Съемная часть содержит притертый затвор, поджатый упругим элементом, с проходным каналом и атмосферным каналом. Одно из отверстий проходного канала находится на поверхности основания затвора и постоянно сообщено с магистральным воздухопроводом. Второе отверстие проходного канала находится на притертой поверхности затвора. Также на притертой поверхности затвора на стороне, противоположной относительно второго отверстия проходного канала, расположено одно из отверстий атмосферного канала.Common with the prototype an essential feature of the invention is a hollow body comprising two detachable parts. The fixed part is installed in the branch of the main air duct, and the second removable part is hermetically attached to the fixed part. The removable part contains a ground shutter, preloaded by an elastic element, with a passage channel and an atmospheric channel. One of the openings of the passage channel is located on the surface of the base of the shutter and is constantly in communication with the main air duct. The second opening of the passage channel is located on the ground shutter surface. Also on the ground surface of the shutter on the side opposite to the second opening of the passage channel, one of the openings of the atmospheric channel is located.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа формой притертой части затвора, выполненной как любая из множества форм тел вращения от конической до полусферической.The proposed device differs from the prototype in the form of a ground part of the shutter, made like any of the many forms of bodies of revolution from conical to hemispherical.

Другим отличительным признаком является размещение упругого элемента, поджимающего затвор, в несъемной части корпуса.Another hallmark is the placement of the elastic element, pressing the shutter, in a fixed part of the housing.

Отличительным признаком является упругий элемент, поджимающий затвор, выполненный как кольцо из эластомера (резины), отделенное от основания затвора кольцевой прокладкой с антифрикционными свойствами.A distinctive feature is the elastic element, pressing the shutter, made as a ring of elastomer (rubber), separated from the base of the shutter by an annular gasket with antifriction properties.

Отличительные признаки независимого пункта формулы в совокупности обеспечивают технические результаты. Выигрыш в габарите крана за счет размещения упругого элемента в несъемной части корпуса позволяет пропорционально увеличить размер затвора (не выходя за габарит прототипа) и, следовательно, герметичность за счет большего расстояния между отверстиями на притертой поверхности затвора. Выбор для затвора полусферической формы (или промежуточной между полусферической и конусной) увеличивает расстояние между отверстиями на притертой поверхности затвора и таким образом позволяет пропорционально уменьшить размеры затвора в такой мере, чтобы герметичность оставалась выше, чем у конусного затвора прототипа. То есть более выгодная форма затвора может обеспечить выигрыш в габарите крана.The distinguishing features of the independent claim in the aggregate provide technical results. The gain in the size of the crane due to the placement of the elastic element in the fixed part of the housing allows you to proportionally increase the size of the shutter (without going beyond the size of the prototype) and, therefore, the tightness due to the greater distance between the holes on the ground surface of the shutter. The choice of a hemispherical shape for the shutter (or intermediate between the hemispherical and conical) increases the distance between the holes on the shutter surface of the shutter and thus allows to proportionally reduce the shutter size so that the tightness remains higher than that of the prototype cone shutter. That is, a more advantageous shutter shape can provide a gain in the overall size of the crane.

К настоящему описанию прилагаются два дополнительных материала (чертежи):Two additional materials (drawings) are attached to this description:

фиг.1 - упрощенное изображение в разрезе крана с упругим элементом из резины;figure 1 is a simplified image in section of a crane with an elastic element of rubber;

фиг.2 - упрощенное изображение в разрезе крана с полусферическим затвором.figure 2 is a simplified image in section of a crane with a hemispherical shutter.

Ниже поясняется сущность изобретения с использованием его существенных (в т.ч. отличительных) признаков на примере реализации.The essence of the invention is explained below using its essential (including distinctive) features using an example of implementation.

Высокая ремонтопригодность крана обеспечена наличием двух частей корпуса: одной несъемной, постоянно установленной в отвод магистрального воздухопровода, и второй съемной запорной части. На фиг.1 схематично изображена конструкция, наиболее простая в изготовлении и наглядно демонстрирующая преимущества предлагаемого технического решения при сохранении существенных признаков прототипа в их первоначальном виде. На фигуре обозначены несъемная 1 и съемная 2 части корпуса, конический затвор 3 с проходным 4 и атмосферным 5 каналами, резиновое кольцо 6, поджимающее затвор и расположенное в проточке несъемной части корпуса 1, сетка-фильтр 7 в форме корзины (чашки) на выходе из углубления 8 в виде кармана, атмосферное отверстие 9, расположенное вне корпуса на поверхности управляющего стержня 10 (выполненного в этом примере одним целым с телом затвора). Управляющий рычаг 11 во взаимодействии с управляющим стержнем 10 образуют орган управления затвором. Тело затвора выполнено с небольшим цилиндрическим продолжением 12 со стороны основания для создания поверхностей контакта с уплотнительным кольцом 13. Фторопластовая кольцевая прокладка 14 с антифрикционными свойствами, расположенная между затвором 3 и упругим резиновым кольцом 6, облегчает скольжение затвора по кольцу. В рабочем состоянии крана съемная часть корпуса герметично закреплена на несъемной части, которая постоянно включена в отвод магистрального воздухопровода. В несъемной части имеются посадочные места для присоединительных штуцеров и две изолированные друг от друга полости. Одна полость сообщена с магистральной частью линии, а другая сообщена с линией со стороны воздухораспределителя, и каждая из них также открывается в сторону съемной части корпуса. Соединение двух частей корпуса крана уплотнено кольцами 15 и 16, расположенными в проточках в несъемной части корпуса. Затвор дополнительно уплотнен кольцом 17. Герметичность крана обусловлена типом применяемого затвора и находится на уровне прототипа с идентичным затвором. Резиновое кольцо 6 можно заменить малогабаритной пружиной, например волнистой кольцевой или тарельчатой.High maintainability of the crane is ensured by the presence of two parts of the casing: one non-removable, permanently installed in the branch of the main air duct, and the second removable locking part. Figure 1 schematically shows the design, the easiest to manufacture and clearly demonstrating the advantages of the proposed technical solution while maintaining the essential features of the prototype in its original form. The figure shows the fixed 1 and removable 2 parts of the housing, a conical shutter 3 with a through 4 and atmospheric 5 channels, a rubber ring 6, which compresses the shutter and located in the groove of the fixed part of the housing 1, a mesh filter 7 in the form of a basket (cup) at the exit of recesses 8 in the form of a pocket, an atmospheric hole 9 located outside the housing on the surface of the control rod 10 (made in this example integrally with the shutter body). The control lever 11 in cooperation with the control rod 10 form a shutter control. The shutter body is made with a small cylindrical extension 12 from the base side to create contact surfaces with the sealing ring 13. A fluoroplastic ring gasket 14 with antifriction properties, located between the shutter 3 and the elastic rubber ring 6, facilitates the sliding of the shutter along the ring. In the working condition of the crane, the removable part of the housing is hermetically fixed to the fixed part, which is constantly included in the branch of the main air duct. In the non-removable part there are seats for connecting fittings and two cavities isolated from each other. One cavity is connected with the main part of the line, and the other is connected with the line from the side of the air distributor, and each of them also opens towards the removable part of the housing. The connection of the two parts of the crane body is sealed with rings 15 and 16 located in the grooves in the fixed part of the body. The shutter is additionally sealed with a ring 17. The tightness of the crane is determined by the type of shutter used and is at the level of the prototype with an identical shutter. The rubber ring 6 can be replaced with a small spring, for example a wavy ring or disk.

На фиг.2 изображена конструкция, использующая полусферический затвор и металлическую витую пружину, поджимающую затвор. Цифрой 6 обозначена витая цилиндрическая пружина. Обозначения прочих деталей совпадают с обозначениями фиг.1. Управляющий стержень выполнен как одно целое с затвором. Герметичность обусловлена типом применяемого затвора - в данном случае полусферическим, сохраняющим достоинства затвора в виде целого шара, но кроме этого позволяющего разместить одно из отверстий проходного канала на плоском основании (подобно прототипу) и уменьшить вертикальный габарит затвора (в сравнении с целым шаром). Площадь притертой части затвора увеличена относительно конического затвора с равным основанием и равной высотой. За счет этого увеличено сопротивление утечкам воздуха между притертыми поверхностями.Figure 2 shows the design using a hemispherical shutter and a metal twisted spring, pressing the shutter. The number 6 denotes a twisted coil spring. The designations of the other parts coincide with the designations of figure 1. The control rod is made integrally with the shutter. The tightness is determined by the type of shutter used - in this case, hemispherical, preserving the advantages of the shutter in the form of a whole ball, but also allowing one to place one of the openings of the passage channel on a flat base (like a prototype) and reduce the vertical dimension of the shutter (in comparison with the whole ball). The area of the ground part of the shutter is increased relative to the conical shutter with an equal base and equal height. Due to this, increased resistance to air leakage between ground surfaces.

Расположение одного из отверстий проходного канала на основании затвора (как конического, так и полусферического) обеспечивает возможность переключения крана поворотом затвора на 180 градусов (подобно прототипу). Это позволяет разместить одно из отверстий атмосферного канала на притертой поверхности затвора на максимальном удалении от одного из отверстий проходного канала на этой же поверхности.The location of one of the openings of the passage channel on the base of the shutter (both conical and hemispherical) allows the tap to be switched by turning the shutter 180 degrees (similar to the prototype). This allows you to place one of the openings of the atmospheric channel on the ground surface of the shutter at a maximum distance from one of the openings of the passage channel on the same surface.

Затвор 3 (в каждой из конструкций, изображенных на фиг.1 и фиг.2) разобщает части трубопровода, лежащие по течению выше и ниже крана, при одном (закрытом) положении затвора и сообщает их при другом (открытом) положении затвора. Затвор 3 имеет помимо проходного канала 4 для свободного сообщения обеих частей трубопровода при открытом положении затвора также и атмосферный канал 5, обеспечивающий при закрытом положении затвора сообщение с атмосферой одной из двух частей трубопровода. Переключение положений затвора производится с помощью органа управления (в составе управляющего стержня 10 и управляющего рычага 11), одна часть которого взаимодействует с затвором, а другая часть расположена вне корпуса крана.The shutter 3 (in each of the structures depicted in FIG. 1 and FIG. 2) disconnects the parts of the pipeline that are upstream and downstream of the tap with one (closed) shutter position and reports them with a different (open) shutter position. The shutter 3 has, in addition to the passage channel 4 for free communication of both parts of the pipeline with the shutter open, also an atmospheric channel 5, which, when the shutter is in the closed position, provides communication with the atmosphere of one of the two parts of the pipeline. Switching of the shutter positions is performed using the control element (consisting of the control rod 10 and the control lever 11), one part of which interacts with the shutter, and the other part is located outside the valve body.

Разобщительный кран повышенной ремонтопригодности в описанных выше исполнениях работает следующим образом. Переключение крана, т.е. поворот затвора из открытого положения в закрытое, осуществляют поворотом на 180 градусов (например, по часовой стрелке) управляющего рычага 11 из одного крайнего положения в другое. При этом воздух из магистрального трубопровода не поступает через кран, а воздух из трубопровода со стороны воздухораспределителя выходит в атмосферу через атмосферный канал и атмосферное отверстие. Поворотом (против часовой стрелки) управляющего рычага в прежнее крайнее положение возвращают затвор в открытое положение. При этом воздух может свободно поступать из одной части трубопровода в другую, а сообщение трубопровода с атмосферой через атмосферный канал и атмосферное отверстие прекращается. Повороты управляющего рычага за пределы угла в 180 градусов исключаются стопорными выступами или иными известными вспомогательными конструктивными элементами.The uncoupling crane of increased maintainability in the above-described versions works as follows. Tap switching, i.e. the shutter is rotated from the open position to the closed one by turning 180 degrees (for example, clockwise) of the control lever 11 from one extreme position to another. At the same time, air from the main pipeline does not enter through the tap, and air from the pipeline from the air distributor enters the atmosphere through the atmospheric channel and the atmospheric opening. By turning (counterclockwise) the control lever to the previous extreme position, the shutter is returned to the open position. In this case, air can freely flow from one part of the pipeline to another, and the communication of the pipeline with the atmosphere through the atmospheric channel and the atmospheric opening is terminated. Turns of the control lever beyond an angle of 180 degrees are excluded by locking protrusions or other known auxiliary structural elements.

Детали крана изготовляют из металла за исключением уплотнительных элементов, которые можно изготовить из резины и пластика, и, возможно, за исключением упругого элемента, поджимающего затвор.The crane parts are made of metal, with the exception of the sealing elements, which can be made of rubber and plastic, and, possibly, with the exception of the elastic element, which compresses the shutter.

В настоящее время на заявляемую конструкцию в описанных выше исполнениях разработана техническая документация и идет подготовка к изготовлению опытной партии разобщительных кранов.Currently, the claimed design in the above-described versions has developed technical documentation and preparations are underway for the manufacture of an experimental batch of uncoupling cranes.

Предлагаемый разобщительный кран воздушной тормозной магистрали обладает широкой применимостью в тормозных системах различных технических средств.The proposed uncoupling valve of the air brake line has wide applicability in brake systems of various technical means.

Claims

1. An uncoupling valve having a hollow body consisting of two detachable parts, one of which is installed in the outlet of the main air duct, and a second removable part is hermetically attached to it, containing a ground shutter, preloaded by an elastic element, with a passage channel, one of the holes of which is located on the base of the shutter and is constantly in communication with the main air duct, the second hole is on the ground surface of the shutter, and with the atmospheric channel, one of the holes of which is located on the opposite with respect to the second opening of the passage channel, the side of the shutter surface ground, characterized in that the shutter part of the shutter is made in the form of a conical to hemispherical body of revolution, including the latter, and the elastic element pressing the shutter is placed in the groove of the fixed part of the housing at the entrance to specified part.

2. The uncoupling valve according to claim 1, characterized in that the elastic element pressing the shutter is made in the form of a ring of elastomer, separated from the base of the shutter by an annular gasket with antifriction properties.