Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5122
.pdf
электромагниты, которые управляют работой указанных клапанов.
В частности, электропневматические клапаны, к которым относится изобретение, предназначены для
управления электропневматическими системами железнодорожной сигнализации и индикаторными и
детекторными устройствами таких систем, но их использование не ограничивается такими системами,
поскольку они могут использоваться в любых типах систем с электрическим управлением давлением
жидкости с простыми модификациями, которые могут потребоваться или стать желательными в таком
использовании.
Корпус или коробка клапана электропневматического клапана указанного типа включает две камеры,
расположенные одна над другой и разделенные горизонтальной перегородкой с центральным отверстием,
через которое проходит шток, соединяющий конический клапан, направленный вниз, который в закрытом
состоянии располагается на верхнем крае центрального отверстия в указанной перегородке, и конический
клапан, направленный вверх, который в закрытом состоянии располагается на нижнем крае центрального
отверстия в указанной перегородке. Свободно сообщается с нижней камерой порт, сообщающийся с
атмосферой. С верхней камерой сообщается входной порт для сжатого воздуха, а с центральным отверстием
в разделительной перегородке сообщается выходной порт, проходящий через указанную перегородку и
ведущий к ответвлению, предназначенному для подключения к сигнальному, индикаторному или другому
устройству. Цена 1 269 640. Как следует понимать, когда верхний клапан закрыт, нижний клапан открыт, и
выходное ответвление свободно сообщается с нижней камерой, а оттуда в атмосферу, но когда нижний
клапан закрыт, верхний клапан закрыт. Открытый и сжатый воздух поступает из верхней камеры в подающую
ветвь.
Клапаны установлены на штоке, соединенном с подвижным сердечником 55 электрического соленоида,
срабатывание которого приводит клапаны в действие.
Для эффективной и бесперебойной работы электропневматического клапана этого типа существуют
определенные существенные требования, а именно: (а) шток клапана должен плотно удерживать нижний
клапан на седле без утечек при максимальном давлении воздуха.
(б) Клапан должен работать бесшумно 6,5, и когда нижний клапан закрыт, шток клапана должен быть
свободен от вибрации, иначе произойдет утечка воздуха и повреждение седла клапана.
(c) Мощность «захвата» соленоида 70 должна быть сбалансирована с мощностью, необходимой для
удержания нижнего клапана в закрытом положении, поскольку слишком сильный удар при захвате может
повредить седло клапана.
(d) Мощность, подаваемая на соленоид 7 при закрытом нижнем клапане, должна быть как можно меньше. С
другой стороны, зазор между соленоидом и клапаном должен быть достаточно большим, чтобы
компенсировать износ седел клапана 80. (e) Поскольку происходит некоторый износ седел клапана из-за
ударов молотка при подъеме, и поскольку размер зазора между соленоидом и клапаном явно ограничен,
необходимо предусмотреть средства 85, позволяющие регулировать шток клапана.
(I) Все детали должны быть легко доступны для осмотра.
(g) Несанкционированную проверку следует предотвращать с помощью запирающего устройства 90 Pr Ice 25
1 1, l, 269,640 (h) Система подвижного сердечника должна быть достаточно тяжелой, когда «отрыв»
происходит под действием силы тяжести.
(i) Устройство должно быть максимально компактным, чтобы обеспечить возможность размещения ряда
устройств в соответствии с шагом рычагов на блокировочной раме железнодорожной сигнальной кабины.
Целью настоящего изобретения является (i) создание простой, но надежной конструкции
электропневматического клапана, в которой выполняются эти требования, причем конструкция должна быть
такой, чтобы клапан мог быть...
Легко устанавливается в любые системы гидравлического давления с электрическим управлением.
Для того чтобы суть изобретения стала более понятной, далее будет приведено описание на примере
простого электропневматического клапана, воплощающего данное изобретение и пригодного для
использования в электропневматической системе для управления или индикации железнодорожных стрелок и
сигналов.
Основная отливка, представляющая собой подходящий по форме металлический блок, имеющий на одном
конце фланец, с помощью которого он может быть прикреплен болтами к любой подходящей опоре, имеет
два продольных канала, которые проходят от одного конца отливки на большую часть ее длины. Эти каналы
формируются путем сверления, а их наружные концы затем герметично герметизируются с помощью
винтовых заглушек, обрезанных заподлицо и приваренных электросваркой. Затем сверлятся поперечные
отверстия, образующие электрические входы, для соединения с каждым из продольных каналов. Удобно, что
эти входные отверстия сверлятся с нижней поверхности основной отливки, и конструкция такова, что
отверстия легко доступны для подключения к трубопроводной системе даже в случае несколько сложной
трубопроводной системы. Расположение взаимозацепляющихся рамок. Кроме того, сверление отверстий и
каналов облегчает изготовление качественной отливки, упрощает ее производство и полностью исключает
возможность образования песка, образующегося при сверлении, обработке и повреждении седел клапанов. С
верхней поверхности основной отливки выступает выступ, на который устанавливается нижняя поверхность
клапанной коробки или кожуха, представляющего собой цилиндрический корпус с тремя радиально
расположенными просверленными выступами, предназначенными для зацепления с тремя штифтами,
выступающими вверх с верхней поверхности основной отливки. Эти выступы и штифты служат для
определения положения клапанной коробки или кожуха на основной отливке и обеспечивают правильное
выравнивание отверстий, просверленных с верхней поверхности основной отливки по одному в каждый из ее
продольных каналов, с входными и выходными отверстиями клапанной коробки или кожуха. Для обеспечения
возможности перестановки отверстий, если это необходимо, основная отливка имеет четыре синергетически
расположенных отверстия для штифтов, но только три из таких отверстий снабжены штифтами. Для
перестановки портов достаточно перенести один из штифтов в незанятое отверстие, указанное ниже. Следует
понимать, что три просверленных выступа клапанной коробки или кожуха, взаимодействующие с тремя
штифтами основной отливки, представляют собой индикаторное устройство, обеспечивающее правильное
позиционирование клапанной коробки или кожуха. Поскольку клапанную коробку или кожух, возможно,
придется снимать для осмотра седел клапанов в любое время суток или по любому другому поводу, важно
иметь какое-либо определенное, но простое средство для обеспечения того, чтобы порты не были
переставлены при замене клапанной коробки или кожуха. Указанное средство определения положения,
состоящее из трех выступов и штифтов, является недорогим, реверсивным и практически безотказным,
поскольку легко убедиться, что все три отверстия для выступов взаимодействуют со штифтами.
Клапаны имеют коническую штифтовую конструкцию, и для обеспечения идеальной посадки 95 верхний и
нижний края отверстия, в которое они предназначены для посадки, предпочтительно должны быть острыми,
поскольку такая посадка не подвержена воздействию абразивных частиц или тому подобного. Однако,
поскольку из-за удара нижнего клапана 100 нижнее седло быстро приобретает небольшую фаску,
целесообразно закалить это седло и придать ему небольшую фаску, слегка пробив его перед шлифовкой
клапана. Это 105 также минимизирует необходимую регулировку штока клапана. Выступающий вверх от
верхнего клапана шток имеет прорезь для отвертки на конце, что облегчает шлифовку 110 клапана.
Указанный шток работает в центральном направляющем отверстии, образованном для этого в верхней части
или крышке корпуса клапана. Аналогичным образом, конец штока клапана, выступающий вниз от нижнего
клапана 115, также имеет прорезь для отвертки, что облегчает шлифовку.
С целью обеспечения возможности быстрого сброса большого количества воздуха из цилиндра аппарата 120,
управляемого электропневматическим клапаном, в атмосферу и предотвращения любой возможности
возвратно-поступательного движения в случае возникновения утечки в верхнем клапане 125 в закрытом
состоянии, которая будет способствовать отводу воздуха из цилиндра управляемого аппарата, нижняя часть
отверстия, к нижнему краю которого прилегает нижний клапан 130 269,640, имеет больший диаметр, чем
верхняя часть указанного отверстия.
Корпус клапана или кожух удерживается на седле на основной отливке с помощью регулировочной планки
клапана, снабженной посередине ее подшипниковым штифтом с грибовидной головкой, который входит в
углубление, образованное в верхней части крышки корпуса клапана или кожуха. Концы этой планки имеют
открытые пазы для зацепления со штифтами, выступающими вверх из основной отливки. Гайки на этих
штифтах выше и ниже планки позволяют легко регулировать давление, оказываемое планкой, и, слегка
ослабив верхние гайки, планку можно быстро снять, так что после снятия верхней части или крышки корпуса
клапана или кожуха клапаны сразу же становятся доступны для осмотра. Герметично уплотненные
соединения выполняются между корпусом клапана или кожухом и основной отливкой, а также между корпусом
клапана или кожуха и съемной верхней частью или крышкой, например, с помощью смазанных бумажных
шайб.
Соленоид в рассматриваемом электропневматическом клапане предназначен для работы от однофазного
переменного тока напряжением 110 вольт, частотой 25 Гц, но, как следует понимать, изобретение не
ограничивается этим или каким-либо конкретным источником электрического тока.
Соленоид, выполненный в бронированном исполнении, полностью заключен в атмосферостойкий корпус,
благодаря чему устройство пригодно для использования на железнодорожных путях. Он крепится к нижней
стороне основной отливки с помощью винтов, проходящих через отверстия в отливке и входящих в резьбовые
отверстия в верхней стенке корпуса соленоида.
Для обеспечения правильного позиционирования соленоида верхний конец его неподвижного сердечника
снабжен штифтом, который ввинчивается в верхнюю стенку корпуса соленоида и выступает вверх из него в
нижний конец отверстия в основной отливке, через которое проходит шток клапана.
Рассматриваемый электропневматический клапан, в качестве примера, предназначен для работы на низкой
частоте 25 Гц и имеет низкую магнитную плотность, следовательно, ни одна часть магнитной цепи не имеет
ламинированного покрытия, и только подвижный сердечник соленоида имеет прорези для уменьшения
вихревых токов. Однако, если потребуется, чтобы клапан работал на гораздо более высоких частотах,
верхний сердечник также может быть с прорезями.
Как и в случае с однофазным магнитом, сила притяжения имеет переменный характер, соответствующий по
числу циклическим изменениям намагничивающего тока, и, поскольку из-за быстрого изменения полярности
поверхностей сердечников в воздушном зазоре сердечники попеременно притягиваются и отталкиваются,
возникает сильная вибрация. Более того, в рассматриваемом примере эта вибрация 70 значительно
усилилась бы из-за постоянного давления воздуха в закрытом клапане и веса подвижной системы
сердечников. Эти недостатки очень эффективно преодолеваются путем оснащения 75 верхнего или
неподвижного сердечника новым типом экранирующего кольца, которое будет кратко описано далее, хотя
указанное экранирующее кольцо является предметом другой заявки на патент 80 от той же даты, номер 1293
от 1926 г. (263315). Нижняя поверхность неподвижного сердечника имеет углубление для размещения
экранирующего кольца и экранированного сердечника, которые плотно прилегают друг к другу в указанном
углублении. И сердечник 85, и затененный сердечник распилены вдоль линии на небольшую глубину для
уменьшения вихревых токов на поверхности. Поскольку тяговое усилие, создаваемое затененным
сердечником, максимально, когда вихревые токи в подвижном сердечнике 90 минимальны, подвижный
сердечник распилен по всей своей длине двумя пропилами, выполненными под прямым углом друг к другу.
В соответствии с хорошо известным принципом 95, тяговое усилие, создаваемое экранированным
сердечником, отстает от тягового усилия, создаваемого неподвижным сердечником, на угол 90°; другими
словами, тяговое усилие, создаваемое экранированным сердечником, максимально, когда тяговое усилие
неподвижного сердечника минимально, таким образом, обеспечивается равномерное притяжение к
движущемуся нижнему сердечнику. Площади экранированного сердечника, неподвижного сердечника и
сечения экранирующего кольца имеют такие пропорции 105, чтобы эффективно удовлетворять этому
условию; они также могут быть изменены для удовлетворения других требований. Будет видно, что этот тип
«экранирующего» устройства очень прост в изготовлении, поскольку экранирующее кольцо формируется 110
из трубки из цельной вытянутой меди, что исключает необходимость использования припаянных деталей,
обычно требуемых для других типов колец для этой цели.
При необходимости или желании затеняющее кольцо II 1 может быть выполнено из небольшой намотанной
катушки.
Функция этого экранирующего кольца также увеличивает усилие захвата для определенного электрического
входного сигнала, что позволяет эффективно удовлетворять вышеупомянутым требованиям, указанным в
пунктах (d) и (h), поскольку в этом случае можно использовать достаточно тяжелый сердечник без
необходимости использования неудобной пружины для компенсации собственного веса.
Для обеспечения простого и надежного способа регулировки нижняя часть подвижного сердечника имеет
зенковку, а небольшой участок в нижней части отверстия 30 269 f 640 имеет резьбу, остальная часть имеет
такой размер, чтобы обеспечить зазор вокруг штока клапана. Нижний конец штока клапана, который проходит
аксиально через неподвижный и подвижный сердечники соленоида, имеет резьбу и пропил, и снабжен
шлицевой контргайкой. После регулировки гайка фиксируется к нижней поверхности подвижного сердечника с
помощью пружинной шайбы, а гайка фиксируется на штоке клапана разрезным штифтом. Этот способ
регулировки очень чувствителен и позволяет при необходимости ограничить зазор между соленоидом и
клапаном до точного значения. При работе с переменным током это означает меньший входной сигнал для
закрытого зазора.
В нижней части корпуса катушки расположена легко снимаемая крышка, завинчивающаяся на винты, которая,
являясь частью магнитной цепи, обеспечивает опору для катушки и подвижного сердечника, а также
регистрирует положение трубки соленоидной катушки.
На крышку катушки установлена стопорная шайба из паксолина или другого подходящего материала, которая
предотвращает магнитное прилипание подвижного сердечника и исключает любую возможность прилипания
из-за коррозии.
Катушка соленоида изготовлена из твердого негигроскопичного изоляционного материала, который не
подвержен деформации из-за нагрева катушки. Трубка из такого материала предпочтительнее обычной
латунной трубки с прорезями, поскольку вихревые токи полностью исключаются, и исключается возможность
залипания из-за деформации или коррозии, которые могут происходить в металлической трубке с прорезями.
Катушка соленоида представляет собой простую ленточную конструкцию с одной обмоткой из эмалированной
проволоки в изоляции и надежно фиксируется по окружности с помощью трубки катушки, верхний конец
которой входит в верхний сердечник, а нижний конец входит в углубление, образованное для этого в нижней
крышке корпуса катушки. В случае соленоидов переменного тока такое надежное крепление имеет большое
значение, поскольку при неправильном креплении они склонны вибрировать и передавать пульсации
магнитного потока на поршни, вызывая их вибрацию и, как следствие, нагрев.
Для того чтобы зафиксировать катушку относительно Ионги-:
Для предотвращения вращательного движения верхняя часть корпуса катушки заполнена шайбой из войлока
или другого подходящего материала, которая находится под сжатием, когда крышка корпуса катушки
привинчена. Чтобы предотвратить выпадение катушки из корпуса и, как следствие, натяжение кабелей при
снятии крышки, в корпусе катушки под катушкой установлена уплотнительная шайба, которая фиксируется
винтом, проходящим на 0,5 мм через стенку корпуса после того, как крышка катушки привинчена. Эта шайба
изготовлена из твердого негигроскопичного изоляционного материала и обеспечивает надежную посадку
катушки. Она также предотвращает повреждение изоляции катушки при привинчивании крышки. Выводы
катушки выводятся к клеммам сбоку корпуса через канал в корпусе катушки; этот канал также обеспечивает
вентиляцию катушки, хотя при желании его можно герметизировать.
Клеммы защищены с помощью выступающего элемента корпуса катушки, имеющего прорезь для установки
металлической защитной крышки. В установленном состоянии крышка может быть зафиксирована, например,
скобой, пропущенной через ушко, в которое входит прорезь в крышке.
Наконец, корпус катушки и его нижняя крышка скрепляются между собой с помощью уплотнительной
проволоки, пропущенной через отверстия 85, выполненные для этого в нижней крышке и нижнем крае стенки
корпуса.
Преимуществом данной конструкции является то, что соленоиды легко отсоединяются как отдельные блоки,
так что в случае изменения подаваемого питания 900 можно легко заменить их новыми соленоидами, не
затрагивая основные крепления или клапаны. Для переменного тока, работающего при различных
напряжениях или частотах, или с точки зрения изменения пневматического давления 95, единственной
вероятной модификацией соленоида для соответствия этим условиям будет замена катушек.
Эти клапаны могут работать в течение значительного периода времени, поэтому соленоид рассчитан на
постоянное давление, значительно превышающее нормальное. Он также имеет низкое минимальное рабочее
напряжение для компенсации перепадов давления в линии 10 Дж.
Поскольку пневматическое давление в сигнальной системе может колебаться до значений, значительно
превышающих нормальные, соленоид спроектирован соответствующим образом. Следует отметить, что
входной сигнал на соленоид с закрытым зазором, благодаря эффективности принципа экранирования,
значительно выше, в то время как пиковый входной сигнал при срабатывании ограничен. Следует понимать,
что усовершенствованный электропневматический клапан легко адаптируется для других применений,
помимо описанных выше, например, для управления подачей воздуха в существующий рабочий цилиндр; В
такой модификации основной корпус оснащается адаптером, который прикручен к кронштейну,
прикрепленному к фланцу цилиндра. В этом случае входной патрубок 125 предпочтительно располагается
сбоку основного корпуса, а подающая труба может быть установлена как с правой, так и с левой стороны
корпуса, в зависимости от предпочтений. В такой модификации I-30 269,6405 вся конструкция клапана может
быть защищена атмосферостойкой крышкой или кожухом, которые могут удерживаться на месте гайками на
шпильках, входящих в зацепление с регулировочной планкой клапана, при этом верхние концы указанных
шпилек выступают вверх через отверстия, образованные в верхней стенке указанной крышки или кожуха. В
случаях, когда усовершенствованный электропневматический клапан предназначен для управления подачей
воздуха в новый рабочий цилиндр для карликового сигнала с диафрагмой, вышеупомянутый кронштейн и
адаптер могут быть исключены, при этом конструкция в остальном остается той же. В качестве
дополнительного примера можно привести тот факт, что усовершенствованный электропневматический
клапан может Устройство легко адаптируется для управления пневматическим сигнальным механизмом, в
этом случае основная отливка снабжена фланцем, подходящим для крепления болтами к сигнальной мачте. В
данном применении предусмотрены два электропневматических клапана, сконструированных, как описано
ранее: один для нормального управления, а другой для реверсивного управления двухпозиционным
сигналом. Для этих двух клапанов имеется только одна основная отливка, в которой образованы три
подающих порта, центральный из которых является общим портом, а внешние подают воздух к
соответствующей управляемой функции. Порты или каналы расположены аналогично уже описанным, за
исключением наличия общего центрального порта или канала. В таком применении устройство используется
на открытых участках железнодорожного пути и, следовательно, оснащено атмосферостойким колпаком или
крышкой. В случае трехпозиционного сигнала или подобного устройства основная отливка будет связана с
тремя блоками вместо двух, но, как будет понятно, один, два, три или другое количество блоков может быть
легко связано с одной общей основной отливкой в зависимости от цели использования усовершенствованного
электропневматического клапана.
В деталях конструкции и расположения деталей могут быть внесены изменения без отступления от
изобретения, например, вместо соленоида с одной катушкой может использоваться система соленоидов с
двумя катушками для обеспечения равномерного тягового усилия, как описано в описании другой заявки на
патент от той же даты, №.
1
.292 от 1926 г. (269,641), касающийся электропневматических клапанов, особенно подходящих для
регулирования подачи воздуха в цилиндры пневматических стрелочных переводов или железнодорожных
стрелочных механизмов, датирован 16 января 1926 г.
JOHN P O'DONNELL & Co, агенты заявителей.
47, Виктория-стрит, Вестминстер, Лондон, ЮЗ 1.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в электропневматических клапанах.
Мы, Самутель Ле Ак Р. Гленн, подданный Великобритании, и Эрнест Энохий Пирс, подданный
Великобритании, оба из Виндзор-Уоркс, Слау, графство Бакингем, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к электропневматическим клапанам, то есть к устройствам, включающим
клапаны для регулирования воздушных потоков в клапанном блоке или камере, и электромагниты, которые
управляют работой указанных клапанов.
В частности, электропневматические клапаны, к которым относится изобретение, предназначены для
управления электропневматическими системами управления железнодорожной сигнализацией, а также
индикаторными и детектирующими устройствами таких систем, но их использование не ограничивается
такими системами, поскольку они могут применяться в любых типах электрических систем с регулируемым
давлением жидкости с простыми модификациями, которые могут потребоваться или стать желательными при
таком использовании.
Корпус клапана или блок электропневматического клапана указанного типа включает в себя, как описано,
например, в разделе «Технические характеристики», следующие элементы:
Патенты № 11623 от 1913 года, выданный Эрнесту Коупленду Ирвингу и Джону Патрику О'Доннеллу, и № 6553
от 1901 года, выданный Фрэнку Лемонту Доджсону, описывают две камеры, расположенные одна над другой и
разделенные горизонтальной перегородкой с центральным отверстием, через которое проходит шток,
соединяющий направленный вниз конический клапан, который в закрытом состоянии располагается на
верхнем крае центрального отверстия в указанной перегородке, и направленный вверх конический клапан,
который в закрытом состоянии располагается на нижнем крае центрального отверстия в указанной
перегородке. В свободном сообщении с нижней камерой находится порт, сообщающийся с атмосферой. С
верхней камерой сообщается входной порт сжатого воздуха, а с центральным отверстием в разделительной
перегородке сообщается выходной порт S, проходящий через указанную перегородку и ведущий к
ответвлению, предназначенному для подключения к сигнальному, индикаторному или другому устройству. Как
станет понятно, когда верхний клапан закрыт... Нижний клапан открыт, и подающий патрубок свободно
сообщается с нижней камерой, а оттуда — с атмосферой, но когда нижний клапан закрыт, верхний клапан
открыт, и сжатый воздух поступает из верхней камеры в подающий патрубок. Клапаны установлены на штоке,
соединенном с подвижным сердечником электрического соленоида, или выполнены в одном корпусе с ним;
включение соленоида приводит клапаны в действие.
В электропневматических клапанных устройствах, подобных рассматриваемому, крайне желательно
предусмотреть расположение портов, позволяющее легко устанавливать клапаны в системы со сложной
компоновкой трубопроводов.
Согласно настоящему изобретению, это достигается путем изготовления перфорированного элемента, на
верхней стороне которого съемно крепится корпус клапана, а на нижней стороне которого закреплен корпус
электромагнитного клапана, в виде основной отливки с фланцем или иным способом, обеспечивающим
надлежащее соединение с соответствующей опорой, и путем формирования его с двумя входными
отверстиями, расположенными по одному с каждой стороны или по одному сверху и одному снизу, любое из
которых может использоваться для облегчения подключения к трубопроводу системы, в которую входит
клапан, при этом неиспользуемое отверстие снабжено съемным штуцером.
Для эффективной и бесперебойной работы электропневматического клапана этого типа существуют
определенные существенные требования, а именно: (а) шток клапана должен плотно удерживать нижний
клапан на седле без утечек при максимальном давлении воздуха.
(b) Клапан должен работать бесшумно, и когда нижний клапан закрыт, шток клапана должен быть свободен от
вибрации, иначе произойдет утечка воздуха и повреждение седла клапана.
5,5 (c) Мощность, необходимая для срабатывания соленоида, должна быть сбалансирована с мощностью,
необходимой для удержания нижнего клапана в закрытом положении, поскольку слишком сильный удар при
срабатывании может повредить седло клапана.
(di) Мощность, подаваемая на соленоид при закрытом нижнем клапане, должна быть как можно меньше. С
другой стороны, зазор между соленоидом и клапаном должен быть достаточно большим, чтобы
компенсировать износ седел клапанов.
(e) Поскольку седло клапана подвергается некоторому износу из-за ударов молотка при подъеме, и поскольку
размер воздушного зазора закрытого соленоида явно ограничен, необходимо предусмотреть средства 70,
позволяющие регулировать шток клапана.
(f) Все детали должны быть легко доступны для осмотра.
(g) Несанкционированную проверку следует предотвращать с помощью блокирующего устройства 75. (h)
Система подвижного сердечника должна быть достаточно тяжелой, когда «отрыв» происходит под действием
силы тяжести.
(i) Устройство должно быть максимально компактным, чтобы обеспечить возможность размещения ряда таких
устройств в соответствии с шагом рычагов на блокировочной раме сигнальной кабины железнодорожного
транспорта.
В целях обеспечения простой, но надежной конструкции электропневматического клапана, отвечающего этим
требованиям, изобретение дополнительно заключается в конструктивных деталях, которые будут более
подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Во всех случаях электропневматический клапан согласно изобретению включает в себя основную отливку,
имеющую фланцевое или иное крепление для надлежащего соединения с соответствующей опорой 95 и
имеющую необходимые порты и каналы, сообщающиеся с корпусом клапана или корпусами клапанов,
установленными на верхней части указанной отливки, а также корпус для соленоида или соленоидов,
закрепленный 100 на нижней стороне указанной основной отливки.
Как указывалось ранее, основная отливка имеет два входных отверстия, расположенных по бокам или одно
сверху и одно снизу, любое из которых может использоваться для облегчения подключения к трубопроводам
системы, в которую входит клапан; неиспользуемое отверстие снабжено съемной заглушкой. Корпус клапана
или каждый корпус клапана снабжен 110 выступами с отверстиями для штифтов, выступающими вверх из
основной отливки. Конструкция такова, что зацепление выступов со штифтами обеспечивает совпадение
входного отверстия 11,5 основной отливки с входным отверстием корпуса клапана, а для перестановки
отверстий достаточно переместить один штифт в незанятое отверстие для штифта, образованное в основной
отливке. Соленоид или соленоиды заключены в атмосферостойкий корпус, закрепленный на нижней стороне
основной отливки винтами, проходящими через отверстия в основной отливке и входящими в резьбовые
отверстия в верхней стенке корпуса соленоида. Для правильного позиционирования соленоида или
соленоидов верхний конец неподвижного сердечника или каждого из его неподвижных сердечников имеет
штырь 130 26 640, который ввинчивается в верхнюю стенку корпуса соленоида и выступает вверх из него в
нижний конец отверстия в основной отливке, через которое проходит шток клапана или соответствующий
шток клапана. Нижняя часть корпуса катушки снабжена съемной крышкой, которая является частью магнитной
цепи, обеспечивает опору для катушки соленоида и имеет такую форму, чтобы позиционировать нижний
конец трубки катушки соленоида. Продольное перемещение катушки соленоида или каждой катушки
соленоида предотвращается шайбой из соответствующего материала в верхней части катушки, которая
находится в сжатом состоянии, когда нижняя крышка корпуса катушки завинчена, а уплотнительная шайба из
относительно твердого материала и подходящих характеристик установлена в корпусе катушки ниже катушки,
при этом предусмотрены средства для фиксации указанной шайбы после того, как крышка завинчена.
На фиг. 1 прилагаемых иллюстративных чертежей в центральном вертикальном разрезе показан
электропневматический клапан, воплощающий изобретение и пригодный для управления индикацией и
обнаружением стрелок и сигналов электропневматических железнодорожных сигнальных систем.
На рис. 2 показан клапан в плане.
На рис. 3 представлен вид частично в центральном поперечном сечении, а частично в вертикальном (Qn) с
удаленной крышкой клеммной коробки корпуса соленоида.
На рисунках 4, 5 и 6 представлены изображения, аналогичные рисункам 1, 2 и 3 соответственно,
иллюстрирующие применение усовершенствованного электропневматического клапана для управления
подачей воздуха к существующему рабочему цилиндру диафрагменного карликового железнодорожного
сигнала.
На рис. 7 в вертикальном разрезе, а на рис. 8 в плане показаны средства для применения
усовершенствованного электропневматического клапана к новому рабочему цилиндру диафрагменного
карликового сигнального устройства.
На фиг. 9, 10 и 11 представлены аналогичные изображения фиг. 1, 2 и 3 соответственно, иллюстрирующие
электропневматический клапан, воплощающий изобретение и подходящий для управления пневматической
железнодорожной сигнальной машиной. Обращаясь к фиг. 1, 2 и 3, основная отливка усовершенствованного
электропневматического клапана состоит из блока металла 1 подходящей формы, имеющего на одном конце
фланец 2, с помощью которого он может быть прикреплен болтами к любой подходящей опоре, и образована
двумя продольными каналами 3, которые проходят от одного конца отливки на большую часть ее длины. Эти
каналы образованы путем сверления, а их наружные концы затем герметично запаяны с помощью винтовых
заглушек 4, обрезанных заподлицо и приваренных электросваркой. Затем просверлены поперечные
отверстия 5, образующие вертикальные входные отверстия, которые сообщаются с каждым из продольных
каналов.
Впускные каналы 3. Удобно, что эти впускные отверстия 5 просверлены с нижней поверхности основной
отливки, и конструкция 70 такова, что отверстия легко доступны для подключения к трубопроводной системе
даже в случае несколько сложной трубопроводной системы с взаимозацепляющимися рамами 75. Кроме того,
сверление отверстий и каналов облегчает изготовление прочной отливки, простой в обработке, и полностью
исключает возможность каких-либо повреждений, возникающих в результате образования стержней, проколов
и разрушения 80 седел клапанов.
Из верхней поверхности основной отливки выступает выступ 6, на который устанавливается нижняя
поверхность клапанной коробки или корпуса 7, состоящего из цилиндрического корпуса 85 с тремя радиально
расположенными просверленными выступами 8, предназначенными для зацепления с тремя штифтами 9,
выступающими вверх из верхней поверхности основной отливки. Эти выступы 8 и штифты 9 служат для
фиксации положения клапанной коробки или корпуса 7 на основной отливке и обеспечения правильного
выравнивания отверстий 3, просверленных из верхней поверхности основной отливки по одному в каждый из
продольных каналов 3, с входными и выходными отверстиями клапанной коробки или корпуса 7. Для
обеспечения возможности перестановки отверстий, если это необходимо, основная отливка 1 имеет четыре
симметрично расположенных отверстия для штифтов 9, но штифты установлены только в трех из этих
отверстий. Для перестановки отверстий достаточно перенести только одно из Вставьте штифты в незанятое
отверстие 103, предусмотренное для этого. Следует понимать, что три просверленных выступа 8 клапанной
коробки или корпуса, взаимодействующие с тремя штифтами 9 основной отливки, представляют собой
индикаторное устройство, которое 11) обеспечивает правильное положение клапанной коробки или корпуса 7,
и поскольку клапанную коробку или корпус, возможно, придется снимать для осмотра седел клапанов в любое
время суток или при свете, важно 15 иметь какое-либо надежное, но простое средство для обеспечения того,
чтобы отверстия не были перевернуты при замене клапанной коробки или корпуса. Указанное средство
определения положения, состоящее из трех выступов 12 (J) и штифтов, является недорогим, обратимым и
практически безотказным, поскольку легко убедиться, что все три отверстия для выступов взаимодействуют
со штифтами.
Клапаны 12 имеют конический штифт типа 125, и для обеспечения идеальной посадки верхний и нижний края
отверстия, в которое они предназначены для установки, предпочтительно должны быть острыми, поскольку
такая посадка не подвержена воздействию абразивных частиц или подобных веществ. 130 269,640 Однако,
поскольку из-за удара нижнего клапана на нижнем седле быстро образуется небольшой скос, целесообразно
закалить это седло и придать ему небольшой скос, слегка пробив седло перед шлифовкой клапана. Это также
минимизирует необходимость регулировки штока клапана. Выступая вверх от верхнего клапана, расположен
шток 13, конец которого имеет прорезь для отвертки, чтобы облегчить операцию шлифовки клапана.
Указанный шток работает в центральном направляющем отверстии, образованном таким образом в верхней
части или крышке 14 корпуса клапана. Аналогичным образом, конец штока клапана 15, выступающий вниз от
нижнего клапана, также имеет прорезь для отвертки, чтобы облегчить операция шлифовки.
С целью обеспечения быстрого сброса большого количества воздуха из цилиндра аппарата, управляемого
электропневматическим клапаном, в атмосферу и предотвращения любой возможности
возвратно-поступательного движения в случае возникновения утечки в верхнем клапане при его закрытии,
которая могла бы привести к отводу воздуха из цилиндра управляемого аппарата, нижняя часть отверстия, к
нижнему краю которого прилегает нижний клапан, имеет больший диаметр, чем верхняя часть указанного
отверстия.
Корпус клапана 7 удерживается на седле на основной отливке с помощью регулировочной планки клапана 16,
снабженной посередине ее подшипниковым штифтом 17 с грибовидной головкой, который входит в
углубление, образованное в верхней части канавки 14 корпуса клапана 7. Концы планки 16 имеют открытые
пазы 18 для соединения со штифтами 19, выступающими вверх из основной отливки. Гайки 20 на штифтах 19
выше 4, 5 и ниже планки 16 позволяют легко регулировать давление, оказываемое планкой, и, слегка ослабив
верхние гайки, планку можно быстро снять, так что после снятия верхней крышки 14 корпуса клапана или
отливки клапаны становятся немедленно доступны для осмотра.
Герметичные соединения выполняются между коробкой клапана или корпусом 7 и основной отливкой 1, а
также между корпусом коробки клапана или корпусом 7 и съемной верхней частью или крышкой 14, например,
с помощью смазанных бумажных шайб.
Соленоид 21 в рассматриваемом электропневматическом клапане предназначен для работы от однофазного
переменного тока напряжением 110 вольт, частотой 25 Гц, но, как следует понимать, изобретение не
ограничивается этим или каким-либо конкретным источником электрического тока.
Соленоид, выполненный в виде бронированного элемента, полностью заключен в атмосферостойкий корпус
22, благодаря чему устройство пригодно для использования на железнодорожных путях. Он крепится к
нижней стороне основной отливки с помощью 70 винтов 23, проходящих через отверстия в отливке 1 и
входящих в резьбовые отверстия в верхней стенке 24 корпуса соленоида 22. Для обеспечения правильного
позиционирования соленоида верхний 75 конец его неподвижного сердечника 25 имеет выступ 26, который
ввинчивается в верхнюю стенку 24 корпуса соленоида и выступает вверх из него в нижний конец отверстия в
основной отливке 80, через которое проходит шток клапана 15.
Рассматриваемый электропневматический клапан, например, предназначен для работы на низкой частоте 8,5
Гц и имеет низкую плотность магнитного поля, поэтому ни одна часть магнитной цепи не имеет
ламинированного покрытия, и только подвижный сердечник 27 соленоида имеет прорези для уменьшения
вихревых токов. Однако, если клапану необходимо работать на гораздо более высоких частотах, верхний
сердечник 25 также может быть с прорезями.
Как и в случае с однофазным магнитом, сила притяжения имеет переменный характер, число которого
соответствует циклическим изменениям намагничивающего тока, и поскольку из-за быстрого изменения
полярности поверхностей сердечников в воздушном зазоре сердечники попеременно притягиваются и
отталкиваются, возникает острая вибрация.
Более того, в рассматриваемом примере эта вибрация значительно усилилась бы из-за постоянного давления
воздуха в закрытом клапане и веса подвижной сердечной системы. Эти недостатки очень эффективно
преодолеваются за счет оснащения верхнего или неподвижного сердечника новым типом экранирующего
кольца, которое будет кратко описано далее, хотя указанное экранирующее кольцо является предметом
другой заявки на патент от той же даты, номер 263315. Нижняя поверхность неподвижного сердечника 25
имеет углубление для размещения экранирующего кольца 28 и экранированного сердечника 29, оба из
которых плотно прилегают к указанному углублению. Неподвижный сердечник 25 и экранированный
сердечник 29 распилены по прямой линии на небольшую глубину для уменьшения вихревых токов на
поверхности. Поскольку тяговое усилие, создаваемое экранированным сердечником 29, максимально, когда
вихревые токи в подвижном сердечнике 27 минимальны, подвижный сердечник 27 распилен по всей своей
длине. с помощью двух 125 пропилов, выполненных под прямым углом друг к другу. В соответствии с хорошо
известным принципом, тяговое усилие, создаваемое затененным сердечником 29, отстает от тягового усилия
130, создаваемого неподвижным сердечником 25, на угол 9°. Другими словами, тяговое усилие, создаваемое
вихревыми токами, полностью исключается, и предотвращается возможность застревания из-за деформации
или коррозии, которые могут происходить в перфорированной металлической трубе.
Катушка 21 соленоида представляет собой простую лентообразную конструкцию с одной обмоткой из
эмалированного провода и надежно закреплена по окружности с помощью трубки 34, верхний конец которой
входит в верхний сердечник 25, а нижний конец 32 входит в углубление, образованное в нижней крышке 32
корпуса катушки. В соленоидах переменного тока такое надежное крепление имеет большое значение,
поскольку при неправильном креплении они склонны вибрировать и передавать пульсации магнитного потока
на поршни, вызывая их вибрацию и, следовательно, нагрев.
Для фиксации катушки 21 от продольного перемещения верхняя часть корпуса катушки заполнена шайбой 36
из войлока или другого подходящего материала, которая находится под сжатием, когда крышка корпуса
катушки 32 привинчена, и для предотвращения выпадения катушки 21 из корпуса 22 и, как следствие,
натяжения кабелей при снятии крышки 32, в корпус катушки под катушкой установлена уплотнительная шайба
37, которая фиксируется винтом 38, проходящим через стенку корпуса после того, как крышка катушки 32
привинчена. Шайба 37 изготовлена из твердого негигроскопичного изоляционного материала и обеспечивает
надежное прилегание катушки. Она также предотвращает повреждение изоляции катушки при привинчивании
крышки. Выводы катушки выводятся к клеммам 40 сбоку корпуса 105 через канал 41 в корпусе катушки, этот
канал также обеспечивает предусмотрена вентиляция для катушки, хотя при желании ее можно
герметизировать. Клеммы 40 защищены с помощью выступа 110 42 корпуса катушки, имеющего прорезь для
установки металлической защитной крышки 43.
В установленном состоянии крышка может быть зафиксирована, например, скобой, пропущенной через ушко
44, которое входит в паз в крышке. Наконец, корпус катушки 22 и его нижняя крышка 32 скрепляются вместе с
помощью уплотнительной проволоки 45, пропущенной через отверстия, образованные в нижней крышке и
нижнем крае стенки корпуса 120. Преимуществом этой конструкции является то, что соленоиды легко
Соседние файлы в папке патенты