Клапан защиты от перегрева колес

Клапан защиты от перегрева колес включает в себя корпус, образующий проход для поршня, и по меньшей мере один поршень, расположенный в проходе для поршня, первый смещающий элемент, расположенный на первом конце по меньшей мере одного поршня и смещаемый ко второму концу по меньшей мере одного поршня, тормозную магистраль в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня, тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня и выпускной порт, образованный в корпусе и расположенный между первым и вторым концами клапана. Текучая среда под давлением может отводиться из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали, превышающей усилие, прикладываемое первым смещающим элементом. Посредством сбрасывания давления из тормозного цилиндра, состояние «перегрева колес» исключается. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США № 14/662,438 от 19 марта 2015 года, озаглавленной «Клапан защиты от перегрева колес», описание которой полностью включено в настоящее описание путем ссылки.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее описание изобретения относится к клапанам для железнодорожных вагонов, а, более конкретно, к клапану защиты от перегрева колес для железнодорожного вагона.

Описание предшествующего уровня техники

[0003] Настоящие тормозные системы для железнодорожных транспортных средств испытывают утечку текучей среды под давлением в тормозной цилиндр тормозной системы. Требования стандарта Ассоциации Американских Железных Дорог для одного железнодорожного вагона задают допустимую утечку в/из тормозного цилиндра с расходом +/-1 фунтов на квадратный дюйм/мин (6,9кПа/мин). При таком расходе, приемлемые потери давления тормозного цилиндра допустимы, при этом по-прежнему надежно поддерживая уровни давления тормозного цилиндра для работы тормозной системы железнодорожного транспортного средства. При работе железнодорожного транспортного средства на определенном уровне в течение увеличенного периода времени, однако, минимальный уровень утечки в тормозной цилиндр за одну минуту может повышаться до давления достаточно высокого, чтобы вызвать создание избыточного тепла избыточным давлением. Это избыточное давление приводит к большему, чем требуется, усилию колодки, создавая состояние «перегрева колес», в котором усилия в тормозном цилиндре заставляют тормозной цилиндр и колеса железнодорожного транспортного средства испытывать избыточное тепло. Посредством сбрасывания давления из тормозного цилиндра, это состояние «перегрева колес» исключается.

[0004] Пример более раннего уменьшающего давление тормозного цилиндра клапана раскрыт в патенте США № 5,083,843. Уменьшающий давление тормозного цилиндра клапан используется для управления сбросом давления тормозного цилиндра. При градуируемом сбросе давления тормозного цилиндра, давление тормозной магистрали восстанавливается посредством тормозного клапана локомотива. Клапан управления клапана сбрасывания перемещается в его положение полного сбрасывания, и давление тормозного цилиндра быстро уменьшается. Уменьшение давления тормозного цилиндра уменьшает направленное вниз усилие, прикладываемое к диафрагме давлением тормозного цилиндра в первой камере, позволяя давлению воздуха градуируемого объема перемещать стержень вверх. Таким образом, первая камера герметизируется, и воздух удерживается в тормозном цилиндре с величиной, равной остальному уменьшению давления тормозной магистрали. Следовательно, посредством расположенного градуирующего обратного клапана, дополнительный сброс давления тормозного цилиндра предотвращен, и клапан остается в устойчивом положении. Давление тормозного цилиндра может уменьшаться с предварительно заданной пропорцией для увеличения давления тормозной магистрали. Следовательно, этот клапан сбрасывания не выполнен с возможностью сброса давления тормозного цилиндра при тормозном цилиндре, превышающем предварительно заданную величину. Давление тормозного цилиндра сбрасывается в качестве функции увеличения давления тормозной магистрали, а не посредством увеличения давления тормозного цилиндра.

[0005] Другой пример более раннего уменьшающего давление тормозного цилиндра клапана раскрыт в патенте США № 6,609,769. Пневматически градуируемый клапан сбрасывания тормозного давления для тормозной системы грузового состава используется для сброса давления из тормозного цилиндра. Градуируемый клапан сбрасывания управляет сбросом давления тормозного цилиндра. Дозирующий клапанный участок градуируемого клапана сбрасывания сбрасывает давление тормозного цилиндра, в общем смысле, пропорционально увеличению давления тормозной магистрали. С одной стороны, градуирующий поршень удерживается в положении посредством давления со стороны резервуара экстренного торможения. С противоположной стороны, давление от сбрасывания тормозной магистрали и тормозного цилиндра воздействует на поршень. Как только были использованы тормоза, если требуется уменьшение давления тормозного цилиндра, давление тормозной магистрали должно увеличиваться. Это увеличение давления тормозной магистрали выводит из равновесия давления, действующие на поршень, и побуждает выпуск из тормозного цилиндра в атмосферу. Выпуск будет только из тормозного цилиндра, однако, до тех пор, пока давление тормозного цилиндра не уменьшится пропорционально увеличению давления тормозной магистрали. Давление, сбрасываемое из тормозного цилиндра, в общем смысле, представляет собой функцию увеличения давления тормозной магистрали. Этот градуируемый клапан сбрасывания не выполнен с возможностью уменьшения давления тормозного цилиндра при увеличении давления тормозного цилиндра вследствие утечки текучей среды под давлением в тормозной цилиндр. Более того, этот тип градуируемого клапана сбрасывания не предполагает использования смещающего элемента для противодействия давлениям тормозной магистрали и тормозного цилиндра.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Более ранние градуируемые клапаны сбрасывания тормозного цилиндра, некоторые из которых были рассмотрены здесь выше, не выполнены с возможностью сброса давления тормозного цилиндра при утечке текучей среды под давлением в тормозной цилиндр. Многие из более ранних градуируемых клапанов сбрасывания тормозного цилиндра сбрасывают давление тормозного цилиндра пропорционально увеличению давления тормозной магистрали. Более того, ни одни из более ранних клапанов сбрасывания тормозного цилиндра не использует смещающий элемент для обеспечения усилия, направленного против давлений тормозной магистрали и тормозного цилиндра. Этот тип смещающего элемента может использоваться для обеспечения предварительно заданной величины давления, соответствующей величине текучей среды под давлением, которая может утекать в тормозной цилиндр до выпуска из тормозного цилиндра.

[0007] В одном варианте осуществления, клапан защиты от перегрева колес включает в себя корпус, образующий проход для поршня, и по меньшей мере один поршень, расположенный в проходе для поршня, первый смещающий элемент, расположенный на первом конце по меньшей мере одного поршня и смещаемый ко второму концу по меньшей мере одного поршня, тормозную магистраль в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня, тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня, и выпускной порт, образованный в корпусе и расположенный между первым и вторым концами клапана. Текучая среда под давлением может отводиться из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали, превышающей усилие, прикладываемое первым смещающим элементом.

[0008] Первый смещающий элемент может представлять собой пружину. Давление тормозного цилиндра может толкать по меньшей мере один поршень к первому концу клапана до тех пор, пока комбинация давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали не выровняется с усилием, прикладываемым первым смещающим элементом. Резервуар экстренного торможения может находиться в сообщении по текучей среде с первым концом клапана. Воздух под давлением может отводиться из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозной магистрали и давления тормозного цилиндра, превышающей комбинацию давления резервуара экстренного торможения и усилия, прикладываемого первым смещающим элементом. Второй смещающий элемент может размещаться во втором конце клапана. Второй смещающий элемент может смещаться к первому концу клапана. Текучая среда под давлением может отводиться из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозной магистрали, давления тормозного цилиндра и усилия, прикладываемого вторым смещающим элементом, превышающей усилие, прикладываемое первым смещающим элементом. Второй смещающий элемент может представлять собой пружину. Нагнетательная труба стопора может находиться в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня и полостью стопора. Использование клапана может быть сведено к нулю посредством подачи текучей среды под давлением из нагнетательной трубы стопора в первый конец по меньшей мере одного поршня. По меньшей мере одна втулка может размещаться в проходе для поршня. По меньшей мере одна втулка может включать в себя по меньшей мере один проход втулки в сообщении по текучей среде с выпускным портом и проходом для поршня. Текучая среда под давлением может отводиться из тормозного цилиндра через по меньшей мере один проход втулки по меньшей мере одной втулки и выпускной порт.

[0009] В другом варианте осуществления, железнодорожное транспортное средство с клапаном защиты от перегрева колес включает в себя корпус, образующий проход для поршня, и по меньшей мере один поршень, расположенный в проходе для поршня, первый смещающий элемент, расположенный на первом конце по меньшей мере одного поршня и смещаемый ко второму концу по меньшей мере одного поршня, тормозную магистраль в сообщении по текучей среде с железнодорожным транспортным средством и вторым концом по меньшей мере одного поршня, тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня, и выпускной порт, образованный в корпусе и расположенный между первым и вторым концами клапана. Текучая среда под давлением может отводиться из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали, превышающей усилие, прикладываемое первым смещающим элементом. Давление тормозного цилиндра может толкать по меньшей мере один поршень к первому концу клапана до тех пор, пока комбинация давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали не выровняется с усилием, прикладываемым первым смещающим элементом.

[0010] В еще одном другом варианте осуществления, способ сбрасывания избыточного воздуха под давлением из тормозного цилиндра железнодорожного транспортного средства включает в себя этапы обеспечения клапана защиты от перегрева колес и отвода текучей среды под давлением из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при давлении тормозного цилиндра, превышающем усилие, прикладываемое первым смещающим элементом. Клапан защиты от перегрева колес может включать в себя по меньшей мере один поршень, расположенный между первым концом и вторым концом клапана, первый смещающий элемент, прижимаемый к первому концу по меньшей мере одного поршня, тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня, и выпускной порт, расположенный между первым и вторым концами клапана.

[0011] Дополнительный этап способа может включать в себя обеспечение второго смещающего элемента, прижимаемого ко второму концу по меньшей мере одного поршня, и отвод текучей среды под давлением из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и усилия, прикладываемого вторым смещающим элементом, превышающей усилие, прикладываемое первым смещающим элементом. Дополнительный этап способа может включать в себя обеспечение второго смещающего элемента, прижимаемого ко второму концу по меньшей мере одного поршня, и резервуара экстренного торможения в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня. Дополнительный этап способа может включать в себя отвод текучей среды под давлением из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и усилия, прикладываемого вторым смещающим элементом, превышающей комбинацию усилия, прикладываемого первым смещающим элементом, и давления резервуара экстренного торможения. Еще один дополнительный этап способа может включать в себя обеспечение текучей среды под давлением из нагнетательной трубы стопора в первый конец по меньшей мере одного поршня. Использование клапана может быть сведено к нулю вследствие комбинации усилия, прикладываемого первым смещающим элементом, и давления стопора, значительно превышающей давление тормозного цилиндра.

[0012] Эти и другие признаки и характеристики клапана защиты от перегрева колес, а также способы управления и функции связанных элементов конструкций и комбинации частей и меры экономии при изготовлении станут более очевидными при рассмотрении нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, все из которых составляют часть настоящего описания изобретения, причем одинаковые ссылочные позиции обозначают соответствующие части на различных фигурах. Однако, следует понимать, что чертежи предусмотрены только с целью иллюстрации и описания и не подразумеваются в качестве определения объема описания изобретения. Как используется в описании изобретения и формуле изобретения, форма единственного числа включает объекты во множественном числе, если в контекст четко не обусловлено иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Фиг.1 представляет собой перспективный вид спереди клапана защиты от перегрева колес в соответствии с одним вариантом осуществления.

[0014] Фиг.2 представляет собой вид сверху клапана защиты от перегрева колес фиг.1.

[0015] Фиг.3 представляет собой вид сбоку клапана защиты от перегрева колес фиг.1.

[0016] Фиг.4 представляет собой другой вид сбоку клапана защиты от перегрева колес фиг.1.

[0017] Фиг.5 представляет собой вид сзади клапана защиты от перегрева колес фиг.1.

[0018] Фиг.6 представляет собой вид с разнесением деталей, показывающий несколько составных элементов клапана защиты от перегрева колес фиг.1.

[0019] Фиг.7 представляет собой разрез клапана защиты от перегрева колес фиг.1 по линии 7-7 на фиг.2.

[0020] Фиг.8 представляет собой разрез клапана защиты от перегрева колес фиг.1 в соответствии с другим вариантом осуществления.

[0021] Фиг.9 представляет собой разрез клапана защиты от перегрева колес фиг.1 по линии 9-9 на фиг.2.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] С целью описания в дальнейшем, термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхняя часть», «нижняя часть», «латеральный», «продольный» и их производные будут относиться к изобретению, как определено на фигурах чертежей. Однако, следует понимать, что изобретение может предполагать альтернативные варианты и последовательности шагов, за исключением, где ясно указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, показанные на прилагаемых чертежах и описанные в дальнейшем описании, представляют собой просто иллюстративные варианты осуществления изобретения. Следовательно, конкретные размеры и другие физические характеристики, относящиеся к вариантам осуществления, раскрытым здесь, не следует рассматривать в качестве ограничения.

[0023] Ссылаясь на чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым частям на всех их нескольких видах, настоящее описание изобретения в общем смысле направлено на клапан защиты от перегрева колес для использования с железнодорожным транспортным средством для выпуска излишней текучей среды под давлением, которая может протекать в тормозной цилиндр железнодорожного транспортного средства.

[0024] Ссылаясь сначала на фиг.1-5, показан вариант осуществления клапана 2 защиты от перегрева колес. Клапан 2 защиты от перегрева колес, как описан здесь, предназначен для использования в тормозной системе железнодорожного вагона, как будет легко понятным специалистам в области рельсовых транспортных средств. Клапан 2 защиты от перегрева колес приспособлен для использования в железнодорожных транспортных средствах, использующихся для пассажирских и/или грузовых перевозок. Однако, это использование подразумевается быть неограничивающим, и клапан 2 защиты от перегрева колес имеет применения в железнодорожных вагонах в общем. Клапан 2 защиты от перегрева колес в показанном варианте осуществления в общем включает в себя основной корпус 4, верхний закрывающий элемент 6 и нижний закрывающий элемент 8. В этом показанном варианте осуществления, клапан 2 защиты от перегрева колес является по существу прямоугольным. Множество крепежных элементов 10a-10h может использоваться для присоединения основного корпуса 4 к верхнему закрывающему элементу 6 и нижнему закрывающему элементу 8. Также предполагается, что основной корпус 4, верхний закрывающий элемент 6 и нижний закрывающий элемент 8 могут быть образованы в виде одной монолитной конструкции. Как показано на фиг.7-9, проход 12 для поршня может быть образован в основном корпусе 4 и может проходить в продольном направлении от верхней поверхности 5a основного корпуса 4 до нижней поверхности 5b основного корпуса 4. В одном варианте осуществления, проход 12 для поршня может быть по существу цилиндрическим.

[0025] Отверстие 14 для стопора/резервуара экстренного торможения может быть образовано в боковой стороне верхнего закрывающего элемента 6. Выпускное отверстие 16 может быть образовано в одной боковой стороне основного корпуса 4. Первое отверстие 18 тормозного цилиндра может быть образовано в одной боковой стороне нижнего закрывающего элемента 8. В одном варианте осуществления, отверстие 14 для стопора/резервуара экстренного торможения, выпускное отверстие 16 и первое отверстие 18 тормозного цилиндра образованы в одном и том же указанном клапане 2 защиты от перегрева колес. Второе отверстие 20 тормозного цилиндра может быть образовано в противоположной боковой стороне основного корпуса 4 от выпускного отверстия 16. Отверстие 22 тормозной магистрали может быть образовано в той же боковой стороне основного корпуса 4, что и второе отверстие 20 тормозного цилиндра. В одном варианте осуществления, второе отверстие 20 тормозного цилиндра и отверстие 22 тормозной магистрали образованы в одной и той же боковой стороне клапана 2 защиты от перегрева колес. В другом варианте осуществления, отверстие 14 для стопора/резервуара экстренного торможения, выпускное отверстие 16 и первое отверстие 18 тормозного цилиндра образованы в противоположной боковой стороне клапана 2 защиты от перегрева колес от второго отверстия 20 тормозного цилиндра и отверстия 22 тормозной магистрали. Как показано на фиг.5, отверстие 23 может быть образовано в задней боковой поверхности основного корпуса 4.

[0026] В одном варианте осуществления, показанном на фиг.8, резервуар 24 экстренного торможения может находиться в сообщении по текучей среде с клапаном 2 защиты от перегрева колес посредством отверстия 14 для стопора/резервуара экстренного торможения. В другом варианте осуществления, нагнетательная труба 26 стопора находится в сообщении по текучей среде с полостью 27 стопора и клапаном 2 защиты от перегрева колес посредством отверстия 14 для стопора/резервуара экстренного торможения. Вследствие утечки, которая может происходить в резервуаре 24 экстренного торможения, резервуар 24 экстренного торможения может терять текучую среду под давлением, тем самым изменяя количество текучей среды под давлением, которая подается в клапан 2 защиты от перегрева колес. Следовательно, является предпочтительным устанавливать взаимодействие по текучей среде между клапаном 2 защиты от перегрева колес и полостью 27 стопора. Текучая среда под давлением подается через нагнетательный проход 28 стопора во внутреннюю полость 30, образованную в верхнем закрывающем элементе 6. Внутренняя полость 30 может находиться в сообщении по текучей среде с проходом 12 для поршня, тем самым позволяя текучей среде под давлением из нагнетательной трубы 26 стопора протекать из нагнетательного прохода 28 стопора в проход 12 для поршня. В одном предпочтительном варианте осуществления, первый смещающий элемент 31 может быть предусмотрен во внутренней полости 30 верхнего закрывающего элемента 6. Первый смещающий элемент 31 может располагаться на верхней поверхности первого поршня 50 и проходить так, чтобы опираться на верхнюю поверхность внутренней полости 30 верхнего закрывающего элемента 6. Первый смещающий элемент 31 может обеспечивать смещающее усилие на первом поршне 50, которое смещает первый поршень 50 к нижнему концу прохода 12 для поршня. В одном варианте осуществления, первый смещающий элемент 31 может представлять собой пружину. В другом варианте осуществления, первый смещающий элемент 31 может не использоваться с клапаном 2 защиты от перегрева колес.

[0027] Выпускной проход 32 может обеспечивать взаимодействие по текучей среде между выпускным отверстием 16 и проходом 12 для поршня. Первая труба 34 тормозного цилиндра может находиться в сообщении по текучей среде с внутренней полостью 38 нижнего закрывающего элемента 8 посредством первого прохода 36 тормозного цилиндра. Текучая среда под давлением из тормозного цилиндра 33 может протекать из прохода 36 тормозного цилиндра в проход 12 для поршня посредством внутренней полости 38 нижнего закрывающего элемента 8. Текучая среда под давлением из тормозного цилиндра 33 может выпускаться посредством выпускного отверстия 16. Вторая труба 40 тормозного цилиндра может находиться в сообщении по текучей среде со вторым проходом 42 тормозного цилиндра посредством второго отверстия 20 тормозного цилиндра. Текучая среда под давлением подается из второй трубы 40 тормозного цилиндра в проход 12 для поршня посредством второго прохода 42 тормозного цилиндра. Тормозная магистраль 44 может находиться в сообщении по текучей среде с проходом 46 тормозной магистрами посредством отверстия 22 тормозной магистрали. Нагнетательная труба 26 стопора, первая труба 34 тормозного цилиндра, вторая труба 40 тормозного цилиндра и тормозная магистраль 44 могут привариваться к, привинчиваться к или прикрепляться посредством фланца к клапану 2 защиты от перегрева колес, среди прочих способов соединения, которые будут легко понятными специалисту в данной области. Проход 67 может обеспечивать взаимодействие по текучей среде от прохода 12 для поршня посредством отверстия 23.

[0028] Ссылаясь на фиг.6-9, один вариант осуществления клапана 2 защиты от перегрева колес включает в себя несколько составных элементов, использующихся для выпуска текучей среды под давлением из тормозного цилиндра 33 железнодорожного транспортного средства. Способ выпуска текучей среды под давлением описан более подробно ниже. Первая прокладка 48 может быть предусмотрена в полости, образованной в нижней поверхности верхнего закрывающего элемента 6. Первая прокладка 48 может использоваться для обеспечения уплотнение между верхним закрывающим элементом 6 и основным корпусом 4, тем самым предотвращая утечку текучей среды под давлением из клапана 2 защиты от перегрева колес.

[0029] Первый поршень 50 может размещаться в верхнем участке прохода 12 для поршня. Первый поршень 50 может скользить в продольном направлении в проходе 12 для поршня. Первый поршень 50 может иметь T-образную форму, при этом верхний участок первого поршня 50 контактирует с окружной внутренней поверхностью прохода 12 для поршня. Множество кольцевых канавок может быть образовано во внешней поверхности первого поршня 50. Канавки могут быть предусмотрены в разных положениях в продольном направлении вдоль первого поршня 50. Множество уплотнительных колец 52a, 52b, 52c, 52d может быть расположено в канавках, образованных в первом поршне 50. Уплотнительные кольца 52a, 52b, 52c, 52d предусмотрены для предотвращения утечки текучей среды под давлением из прохода 12 для поршня и клапана 2 защиты от перегрева колес. Хотя четыре канавки и уплотнительных кольца показаны во взаимосвязи с первым поршнем 50, следует понимать, что больше или меньше канавок и/или уплотнительных колец могут быть предусмотрены для создания более герметичного уплотнения между первым поршнем 50 и проходом 12 для поршня.

[0030] Нижний участок первого поршня 50 может быть расположен во втулке 54. Втулка 54 может иметь цилиндрическую форму и размещаться в проходе 12 для поршня. Втулка 54 может скользить в проходе 12 для поршня. Втулка 54 может охватывать нижний участок первого поршня 50. Множество проходов 56a, 56b, 56c, 56d втулки может быть образовано во втулке 54. Проходы 56a, 56b, 56c, 56d втулки позволяют текучей среде под давлением проходить через втулку 54 и тем самым выходить из клапана 2 защиты от перегрева колес. Хотя четыре прохода втулки показаны во взаимосвязи с втулкой 54, следует понимать, что больше или меньше проходов втулки может быть предусмотрено для более эффективного обеспечения возможности прохода текучей среды под давлением через втулку 54. Посадочное место 58 предусмотрено на внутренней поверхности прохода 12 для поршня, на котором может размещаться втулка 54.

[0031] Второй поршень 60 может размещаться в нижнем участке прохода 12 для поршня. Второй поршень 60 может скользить в продольном направлении вдоль прохода 12 для поршня. Верхняя поверхность второго поршня 60 может опираться на нижнюю поверхность первого поршня 50. Аналогично первому поршню 50, второй поршень 60 может включать в себя множество кольцевых канавок, образованных в продольном направлении вдоль второго поршня 60. В одном варианте осуществления, уплотнительное кольцо 62 может быть расположено в одной из канавок для создания уплотнения между вторым поршнем 60 и проходом 12 для поршня, тем самым предотвращая утечку текучей среды под давлением из клапана 2 защиты от перегрева колес. Хотя одно уплотнительное кольцо показано расположенным на втором поршне 60, следует понимать, что больше уплотнительных колец может быть предусмотрено для обеспечения более сильного уплотнения между вторым поршнем 60 и проходом 12 для поршня.

[0032] Вторая прокладка 64 может быть предусмотрена в полости, образованной в верхней поверхности нижнего закрывающего элемента 8. Вторая прокладка 64 может использоваться для обеспечения уплотнение между нижним закрывающим элементом 8 и основным корпусом 4, тем самым предотвращая утечку текучей среды под давлением из клапана 2 защиты от перегрева колес. В одном варианте осуществления, второй смещающий элемент 66 может быть предусмотрен во внутренней полости 38 нижнего закрывающего элемента 8. Внутренняя полость 38 может находиться в сообщении по текучей среде с проходом 12 для поршня и первым проходом 36 тормозного цилиндра. Второй смещающий элемент 66 может располагаться на нижней поверхности внутренней полости 38, проходить в проход 12 для поршня и опираться на нижнюю поверхность второго поршня 60. В одном варианте осуществления, второй смещающий элемент 66 может смещаться к верхнему участку прохода 12 для поршня, тем самым обеспечивая смещающее усилие на нижней поверхности второго поршня 60. В одном варианте осуществления, второй смещающий элемент 66 представляет собой пружину. Однако, следует предполагать, что могут использоваться альтернативные смещающие элементы, которые обеспечивают упругий элемент, который может сжиматься и растягиваться для обеспечения смещающего усилия в направлении второго поршня 60. Также предполагается, что клапан 2 защиты от перегрева колес способен работать без второго смещающего элемента 66.

[0033] Способ использования клапана 2 защиты от перегрева колес для выпуска давления тормозного цилиндра для тормозной системы железнодорожного транспортного средства описан ниже. Как рассмотрено ранее, посредством использования клапана 2 защиты от перегрева колес, любая излишняя текучая среда под давлением, которая протекает в тормозной цилиндр железнодорожного транспортного средства, может выпускаться из тормозной системы, тем самым исключая ситуацию перегрева колес для железнодорожного транспортного средства.

[0034] Со ссылкой на фиг.7-9, во время использования этого способа, первый смещающий элемент 31 может прикладывать предварительно заданное направленное вниз усилие к первому поршню 50. Предварительно заданное направленное вниз усилие может обеспечиваться на основе жесткости и упругости первого смещающего элемента 31. Направленное вниз усилие, прикладываемое первым смещающим элементом 31 к первому поршню 50, в свою очередь, обеспечивает направленное вниз усилие на втором поршне 60. Также предполагается, что давление резервуара экстренного торможения, обеспечиваемое резервуаром 24 экстренного торможения, также может обеспечивать направленное вниз усилие на первом поршне 50. Тормозная магистраль 44 подает текучую среду под давлением в проход 12 для поршня для прикладывания направленного вверх усилия к первому поршню 50. Следовательно, перепад давлений устанавливается между направленным вниз усилием, прикладываемым первым смещающим элементом 31, и направленным вверх усилием, прикладываемым давлением, обеспечиваемым тормозной магистралью 44. Первая и вторая трубы 34, 40 тормозного цилиндра подают текучую среду под давлением в проход 12 для поршня, тем самым прикладывая направленное вверх усилие к первому поршню 50 и второму поршню 60, соответствующее давлению тормозного цилиндра 33. В одном варианте осуществления, второй смещающий элемент 66 также прикладывает предварительно заданное направленное вверх усилие ко второму поршню 60. Величина усилия, обеспечиваемого вторым смещающим элементом 66, зависит от жесткости и упругости второго смещающего элемента 66. В этом варианте осуществления, перепад давлений образуется между первым смещающим элементом 31 на одной стороне первого поршня 50 и тормозной магистралью 44, первой и второй трубами 34, 40 тормозного цилиндра и вторым смещающим элементом 66 на противоположной стороне первого поршня 50. Клапан 2 защиты от перегрева колес расположен в положении с перекрыванием, всякий раз, когда противоположные усилия при перепаде давлений являются по существу равными. В этой ситуации, проход 56c втулки, который ведет в выпускной проход 32, закрыт внешней поверхностью первого поршня 50.

[0035] Во время работы железнодорожного транспортного средства, текучая среда под давлением может медленно вытекать в первую трубу 34 тормозного цилиндра, тем самым приводя тормозной цилиндр 33 к уровню избыточного давления. Для исключения состояния перегрева колес, это избыточное давление должно сбрасываться из тормозного цилиндра 33. Когда давление повышается в тормозном цилиндре 33, направленное вверх усилие от текучей среды под давлением, подаваемой первой и второй трубами 34, 40 тормозного цилиндра, увеличивается и нарушает равновесие перепада давлений в клапане 2 защиты от перегрева колес. Второй поршень 60 толкается вверх на первый поршень 50. Когда первый поршень 50 перемещается вверх, проход 56c втулки открывается, и устанавливается взаимодействие по текучей среде между проходом 12 для поршня и выпускным проходом 32. Канавка 53 на первом поршне 50 обеспечивает взаимодействие по текучей среде из тормозного цилиндра 33 через второй проход 42 тормозного цилиндра, через проход 56b втулки, через проход 12 для поршня, через выпускной проход 32 и в выпускное отверстие 16. Это взаимодействие по текучей среде обеспечивает возможность отвода текучей среды под давлением из второй трубы 40 тормозного цилиндра через проход 56c втулки для выпуска в атмосферу через выпускной проход 32. Когда текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра 33, направленное вверх давление, прикладываемое ко второму поршню 60, уменьшается, соответственно. Когда направленное вверх давление, прикладываемое ко второму поршню 60, уменьшается, перепад давлений приводится обратно в положение с перекрыванием, в котором направленное вниз давление, прикладываемое первым смещающим элементом 31, является по существу равным направленным вверх давлениям, прикладываемым тормозной магистралью 44, первой и второй трубами 34, 40 тормозного цилиндра и вторым смещающим элементом 66. Клапан 2 защиты от перегрева колес может быть выполнен таким образом, чтобы достигать положения с перекрыванием, когда давление тормозного цилиндра 33 прекращает расти и уменьшает давление на втором поршне 60. Клапан 2 защиты от перегрева колес может «измерять» или непрерывно вентилироваться, чтобы соответствовать утечке в тормозной цилиндр 33 и предотвращать повышение выше предварительно заданного уровня в тормозном цилиндре 33.

[0036] В одном варианте осуществления, давление, прикладываемое полостью 27 стопора, может задаваться на высокое значение давления. В этом варианте осуществления, направленное вниз усилие, прикладываемое текучей средой под давлением полости 27 стопора, дополнительно к смещающему элементу 31, настолько больше направленных вверх усилий, прикладываемых тормозной магистралью 44, первой и второй трубами 34, 40 тормозного цилиндра и вторым смещающим элементом 66, что использование клапана 2 защиты от перегрева колес является по существу нулевым, так как давление, прикладываемое вверх к первому поршню 50 тормозной магистралью 44, первой и второй трубами 34, 40 тормозного цилиндра и вторым смещающим элементом 66, не является достаточным для преодоления давления, подаваемого полостью 27 стопора дополнительно к смещающему элементу 31. Следовательно, оператор имеет возможность прерывать соединение с клапаном 2 защиты от перегрева колес посредством установки нагнетательной трубы 26 стопора в положение высокого давления.

[0037] Хотя различные варианты осуществления клапана 2 защиты от перегрева колес были предложены в вышеприведенном описании, специалисты в данной области могут выполнять модификации и изменения относительно этих вариантов осуществления, не выходя за пределы объема и идеи изобретения. Например, следует понимать, что настоящее описание изобретения предполагает, что, по мере возможности, один или более признаков любого варианта осуществления могут быть объединены с одним или более признаков любого другого варианта осуществления. Соответственно, вышеприведенное описание предназначено для иллюстративных целей, а не ограничительных. Описание изобретения, раскрытое выше, задано прилагаемой формулой изобретения, и все изменения относительно изобретения, которые подпадают под смысловое значение и диапазон эквивалентности формулы изобретения, должны охватываться ее объемом.

1. Клапан защиты от перегрева колеса, содержащий:

корпус, образующий проход для поршня, и по меньшей мере один поршень, расположенный в проходе для поршня;

резервуар экстренного торможения в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня;

тормозную магистраль в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня;

тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня; и

выпускной порт, образованный в корпусе и расположенный между первым и вторым концами клапана,

при этом текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали, превышающей усилие, прикладываемое давлением резервуара экстренного торможения.

2. Клапан защиты от перегрева колес по п. 1, дополнительно содержащий первый смещающий элемент, расположенный на первом конце по меньшей мере одного поршня и смещаемый ко второму концу по меньшей мере одного поршня, при этом первый смещающий элемент представляет собой пружину; и

при этом давление тормозного цилиндра толкает по меньшей мере один поршень к первому концу клапана до тех пор, пока комбинация давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали не выровняется с усилием, прикладываемым первым смещающим элементом и давлением резервуара экстренного торможения.

3. Клапан защиты от перегрева колес по п. 1, дополнительно содержащий второй смещающий элемент, расположенный во втором конце клапана,

при этом второй смещающий элемент смещен к первому концу клапана, и

при этом текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозной магистрали, давления тормозного цилиндра и усилия, прикладываемого вторым смещающим элементом, превышающей усилие, прикладываемое давлением резервуара экстренного торможения.

4. Клапан защиты от перегрева колес по п. 3, в котором второй смещающий элемент представляет собой пружину.

5. Клапан защиты от перегрева колес по п. 1, дополнительно содержащий нагнетательную трубу стопора в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня и полостью стопора.

6. Клапан защиты от перегрева колес по п. 5, в котором использование клапана сведено к нулю посредством подачи текучей среды под давлением из нагнетательной трубы стопора в первый конец по меньшей мере одного поршня.

7. Клапан защиты от перегрева колес по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере одну втулку, расположенную в проходе для поршня;

при этом по меньшей мере одна втулка включает в себя по меньшей мере один проход втулки в сообщении по текучей среде с выпускным портом и проходом для поршня, и

причем текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра через по меньшей мере один проход втулки по меньшей мере одной втулки и выпускной порт.

8. Железнодорожное транспортное средство с клапаном защиты от перегрева колес, содержащим:

корпус, образующий проход для поршня, и по меньшей мере один поршень, расположенный в проходе для поршня;

резервуар экстренного торможения в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня;

тормозную магистраль в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня;

тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня; и

выпускной порт, образованный в корпусе и расположенный между первым и вторым концами клапана,

при этом текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали, превышающей усилие, прикладываемое давлением резервуара экстренного торможения.

9. Железнодорожное транспортное средство по п. 8, дополнительно содержащее первый смещающий элемент, расположенный на первом конце по меньшей мере одного поршня и смещаемый ко второму концу по меньшей мере одного поршня, причем первый смещающий элемент представляет собой пружину; и

при этом давление тормозного цилиндра толкает по меньшей мере один поршень к первому концу клапана до тех пор, пока комбинация давления тормозного цилиндра и давления тормозной магистрали не выровняется с усилием, прикладываемым первым смещающим элементом и давлением резервуара экстренного торможения.

10. Железнодорожное транспортное средство по п. 8, дополнительно содержащее второй смещающий элемент, расположенный во втором конце клапана,

при этом второй смещающий элемент смещен к первому концу клапана, и

причем текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозной магистрали, давления тормозного цилиндра и усилия, прикладываемого вторым смещающим элементом, превышающей усилие, прикладываемое давлением резервуара экстренного торможения.

11. Железнодорожное транспортное средство по п. 10, в котором второй смещающий элемент представляет собой пружину.

12. Железнодорожное транспортное средство по п. 8, дополнительно содержащее нагнетательную трубу стопора в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня и полостью стопора.

13. Железнодорожное транспортное средство по п. 12, в котором использование клапана сведено к нулю посредством подачи текучей среды под давлением из нагнетательной трубы стопора в первый конец по меньшей мере одного поршня.

14. Железнодорожное транспортное средство по п. 8, дополнительно содержащее по меньшей мере одну втулку, расположенную в проходе для поршня,

при этом по меньшей мере одна втулка включает в себя по меньшей мере один проход втулки в сообщении по текучей среде с выпускным портом и проходом для поршня, и

причем текучая среда под давлением отводится из тормозного цилиндра через по меньшей мере один проход втулки по меньшей мере одной втулки и выпускной порт.

15. Способ отвода избыточного воздуха под давлением из тормозного цилиндра железнодорожного транспортного средства, включающий этапы:

a) обеспечения клапана защиты от перегрева колес, содержащего:

по меньшей мере один поршень, расположенный между первым концом и вторым концом клапана;

резервуар экстренного торможения в сообщении по текучей среде с первым концом по меньшей мере одного поршня;

тормозной цилиндр в сообщении по текучей среде со вторым концом по меньшей мере одного поршня; и

выпускной порт, расположенный между первым и вторым концами клапана, и

b) отвода текучей среды под давлением из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при давлении тормозного цилиндра, превышающем давление резервуара экстренного торможения.

16. Способ отвода избыточного воздуха под давлением из тормозного цилиндра по п. 15, дополнительно включающий этапы обеспечения первого смещающего элемента, смещенного к первому концу по меньшей мере одного поршня, и второго смещающего элемента, смещенного ко второму концу по меньшей мере одного поршня, и отвода текучей среды под давлением из тормозного цилиндра посредством выпускного порта при комбинации давления тормозного цилиндра и усилия, прикладываемого вторым смещающим элементом, превышающей усилие, прикладываемое первым смещающим элементом и давлением резервуара экстренного торможения.

17. Способ отвода избыточного воздуха под давлением из тормозного цилиндра по п. 15, дополнительно включающий этапы обеспечения текучей среды под давлением из нагнетательной трубы стопора в первый конец по меньшей мере одного поршня, при этом использование клапана сведено к нулю вследствие комбинации усилия, прикладываемого первым смещающим элементом, и давления стопора, значительно превышающей давление тормозного цилиндра.