CN105383473B - 机车用空气制动阀 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种机车用空气制动阀，包括一作用阀，作用阀与列车管气路、辅助风缸气路连接，作用阀还与一双向阀的第一端口连接，双向阀上还设置有第二端口和双向阀出口，第二端口通过一二位三通换向阀连接有一紧急调压阀，紧急调压阀与总风气路连通，二位三通换向阀的一端设置有与列车管气路连通的第一控制阀口；双向阀出口连接有能与制动缸气路连通的模式转换回路。该机车用空气制动阀具有输出压力调整及选择功能，解决了现有空气制动阀功能简单分散、维护维修成本高的问题，集成满足了缓解以及常用制动、紧急制动、无火回送模式制动状态下机车制动缸不同控制压力的需求。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通机车车辆制动技术领域，尤其涉及一种具有输出压力调整及选择功能的机车用空气制动阀。
背景技术
目前，铁路机车制动系统在运用时要求有不同的制动缸压力(或制动缸控制压力)输出，使得在列车常用制动、紧急制动以及无火回送(即机车无动力回送)状态下所需要的制动压力均不相同，因此作为制动系统中的空气制动阀，必须保证能满足上述制动缸压力(或制动缸控制压力)的基本输出要求。
当前机车制动系统运用数量较多的有CCBⅡ制动机、EUROTROL制动机、JZ-7空气制动机、DK-1电控制动机和DK-2制动机，分别配有DB空气制动阀、SW4分配阀、F7空气制动阀、109分配阀和109改分配阀，上述制动阀均不具备集成提供常用制动、紧急制动和无火回送等多种输出压力及压力输出选择功能。DB空气制动阀的紧急制动在其它模块中实现、无火回送压力限制是根据将总风缸压力排至200kPa以下，然后在其它模块上用列车管向总风气路限压充风的方式实现；SW4分配阀只能实现常用制动，紧急制动和无火回送是通过布置在制动系统中的其它阀类和塞门选择实现；F7分配阀是通过限压实现常用制动和紧急制动压力，而在无火回送时需要进行多次操作制动缓解来调整常用制动缸压力以及排总风压力等多步骤，无火回送时紧急制动压力不能满足要求；109分配阀和109改分配阀可实现常用和紧急制动压力输出，紧急制动压力输出是通过安全阀限制，即将高出控制压力的压缩空气不停地排向大气，导致浪费风源，无火回送时同样是通过多次制动缓解操作来调整安全阀动作的开启压力来实现，最终将高于控制压力的压缩空气不停地排向大气。
以上现有技术均不符合集成化、模块化趋势，同时运用、维护成本高，无火回送状态时排空总风压力，造成了资源的浪费。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种机车用空气制动阀，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机车用空气制动阀，解决了现有空气制动阀功能简单分散、维护维修成本高的问题，集成满足了缓解以及常用制动、紧急制动、无火回送模式制动状态下机车制动缸不同控制压力的需求。
本发明的目的是这样实现的，一种机车用空气制动阀，包括一作用阀，所述作用阀与列车管气路、辅助风缸气路连接，所述作用阀还与一双向阀的第一端口连接，所述双向阀上还设置有第二端口和双向阀出口，所述第二端口通过一二位三通换向阀连接有一紧急调压阀，所述紧急调压阀与总风气路连通，所述二位三通换向阀的一端设置有与所述列车管气路连通的第一控制阀口；所述双向阀出口连接有能与制动缸气路连通的模式转换回路；
所述作用阀至少包括一三位四通控制阀，所述三位四通控制阀一端设置有与所述列车管气路连接的、控制所述三位四通控制阀第一控制位进入工作状态的第二控制阀口，所述三位四通控制阀的另一端设置有与所述辅助风缸气路连接的、控制所述三位四通控制阀第二控制位进入工作状态的第三控制阀口，所述三位四通控制阀上还设置有第一排空阀口、与所述列车管气路连接的第一阀口、与所述辅助风缸气路连接的第二阀口和与所述第一端口连接的第三阀口；
所述三位四通控制阀第一控制位进入工作状态时，所述列车管气路通过所述第一阀口、所述第二阀口与所述辅助风缸气路连通，所述第一端口通过所述第三阀口与所述第一排空阀口连通；所述三位四通控制阀第二控制位进入工作状态时，所述辅助风缸气路通过所述第二阀口、所述第三阀口与所述第一端口连通，所述第一阀口、所述第一排空阀口呈断开状态；所述三位四通控制阀处于常态位时，所述第一阀口、所述第二阀口、所述第三阀口和所述第一排空阀口呈相互断开状态。
在本发明的一较佳实施方式中，所述模式转换回路包括并联设置的直通管道和限压管道，所述直通管道和所述限压管道的入口均与所述双向阀出口连接，所述直通管道和所述限压管道的出口连接有一转换塞门，所述直通管道通过所述转换塞门与所述制动缸气路连通形成正常模式通道，所述限压管道通过所述转换塞门与所述制动缸气路连通形成无火回送模式通道。
在本发明的一较佳实施方式中，所述转换塞门上设有选择所述正常模式通道或所述无火回送模式通道的控制结构。
在本发明的一较佳实施方式中，所述转换塞门上设置有第六阀口、第七阀口和与所述制动缸气路连通的第八阀口。
在本发明的一较佳实施方式中，所述限压管道上串接有一限压阀，所述限压阀的入口与所述双向阀出口连接，所述限压阀的出口与所述第六阀口连接，所述限压管道通过所述限压阀、所述第六阀口、所述第八阀口与所述制动缸气路连通形成所述无火回送模式通道。
在本发明的一较佳实施方式中，所述直通管道的出口与所述第七阀口连接，所述直通管道通过所述第七阀口、所述第八阀口与所述制动缸气路连通形成所述正常模式通道。
在本发明的一较佳实施方式中，所述二位三通换向阀上设置有与所述第二端口连接的第四阀口，所述二位三通换向阀上还设置有与所述紧急调压阀的一端连接的第五阀口，所述二位三通换向阀上还设置有第二排空阀口。
在本发明的一较佳实施方式中，所述二位三通换向阀进入控制状态时，所述第二端口通过所述第四阀口与所述第二排空阀口连通，所述第五阀口呈断开状态；所述二位三通换向阀处于常态位时，所述第二端口通过所述第四阀口、所述第五阀口与所述紧急调压阀连通，所述第二排空阀口呈断开状态。
由上所述，本发明提供的机车用空气制动阀具有输出压力调整及选择功能，结构简单，将缓解、常用制动、紧急制动和无火回送模式制动集成于一体，集成满足了缓解以及常用制动、紧急制动、无火回送模式制动状态下机车制动缸或制动缸控制压力的不同压力的需求，实现了模块化、集成化；本发明的机车用空气制动阀简化了无火回送模式设置的操作流程，只需调整转换塞门到“无火回送模式通道”，便可实现无火回送模式下的制动，方法简单，降低了劳动强度，提高了工作效率，同时，无火回送模式制动时不需排出总风压力，节约压缩空气、保护了环境。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明的机车用空气制动阀的结构示意图。
图中：100、机车用空气制动阀；1、三位四通控制阀；11、第二控制阀口；12、第三控制阀口；13、第一阀口；14、第二阀口；15、第三阀口；16、第一排空阀口；2、双向阀；21、第一端口；22、第二端口；23、双向阀出口；3、二位三通换向阀；31、第一控制阀口；32、第四阀口；33、第五阀口；34、第二排空阀口；35、复位弹簧；4、紧急调压阀；5、模式转换回路；501、正常模式通道；502、无火回送模式通道；51、直通管道；52、限压管道；521、限压阀；53、转换塞门；531、第六阀口；532、第七阀口；533、第八阀口；9、列车管气路；8、辅助风缸气路；7、总风气路；6、制动缸气路。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供的机车用空气制动阀100，包括一作用阀(其作用在于根据列车管压力变化产生制动缸控制压力)，作用阀与列车管气路9、辅助风缸气路8连接，作用阀还与一双向阀2的第一端口21连接，双向阀2上还设置有第二端口22和双向阀出口23，第二端口22通过一二位三通换向阀3连接有一紧急调压阀4(能够在紧急制动时调整总风气路7传导出的气体压力)，紧急调压阀4与总风气路7连通，二位三通换向阀3的一端设置有与列车管气路9连通的第一控制阀口31；双向阀出口23连接有能与制动缸气路6连通的模式转换回路5。双向阀2对比第一端口21连接的作用阀输出的压缩空气压力和第二端口22连接的二位三通换向阀3输出的压缩空气压力，选择压力大的一端与双向阀出口23连通。如图1所示，作用阀至少包括一三位四通控制阀1，三位四通控制阀1一端设置有与列车管气路9连接的、控制三位四通控制阀第一控制位进入工作状态的第二控制阀口11，三位四通控制阀1的另一端设置有与辅助风缸气路8连接的、控制三位四通控制阀第二控制位进入工作状态的第三控制阀口12，三位四通控制阀1上还设置有第一排空阀口16、与列车管气路9连接的第一阀口13、与辅助风缸气路8连接的第二阀口14和与第一端口21连接的第三阀口15。三位四通控制阀第一控制位进入工作状态时，列车管气路9通过第一阀口13、第二阀口14与辅助风缸气路8连通，第一端口21通过第三阀口15与第一排空阀口16连通；三位四通控制阀第二控制位进入工作状态时，辅助风缸气路8通过第二阀口14、第三阀口15与第一端口21连通，第一阀口13、第一排空阀口16呈断开状态；三位四通控制阀1处于常态位时，第一阀口13、第二阀口14、第三阀口15和第一排空阀口16呈相互断开状态。
进一步，如图1所示，模式转换回路5包括并列设置的直通管道51和限压管道52，直通管道51和限压管道52的入口均与双向阀出口23连接，直通管道51和限压管道52的出口均连接于一转换塞门53，直通管道51通过转换塞门53与制动缸气路6连通形成正常模式通道501，限压管道52通过转换塞门53与制动缸气路6连通形成无火回送模式通道502。
进一步，如图1所示，转换塞门53上设有选择正常模式通道501或无火回送模式通道502的控制结构(图中未示出)。该控制结构根据机车模式需求(正常模式与无火回送模式)，选择两个模式通道中的一个与制动缸气路6连通。
在本实施方式中，如图1所示，转换塞门53上设置有第六阀口531、第七阀口532和与制动缸气路6连通的第八阀口533。
进一步，如图1所示，限压管道52上串接有一限压阀521，限压阀521的入口与双向阀出口23连接，限压阀521的出口与第六阀口531连接，限压阀521通过第六阀口531、第八阀口533与制动缸气路6连通形成无火回送模式通道502。限压阀521能够将输出的压力控制到无火回送模式需求的制动缸压力(本发明的一具体实施例中，该压力值为250KPa)。
进一步，如图1所示，直通管道51的出口与第七阀口532连接，直通管道51通过第七阀口532、第八阀口533与制动缸气路6连通形成正常模式通道501。
进一步，如图1所示，二位三通换向阀3上设置有与第二端口22连接的第四阀口32，二位三通换向阀3上还设置有与紧急调压阀4的一端连接的第五阀口33，二位三通换向阀3上还设置有第二排空阀口34，二位三通换向阀3的另一端设置有复位弹簧35。
在本实施方式中，二位三通换向阀3在第一控制阀口31的控制下进入控制状态时，第二端口22通过第四阀口32与第二排空阀口34连通，第五阀口33呈断开状态；二位三通换向阀3处于常态位时，第二端口22通过第四阀口32、第五阀口33与紧急调压阀4连通，第二排空阀口34呈断开状态。
本发明提供的机车用空气制动阀100能实现四种状态时制动缸控制压力的功能，即常用制动、紧急制动、无火回送模式制动状态及各状态下的制动缓解。
常用制动状态时，模式转换回路5选择正常模式通道501，即双向阀出口23通过直通管道51、第七阀口532、第八阀口533与制动缸气路6连通；列车管气路9排风减压，辅助风缸气路8压力大于列车管气路9压力，三位四通控制阀1另一端设置的第三控制阀口12控制三位四通控制阀第二控制位进入工作状态，辅助风缸气路8通过第二阀口14、第三阀口15与第一端口21连通，第一阀口13、第一排空阀口16呈断开状态；同时，二位三通换向阀3的一端设置的与列车管气路9连通的第一控制阀口31的压力仍大于二位三通换向阀3的复位弹簧35的恢复力，二位三通换向阀3处于控制状态，第二端口22通过第四阀口32与第二排空阀口34连通，压差作用下第二端口22封闭，第五阀口33呈断开状态；双向阀2的第一端口21的进气压力大于第二端口，压缩空气自辅助风缸气路8经第二阀口14、第三阀口15、第一端口21、双向阀出口23、直通管道51、第七阀口532、第八阀口533进入制动缸气路6，控制制动缸(现有技术)充风(一具体实施例中常用制动状态下制动缸充风压力达420kPa)，实现制动。
当缓解常用制动时，模式转换回路5选择正常模式通道501，即双向阀出口23通过直通管道51、第七阀口532、第八阀口533与制动缸气路6连通；列车管气路9充风，三位四通控制阀1一端设置的第二控制阀口11控制三位四通控制阀第一控制位进入工作状态，列车管气路9通过第一阀口13、第二阀口14与辅助风缸气路8连通，第三阀口15与第一排空阀口16连通，此时二位三通换向阀3在第一控制阀口31的控制下进入控制状态，第二端口22通过第四阀口32与第二排空阀口34连通，压差作用下第二端口22封闭，制动缸气路6中的压缩空气经正常模式通道501、双向阀出口23、第一端口21、第三阀口15、第一排空阀口16排空，实现制动缸气路的缓解。
紧急制动状态时，模式转换回路5选择正常模式通道501，即双向阀出口23通过直通管道51、第七阀口532、第八阀口533与制动缸气路6连通；列车管气路9迅速排空，辅助风缸气路8压力大于列车管气路9压力，三位四通控制阀1另一端设置的第三控制阀口12控制三位四通控制阀第二控制位进入工作状态，辅助风缸气路8通过第二阀口14、第三阀口15与第一端口21连通，第一阀口13、第一排空阀口16呈断开状态，压缩空气自辅助风缸气路8经第二阀口14、第三阀口15到达第一端口21处；同时，由于列车管气路9迅速排空，二位三通换向阀3的第一控制阀口31处无气体信号输入，在复位弹簧35的作用下(一具体实施例中复位弹簧35在第一控制阀口31处的压力小于等于140kPa时起到复位作用)，二位三通换向阀3进入常态位，第二端口22通过第四阀口32、第五阀口33、紧急调压阀4与总风气路7连通，压缩空气自总风气路7到达第二端口22处，紧急制动时总风气路7的压力大于第三阀口15输出的压力，第二端口22与双向阀出口23连通，压缩空气自总风气路7经紧急调压阀4、第五阀口33、第四阀口32、第二端口22、双向阀出口23、直通管道51、第七阀口532、第八阀口533进入制动缸气路6，控制制动缸(现有技术)充风(一具体实施例中紧急制动状态下制动缸充风压力达450kPa)，实现紧急制动。
当缓解紧急制动时，模式转换回路5选择正常模式通道501，即双向阀出口23通过直通管道51、第七阀口532、第八阀口533与制动缸气路6连通；列车管气路9充风，三位四通控制阀1一端设置的第二控制阀口11控制三位四通控制阀第一控制位进入工作状态，列车管气路9通过第一阀口13、第二阀口14与辅助风缸气路8连通，第三阀口15与第一排空阀口16连通，此时二位三通换向阀3在第一控制阀口31充风到能够克服复位弹簧35压力时进入控制状态，第二端口22通过第四阀口32与第二排空阀口34连通，排空第二端口22压力，压差作用下第二端口22封闭，制动缸气路6中的压缩空气经正常模式通道501、双向阀出口23、第一端口21、第三阀口15、第一排空阀口16排空，实现制动缸气路的缓解；
无火回送模式制动状态时，模式转换回路5选择无火回送模式通道502，即双向阀出口23通过限压阀521、第六阀口531、第八阀口533与制动缸气路6连通；列车管气路9排风减压，辅助风缸气路8压力大于列车管气路9压力，三位四通控制阀1另一端设置的第三控制阀口12控制三位四通控制阀第二控制位进入工作状态，辅助风缸气路8通过第二阀口14、第三阀口15与第一端口21连通，第一阀口13、第一排空阀口16呈断开状态；同时，二位三通换向阀3的一端设置的与列车管气路9连通的第一控制阀口31的压力仍大于二位三通换向阀3的复位弹簧35的恢复力，二位三通换向阀3处于控制状态，第二端口22通过第四阀口32与第二排空阀口34连通，压差作用下第二端口22封闭，第五阀口33呈断开状态；双向阀2的第一端口21的进气压力大于第二端口，压缩空气自辅助风缸气路8经第二阀口14、第三阀口15、第一端口21、双向阀出口23到达限压阀521，压缩空气经限压阀521调压(一具体实施例中调压至250kPa)后，经第六阀口531、第八阀口533进入制动缸气路6，控制制动缸(现有技术)充风(一具体实施例中紧急制动状态下制动缸充风压力达250kPa)，实现无火回送模式制动。
当无火回送模式状态的制动缓解时，模式转换回路5选择无火回送模式通道502，即双向阀出口23通过限压阀521、第六阀口531、第八阀口533与制动缸气路6连通；列车管气路9充风，三位四通控制阀1一端设置的第二控制阀口11控制三位四通控制阀第一控制位进入工作状态，列车管气路9通过第一阀口13、第二阀口14与辅助风缸气路8连通，第三阀口15与第一排空阀口16连通，此时二位三通换向阀3在第一控制阀口31的控制下进入控制状态，第二端口22通过第四阀口32与第二排空阀口34连通，压差作用下第二端口22封闭，制动缸气路6中的压缩空气经无火回送模式通道502、双向阀出口23、第一端口21、第三阀口15、第一排空阀口16排空，实现制动缸气路的缓解。
由上所述，本发明提供的机车用空气制动阀，结构简单，将缓解、常用制动、紧急制动和无火回送模式制动集成于一体，集成满足了缓解以及常用制动、紧急制动、无火回送模式制动状态下机车制动缸不同控制压力的需求，实现了模块化、集成化；本发明的机车用空气制动阀简化了无火回送模式设置的操作流程，只需调整转换塞门到“无火回送模式通道”，便可实现无火回送模式下的制动，方法简单，降低了劳动强度，提高了工作效率，同时，无火回送模式制动时不再排空总风压力，节约压缩空气、保护了环境。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种机车用空气制动阀，其特征在于：包括一作用阀，所述作用阀与列车管气路、辅助风缸气路连接，所述作用阀还与一双向阀的第一端口连接，所述双向阀上还设置有第二端口和双向阀出口，所述第二端口通过一二位三通换向阀连接有一紧急调压阀，所述紧急调压阀与总风气路连通，所述二位三通换向阀的一端设置有与所述列车管气路连通的第一控制阀口；所述双向阀出口连接有能与制动缸气路连通的模式转换回路；
所述作用阀至少包括一三位四通控制阀，所述三位四通控制阀一端设置有与所述列车管气路连接的、控制所述三位四通控制阀第一控制位进入工作状态的第二控制阀口，所述三位四通控制阀的另一端设置有与所述辅助风缸气路连接的、控制所述三位四通控制阀第二控制位进入工作状态的第三控制阀口，所述三位四通控制阀上还设置有第一排空阀口、与所述列车管气路连接的第一阀口、与所述辅助风缸气路连接的第二阀口和与所述第一端口连接的第三阀口；
所述三位四通控制阀第一控制位进入工作状态时，所述列车管气路通过所述第一阀口、所述第二阀口与所述辅助风缸气路连通，所述第一端口通过所述第三阀口与所述第一排空阀口连通；所述三位四通控制阀第二控制位进入工作状态时，所述辅助风缸气路通过所述第二阀口、所述第三阀口与所述第一端口连通，所述第一阀口、所述第一排空阀口呈断开状态；所述三位四通控制阀处于常态位时，所述第一阀口、所述第二阀口、所述第三阀口和所述第一排空阀口呈相互断开状态。
2.如权利要求1所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述模式转换回路包括并联设置的直通管道和限压管道，所述直通管道和所述限压管道的入口均与所述双向阀出口连接，所述直通管道和所述限压管道的出口连接有一转换塞门，所述直通管道通过所述转换塞门与所述制动缸气路连通形成正常模式通道，所述限压管道通过所述转换塞门与所述制动缸气路连通形成无火回送模式通道。
3.如权利要求2所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述转换塞门上设有选择所述正常模式通道或所述无火回送模式通道的控制结构。
4.如权利要求3所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述转换塞门上设置有第六阀口、第七阀口和与所述制动缸气路连通的第八阀口。
5.如权利要求4所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述限压管道上串接有一限压阀，所述限压阀的入口与所述双向阀出口连接，所述限压阀的出口与所述第六阀口连接，所述限压管道通过所述限压阀、所述第六阀口、所述第八阀口与所述制动缸气路连通形成所述无火回送模式通道。
6.如权利要求4所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述直通管道的出口与所述第七阀口连接，所述直通管道通过所述第七阀口、所述第八阀口与所述制动缸气路连通形成所述正常模式通道。
7.如权利要求1所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述二位三通换向阀上设置有与所述第二端口连接的第四阀口，所述二位三通换向阀上还设置有与所述紧急调压阀的一端连接的第五阀口，所述二位三通换向阀上还设置有第二排空阀口。
8.如权利要求7所述的机车用空气制动阀，其特征在于：所述二位三通换向阀进入控制状态时，所述第二端口通过所述第四阀口与所述第二排空阀口连通，所述第五阀口呈断开状态；所述二位三通换向阀处于常态位时，所述第二端口通过所述第四阀口、所述第五阀口与所述紧急调压阀连通，所述第二排空阀口呈断开状态。
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