CN102114854B - 用于高速列车制动***的分配阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速列车制动***的分配阀，该分配阀，包括阀基体，阀基体上设置有列车管口、辅助风缸口、制动缸口和排风口；列车管口与辅助风缸口之间、辅助风缸口与制动缸口之间、制动缸口与排风口之间可切换地连通和断开。本发明提供的用于高速列车制动***的分配阀，主要用于高速列车制动***中，简化了分配阀的内部结构和列车的制动***，从而适应高速列车的要求。

Description

用于高速列车制动***的分配阀

技术领域

本发明涉及制动技术，尤其是一种用于高速列车制动***的分配阀。

背景技术

制动***是轨道列车中必不可少的部分，常见的制动***通常包括制动缸和气压源，由气压源为制动缸提供高压气体，制动缸通过气体压力来提供制动力，对车轮或传动轴进行机械挤压来制动。

随着列车技术的发展，对列车安全性的要求也越来越高，部分列车中需设置有备用制动***，备用制动***主要用在列车的回送和救援中。在列车需要回送和救援时，将救援机车与被救援的列车连接，由救援机车牵引被救援列车，使救援机车与被救援车同步运行。

当实施救援时，将救援机车的列车管与备用制动***的制动风管联接，在救援途中，当需要制动时，被救援列车启用备用制动***，通过备用制动***对被救援列车进行制动，保证被救援列车的有效制动。

制动时，在救援机车列车管压力降低，被救援列车的备用制动***通过关键部件分配阀完成被救援列车列车管减压到制动缸升压之间的转化，进而通过制动缸产生制动力对被救援列车进行制动。

传统的分配阀为二压力分配阀，结构如图1所示，主要由主阀部1、均衡部2、增压部3、主阀体4和安全阀5组成。主阀部1由主勾贝、橡胶膜板、滑阀、滑阀弹簧、节制阀、稳定杆、稳定弹簧以及挡圈等组成。均衡部2由均衡勾贝、橡胶膜板、密封圈等组成。增压部3由增压阀杆、增压阀弹簧和增压阀套等组成。主阀体4由局减室、容积室和铜套等组成。安全阀5由阀体、阀杆、调整弹簧等组成。

由图1提供的结构可见，现有的分配阀各部件的结构和连接关系复杂，并且不易于操作和检修。不能适用高速列车对制动***结构简化及操作灵活性的要求。

发明内容

本发明提供一种用于高速列车制动***的分配阀，以简化分配阀的结构。

本发明提供一种用于高速列车制动***的分配阀，包括阀基体，阀基体上设置有列车管口、辅助风缸口、制动缸口和排风口。

列车管口与辅助风缸口之间通过充气缩孔切换地连通和断开；辅助风缸口与制动缸口之间通过进气阀口切换地连通和断开；制动缸口与排风口之间通过排气阀口切换地连通和断开。

本发明提供的用于高速列车制动***的分配阀，主要用于高速列车制动***中，简化了分配阀的内部结构和列车的制动***，从而适应高速列车的技术要求。

附图说明

图1为现有技术提供的压力分配阀的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于高速列车制动***的分配阀的结构示意图。

附图标记：

1-主阀部；     2-均衡部；     3-增压部；

4-主阀体；     5-安全阀；     11-阀基体；

12-列车管口；  13-辅助风缸口；14-制动缸口；

15-排风口；    16-第一活塞；  17-第二活塞；

18-排气杆；    19-通气孔；    20-通孔；

101-充气缩孔； 102-排气阀口； 103-进气阀口；

121-第一腔体；    122-第二腔体；          123-第三腔体；

124-第四腔体；    131-第一弹性支撑件；    132-第二弹性支撑件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于高速列车制动***的分配阀，包括阀基体，阀基体上设置有列车管口、辅助风缸口、制动缸口和排风口。

列车管口与辅助风缸口之间通过充气缩孔切换地连通和断开；辅助风缸口与制动缸口之间通过进气阀口切换地连通和断开；制动缸口与排风口之间通过排气阀口切换地连通和断开。

阀基体用于将各部件安装在阀基体的内部，并通过固定阀基体来将分配阀安装在列车的制动***中。

列车管口用于与列车管相连，当分配阀使用在主要制动***中时，可以是与该列车的列车管相连。当分配阀使用在列车的备用制动***中时，在列车需要救援时，可以将列车管口与救援机车的列车管相连，以保持同步制动。

辅助风缸口为辅助风缸内气体的出口，辅助风缸用于为备用制动***提供辅助的气体压力。

制动缸口为制动缸气体的进出口，制动缸用于为列车提供制动气体压力。

排风口与大气相通，提供将大于大气压的气体排出的通道，以降低与之

连通通道的气体压力。

列车管口与辅助风缸口之间通过充气缩孔切换地连通和断开，在通常状态下，也即该分配阀不工作时，列车管口与辅助风缸口之间的空气缩孔打开，列车管口与辅助风缸口之间相连通，以列车管内压力维持辅助风缸中的压力；当列车管口与辅助风缸口之间的空气缩孔关闭时，断开列车管口与辅助风缸口之间的气体连通通路。

辅助风缸口与制动缸口之间通过进气阀口切换地连通和断开，在通常状态下，也即该分配阀不工作时，辅助风缸口与制动缸口间的进气阀口关闭，二者之间的气体不相连通；当辅助风缸口与制动缸口的进气阀口打开时，辅助风缸内气体通过进气阀口流入制动缸内，从而给制动缸提供压力气体，产生制动力。

制动缸口与排风口之间通过排气阀口切换地连通和断开，在通常状态下，也即该分配阀不工作时，制动缸口与排风口之间排气阀口打开，制动缸内的气体与大气相连通，制动缸不产生制动力；当二者之间的排气阀口关闭时，切断了制动缸与大气间的连通通路，制动缸内气体压力增大，产生制动力。

该分配阀根据列车管压力和辅助风缸内气体之间的压力差来控制其内部部件的动作，从而改变制动缸内气体的压力，进而改变制动力，该分配阀的结构简单、易于操作和检修。

在上述技术方案的基础上，下面将通过优选实施例进行详细介绍。

如图2所示，在本实施例中，该用于高速列车制动***的分配阀包括阀基体11，阀基体11上设置有列车管口12、辅助风缸口13、制动缸口14和排风口15。

列车管口12与辅助风缸口13之间通过充气缩孔101切换地连通和断开；辅助风缸口13与制动缸口14之间通过进气阀口103切换地连通和断开；制动缸口14与排风口15之间通过排气阀口102切换地连通和断开。

在本实施例中，在连通列车管口12和辅助风缸口13的第一腔体121中滑动设置有第一活塞16，充气缩孔101开设在第一腔体121的壁面上，第一活塞16在第一腔体121中滑动位置的改变切换地关闭和打开充气缩孔101。

由于制动缸与辅助风缸之间通过气体传递二者之间的压力变化，因此活塞两侧压力的变化可以改变活塞的位置，采用活塞作为控制充气缩孔的关闭与打开的方式，能使气体的作用力更加均匀，制作成本低低廉，当然也可以采用其他形式来控制充气缩孔的关闭与打开，例如，通过弹簧膜片的弹性伸缩来控制充气缩孔的关闭，不限于本实施例。

进一步的，连通制动缸口14的第二腔体122和连通辅助风缸口13的第三腔体123之间形成有通孔20；第三腔体123中滑动设置有第二活塞17，第二活塞17的端面与通孔20之间形成进气阀口103。

制动缸口与排风口之间的排气阀口，用于控制制动缸口与排风口之间的连通或断开，排气阀口的设置也可以采用多种方式，在本实施例中优选的是通过下述的方式形成排气阀口。

在第一活塞16上设置有垂直贯穿于第一活塞16的排气杆18，排气杆18设置有贯通的中空孔；排气杆18的一端密封地从第一腔体121伸出，与排风口15连通；排气杆18的另一端密封地伸入第二腔体122中，朝向第二活塞17设置，第一活塞16、排气杆18和第二活塞17沿同一直线运动；排气杆18另一端的中空孔与第二腔体122之间形成排气阀口102。通过该结构设计，使得第一活塞16的位置移动带动排气杆18的移动，排气杆18与第二活塞17端面之间的接触和分离能够控制排气阀口102的打开和关闭。

在上述实施例的基础上，在第一活塞16朝向列车管口12所在腔体的端面与阀基体11壁面之间设置有第一弹性支撑件131。第一弹性支撑件131对第一活塞16的弹性力方向可以与列车管口12所在腔体对第一活塞16的压力方向一致。

进一步的，在第二活塞17朝向第三腔体123的端面与阀基体11的壁面之间可以设置有第二弹性支撑件132；第二弹性支撑件132对第二活塞17的弹性力方向与第三腔体123对第二活塞17的压力方向一致。

通过设置上述的第一弹性支撑件和第二弹性支撑件，对第一活塞和第二活塞因两侧压力变化而产生移动起到缓冲的作用，避免当二活塞两侧压力突然变化时，活塞位置产生突然变化，进而造成制动缸内气体压力的突变，而引起制动力的突然变化，为保证列车的平稳制动起辅助作用。

第一弹性支撑件和第二弹性支撑件可采用多种方案，例如，可以是弹簧、弹性金属板成型件、弹性纤维杆成型件等，在本实施例中优选的是采用弹簧作为第一弹性支撑件和第二弹性支撑件。

第一弹性支撑件对第一活塞的弹性力方向可以与列车管口所在腔体对第一活塞的压力方向一致，或者也可以不一致。则对于第一活塞而言，左侧是辅助风缸内的压力，右侧是弹性力和列车管压力。通过控制弹性力的大小，可以使列车管压力略大于辅助风缸内的压力时，由列车管向辅助风缸供气。

在上述实施例的基础上，进一步的，在第二活塞17背离第二腔体122的一侧形成与第三腔体123隔离的第四腔体124，将第四腔体124与第二腔体122相互密封隔离，且第四腔体124与第三腔体123相连通，可以在第四腔体124由于第二活塞17的移动挤压而缩小体积时，保证第四腔体124的压力不会显著增加。或者采用下面的方式：在第二活塞17上设置有通气孔19，第二腔体122与第四腔体124通过通气孔19导通，该方式是通过第四腔体124与第二腔体122的连通保证第四腔体124不会在体积缩小时压力迅速上升。

上述方案的目的是，当第二活塞向第四腔体侧移动时，第四腔体内气体因压缩而对第二活塞产生运动阻力，因此将第四腔体与第三腔体相连通，或者通过通气孔将第四腔体与第二腔体相连通，可将第四腔体的气体排出，从而使第二活塞移动时均匀受力，使活塞的移动位置更加精确。

在实际应用中，在第一活塞与阀基体、第二活塞与阀基体、排气杆与阀基体连接的部位均设置有密封件，以保证各部件移动过程中的气密性，该密封件可以为多种形式，例如，可以是密封圈、橡胶垫，不限于本实施例。

由上述技术方案可知，本发明提供的用于高速列车制动***的分配阀结构简单，体积小巧，因此使用时安装方便、易于维护和检修，并且该分配阀工作可靠性高、动作响应时间短、反应灵敏，因此完全能够满足高速列车特别是动车组的备用制动***对分配阀的技术要求。

当列车需要制动时，分配阀在制动状态下工作，当列车解除或者减弱制动作用时，分配阀在缓解状态下工作。所以，分配阀具有两种工作状态，即制动状态和缓解状态，以下分别介绍该两种情况下分配阀的工作过程。

第一、制动状态。

当列车需要制动时，人为或外力控制列车管压力降低，例如人为对列车管放气，此时，第一活塞位于列车管口所在腔体中的端面，即右端面一侧的气体压力减小，由于第一活塞平衡时与充气缩孔邻近，所以当右端面压力下降时，第一活塞会在辅助风缸气体压力的作用下，克服列车管压力和第一弹性支撑件的作用力向右移动，关闭充气缩孔，列车管内气体不再给辅助风缸供风。

当列车管压力进一步降低，活塞将继续向右移动，此时，排气杆的一端与第二活塞接触，从而关闭排气阀口，关闭制动缸与大气之间的连通通路，制动缸内气体不再从排风口排出。

同时，排气杆将推动第二活塞并克服第二弹性支撑件的作用力，打开进气阀口，进而，辅助风缸内气体通过进气阀口向制动缸供风，制动缸内气体压力增加，从而给列车提供制动力。

当辅助风缸向制动缸供风后，辅助风缸的压力会逐渐下降，第一活塞和第二活塞都将随之向左移动，最终关闭进气阀口，此时辅助风缸的压力不再下降，第一活塞将处于动态平衡位置，排气阀口仍然关闭，制动缸压力既不再增大也不减小，制动力不再发生变化。

当需要增加制动力时，列车管压力会继续向下减压，第一活塞将打破目前的受力平衡状态，开始向右移动，再次打开进气阀口，辅助风缸再向制动缸供风，从而增加一定的制动力。辅助风缸和制动缸内的压力再次接近后，使得第二活塞左移，关闭进气阀口。

辅助风缸向制动缸供气以提高制动力的过程为一动态过程，在此过程中，由第一活塞推动第二活塞右移，开启进气阀口，使得辅助风缸内压力下降，制动缸内压力上升，也就是连通辅助风缸的第二腔体压力下降，连通制动缸的第三腔体压力上升，且同时第一活塞左侧连通辅助风缸的腔体压力下降。经过上述压力变化后，第一活塞和第二活塞都向左移动至恰好关闭进气阀口。由于进气阀口关闭后各腔体内压力不再变化，所以第一活塞不会再向左移动，也就是排气阀口不会打开。

第二、缓解状态

当列车解除或者减弱制动作用，在缓解状态运行时，列车管压力将上升，第一活塞将打破受力平衡状态，向左移动，立即打开排气阀口，制动缸内气体通过排风口排向大气。

由于此时第一活塞右端的列车管压力上升，而第一活塞左端的辅助风缸压力没有变化，因此第一活塞将保持打开排气阀口的状态，且进气阀口不会打开，制动缸压力将一次缓解到零。

当第一活塞继续移动到左端后，将打开充气缩孔，第一腔体将再次通过充气缩孔向辅助风缸供风。分配阀内各部件回到最初的状态。

本发明提供的用于高速列车制动***的分配阀可适用一种高速列车的制动***，该制动***包括制动缸、辅助风缸和列车管，还包括本发明实施例提供的分配阀，列车管口与列车管连通，辅助风缸口与辅助风缸相连，制动缸口与制动缸相连，排风口与大气连通。

当该制动***作为备用制动***使用时，该列车管口优选是与救援机车的列车管相连通。

本发明提供的用于高速列车制动***的分配阀主要用于高速列车的制动***中，作为高速列车的制动***或者作为备用制动***，在作为备用***时用于列车的回送和救援中，使救援机车与被救援车同步运行，并保证被救援列车的有效制动。

由于目前我国国内既有线机车和客车基本上是采用一次缓解的制动机，而本发明提供的分配阀，能够产生阶段制动和一次缓解作用，因此能够能适应高速列车对备用制动***的要求，实现备用制动***与国内既有线上采用的制动***完全兼容。

列车备用制动***主要用于列车的回送和救援的情况，当列车需要回送和救援时，将救援机车与被救援的列车连接，由救援机车牵引被救援列车，使救援机车与被救援车同步运行。

在救援途中，当需要制动时，通过备用制动***对被救援列车进行制动。分配阀作为备用制动***中的关键部件完成被救援列车列车管减压到制动缸升压之间的转化，通过制动缸产生制动力对被救援列车进行制动。

本发明的用于高速列车制动***的分配阀尤其适用于高速列车，例如动车组的制动***，本发明实施例提供的用于高速列车制动***的分配阀的阀基体通过法兰盘连接在车体上，采用板装法兰面安装设计，与其它气动部件集成为制动***气动模块，以方便安装和检修。

当高速列车的制动***作为备用制动***使用时，该列车管口优选是与救援机车的列车管相连通。上述高速列车简化了备用制动***的结构，在列车需要回送和救援时，能与救援机车相配合完成救援任务，顺利到达目的地。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于高速列车制动***的分配阀，其特征在于：

包括阀基体，所述阀基体上设置有列车管口、辅助风缸口、制动缸口和排风口；

所述列车管口与所述辅助风缸口之间通过充气缩孔切换地连通和断开；

所述辅助风缸口与所述制动缸口之间通过进气阀口切换地连通和断开；

所述制动缸口与所述排风口之间通过排气阀口切换地连通和断开；

连通所述列车管口和辅助风缸口的第一腔体中滑动设置有第一活塞，所述充气缩孔开设在所述第一腔体的壁面上，所述第一活塞在所述第一腔体中滑动位置的改变切换地关闭和打开所述充气缩孔；

连通所述制动缸口的第二腔体和连通所述辅助风缸口的第三腔体之间形成有通孔；所述第三腔体中滑动设置有第二活塞，所述第二活塞的端面与所述通孔之间形成所述进气阀口；

所述第一活塞上设置有垂直贯穿于所述第一活塞的排气杆，所述排气杆中设置有贯通的中空孔；所述排气杆的一端密封地从所述第一腔体伸出，与所述排风口连通；所述排气杆的另一端密封地伸入所述第二腔体中，朝向所述第二活塞设置，所述第一活塞、排气杆和第二活塞沿同一直线运动；所述排气杆另一端的中空孔与所述第二腔体之间形成所述排气阀口。

2.根据权利要求1所述的用于高速列车制动***的分配阀，其特征在于：

所述第一活塞朝向所述列车管口所在腔体的端面与阀基体壁面之间设置有第一弹性支撑件。

3.根据权利要求2所述的用于高速列车制动***的分配阀，其特征在于：

所述第一弹性支撑件对第一活塞的弹性力方向与所述列车管口所在腔体对第一活塞的压力方向一致。

4.根据权利要求1所述的用于高速列车制动***的分配阀，其特征在于：

所述第二活塞背离所述第二腔体的一侧形成与第三腔体隔离的第四腔体；

所述第二活塞上设置有通气孔，所述第二腔体与所述第四腔体通过通气孔导通。

5.根据权利要求1所述的用于高速列车制动***的分配阀，其特征在于：

所述第二活塞背离所述第二腔体的一侧形成第四腔体；

所述第四腔体与所述第二腔体相互密封隔离，且所述第四腔体与第三腔体相连通。

6.根据权利要求1所述的用于高速列车制动***的分配阀，其特征在于：

所述第二活塞朝向所述第三腔体的端面与所述阀基体的壁面之间设置有第二弹性支撑件；

所述第二弹性支撑件对第二活塞的弹性力方向与所述第三腔体对第二活塞的压力方向一致。

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