CN109278732A - 抗冻型多功能紧急制动阀以及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的抗冻型多功能紧急制动阀，包括阀体，所述阀体内自上而下的设置有增压控制腔、主控制腔与制动腔，所述增压控制腔与主控制腔之间设置有隔板。本发明通过结构的改进，增大了主活塞以及增压活塞的复位力，即使增压控制腔与主控制腔中存在一定的冰量，也能将冰打碎，完成顺利的复位，可以有效的解决寒冷天气对制动阀造成的负面作用，确保行车安全；本发明可以对增压控制腔的增压效果进行调整，也可以对主活塞的复位力进行调整，使用非常灵活，可以根据外界情况进行调整。

Description

抗冻型多功能紧急制动阀以及使用方法

技术领域

本发明涉及汽车紧急制动阀技术领域，尤其涉及一种抗冻型多功能紧急制动阀以及使用方法。

背景技术

随着汽车制造业和交通运输业的日益发展，对机动车用尤其是牵引挂车用制动阀的技术要求也越来越高，它直接关系到行车安全，在公知技术中，机动车牵引挂车紧急制动阀主要是由阀座、阀盖、阀芯组成的单个或多个控制腔室控制的紧急制动阀，较为先进的紧急制动阀具有变比例的调节方式，但是均为固定比例的调节，使用受到限制，不够灵活，后来本公司在公开号为“CN207523683U”的发明专利说明书中公开了“多功能调节紧急制动阀”(公开日为2018.06.22)，该专利中通过结构的改进实现了无极的比例调节方式，但是其的使用条件同时受到了一定的限制，如果在寒冷的地区，其增压控制腔与主控制腔中进入带有湿气的空气后，容易结冰，而其仅仅依靠一个回位弹簧进行各个零件的复位，容易发生复位力不足的情况，影响相关部件的正常活动，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供抗冻型多功能紧急制动阀，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：抗冻型多功能紧急制动阀，包括阀体，所述阀体内自上而下的设置有增压控制腔、主控制腔与制动腔，所述增压控制腔与主控制腔之间设置有隔板；

所述阀体的侧壁上设置有充气口、制动输出口、第一控制进气口与第二控制进气口；

所述制动输出口与所述制动腔的下部连通，所述第一控制进气口与所述主控制腔连通，所述第二控制进气口与所述增压控制腔的上部连通；

所述增压控制腔内可上下密封滑动的设置有增压活塞，增压活塞的中部固定设置有中空套，所述阀体的顶部设置有开孔，所述中空套的顶部穿过开孔延伸至所述阀体的外侧，中空套与所述开孔为密封滑动配合，所述中空套的顶部通过螺纹结构旋拧有第一锁紧调整螺母，第一锁紧调整螺母与阀体之间设置有第一调节弹簧,该弹簧兼具有强力回位的作用；

所述隔板上配合所述中空套设置有向下延伸的导向套，所述制动腔内可上下密封滑动的设置有主活塞，主活塞的顶部设置有插接槽，所述导向套可上下密封滑动的插接在所述插接槽中，所述中空套的底部穿过导向套并且抵靠在所述插接槽中；

所述中空套中活动插接有连接杆，所述主活塞上配合所述连接杆设置有安装孔，所述连接杆的底端设置有与主活塞相配合的限位块，所述连接杆的顶部延伸出中空套的顶端，连接杆的上部通过螺纹结构旋拧有第二锁紧调整螺母，第二锁紧调整螺母与中空套之间设置有第二调节弹簧；

所述主活塞的顶部、导向套的外侧壁、隔板的底部与阀体的内壁四者围合形成所述主控制腔；

所述制动腔的下部连通设置有开闭腔，开闭腔的侧面连通设置有气源接口，开闭腔的底部固定设置有阀芯支架，阀芯支架内可上下密封滑动的设置有阀芯，阀芯位于所述主活塞的正下方，阀芯与阀芯支架之间设置有顶紧弹簧，顶紧弹簧向上推动阀芯使得阀芯抵靠在制动腔与开闭腔连通处的阶梯台上，从而阻断所述制动腔与气源接口的连通；

所述开闭腔与所述充气口相连通，且在二者的连接通道上设置有单向阀结构。

进一步，所述增压控制腔所处的阀体侧壁上设置有第一排气孔。

进一步，所述制动腔所处的阀体侧壁上设置有第二排气孔。

进一步，所述阀体的顶部通过螺纹结构可拆卸的设置有防护帽。

进一步，所述主控制腔B和/或制动腔C内设置有隔套，所述主活塞和/或制动腔增压活塞分别可上下密封滑动的设置在各自的隔套内。

一种上述的抗冻型多功能紧急制动阀的使用方法，包括如下步骤：

(1)在初始的状态下，压力源通过充气口向内补充压缩气体，压缩气体向下推动单向阀，塔簧被压缩，压力气体经过单向阀与阀体之间的间隙进入到开闭腔中，随后通过气源接口排入到储气罐中，完成压缩气体的存储工作，为提供制动的压力气体做准备；

(2)通过脚踏等刹车方式控制压力气体进入第一控制进气口与第二控制进气口中，二者之间的气量可以通过竖直通道互相补充，保证压力的充足，一部分压缩气体进入到主控制腔中，给予主活塞一个向下运动的压力，当该压力克服阻力之后，主活塞向下移动，第一调节弹簧与第二调节弹簧处于压缩的状态，并且向下推动阀芯，阀芯向下移动之后与阀体之间形成可供储气罐中的压缩气体释放出来的间隙，储气罐中的压缩气体依次经过气源接口、开闭腔、制动腔以及制动输出口进入到制动管路中，进而完成刹车动作，之后在各个弹力件的作用下，所有部件进行复位，为下一个刹车动作做准备。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明通过结构的改进，增大了主活塞以及增压活塞的复位力，使得调整弹簧在制动解除时兼备具有了强力回位功能,即使增压控制腔与主控制腔中存在一定的冰量，由于调整弹簧的超强弹力,也能冲破冰冻的重重阻力,将冰打碎，完成顺利的复位，可以有效的解决寒冷天气对制动阀造成的负面作用，确保行车安全；本发明可以对增压控制腔的增压效果进行调整，也可以对主活塞的复位力进行调整，使用非常灵活，可以根据外界情况进行调整。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例所述的抗冻型多功能紧急制动阀，包括阀体1，阀体1内自上而下的设置有增压控制腔A、主控制腔B与制动腔C，增压控制腔A与主控制腔B之间设置有隔板2；

阀体1的侧壁上设置有充气口3、制动输出口4、第一控制进气口5与第二控制进气口6，第一控制进气口5与第二控制进气口6通过竖直通道24互相连通；

制动输出口4与制动腔C的下部连通，第一控制进气口5与主控制腔B连通，第二控制进气口6与增压控制腔A的上部连通；

增压控制腔A内可上下密封滑动的设置有增压活塞7，增压活塞7的中部固定设置有中空套8，中空套8上设置有台阶结构，增压活塞7的顶部抵靠在台阶结构上，并且通过中空套8上旋拧的螺母对增压活塞7的位置进行锁定，中空套8与增压活塞7采用分体式的结构，便于制作以及拆装，阀体1的顶部设置有开孔，中空套8的顶部穿过开孔延伸至阀体1的外侧，中空套8与开孔为密封滑动配合，中空套8的顶部通过螺纹结构旋拧有第一锁紧调整螺母9，第一锁紧调整螺母9与阀体1之间设置有第一调节弹簧10；

隔板2上配合中空套8设置有向下延伸的导向套2a，制动腔C内可上下密封滑动的设置有主活塞11，主活塞11的顶部设置有插接槽11a，导向套2a可上下密封滑动的插接在插接槽11a中，中空套8的底部穿过导向套2a并且抵靠在插接槽11a中；

中空套8中活动插接有连接杆12，主活塞11上配合连接杆12设置有安装孔，连接杆12的底端设置有与主活塞11相配合的限位块12a，连接杆12的顶部延伸出中空套8的顶端，连接杆12的上部通过螺纹结构旋拧有第二锁紧调整螺母13，第二锁紧调整螺母13与中空套8之间设置有第二调节弹簧14；

主活塞11的顶部、导向套2a的外侧壁、隔板2的底部与阀体1的内壁四者围合形成主控制腔B；

制动腔C的下部连通设置有开闭腔D，开闭腔D的侧面连通设置有气源接口15，优选的，气源接口15设置有三个，三个气源接口15分别位于阀体1外侧的不同侧壁上，保证气体流通的速率以及稳定性，开闭腔D的底部固定设置有阀芯支架16，阀芯支架16内可上下密封滑动的设置有阀芯17，阀芯17位于主活塞11的正下方，阀芯17与阀芯支架16之间设置有顶紧弹簧18，顶紧弹簧18向上推动阀芯17使得阀芯17抵靠在制动腔C与开闭腔D连通处的阶梯台19上，从而阻断制动腔C与气源接口15的连通；

增压控制腔A所处的阀体1侧壁上设置有第一排气孔20。

制动腔C所处的阀体1侧壁上设置有第二排气孔21。

开闭腔D与充气口3相连通，且在二者的连接通道上设置有单向阀结构，单向阀结构包括单向阀22与塔簧23，优选的，塔簧23的下方设置有丝堵，可以实现单向阀结构的快速拆装，便于检修。

制动输出口4设置有多个，优选的，制动输出口4设置有6个，6个制动输出口4两两的排布于阀体1的三个不同侧壁上。

阀体1的顶部通过螺纹结构可拆卸的设置有防护帽27，防护帽27将第一调节弹簧10、第一锁紧调整螺母9、中空套8、连接杆12、第二调节弹簧14以及第二锁紧调整螺母13套装在内部，起到防护的作用，延长使用寿命。

本发明的工作原理为：

在初始的状态下，压力源通过充气口3向内补充压缩气体，压缩气体向下推动单向阀22，塔簧23被压缩，压力气体经过单向阀22与阀体1之间的间隙进入到开闭腔D中，随后通过气源接口15排入到储气罐中，完成压缩气体的存储工作，为提供制动的压力气体做准备。

通过脚踏等刹车方式控制压力气体进入第一控制进气口5与第二控制进气口6中，二者之间的气量可以通过竖直通道24互相补充，保证压力的充足，一部分压缩气体进入到主控制腔B中，给予主活塞11一个向下运动的压力，当该压力克服阻力之后，主活塞11向下移动，待制动腔C的制动压力达到一定值时,第一调节弹簧10与第二调节弹簧14处于被继续压缩的状态，随着控制压力的增加，来自于增压活塞7的压力克服了调整弹簧的阻力，该力作用在中空套8上，并叠加在主活塞11上，主活塞11继续作用在阀芯17上，并继续向下推动阀芯17，阀芯17向下移动之后与阀体1之间形成可供储气罐中的压缩气体释放出来的间隙，储气罐中的压缩气体依次经过气源接口15、开闭腔D、制动腔C以及制动输出口4进入到制动管路中，进而完成刹车动作，之后在各个弹力件的作用下，所有部件进行复位，在复位的过程中，第一调节弹簧10与第二调节弹簧14对主活塞11以及增压活塞7起到一个向上的强制牵拉作用，由于调整弹簧提供的复位力远远的大于现有技术中回位簧的弹力，所以大大的提高了主活塞11以及增压活塞7的复位力，即使增压控制腔A与主控制腔B中存在一定的冰量，也能将冰打碎，完成顺利的复位，可以有效的解决寒冷天气对制动阀造成的负面作用，确保行车安全。

当储气罐中的气体压强不足的时候，再次进行充气工作。

在上述的使用过程中，可以通过转动第一锁紧调整螺母9来控制增压控制腔A所提供的增压效果：当向下旋拧第一锁紧调整螺母9的时候，由于第一调节弹簧10的反作用力，会带动增压活塞7与主活塞11向上移动，进而通过第二调节弹簧14与连接杆12带动主活塞11向上移动，即主活塞11距离阀芯17的距离增大，这就意味着在相同的状况下，如果想要使得阀芯17的打开的状态与调节之前，需要提供压力更大的压缩气体，所以在同等压强的压缩气体的条件下，阀芯17被打开的程度便减小了，即阀芯17与阀体之间形成的可供储气罐中的压缩气体出来的间隙就变小了，所以储气罐中所提供到制动管路中的压力就减小了，相当于削弱了制动效果,也可以理解为:螺母向下旋,由于调整弹簧的张力增大,相同压力的情况下，增压活塞需要克服弹簧的张力，所以增压活塞叠加在主活塞上的力就相应减小,再所以制动腔C的制动输出气压就低；反之，当向上旋拧第一锁紧调整螺母9的时候，储气罐中所提供到制动管路中的压力就增大，加强了制动效果，并且上述过程由于是直接通过螺纹结构进行调节的，它是调节增压活塞7施加于主活塞11的压力，由于这个压力是随着压力的增加而不断变化的且没有一个可以固定的值，且这个值随着制动压力的升高，也在倍数升高，没有定数，即制动输出端的制动压力与制动输入端的压力随着制动压力的增加不是一个定数值的倍数，而是一个增加变化的值。制动压力越大，制动控制腔与制动腔的比值越大。所以实现了无极调节，也即无极变压，非常方便、实用，即通过调节第一锁紧调整螺母9的位置，可以用来直接的实现增压控制腔A的增压效果的控制，当第一锁紧调整螺母9旋拧至底部的时候，增压效果最差，甚至当第一调节弹簧10完全被压到最小行程之后，增压控制腔A便完全失去了增加的效果，当然，当第一锁紧调整螺母9旋拧至顶部，即将第一调节弹簧10释放到最大行程之后，增压控制腔A的增加效果最好。

由于我国幅员辽阔，存在着很大的地区差异，在长江以南的广大区域运营的车辆，不到北方，可以省去第二调整弹簧14、第二锁紧螺母13、连接杆12，不仅适应了地区的气候特点，而且可以降低使用成本。

除上述调整之外，还可以通过调整第二锁紧调整螺母13的位置来直接实现主活塞11的状态调整：当向下旋拧第二锁紧调整螺母13的时候，由于连接杆12的限制作用，第二调节弹簧14被压缩，这时候虽然对主活塞11的位置没有改变，但是增加了第二调节弹簧14对其施加的预紧力，即需要更大的压力才能够使得主活塞11牵拉着连接杆12相对于中空套8向下滑动，但是在制动过程结束之后，第二调节弹簧14会以更大的弹力将主活塞11拉回原位，这样就可以根据寒冷的天气情况，来进行第二锁紧螺母13的位置调节，保证第二调节弹簧14有足够的弹力将主活塞11在主控制腔B中结冰的前提下顺利的拉回原位，保证各个部件的正常工作。

通过上述的描述可以知道，本发明可以对增压控制腔A的增压效果进行调整，也可以对主活塞11的回位源动力进行调整，使用非常灵活。

图中可以看出，由于主控制腔B的横截面积大于制动腔C的横截面积(即主活塞11的上下两个面的面积),所以在供气的平衡状态时，由于F＝PS，所以在制动腔C所产生的压缩空气的气压值大于主控制腔B的气压值，即制动腔C的气压值是主控制腔B气压值的一定倍数，该倍数为主控制腔B的横截面积除以制动腔C的横截面积的比值,所以本发明根据路况和车辆的情况即使不使用增压控制腔A，同样也有越前制动的功能。

主控制腔B和/或制动腔C内设置有隔套(为未示出)，隔套为环形，其外侧分别于主控制腔B或者制动腔C的内壁配合，主活塞和/或制动腔增压活塞分别可上下密封滑动的设置在各自的隔套内，即只在主控制腔B中设置隔套，或者只在制动腔C中设置隔套，或者同时在主控制腔B与制动腔C中设置隔套；隔套采用密封圈密封，容易想到的是，在增压控制腔A控制面积一定的情况下，通过改变主控制腔B的工作面积和制动腔C的工作面积，可以起到增加制动或减少制动比例的作用，使C腔的制动气压更适合制动需求，更有制动脚感和节省制动时脚踏制动踏板的力，使制动更轻便有力。

最后，阀体1的底部设置有紧急制动机构，本发明为在现有技术上的结构改进，故紧急制动机构与现有技术相同，在此做简要说明，紧急制动机构包括密封滑动设置在阀体1上的具有上下开口的滑动架25，滑动架25的内侧围合形成上述的开闭腔D，阀芯支架19固定设置在滑动架25的内腔下部，滑动架25的侧壁上设置有分别与单向阀结构、气源接口15相连通的孔，阀体1上固定设置有用于限制滑动架25向下位移的带孔的挡板26，在一个制动工作流程内，在结束后，各个部件归位之后，主活塞11向上移动，其与阀芯17之间形成间隙，阀芯17上设置有过孔17a，制动管路上及制动元件上残留的压力气体倒流回制动腔C中，然后顺着主活塞11与阀芯17之间的间隙流到过孔17a中，然后经挡板26上的孔排入大气中，上述过程为正常的卸气过程。

紧急制动原理为：在一般状态下，由于充气口3上存有压缩空气，该压力顶开单向阀22的同时，有部分压缩空气进入到滑动架25的上方，该空气作用在阀体1与滑动架25之间，并产生了压强，由于滑动架25上方的面积大于滑动架25下方的面积，滑动架25下移，会通过推动滑动架25的阶梯结构，使得滑动架25向下移动，并且压缩滑动架25底部的紧急制动弹簧(未示出)，并且抵靠在挡板26上，即充气口3处的压力与储气罐中的压力处于平衡状态，当充气管路断开，即当紧急制动的时候，充气口3处的压缩空气消失，此处的压强为0，开闭腔D的压缩空气在滑动架下方的挡板26上，滑动架25在压强作用力及紧急制动弹簧张力的作用下上移，当移动到阀芯和主活塞11接触上时，阀芯静止，阀芯与主活塞11的工作面紧密接触，关闭了阀芯17a，再克服顶紧弹簧18的张力，滑动支架25继续上移，阀芯17和滑动支架25的距离增大，压缩空气从储气罐中出来，经过气源接口15以及阀芯17和滑动支架25产生的缝隙到达C腔，再经制动输出口4进入制动管路最后到达制动元件，完成紧急制动。

紧急制动的相关结构以及原理均在“CN207523683U”的实用新型专利说明书中公开了。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.抗冻型多功能紧急制动阀，包括阀体，其特征在于，所述阀体内自上而下的设置有增压控制腔、主控制腔与制动腔，所述增压控制腔与主控制腔之间设置有隔板；

所述阀体的侧壁上设置有充气口、制动输出口、第一控制进气口与第二控制进气口；

所述制动输出口与所述制动腔的下部连通，所述第一控制进气口与所述主控制腔连通，所述第二控制进气口与所述增压控制腔的上部连通；

所述增压控制腔内可上下密封滑动的设置有增压活塞，增压活塞的中部固定设置有中空套，所述阀体的顶部设置有开孔，所述中空套的顶部穿过开孔延伸至所述阀体的外侧，中空套与所述开孔为密封滑动配合，所述中空套的顶部通过螺纹结构旋拧有第一锁紧调整螺母，第一锁紧调整螺母与阀体之间设置有第一调节弹簧；

所述隔板上配合所述中空套设置有向下延伸的导向套，所述制动腔内可上下密封滑动的设置有主活塞，主活塞的顶部设置有插接槽，所述导向套可上下密封滑动的插接在所述插接槽中，所述中空套的底部穿过导向套并且抵靠在所述插接槽中；

所述中空套中活动插接有连接杆，所述主活塞上配合所述连接杆设置有安装孔，所述连接杆的底端设置有与主活塞相配合的限位块，所述连接杆的顶部延伸出中空套的顶端，连接杆的上部通过螺纹结构旋拧有第二锁紧调整螺母，第二锁紧调整螺母与中空套之间设置有第二调节弹簧；

所述主活塞的顶部、导向套的外侧壁、隔板的底部与阀体的内壁四者围合形成所述主控制腔；

所述制动腔的下部连通设置有开闭腔，开闭腔的侧面连通设置有气源接口，开闭腔的底部固定设置有阀芯支架，阀芯支架内可上下密封滑动的设置有阀芯，阀芯位于所述主活塞的正下方，阀芯与阀芯支架之间设置有顶紧弹簧，顶紧弹簧向上推动阀芯使得阀芯抵靠在制动腔与开闭腔连通处的阶梯台上，从而阻断所述制动腔与气源接口的连通；

所述开闭腔与所述充气口相连通，且在二者的连接通道上设置有单向阀结构。

2.根据权利要求1所述的抗冻型多功能紧急制动阀，其特征在于，所述增压控制腔所处的阀体侧壁上设置有第一排气孔。

3.根据权利要求1所述的抗冻型多功能紧急制动阀，其特征在于，所述制动腔所处的阀体侧壁上设置有第二排气孔。

4.根据权利要求1所述的抗冻型多功能紧急制动阀，其特征在于，所述阀体的顶部通过螺纹结构可拆卸的设置有防护帽。

5.根据权利要求1所述的抗冻型多功能紧急制动阀，其特征在于，所述主控制腔B和/或制动腔C内设置有隔套，所述主活塞和/或制动腔增压活塞分别可上下密封滑动的设置在各自的隔套内。

6.一种权利要求1-5任意一项所述的抗冻型多功能紧急制动阀的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在初始的状态下，压力源通过充气口向内补充压缩气体，压缩气体向下推动单向阀，塔簧被压缩，压力气体经过单向阀与阀体之间的间隙进入到开闭腔中，随后通过气源接口排入到储气罐中，完成压缩气体的存储工作，为提供制动的压力气体做准备；

(2)通过脚踏等刹车方式控制压力气体进入第一控制进气口与第二控制进气口中，二者之间的气量可以通过竖直通道互相补充，保证压力的充足，一部分压缩气体进入到主控制腔中，给予主活塞一个向下运动的压力，当该压力克服阻力之后，主活塞向下移动，第一调节弹簧与第二调节弹簧处于压缩的状态，并且向下推动阀芯，阀芯向下移动之后与阀体之间形成可供储气罐中的压缩气体释放出来的间隙，储气罐中的压缩气体依次经过气源接口、开闭腔、制动腔以及制动输出口进入到制动管路中，进而完成刹车动作，之后在各个弹力件的作用下，所有部件进行复位，为下一个刹车动作做准备。