CN112441058B - 一种三管路空气制动*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三管路空气制动***，其包括空气压缩模块、控制模块以及制动模块，控制模块包括第一控制阀、与第一控制阀相连接的行车制动阀以及第一继气阀，第一控制阀与外设的PLC控制器相连接；第一继气阀和行车制动阀均与空气压缩模块相连通，且第一继气阀与空气压缩模块之间连接有第二继气阀，第二继气阀与制动模块相连通；第二继气阀连接有驻车制动阀，驻车制动阀与空气压缩模块相连通；第一继气阀和第二继气阀均与一气控截止阀相连通，气控截止阀连接于制动模块。本发明具有能够在机车出现故障时实现机车的自动制动，从而保证机车的行车安全的效果。

Description

一种三管路空气制动***
技术领域
本发明涉及机车空气制动***的技术领域，尤其是涉及一种三管路空气制动***。
背景技术
目前机车是日常生活中常用的交通工具。机车的制动是通过制动***来完成的。制动***是指使运行中的机车、车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。制动的一般原理是在机器的高速轴上固定一个刹车轮或刹车盘，在机座上安装与之相适应的闸瓦、带或盘，在外力作用下使之产生制动力矩，而机车的制动***对机车的行车安全具有重要意义。
现有的机车制动***包括盘刹和鼓刹还有气刹车等，而这些制动***均需要人工进行手动操作，当出现紧急故障而使工作人员来不及反应操作时，将会造成严重事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种三管路空气制动***，能够在机车出现故障时实现机车的自动制动，从而保证机车的行车安全。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种三管路空气制动***，包括空气压缩模块、与空气压缩模块相连接的控制模块以及分别与空气压缩模块和控制***相连接的制动模块，所述制动模块与机车闸瓦相连接；所述控制模块包括第一控制阀、制动出气口与第一控制阀的进气口相连接的行车制动阀以及操作气源进气口与第一控制阀的工作口相连接的第一继气阀，所述第一控制阀与外设的PLC控制器相连接；所述第一继气阀的充气接头进气口和行车制动阀的操作气源进气口均与空气压缩模块相连通，且第一继气阀的充气接头进气口与空气压缩模块之间连接有第二继气阀，所述第二继气阀的制动出气口与制动模块相连通，所述第二继气阀的充气接头进气口与空气压缩模块相连通；所述第二继气阀的操作气源进气口连接有驻车制动阀，所述驻车制动阀的操作气源进气口与空气压缩模块相连通，所述驻车制动阀的制动出气口与第二继气阀相连通；所述第一继气阀的制动出气口连接于一气控截止阀的充气接头进气口，所述第二继气阀的动作出气口连接于气控截止阀的操作气源进气口，所述气控截止阀的制动出气口连接于制动模块；所述驻车制动阀通过第二继气阀控制制动模块动作，使闸瓦将机车车轮抱紧实现制动；所述行车制动阀通过第一继气阀控制气控截止阀动作，气控截止阀带动制动模块动作，使闸瓦解除对机车车轮的抱紧。
通过采用上述技术方案，当机车无故障时，PLC控制第一控制阀的进气口打开，使第一控制阀正常通气，当需要对机车进行制动时，手动转动驻车制动阀，若此时行车制动阀关闭，则空气压缩模块内的空气经第二继气阀进入制动模块实现对机车的制动；若此时行车制动阀打开，则空气压缩模块内的空气经第二继气阀分别进入制动模块和气控截止阀内，随后气控截止阀受压关闭，从而避免使机车解除行车状态，随后制动模块对机车制动；
当需要解除制动使机车正常行车时，打开行车制动阀，并关闭驻车制动阀，使空气压缩模块的空气依次经行车制动阀和第一继气阀进入气控截止阀，随后通过压缩空气经气控截止阀进入制动模块，使制动模块对机车的制动实现缓解，从而机车能够正常运行；
当机车在行车过程中出现故障时，PLC控制第一控制阀关闭，从而使行车制动阀的空气不能正常传输而使压缩空气直接经第二继气阀进入制动模块，从而使制动对机车进行紧急制动，保证机车运行安全；通过设置于外设PLC相连接的第一控制阀，能够实现机车运行的自动化控制，同时能够在机车故障时实现自动紧急制动，提高而机车运行的安全性。
本发明进一步设置为：所述控制模块还包括与后一机车相连接的后车控制单元，所述后车控制单元包括向后一机车供气的后车供气单元、控制后一机车驻车的后车驻车控制单元以及控制后一机车行车的后车行车控制单元，所述后车供气单元与空气压缩模块管连接，并分别设有前接口和后接口，所述前接口和后接口的出气口处均设有控制球阀；所述控制球阀打开时，压缩空气经控制球阀进入后一机车。
通过采用上述技术方案，当控制球阀打开时，压缩空气经控制球阀进入后一机车，实现对后一机车的供气。
本发明进一步设置为：所述后车驻车控制单元连接于驻车制动阀与第二继气阀之间，并设有前驻车接口和后驻车接口，所述前驻车接口和后驻车接口的出气口处均设有驻车球阀；所述后车行车控制单元连接于第一控制阀与第一继气阀之间，并设有前行车接口和后车接口，所述前行车接口和后车接口的出气口处均设有行车球阀。
通过采用上述技术方案，当驻车球阀打开时，空气经驻车球阀进入后一机车的控制模块，实现对后一机车的制动；当行车球阀打开时，空气经行车球阀进入后一机车的控制模块，解除对后一机车的驻车状态，使后一机车正常行车。
本发明进一步设置为：所述制动模块包括与气控截止阀相连通的快排阀以及与快排阀相连通的双作用制动气缸，所述双作用制动气缸包括相互连通的有杆腔和无杆腔，所述无杆腔与第二继气阀的制动出气口相连接；所述有杆腔和无杆腔均与快排阀相连通，所述有杆腔内设有活塞杆，所述活塞杆远离无杆腔的端部与机车闸瓦相连接；所述活塞杆上套设有弹簧，所述弹簧一端固定在有杆腔内；当无杆腔内有空气而有杆腔内没有空气时，所述无杆腔内的空气驱动活塞杆伸出有杆腔并使机车解除制动。
通过采用上述技术方案，无杆腔和有杆腔内均无空气时，活塞杆受压向无杆腔动作，活塞杆带动机车闸瓦动作而使机车闸瓦将机车车轮抱紧，实现对机车的制动；当压缩空气经气控截止阀进入快排阀后，快排阀向无杆腔内供气，空气驱动活塞杆克服弹簧弹力而伸出有杆腔外，使机车闸瓦远离车轮，从而使机车的制动解除，随后机车正常运行；当压缩空气从无杆腔进入有杆腔而使无杆腔重新进入无气状态时，弹簧重新带动活塞杆收缩，从而实现制动的复位。
本发明进一步设置为：所述空气压缩模块包括压气机以及与压气机相联通的若干气缸，所述气缸设有安全阀以及维持气缸内压力的压力控制装置，所述气缸通过气源两联件分别与控制模块和制动模块相通。
通过采用上述技术方案，安全阀和压力控制装置能够保证气缸内的气压始终趁处于安全状态，避免气缸内气压过大或过小而影响压缩的正常输送。
本发明进一步设置为：所述气源两联件连接有动作警示装置，所述气源两联件工作时动作警示装置发出警示信号。
通过采用上述技术方案，警示信号能够提示工作人员机车的工作状态，从而使工作人员能够及时离开机车，避免出现安全事故。
本发明进一步设置为：还包括与空气压缩模块相连通的防溜车装置气控模块，所述防溜车装置气控模块包括与空气压缩模块相连通的应急气罐、进气口与应急气罐相连接的换向阀以及连接于换向阀的单作用弹簧复位气缸，所述单作用弹簧复位气缸连接于外设的防溜勾索，所述应急气罐经换向阀驱动单作用弹簧复位气缸动作使防溜勾索与外部防溜轨道相挂接。
通过采用上述技术方案，应急气罐的空气经换向阀进入单作用弹簧复位气缸而使单作用弹簧复位气缸驱动防溜钩锁与外部防溜轨道相挂接，从而防溜车功能，保证机车安全。
本发明进一步设置为：还包括与空气压缩模块相连通的撒砂装置气控模块，所述撒砂装置气控模块包括进气口与空气压缩模块相连接的撒砂控制阀以及与撒砂控制阀相连接的撒砂罐，所述撒砂罐内填充有防滑砂。
通过采用上述技术方案，当出现雨雪天气时，撒砂控制阀打开随后撒砂罐向轨道撒下防滑砂，从而增大与机车之间的摩擦力，避免机车出现打滑，保证机车运行安全；当撒砂达到一定时间后，工作人员手动控制撒砂控制阀关闭，从而使撒砂罐停止撒砂。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过设置于外设PLC相连接的第一控制阀，能够实现机车运行的自动化控制，同时能够在机车故障时实现自动紧急制动，提高而机车运行的安全性；
2.通过设置防溜车装置气控模块，能够实现防溜车功能，保证机车安全；
3.通过设置撒砂装置气控模块，能够保证机车在雨雪天气中的运行安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1、空气压缩模块；11、电动机；12、压气机；13、第一单向阀；14、第一气缸；141、安全阀；142、压力控制装置；15、第二气缸；16、第二单向阀；17、气源两联件；18、动作警示装置；2、控制模块；21、第一控制阀；22、行车制动阀；221、微动开关；23、驻车制动阀；24、第一继气阀；25、第二继气阀；26、气控截止阀；27、后车控制单元；271、后车供气单元；272、后车驻车控制单元；273、后车行车控制单元；3、制动模块；31、第一快排阀；32、双作用制动气缸；321、有杆腔；322、无杆腔；323、活塞杆；324、弹簧；33、第二快排阀；34、双针双管压力表；5、防溜车装置气控模块；51、第三单向阀；52、应急气罐；53、换向阀；54、单作用弹簧复位气缸；6、撒砂装置气控模块；61、撒砂控制阀；62、撒砂罐。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种三管路空气制动***，包括空气压缩模块1、与空气压缩模块1相连接的控制模块2、分别与空气压缩模块1和控制模块2相连接的制动模块3、与空气压缩模块1相连接的防溜车装置气控模块5、以及与空气压缩模块1相连接的撒砂装置气控模块6，制动模块3与机车闸瓦相连接；空气压缩模块1包括压气机12、驱动压气机12工作的电动机11、与压气机12相连接的第一气缸14和与第一气缸14相连通的第二气缸15，第一气缸14上设有安全阀141和与安全阀141相连接的压力控制装置142，压力控制装置142控制安全阀141开闭；第二气缸15的出气端通过一第二单向阀16连接有气源两联件17，气源两联件17远离第二单向阀16的一端连接有动作警示装置18，第一气缸14和压气机12之间连接有第一单向阀13。
电动机11驱动压气机12对空气进行压缩，随后经第一单向阀13输送至第一气缸14和第二气缸15内进行储存，随后经第二单向阀16输送至气源两联件17，并通过气源两联件17分别输送至制动模块3和控制模块2，使控制模块2带动制动模块3动作；同时气源两联件17将压缩的空气输送至动作警示装置18，使动作警示装置18发出警示信号；当需要对第一气缸14内的压力进行调整时，通过压力控制装置142控制安全阀141开闭，实现对第一气缸14内的压力的调整；其中，动作警示装置18设置为气鸣喇叭，压力控制装置142设置为压力继电器。
参照图1，控制模块2包括驻车控制单元和行车控制单元，驻车控制单元和行车控制单元管连接，并均与气源两联件17管连接；行车控制单元包括进气口P2与气源两联件17相连通的行车制动阀22、进气口P1与行车制动阀22的工作口A2相连通第一控制阀21、以及操作气源进气口K4与第一控制阀21的工作口A1相连接的第一继气阀24，行车制动阀22上设有微动开关221，第一控制阀21与外设的PLC控制器相连接，外设的PLC控制器控制第一控制阀21充气接头进气口P1的开闭；第一继气阀24的制动出气口A4与一气控截止阀26的充气接头进气口P6相连接，气控截止阀26的制动出气口A6与制动模块3相连通；行车制动阀22通过第一继气阀24控制气控截止阀26以缓解制动模块3的制动动作，从而使机车正常运行；
驻车控制单元包括排气口R3与气源两联件17相连通的驻车制动阀23以及操作气源进气口K5与驻车制动阀23的出气口B3相连通的第二继气阀25，第二继气阀25的充气接头进气口P5连接于第一继气阀24与气源两联件17之间，第二继气阀25的制动出气口A5与制动模块3相连通，且第二继气阀25与制动模块3之间设有与气控截止阀26相连通的支管；驻车制动阀23通过第二继气阀25使制动模块3对机车进行制动。
参照图1，制动模块3包括与气控截止阀26相连通的第一快排阀31以及若干与第一快排阀31相连通的双作用制动气缸32，双作用制动气缸32包括相互连通的有杆腔321和无杆腔322，无杆腔322与第一快排阀31相连通，有杆腔321均连接有第二快排阀33，第二快排阀33与第二继气阀25的制动出气口A5管连接；有杆腔321内设有活塞杆323，活塞杆323远离无杆腔322的端部连接有用于抱紧机车车轮的机车闸瓦；活塞杆323上套设有弹簧324，弹簧324一端固定在有杆腔321内；其中，第二快排阀33与第二继气阀25之间连接有双针双管压力表34，双针双管压力表34的另一端连接于第二气缸15与第二单向阀16之间，实现对制动气压的检测。
本实施例的实施原理为：当机车无故障时，PLC控制第一控制阀21的进气口A1打开，使第一控制阀21正常通气，此时当需要对机车进行制动时，手动打开驻车制动阀23，若此时行车制动阀22关闭，则空气压缩模块1内的空气依次经第二继气阀25和第二快排阀33进入有杆腔321，使弹簧324带动活塞杆323向无杆腔322伸展，从而使活塞杆323向内收缩并带动机车闸瓦动作，使机车闸瓦将机车车轮抱紧，实现对机车的制动；
若此时行车制动阀22打开，则空气压缩模块1内的空气经第二继气阀25分别进入有杆腔321和气控截止阀26内，随后气控截止阀26受压关闭，使空气无法从气控截止阀26进入第一快排阀31，从而避免使机车解除行车状态，随后有杆腔321内的活塞杆323对机车进行制动；
当需要解除制动使机车正常行车时，打开行车制动阀22，并关闭驻车制动阀23，使空气压缩模块1的空气依次经行车制动阀22和第一继气阀24进入气控截止阀26，随后压缩空气经气控截止阀26进入第一快排阀31，随后第一快排阀31将空气输送至无杆腔322内，使活塞杆323克服弹簧324的弹力而伸出有杆腔321外，解除机车闸瓦对机车车轮的报抱紧，实现机车的制动缓解，随后机车能够正常运行；
当机车的油缸等硬件设备在行车过程中出现故障时，PLC控制第一控制阀21的进气口A1关闭，从而使行车制动阀22的空气不能正常传输，从而接触机车的行车控制，随后压缩空气直接经第二继气阀25进入有杆腔321，从而实现对机车的紧急制动，保证机车运行安全，实现故障状态下机车制动的自动化；其中，当行车制动阀22和驻车制动阀23均关闭时，有杆腔321内的活塞杆323处于收缩制动状态；在本实施例中，第一控制阀21设置为两位三通电磁阀，行车制动阀22和驻车制动阀23设置为两位三通气孔手柄阀，第一继气阀24、第二继气阀25以及气控截止阀26均设置为继动阀，第一快排阀31和第二快排阀33均设置为快速排气阀。
进一步的，为对后一机车实现联动控制，控制模块2还包括后车控制单元27，参照图1，后车控制单元27包括与气源两联件17相连通的后车供气单元271、连接于驻车制动阀23与第二继气阀25之间的后车驻车控制单元272、以及连接于第一控制阀21与第一继气阀24之间的后车行车控制单元273，后车供气单元271分别设有前接口和后接口，前接口和后接口的出气口处均设有控制球阀，当控制球阀打开时，压缩空气经控制球阀进入后一机车；后车驻车控制单元272设有前驻车接口和后驻车接口，前驻车接口和后驻车接口的出气口处均设有驻车球阀，当驻车球阀打开时，空气经驻车球阀进入后一机车的控制模块，实现对后一机车的制动；后车行车控制单元273设有前行车接口和后车接口，所述前行车接口和后车接口的出气口处均设有行车球阀，当行车球阀打开时，空气经行车球阀进入后一机车的控制模块，解除对后一机车的驻车状态，使后一机车正常行车。
进一步的，参照图1，驻车制动阀23和气源两联件17之间连接有防溜车装置气控模块5，防溜车装置气控模块5包括与气源两联件17相连通的应急气罐52、充气接头进气口P55与应急气罐52的输气端相连接的换向阀53以及连接于换向阀53的制动出气口A55的单作用弹簧复位气缸54，单作用弹簧复位气缸54连接于外设的防溜勾索，应急气罐52与气源两联件17之间设有第三单向阀51，当机车制动后，应急气罐52经换向阀53驱动单作用弹簧复位气缸54动作使防溜勾索与外部防溜轨道相挂接，实现防溜车功能；其中，换向阀53设置为继动阀。
进一步的，为避免机车在雨雪天气发生打滑，参照图1，气源两联件17和第三单向阀51之间还连接有撒砂装置气控模块6，撒砂装置气控模块6包括充气接头进气口P66与第三单向阀51相连接的撒砂控制阀61以及与撒砂控制阀61的制动出气口A66相连接的撒砂罐62，撒砂罐内填充有防滑砂；当出现雨雪天气时，撒砂控制阀61受压打开，随后撒砂罐62向轨道撒下防滑砂，从而增大与机车之间的摩擦力，避免机车出现打滑，保证机车运行安全；当撒砂达到一定时间后（比如驶过雪域或弯曲轨道后），工作人员手动控制撒砂控制阀61关闭，从而使撒砂罐62停止撒砂；其中，撒砂控制阀61设置为继动阀，且撒砂控制阀61连接有手动控制开关。
本发明通过设置于外设PLC相连接的第一控制阀21，能够实现机车运行的自动化控制，同时能够在机车故障时实现自动紧急制动，提高而机车运行的安全性；通过设置防溜车装置气控模块5，能够实现防溜车功能，保证机车安全；通过设置撒砂装置气控模块6，能够保证机车在雨雪天气中的运行安全。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三管路空气制动***，其特征在于：包括空气压缩模块(1)、与空气压缩模块(1)相连接的控制模块(2)以及分别与空气压缩模块(1)和控制***相连接的制动模块(3)，所述制动模块(3)与机车闸瓦相连接；所述控制模块(2)包括第一控制阀(21)、制动出气口与第一控制阀(21)的进气口相连接的行车制动阀(22)以及操作气源进气口与第一控制阀(21)的工作口相连接的第一继气阀(24)，所述第一控制阀(21)与外设的PLC控制器相连接；所述第一继气阀(24)的充气接头进气口和行车制动阀(22)的操作气源进气口均与空气压缩模块(1)相连通，且第一继气阀(24)的充气接头进气口与空气压缩模块(1)之间连接有第二继气阀(25)，所述第二继气阀(25)的制动出气口与制动模块(3)相连通，所述第二继气阀(25)的充气接头进气口与空气压缩模块(1)相连通；所述第二继气阀(25)的操作气源进气口连接有驻车制动阀(23)，所述驻车制动阀(23)的操作气源进气口与空气压缩模块(1)相连通，所述驻车制动阀(23)的制动出气口与第二继气阀(25)相连通；所述第一继气阀(24)的制动出气口连接于一气控截止阀(26)的充气接头进气口，所述第二继气阀(25)的动作出气口连接于气控截止阀(26)的操作气源进气口，所述气控截止阀(26)的制动出气口连接于制动模块(3)；所述驻车制动阀(23)通过第二继气阀(25)控制制动模块(3)动作，使闸瓦将机车车轮抱紧实现制动；所述行车制动阀(22)通过第一继气阀(24)控制气控截止阀(26)动作，气控截止阀(26)带动制动模块(3)动作，使闸瓦解除对机车车轮的抱紧。
2.根据权利要求1所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：所述控制模块(2)还包括与后一机车相连接的后车控制单元(27)，所述后车控制单元(27)包括向后一机车供气的后车供气单元(271)、控制后一机车驻车的后车驻车控制单元(272)以及控制后一机车行车的后车行车控制单元(273)，所述后车供气单元(271)与空气压缩模块(1)管连接，并分别设有前接口和后接口，所述前接口和后接口的出气口处均设有控制球阀，所述控制球阀打开时，压缩空气经控制球阀进入后一机车。
3.根据权利要求2所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：所述后车驻车控制单元(272)连接于驻车制动阀(23)与第二继气阀(25)之间，并设有前驻车接口和后驻车接口，所述前驻车接口和后驻车接口处均设有驻车球阀；所述后车行车控制单元(273)连接于第一控制阀(21)与第一继气阀(24)之间，并设有前行车接口和后车接口，所述前行车接口和后车接口的出气口处均设有行车球阀。
4.根据权利要求1所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：所述制动模块(3)包括与气控截止阀(26)相连通的快排阀以及与快排阀相连通的双作用制动气缸(32)，所述双作用制动气缸(32)包括相互连通的有杆腔(321)和无杆腔(322)，所述无杆腔(322)与第二继气阀(25)的制动出气口相连接；所述有杆腔(321)和无杆腔(322)均与快排阀相连通，所述有杆腔(321)内设有活塞杆(323)，所述活塞杆(323)远离无杆腔(322)的端部与机车闸瓦相连接；所述活塞杆(323)上套设有弹簧(324)，所述弹簧(324)一端固定在有杆腔(321)内；当无杆腔(322)内有空气而有杆腔(321)内没有空气时，所述无杆腔(322)内的空气驱动活塞杆(323)伸出有杆腔(321)并使机车解除制动。
5.根据权利要求1所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：所述空气压缩模块(1)包括压气机(12)以及与压气机(12)相联通的若干气缸，所述气缸设有安全阀(141)以及维持气缸内压力的压力控制装置(142)，所述气缸通过气源两联件(17)分别与控制模块(2)和制动模块(3)相通。
6.根据权利要求5所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：所述气源两联件(17)连接有动作警示装置(18)，所述气源两联件(17)工作时动作警示装置(18)发出警示信号。
7.根据权利要求1所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：还包括与空气压缩模块(1)相连通的防溜车装置气控模块(5)，所述防溜车装置气控模块(5)包括与空气压缩模块(1)相连通的应急气罐(52)、进气口与应急气罐(52)相连接的换向阀(53)以及连接于换向阀(53)的单作用弹簧复位气缸(54)，所述单作用弹簧复位气缸(54)连接于外设的防溜勾索，所述应急气罐(52)经换向阀(53)驱动单作用弹簧复位气缸(54)动作使防溜勾索与外部防溜轨道相挂接。
8.根据权利要求1所述的一种三管路空气制动***，其特征在于：还包括与空气压缩模块(1)相连通的撒砂装置气控模块(6)，所述撒砂装置气控模块(6)包括进气口与空气压缩模块(6)相连接的撒砂控制阀(61)以及与撒砂控制阀(61)相连接的撒砂罐(62)，所述撒砂罐(62)内填充有防滑砂。
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