CN1151367A - 火车制动管压力排气控制装置及其调节阀 - Google Patents

Abstract

一用于铁路列车的制动管压力控制装置，它包括在微处理机的控制下调节阀装置，其中调节阀装置设置在现有的列车末端装置内，并与在机车头上开始的供气和应急减压相一致地实现列车后部制动管压力的供气和应急减压。

Description

火车制动管压力排气控制装置及其调节阀

本发明涉及气动制动管压力调节阀装置，尤其涉及这样一种阀装置，它可与在机车头的制动阀的制动管压力的调节操作减小相一致地排出远离火车头处的铁路列车制动管内的压力。

本发明的一个目的是将一电控制的气动调节阀装置装在列车最后一节车上以便根据从机车头传送来的运行和应急、刹车请求信号排放在末节车厢的列车制动管压力。

上述目的的一个扩展是只用一个单独的制动管排气阀在列车最后一节车上建立制动管压力降低的不同运行和紧急的速度。

本发明的另一目的是采用微处理机控制的电磁阀以避免过多的阀循环回路的方式来操作气动调节阀。

本发明的另一目的是万一发生电器故障可提供电控调节阀装置失效安全操作。

本发明的最后目的是提供一种具有可安装在末节车内尺寸合适的制动管压力调节阀。

简言之，上述这些目的是通过一个调节阀装置实现的，这个调节阀装置是与在列车末端单元上的列车制动管相连接并根据来自机车头的无线电传送的指挥信号动作在作维护或紧急速度排放制动管压力。直到达到被控制的制动管压力在该调节阀控制活塞的两端之间存在着压差，这个压差操纵一个排气阀以将制动管压力减小到对应于指挥信号的一个值。在一次运转应用过程中该压差仅仅足够使排气阀位移一有限的距离，在此距离内通过一可变的流孔以产生一种限流作用来调节制动管压力的排放以便不产生一应急速度。在一种紧急应用过程中，控制活塞较高的压差使排气阀位移足以突然完全开启排气阀并由此提供减小制动管压力的应急速度的一个距离。

本发明的其它目的和优点将从下列附图的详细说明中清楚表明，在这些附图中：

图1是表示一铁路列车的示意图，该铁路列车包括由靠具有与火车末节车厢上的列车末端单元、进行无线电通讯的一个机车头率领的多节运输车厢组成；

图2是根据适用于末端车厢工作的间接制动缸压力控制装置的微处理机的方块示意图；

图3是表示按本发明，在末端车厢上的制动管压力如何变化以在列车末端单元控制下减小压力的曲线图；

图4是用于按图2的间接制动缸压力控制装置实现运行和制动管压力紧急减压的一电操作气动调节阀的第一实施例的简示图；

图5是用于图2的间接制动缸压力控制装置上的制动管压力调节阀的第二实施例的简示图，该实施例是采用可实现失效安全电动气动操作的一个气动充气值；

图6是本发明类似于图5实施例的一第三实施例的简示图，其中采用了一个附加的应急和释放的保险电磁阀以控制用在图2的间接制动缸压力控制装置上的调节阀装置；以及

图7是本发明的与图6实施例不同的第四实施例的简示图，在该实施例中采用一充气电磁阀代替气动充气阀。

如图1所示，一由多节铁路车厢C_N组成的列车通过典型的铁路车厢连接器(未图示)与一机车头L机械地相连接并通过从机车头向最后车厢C_NL连续地延伸的一制动管BP进一步气动连接。与最后车厢联系的是通过无线电通讯与机车头连系的一列车末端的单元EOT。列车的最后节车厢C_NL还设置一如同其它车厢C_N上的一制动控制阀装置CV。控制阀装置CV最好是一种A.A.R.标准的AB型的控制阀，例如由西屋气动刹车公司(Westinghouse Air Brake Co.)生产的ABD、ABDW或ABDX阀。如大家所熟悉的，这些车厢控制阀装置CV在各自车厢上响应制动管压力的变化动作以控制车厢的制动。

现参照图2，列车末端单元EOT包括一微处理机单元MPU，一制动管压力调节阀装置RV，和一电动气动接口装置EP，借助一分支管10制动管BP与电动气动接口装置相连接，并且通过电动气动接口装置微处理机单元MPU操作调节阀装置RV以便根据在输入端9的无线电传送的指挥信号和在输入端8的传感器T的反馈信号控制制动管压力排气。

各节车厢C_N包括末节车厢C_NL都有其通过其它分支管12与制动管BP相连接的控制阀CV。在各节车厢上的控制阀CV与一辅助储气筒AR和一应急储气筒ER相联结，所述两储气筒借助制动管BP充气并提供用于根据运行和制动管压力减小的应急速度操作车厢制动缸装置BC的一个压缩空气源。

在图4所示的本发明的一实施例中，电动气动接口装置EP包括具有与分支管10相连接的进口14和出口16的一个常开、电磁操纵、弹簧回复供气阀S；和具有借助管路19与供气阀S的出口16相连接的进口18和排向大气的出口22的一个常闭、电磁操纵、弹簧回复的排气阀E。每一个电磁阀E和S的另一出口断开。电磁阀E和S各自通过电线24和26再与微处理机单元MPU相连接。

在此实施例中，调节阀装置RV的控制口20与管路19相连接，供气口30与分支管10相连接，而排气口EX通向大气。调节阀装置RV还包括可操作地设置在一导向孔41内的一膜片操纵的活塞件40和可引导地设置在孔41的有凹槽的扩孔43内的一个运行/应急排气阀42。

一圆环盘形阀件44由在导向孔41终端上形成的环形阀座46相邻的排气阀42支承。在导向孔41内的活塞件40的一部分被沉切形成驱动杆45，该驱动杆可在驱动活塞件40时与排气阀42相结合而将阀件44打开。从孔41向排气口EX延伸的是一排气通道50。另一通道52从供气口30向扩孔43延伸。在通道50、52之间的连通是通过排气阀42控制的。

排气阀42的一突起部54伸进孔41内以在它们之间形成一预定的最小间隙。较理想是突起部54是成锥形的以提供一个测量制动管压力排气量的可变孔，这在下文中将予以说明。一控制弹簧56在使阀件44落座的方向上偏压排气阀42并由此阻断在通道52与排气通道50之间的连通。通道52通过一分支通道53与在活塞件40的上边形成的一个腔55相连接并借助有凹槽的扩孔43与排气阀42的下边相连接。

当通过机车制动阀手柄(未图示)移向释放位置而对制动管BP充气以操纵压力时，分支管10把压力从制动管BP引向供气口30和供气通道52，由此通过分支通道53对腔55充气以及通过带凹槽的扩孔43对排气阀42的下边充气。

与制动管BP充气的同时，一相应的无线电信号从机车头L传送到在最后车厢C_NL上的末端列车单元EOT。微处理机MPU根据此信号工作以便按下面的电磁阀表使两电磁阀E和S断电。

在制动释放前，在接着制动操作的一段经过时间之后，阀S也可移向其开启的位置。

功能	阀E	阀S
			释放和充气	D-关闭	D-开启
运行	E-开启	D-开启
			稳定	D-关闭	E-关闭
应急	E-开启	E-关闭

如表所示，供气电磁阀S当断电时是处在其常开位置上而此时通过管路19把制动管压力从分支管10引向继动阀控制口20。通过口20对在活塞件40之下的一个腔57和一较小(约60立方英寸)的稳定腔58充气。由于末端列车单元EOT的空间限制该腔58的体积是一个需要考虑的大问题。在腔57和腔58之间的一个节流口59保证腔57的快速增压以使活塞件40保持在其不活动的位置上。在制动管这样地充气以使控制弹簧56有效地使排气阀42保持关闭的过程中活塞件40是保持压力平衡的。

另外，排气电磁阀正当断电时是处在其常闭位置上而此时通过供气电磁阀S被供向管路19的压力与大气断开。

在包括最后车厢C_NL在内的各车厢C_N上，如图2中所示，控制阀装置CV响应于提高制动管压力而工作以对辅助储气筒AR和应急储气筒ER充气以操纵制动管BP的压力，而同时对车厢制动缸装置BC排气，控制阀CV的这种功能被称作“释放和充气”。

在紧接制动管BP充气实现工作制动作用时，机车制动阀装置(未图示)是固定在根据所要求的制动作用的大小实现制动管压力减小的一个位置上。制动管压力的减小构成一个借助制动管BP从前到后传送通过列车的气动信号。

同时发生的是借助无线电设备按被减小的机车制动管压力从机车头向列车末端单元EOT传送一工作制动指挥信号。微处理机MPU根据在输入端9被传送的指挥信号与来自在输入端8的传感器T的反馈信号之间的差值工作以供电和开启排气电磁阀E，而断电的供气电磁阀S的常开状态保持不变。具有合适尺寸的节流口60、62设置在电磁供气阀S与排气阀E的各自进口14和18上，这两个节流口60、62在其对面当时的压力差时的流量是这样的，即供气管路19的空气要少于被排出的空气。这就开始了调节阀装置RV操作的调节阶段，其中在稳定腔58内的控制压力和在控制腔57内的有效压力是以一预定的工作速度减小直到被减小的控制压力与根据被传送到微处理机MPU的输入端9的指挥信号的目标压力相符合为止。

在腔57内有效控制压力的这种减小的开始时刻，由于在制动管压力从列车的前端向后端减小传送时的正常延迟，在腔55内的压力基本上保持不变。因此在活塞件40的两端产生一向下的作用力差以驱动活塞件40并使杆45与排气阀42结合而使阀件44克服弹簧56的力脱离座46。这样排气阀42开启以及制动管压力通过分支管10、通道52、开启的排气阀44/46、孔41、排气通道50和出口EX在最后节车厢C_NL被排出。以这种方式，制动管压力减小是在末节车厢的列车末端单元处与在机车上开始的减小同时地开始。根据在活塞件40两端的驱动压力差被控制弹簧56的恢复速度控制时活塞件40的偏移量确定了锥形突起部54和孔41间的关系，并因此排气孔面积通过它排放制动管压力及在腔55内的有效压力。如果在腔55内的压力减小速度不同于在腔57内的有效控制压力减小速度，则在活塞件40两端的驱动压力差就会改变，由此允许弹簧56在增加或减小排气孔面积的合适的方向上略微推动排气阀42并由于锥形突起部54和孔41间的关系而调节制动管压力的排出。除了通过阀42排出的制动管内的空气外，在腔57内建立控制压力的过程中，通过供气阀S和排气阀E可排出一些制动管内的空气。可以看到活塞件40是这样连同通过排气电磁阀E用制动管压力排气进行自调节，即使排气阀42达到这样一个位置，在此位置上在腔55内的有效制动管压力减小的速度相应于通过电磁阀E和S及节流口62和60在控制腔57内建立的压力减小速度。只要突起部54不移离孔41，这个控制压力减小的速度代表了通过排气阀42使制动管压力减小被限制到的工作速度。当在控制腔57和58内的压力达到由微处理机MPU按从传感器T(图2)接收到的反馈信号所确定的被控制的目标压力时，供气电磁阀S被供电以进一步切断制动管压力向管路19的供气以及排气电磁阀E断电以进一步切断控制压力从管路19的排放。

这就终结了继动阀操作的初始阶段及开始了控制的稳定阶段。当制动管压力通过开启的排气阀42继续排出时，在腔55内相应的压力减小便使在活塞件40两端的驱动压力差渐渐地减小，从而使弹簧56将阀件44回落到其座46上，由此通过排气阀42停止制动管压力的减小。

在压力从由曲线B代表的工作压力向由曲线C代表的减小的压力转变过程中，制动管压力在列车的中间部分附近暂时是最大如图3曲线A所示，可以了解到在制动管内的空气会从中间部分向前和向后流动并逐渐稳定在被减小的制动管压力的固有压力变化率上。

在调节阀操作的调节阶段过程中，排气阀42的过早关闭产生引起制动管压力向着列车后部方向增大的这种压力平稳流动。在列车的后部所产生的压力升高使在继动阀腔55处的压力增大，从而再建立起用控制腔57内固定压力的压力差，以在向下的方向推动活塞件40。因而排气阀42再开启通过排气通道50和排气口EX排放更多的制动管压力，直到被减小的制动管压力在活塞件40上恢复压力平衡以使弹簧56再次关闭排气阀42。在继续阀动作的这个稳定阶段过程中，制动管压力可通过自调节作用而间歇地减小直到沿着制动管的压力变化率在供气电磁阀和排气电磁阀的任一个的没有任何进一步动作的情况下大体平衡地被控制的目标压力上。更典型地，当制动管压力在列车的中间有效地减小而越来越少的空气流向末节车厢被排出时，这种自调节作用是由排气阀42渐渐地节流来实现的。排气孔被调节到以允许排气刚好匹配从中间的火车制动管流向阀的空气量，由此保持压力始终不变。

然而，可以发现在这个稳定期间内万一瞬时温度提高而使腔57内所限制的控制压力不注意提高时，则非常短暂地开启排气电磁阀E是必要的。在工作制动过程中，在列车末端单元EOT处制动管压力连同在机车头处制动管压力一起减小时，车厢上的控制阀装置CV向列车后面更迅速地反应以更快地施加车厢制动从而实现整个列车的均匀一致的制动。

如果要求在机车头处进一步从事减小制动管压力，则再命令微处理机MPU通过电磁阀E和S开始继动阀RV另一循环的操作而建立一个新的目标压力，这如下面所述。

当需要紧急制动应用时，微处理机MPU接收来自机车头特定的无线电信号并对供气电磁阀S和排气电磁阀E供电。在其供电的状态下，电磁阀S关闭使进口14与出口出口16断开，而排气阀E开启使其进口18与出口22相连接。这样，当排气阀E通向管路19时，供气阀S就被阻止供给用于补充在管路19中损失的空气的任何空气，因而在腔57内的控制压力减小是以超过在工作过程中下降度的速度，即一个应急速度进行。在控制腔57内的这种应急减小是通过这样的事实被促进的，这个事实是节流口59的尺寸可将在稳定腔58内的压力减小限制在一个工作速度上，从而有效地将控制压力的体积容量限制在腔57的体积容量。在腔57内所产生的控制压力的减小这样就迅速超过在腔55内抵销压力的减小，从而根据在突出部54和孔41之间的关系被限制在一最大的工作速度上。因而，在活塞件40两端所产生的压力差足以克服弹簧56的力使排气阀42偏移以使突起部54移离孔41因而使制动管压力基本不受限制地向大气排放。在列车末端单元EOT上制动管压力的这种突然迅速的减小使在列车后部的紧急制动作用随同在机车头上开始的紧急作用一起开始。车厢控制阀CV响应制动管压力的这种紧急减小以从列车末端单元向前传送紧急压力波，以便催促处在面向列车后部车厢C_N上的控制阀装置CV的应急反应。

在通过电磁操作的供气阀和排气阀这样控制调节阀装置RV时，就要求在“释放和充气”作用的过程中使电磁阀断电以便使电池的电消耗减小到最低限度。另外，如前所述，供气电磁阀在充气过程中必须出现一开启的位置。

万一电源失效或微处理机MPU失灵，这就使供气电磁阀S断电，它就可自动地呈现其开启位置。工作制动作用的稳定阶段过程中一旦发生这种情况，供气阀S就将开启而不关闭，从而使在腔57内的控制压力不注意时提高而产生制动管排气阀42的过早闭合。来自列车中间的制动管压力气的连续流动就可能提高在后部BP压力而产生一个不需要的制动释放。

为了克服这个问题，设置一个交替的调节阀装置RV，如图5的实施例中所示，它采用与电磁供气阀S并排的一个气动操作的充气或供气阀PS，和一个回流止回阀90。这个交替的调节阀装置RV在其它方面与图3的调节阀装置相同。

气动操作的充气阀PS包括一供气阀70，在该供气阀中止回阀72被弹簧74压离环形阀座76，和具有布置成使止回阀72移向与座76结合的驱动杆80的一个膜片操纵的活塞78。一通道82连接在腔55和阀座76的内部区域之间，而另一通道94是连接在腔57和在阀座76的外周区域之间。一排气通道84是连接在孔41和在活塞78的一侧上形成的一驱动室86之间。这个驱动室86通过排气通道84的分支88与大气连通。回流止回阀90借助一较轻的压簧92落座以便当在室86内的排气压力下降到约4至5磅/平方英寸以下时关闭排气通道88。一放气节流孔95与止回阀90相联结以便当止回阀90关闭时，消散限制在驱动室96内的最终压力。排气电磁阀E的出口22通过回压管96与排气通道50的排气口EX相连接。

在“释放和充气”过程中，制动管压力通过分支管10和通道53与腔55相连接，而通过与电磁供气阀S单独开启供气止回阀70同时对腔57充气。这就使供气阀S常闭。电磁供气阀和排气阀在这个保存能源的充气阶段中都通过微处理机MPU被断电，见下面的电磁阀操作表。

功能	阀E	阀S
			释放和充气	D-关闭	D-关闭
工作	E-开启	E-开启
			稳定	D-关闭	D-关闭
应急	E-开启	D-关闭

如前所述，由于活塞件40处于压力平衡状态，排气阀42在弹簧56的作用下关闭。节流口59把空气从控制腔57引向稳定腔58。

当要求工作制动作用时，微处理机CPU响应从机车头L传来的被指挥的制动管压力的目标信号以对电磁操纵供气阀S和排气阀E供电，它们每一个都呈现其开启位置，如在电磁阀操作表上所说明那样。如前所述，在腔57和58内的控制压力是在根据调节阀装置RV的开始操作阶段的一个速度释放的。在此实施例中，在排气电磁阀E的出口22处的排气压力借助回压管96、排气口EX、排气通道50和排气通道84而与驱动室86相连接。这个压力在室86内增大到止回阀90的开启压力，它足以驱动活塞78并由此通过阀元件72与座76的结合而实现供气阀70的闭合。这就保证压力减小根据电磁阀S和E的操作而在控制腔57内发生，以开始继动阀操作的开始阶段，在此阶段中，活塞件40被驱动以开启排气阀42并连通制动管BP直到制动管压力被减小到相应于被控制目标压力的一个值。

当在腔57内有效的控制压力并被传感器T监测与被控制的目标压力相一致时，电磁阀E和S都通过微处理机CPU断电。当在它们断电状态被关闭时，根据这个第二实施例，如在电磁阀操作表中所示那样，两电磁阀将在腔57内使有效的控制压力限制成一基准值，当制动管压力变化率稳定下来时准对这个基准值作进一步的制动管压力调节。现可以了解到，在制动管压力减小的这个稳定阶段的过程中，万一发生故障使电磁阀中的任一个或两个断电，则电磁阀的位置和限制在腔57内的控制压力就可保持不变而不会对制动管压力减小具有任何不利的影响。这就是，由于充气阀通过在室86内的压力直到列车中间的制动管压力被减至正常变化率之前一直可以保持关闭，它就可以不会过早地再开启。

另一实施例如图6所示，其中除供气电磁阀S和排气电磁阀E之外，电动气动接口的装置EP包括一电磁操作、弹簧回复的、常闭的应急阀EM和释放保证阀RA。

在此实施例的调节阀装置RV类似于在图5的实施例中所示的形式，而只是被修改到与各自的电磁阀EM、RA面接所必需的限度，如下所述。排气通道84在驱动室86和分支通道88中间的一个位置上配有一节流口98；一具有一孔102的交替排气通道100与驱动室86相连接；而稳定腔58设置一孔104。与供气电磁阀S和排气电磁阀E相联接的管路19如在前述实施例中那样是与孔104而不是控制孔20相连通。控制孔20与应急电磁阀EM的进口106连接，阀EM具有通过管96连接于排气口EX的出口108。电磁排气阀E的出口22通过管112与交替的排气通道100的孔102而不是管96相连接，如图5的实施例中所示。释放保证阀RA具有与大气相通的出口114和与管112连接的进口116。应急电磁阀和释放保证电磁阀分别通过电线118和120与微处理机MPU相连接。

在提供一分开的应急电磁阀EM时供气磁阀S和排气电磁阀E的容量要求减小，这就允许使用较小的阀来实现制动管压力减小的微小增量以获得更精确的制动控制。在现存的列车末端单元内空间的有效利用率严重限制了容积58的尺寸并使得采用较小尺寸的电磁阀成为一个重要的要求。采用与供气阀S和排气阀E相连接的节流口60、62的组合就可用标准尺寸的节流口配件作为稳定腔58这样一个小容积实现所要求的压力控制。只有当容积58的容量显著地大时，例如，去除供气阀S和它的节流口60、通过节流口62由排气电磁阀E控制在腔58内控制压力的作用减小以及通过节流口110由应急电磁阀EM控制在腔58内压力的应急减小将是可行的。

如果给定有限的容积58的容量，下面将采用供气和排气电磁阀S和E、结合应急电磁阀EM和释放保证电磁阀RA来说明图5实施例中调节阀装置RV的操作。这些电磁阀在“释放和充气”过程中都断电并处在关闭状态，见下面的电磁阀操作表。

功能	阀E	阀S	阀RA	阀EM
					释放和充气	D-关闭	D-关闭	E-开启	D-关闭
工作	E-开启	E-开启	D-关闭	D-关闭
					稳定	D-关闭	D-关闭	D-关闭	D-关闭
应急	E-开启	D-关闭	D-关闭	E-开启

在制动管BP的充气过程中，借助分管10供气口30和通道52将空气与排气阀42连通，以及同时通过分支通道53与腔55相连通。借助通道82、开启充气阀70和通道94，使空气从腔55被引向在活塞件40相对侧的控制腔57内。稳定腔58通过节流口59由腔57充气。在活塞件40的这个压力平衡状态下，排气阀42通过弹簧56保持关闭。

当要求供气制动作用时，微处理机MPU就对电磁供气阀S和电磁排气阀E供电。由于节流口60、62的相对尺寸便产生一个在稳定容积58内压力减小的预定速度，而空气通过管路19、电磁排气阀出口22、管112、辅助排气通道100、驱动室86、节流口98、通道84、回流止回阀90和排气通道88排放。然而由于正常情况下处于落座状态，因此直到约3-4磅/平方英寸的压力在室86内产生之前回流止回阀90一直阻断这样的排气，由此实现充气阀70的关闭。在控制腔57内的有效压力还通过节流口59排出，该节流口59的尺寸要相对于节流口62以与稳定室压力相同的速度排气。由于充气阀70的闭合，在腔55内的压力保持在制动管的压力，而在控制腔57内的压力减小时，由此在它们之间建立起压力差，根据此压力差活塞件40被驱动以使排气阀元件44脱离座46。这就建立继动阀操作的开始阶段，在这个开始阶段过程中，制动管压力通过开启的排气阀42以相应于控制压力减小的速度的一个速度排气。

当控制腔57内压力根据从机车头传送来的指挥信号和来自传感器T的控制压力反馈信号而减小到由微处理机MPU所确定的目标压力时，电磁供气阀和电磁排气阀便断电以限制腔57和稳定腔58内的有效控制压力。这终止控的开始阶段和开始一个稳定阶段，在此阶段过程中使列车末端单元EOT处的制动管压力增加，由于制动管压力变化率的稳定，便在活塞件40的两端逐渐地建立起足以开启排气阀42和排放制动管压力到由在控制腔57有效的控制压力所建立的固定目标值，直到较高的火车中间制动管压力被减小以及在列车的后部的制动管压力稳定在被控制的目标压力上为止。

在调节阀操作的调节阶段或稳定阶段任一个过程中的任何时刻都可通过命令一个减小的目标压力来实现在列车末端单元EOT处制动管压力的进一步减小，在这种情况下上述的操作循环重复进行。

如果要求制动释放，则供气电磁阀和排气电磁阀断电而调节阀装置RV在通过制动管BP在机车头的控制下***纵以适应压力的增加，如相对于“释放和充气”所说明那样。

如果在继电阀工作的稳定阶段过程中，即在制动管压力变化率稳定下来之前要求制动释放，则处理机MPU工作以短暂(约5到10秒)地对释放保证阀RA供电，而另一个电磁阀断电，如在电磁阀操作表上所表明的那样。在其被供电状态时，释放保证阀RA开启，从而通过交替的排气通道100、孔102和管112使在室86内保持压力与大气连通。弹簧74起作用使阀件72脱离座76而开启充气阀70以使在腔55和57内的相对压力平衡。这就使弹簧56关闭排气阀42以便在这样的制动管压力的再充气过程中不能发生制动管压力的任何排气。以这种方式就保证了制动管压力的增加和制动释放。如未提供在腔55和57间的这种压力平衡，则根据所要求的制动释放在腔55内有效的增加制动管压力将可能再增大在活塞件40两端存在的压差，从而可能使排气阀42保持开启。在列车末端单元EOT处的制动管压力产生的排气可抵销在机车头处制动管的增大并可阻止完全的制动释放发生，尤其是在位于火车后部附近的车厢上。

另一实施例如图7所示，它与图4实施例的不同在于，电气动接口装置EP除供气电磁阀S和排气电磁阀E之外，还包括一电磁操作的、弹簧返回、常闭的应急阀EM，和一电磁操作的、弹簧返回的、常开的充气阀CH。如相对于图6的实施例所说明的那样，要求使稳定腔58保护尽可能小，从而可使分开的应急电磁阀EM升高，允允许采用较小容量并与腔58的小容积量相一致的供气电磁阀S和排气电磁阀E。由于采用一电磁操作的充气阀，这个图7的实施例与图6形式不同在于它允许去掉气动充气阀PS，还避免了图4形式中所讨论的对于电损耗故障的问题，这种故障可在继动阀操作的稳定阶段过程中停止对电磁阀S供电。

如下面的电磁操作表中所示那样，所有的电磁阀在“释放和充气”过程中被停止供电以保存能量。

功能	阀E	阀S	阀CH	阀EM
					释放和充气	D-关闭	D-关闭	D-开启	D-关闭
工作	E-开启	E-开启	E-关闭	D-关闭
					稳定	D-关闭	D-关闭	E-关闭	D-关闭
应急	D-开启	D-关闭	E-关闭	E-开启

在制动管BP的充气过程中，空气通过分支管10、供气口30和通道52与排气阀42连通，而通过通道53与在活塞件40的上边上的腔55连通。通过开启电磁统气阀CH和与控制口20相连接的管120制动管空气还从分管10连通到在活塞件40的下边的控制腔57。稳定腔58通过节流口59由控制腔57充气。

当要求工作制动作用时，微处理机MPU使供气阀S、排气阀E和充气阀CH通电。如前所述，在各自的供气阀和排气阀处供给和排出空气是由节流口60和62调节以使在管路和19中形成的压力以一预定速率减小。这样一种布置就可能获得在稳定腔58和控制腔57内减小的供气速率，而限制其容积量。同时，充气阀CH关闭以在控制腔压力的这种供气减小过程中终止控制腔57的充气。

在活塞件40两端所产生的最后压力差使活塞件偏移以开启排气阀42并通过分管10、通道52、开启的排气阀42、通道52和排气口EX排气。制动管压力在最后节车厢C_NL上随同在机车头上的减小一起减小。控制弹簧56连同排气阀42的可变的孔面积一起调节制动管压力减小的速度以便在继动阀工作的这个开始阶段过程中不超过在控制腔57处所建立的速度。

当所要求的目标制动管控制压力已达到时，电磁排气阀E通过微处理机MPU转换到其断电、常闭状态以终止在腔57内控制压力减小。这就终止开始阶段和开始继动阀操作的稳定阶段，在此稳定阶段过程中，其它的电磁阀S、CH和EM断电以及制动管压力变化率流动通过调节阀RA的自调节作用逐渐地排放在至变化率被稳定为止。

在调节阀操作的开始阶段或稳定阶段的任一个过程中的任何时刻都可通过命令一减小的目标压力而实现在末端火车单元EOT处的制动管压力的进一步减小，在这种情况下上述的操作循环进行。

在图6和7的实施例中，当微处理机MPU根据从机车头传送来的一个紧急命令按各自的电磁阀操作表所指示那样使应急电磁阀EM通电时，在列车末端单元EOT就获得一个制动管压力的紧急的减小速率。在其通电状态下，紧急电磁阀EM开启。在图6的实施例中，控制腔压力是通过调节阀控制口20、应急阀进口106和出口108、管96、调节阀排气口EX、排气通道50和84及分支通道88被排放。在图7的简图中，控制腔压力是直接在应急阀出口108处排放。在任一种情况下，在腔57内控制压力的排放基本是不受限制的，从而在活塞件40的两端产生一个压力差，这个压差足以使排气阀42偏移以推动锥形突起部54移离孔48。制动管压力这样就基本不受限制地通过排气阀座46而排放。在图6实施例中，制动管压力是通过排气通道84、回流止回阀90及分支通道88而排放大气。在图7的简图中，制动管压力是通过排气通道50和排气口EX直接排放大气。

由于在图6和7的实施例中设置了一个分开的应急阀EM，就可以采用较小容量的供气阀S和排气阀E。另外，当空间限制允许稳定腔58的容积是这样，即排气阀节流口62可在控制腔57内产生压力减小的供气速度时，则分开的充气阀CH就可使供气阀S不重复使用。然而，当这个容积被限制到小于约6.0立方英寸时，通过节流口62的压力排放就必须通过借助节流口60将制动管压力往腔57供气以抵销到某种程度，以便在腔57内控制压力的减小速度限制到一供气速度。

在图7实施例中分开的充气阀CH进一步取消如图5和6实施例中所采用的要一个气动充气或供气阀PS，而不管稳定腔58的尺寸如何。

Claims (29)

1.一种用于在远离火车机车头位置的铁路列车制动管内降低流体压力的调节阀装置，它包括：

a)一开口通向大气的排气通道；

b)所述制动管相连接的一供气通道；

c)一控制通道；

d)具有开口通入其中的所述排气通道和供气通道的孔；

e)在所述孔内于所述排气通道和所述供气通道之间的一环形阀座；

f)一排气阀件，它具有与所述孔相配合布置的一突起部以在所述孔与所述突起部间设置一可变流量的孔；

g)一与所述阀座相邻的在所述排气阀件上的阀密封元件；

h)在实现所述密封件与所述阀座结合的方向上作用于所述排气阀件的一个弹簧；

i)一控制活塞，它有与所述控制通道相连接的在所述活塞一侧的第一腔和与所述供气通道相连接在所述活塞相对侧的第二腔；

j)在所述控制活塞和所述排气阀件之间的驱动杆，由于在所述第一和第二腔的任一个腔内的液态体压力变化以比预定应急速度小的供气速度相对于所述第一和第二腔的另一个变化，所述控制活塞根据在第一和第二腔之间的压差动作，以便在所述压差发生的情况下无需所述突起部移离所述孔就可通过驱动杆实现所述密封件与所述阀座的脱开。

2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述排气阀的突起部分有一直线锥体。

3.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述排气阀件的突起部呈圆锥形。

4.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，当由于在所述第一和第二腔的任一个腔内所述流体压力相对所述第一和第二腔的另一个以超过所述供气速度变化而产生压力差时，所述排气阀件的突起部移离所述孔。

5.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，它还包括：

a)一稳定腔；和

b)在所述稳定腔和所述第一腔之间的一连接通道。

6.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，它还包括用于控制在所述第一和第二腔之间的流体连通的充气阀装置。

7.如权利要求6所述的阀装置，其特征在于，所述的充气阀装置包括：

a)一常开供气阀，借助它流体压力从所述第二腔被引向所述第一腔；

b)一可操作地与所述供气阀相结合的驱动活塞；

c)一在所述驱动活塞的一侧形成的驱动腔，所述驱动件与所述排气通道相连接；和

d)所述排气通道中的止回阀装置，它用于当在所述排气阀件上的阀密封与所述阀座脱开时在所述驱动腔内建立一预定的背压；由此实现所述常开供气阀的关闭。

8.如权利要求7所述的阀装置，其特征在于，它包括与所述止回阀装置并排的节流口装置，它用于当所述排气阀件的密封件与所述阀座相接合时扩散在所述驱动腔内的压力。

9.一用于铁路列车的制动管压力控制装置，它有从机车头向列车的遥控位置连续延伸的制动管，所述装置包括：

a)在所述遥控位置用于接收制动管压力指挥信号的装置；

b)一调节阀装置，所述制动管在所述遥控位置处与它相连接；

c)用于对应于在所述阀装置上的有效制动管压力提供一反馈信号的传感器装置；

d)用于在所述制动管和所述阀装置之间以及在所述阀装置和大气之间控制流体连通的电动气动装置；和

e)用于根据比所述反馈信号小的所述命令信号操作所述电动气动装置以建立在所述阀装置和大气之间流体连通的控制装置，所述阀装置包括：

(i)一开口通向大气的排气通道；

(ii)与所述制动管相连接的一供气通道；

(iii)一与所述制动管相连接的第一控制通道；

(vi)一孔，它有所述的排气通道和开口进入所述孔内的供气通道；

(v)在所述孔内于所述排气通道和所述供气通道之间的一环形阀座；

(iv)一有与所述阀座相邻的阀密封件的排气阀件；

(vii)作用在所述排气阀件上以实现所述密封件与所述阀座接合的一个弹簧；

(viii)一控制活塞，它具有在其相对面上形成的第一和第二腔，所述第一控制通道与它们相连接，而所述供气通道与所述第二腔相连接；和

(ix)在所述控制活塞和所述排气阀件之间的一驱动杆，由于在所述第一和第二腔的任何一腔内压力变化相对于所述第一和第二腔的另一个变化发生所述压差时，所述控制活塞根据在所述第一和第二腔之间的压差动作，以使通过所述驱动杆克服所述弹簧的力而实现所述密封件与所述阀座的脱开。

10.如权利要求9所述的压力控制装置，其特征在于，它还包括：

a)在所述排气阀件上的突起部，它设置在所述孔内并与孔相配合地布置以在它们之间提供一可变流的节流孔；和

b)所述密封件，它可在所述突起部不移离所述孔的情况下脱离所述阀座，由此在所述第一和第二腔的任一腔内所述压力变化相对于第一和第二腔的其他变化被限制于比一预定紧急速度小的供气速度上。

11.如权利要求10所述的压力控制装置，其特征在于，由于在操作的开始阶段过程中在所述第一腔中的压力根据在所遥控位置接收到的命令相对于所述第二腔减小，所述阀装置便发生压力变化。

12.如权利要求11所述的压力控制装置，其特征在于，由于在操作的稳定阶段中在所述第二腔中的压力根据随着操作开始阶段的结束而增大在供气通道中的制动管压力相对于第一腔增大，所述阀装置便发生压力变化。

13.如权利要求10所述的压力控制装置，其特征在于，所述阀装置的突起部有一直线锥体。

14.如权利要求10所述的压力控制装置，其特征在于，所述阀装置的突起部呈圆锥形。

15.如权利要求11所述的压力控制装置，其特征在于，所述的电气动装置包括：

a)一电磁操作供气阀，它与有与所述制动管相连接的进口和与所述第一控制通道相连接的出口；

b)一电磁操作排气阀，它有与所述供气阀的出口相连接的进口和与大气连通的出口；和

c)分别在所述供气阀和排气阀的进口处的第一和第二节流口，所述第一节流口和第二节流口的流量是这样的，即可根据在供气阀和排气阀的每一个的进口和出口之间所建立的流体连通以所述供气速度在所述第一腔内提供降压。

16.如权利要求11所述的压力控制装置，其特征在于，所述阀装置的第二节流口的流量根据被阻断的供气阀的进口和出口之间的流体连通以应急速度在所述第一腔内提供压力的减小。

17.如权利要求11所述的压力控制装置，其特征在于，所述阀装置还包括用于提供在第一和第二腔之间流体流通的充气阀装置。

18.如权利要求17所述的压力控制装置，其特征在于，所述的充气阀装置包括：

a)一供气阀件；

b)在一开启方向上作用于所述供气阀件的弹簧；

c)在与所述开启方向相对的一闭合方向上作用于所述供气阀件的一流体压力操纵活塞件；和

d)一驱动腔，所述活塞件可操作地设置在所述驱动腔内，而所述排气通道开入所述驱动腔内。

19.如权利要求18所述的压力控制装置，其特征在于，所述电磁操作的排气阀出口与所述排气通道相连接。

20.如权利要求19所述的压力控制装置，其特征在于，所述的阀装置还包括：

a)在所述第一排气通道内的回流止回阀装置；和

b)连接在所述驱动腔和处在所述回流止回阀装置上游的所述排气通道之间的一分支通道。

21.如权利要求20所述的压力控制装置，其特征在于，所述阀装置还包括与所述回流止回阀装置并排的第三节流口。

22.如权利要求20所述的压力控制装置，其特征在于，所述的阀装置还包括与所述分支通道并排的与所述驱动腔相连接的驱动通道。

23.如权利要求22所述的压力控制装置，其特征在于，所述的电气动装置还包括一电磁操作的释放保证阀，它有一与所述驱动通道连接的进口和一与大气连通的出口。

24.如权利要求23所述的压力控制装置，其特征在于，所述的电动气动装置还包括所述电磁操作的排气阀，它具有与所述驱动通道连接的出口。

25.如权利要求24所述的压力控制装置，其特征在于，所述阀装置还包括：

a)一稳定腔；

b)在所述第一腔和所述稳定腔之间的连接通道；和

c)一与所述稳定腔相连接的第二控制通道。

26.如权利要求25所述的压力控制装置，其特征在于，所述电动气动装置还包括一电磁操作的应急阀，它有与所述第一控制通道连接的一进口和与所述排气通道连接的一出口。

27.如权利要求26所述的压力控制装置，其特征在于，所述的阀装置还包括在所述连接通道内的第四节流口，所述稳定腔具有一个约65立方英寸的容积。

28.如权利要求11所述的压力控制装置，其特征在于，

a)所述阀装置还包括：

(i)一稳定腔；

(ii)一与所述稳定腔连接的第二控制通道；

(iii)一在所述第一腔和所述稳定腔之间的连接通道；以及

b)所述电动气动装置还包括：

(i)一电磁操作的供气阀，它有与所述制动管连接的一进口和与所述第二控制通道连接的一出口；和

(ii)一电磁操作排气阀，它有与所述供气阀的出口连接的一进口和与大气连通的一出口；和

(iii)一电磁操作的充气阀，它有与所述制动管连接的一进口和与所述第一控制通道连接的一出口。

29.如权利要求28所述的压力控制装置，其特征在于，它还包括：

a)所述电动气动装置，它还包括一电磁操作的应急阀，该应急阀有与所述第一控制通道连接的进口和与大气通连的出口；和

b)所述调节阀装置还包括在所述连接通道内的第三节流口。

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