CN204003730U - 气路切换阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气路切换阀，其包括阀体；所述阀体中设有阀腔、阀杆和阀芯；所述阀腔包括依次连通且轴线共线的制动腔、供气腔、出气腔和排气腔；所述阀杆设置在阀腔中，其位于排气腔的一端并固定套设有一密封座，密封座上固设有第二密封皮拍；所述阀芯固定套设在阀杆***，其一端嵌设有一朝向供气腔与出气腔之间的通口的第一密封皮拍；通过制动腔和供气腔之间形成的气压差驱动阀杆控制所述第一密封皮拍控制供气腔与出气腔之间的通断，并同时驱动所述第二密封皮拍控制出气腔与排气腔之间的通断。本实用新型通过利用压差对气路切换阀的气路进行切换，实现了制动和复位，减少环境因素影响，延长了使用寿命，降低了检修强度。

Description

气路切换阀

技术领域

本实用新型属于气动技术自动化领域的控制元器件，尤其涉及一种应用在刹车气动部件领域、主要通过气压差作为制动动力的气路切换阀。

背景技术

气压传动与控制技术简称气动技术，它以压缩空气为工作介质来进行能量与信号的传递，实现生产过程机械化、自动化的一门技术。气动技术是流体传动与控制学科的一个重要组成部分。由于气动技术相对于机械传动、电传动以及液压传动而言具有许多突出的优点，气动技术被广泛应用在机械、冶金、纺织、食品、化工、铁道机车、航天航空、国防建设等领域。

但是，某些领域对气动元件的要求十分严格，例如：在铁道机车中经常应用气路切换阀进行刹车，一旦气路切换阀出现故障，则无法保证铁道机车能够及时刹停，导致发生脱轨现象，对人生安全造成严重的威胁，因此，为保证铁道机车能够快速刹车并保证乘客与驾驶人员的安全，则气路切换阀的质量要求和作用效果尤为重要。而现有的气路切换阀一般利用压力空气压缩弹簧储蓄能量，弹簧伸长或压缩时释放能量，从而作用到转向架基础制动装置上转化为停车制动力，实现机车的停车，但是，由于弹簧在不同的工作环境下，其弹性和使用寿命会受到不同的影响，尤其在严寒的环境下工作的弹簧的性能较差，容易导致机车无法正常刹车；而且，弹簧释放能量时需要一定的时间，这样便使刹车动作产生一定的延时。因此，这种仅依靠弹簧蓄能式停车时的制动存在着较大的安全隐患，且检修工作强度大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺点和不足，提供一种利用气压差实现制动和复位，减少环境因素影响，使用寿命长，降低检修强度的气路切换阀。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种气路切换阀，包括阀体；所述阀体中设有阀腔、阀杆和阀芯；所述阀腔包括依次连通且轴线共线的制动腔、供气腔、出气腔和排气腔；所述制动腔侧面设有一与其连通的制动接口；所述供气腔侧面设有一与其连通的供气接口；所述出气腔侧面设有一与其连通的出气接口，且出气腔的内径小于供气腔和排气腔的内径；所述排气腔侧面设有一与其连通的排气接口；

所述阀杆设置在阀腔中，其一端位于制动腔中，另一端位于排气腔中，且其轴线与制动腔轴线共线；且所述阀杆位于排气腔的一端固定套设有一密封座，密封座上固设有一朝向出气腔与排气腔之间的通口的第二密封皮拍；

所述阀芯轴线与阀杆轴线共线，并固定套设在阀杆***，其一端***与制动腔内壁面密封连接，另一端端面嵌设有一朝向供气腔与出气腔之间的通口的第一密封皮拍；

所述阀杆驱动所述第一密封皮拍控制供气腔与出气腔之间的通断，并同时驱动所述第二密封皮拍控制出气腔与排气腔之间的通断。

通过对制动接口和供气接口，在制动时，分别对其接入不同的压差，使制动腔与供气腔形成足够的压差，驱动阀杆往排气腔移动，密封住供气腔与出气腔之间的通口，并同时带动第二密封皮拍打开出气腔与排气腔之间的通口，实现将制动腔的气体推送到出气腔和排气腔，且出气腔的气体被推出到出气接口，进入到外部制动刹车管路中；在复位时，对制动接口停止接入气体，供气接口保持接入气体，利用供气腔与制动腔之间形成的压力差推动阀杆往制动腔回推，阀杆带动第一密封皮拍打开密封供气腔与出气腔之间的通口，并同时带动第二密封皮拍密封出气腔与排气腔之间的通口，实现复位。因此，通过上述结构，利用压差对气路切换阀的气路进行切换，实现了制动和复位，减少环境因素影响，延长了使用寿命，降低了检修强度。

所述供气腔的面积比制动腔的面积大0.5倍～1.5倍。设气压压强为P，气压压强作用在一个面积为S的面上，气压压强在这个面产生的力为F，则P、S和F满足公式F＝P/S，由上述公式可知，当气压压强P一定时，面积S越小，则该面所受到的作用力F就越大；故由于供气腔的面积比制动腔的面积大0.5倍～1.5倍，则对供气腔和制动腔中充入压强一样的气体时，阀杆在制动腔中受到的推力比阀杆在供气腔中所受到的作用力大0.5倍～1.5倍，轻易地将阀杆往出气腔推去，实现了迅速制动，并进一步保证了气路切换阀制动工作的正常进行。

所述出气腔与供气腔之间的通口为一圆台形进口，出气腔与排气腔之间的通口为一圆台形出口；所述第一密封皮拍中朝向圆台形进口的一端***为与圆台形进口配合的圆台面，所述第二密封皮拍中朝向圆台形出口的一端***为与圆台形进口配合的圆台面。此处的密封面配合的结构，替代了现有的尖端冲击式密封，通过将通口设置为圆台形口，并将密封皮拍中密封通口的一端***设置为与圆台形口配合的圆台面，增大了密封皮拍与通口之间的接触面积，对密封时产生的冲击具有较强的缓冲作用，冲力得到了分散，有效避免了现有技术的密封结构因冲力过大而引起通口和密封件的快速损坏，不仅延长密封皮拍的使用寿命，而且有效地增强了密封性。

所述阀芯中与制动腔内壁面密封连接的一端***开设有至少一个轴线与阀芯轴线共线的环形槽，所述环形槽中设有断截面结构为Y形的Y形密封圈。通过Y形密封圈，也即密封圈一端为弹开的V形口，则其弹性恢复性好，则在阀芯与制动腔内壁面发生相对运动时，Y形密封圈具有优良的弹性恢复性，不易受摩擦而损坏，密封性能好、使用寿命长。

所述阀体相对两端端部分别设有左端盖和右端盖；所述左端盖通过至少一个O形圈密封阀体中制动腔所在的一端；所述右端盖通过至少一个O形圈密封阀体中排气腔所在的一端。此处设置有利于加强阀体的密封性，以及方便了阀体内的所有部件的安装、更换和检修。

本实用新型还包括一弹簧，以及所述右端盖中设置在排气腔中的一端端部开设有一定位槽；所述弹簧一端固定连接于密封座的端部，另一端固设在定位槽中。通过弹簧，进一步加快了推动阀杆的复位，并使得阀杆复位的稳定性大大提高。

所述阀芯的结构为凸台形。此处设置有利于减少制造原料，并使阀芯能够更好地随阀杆在制动腔和供气腔中移动，同时也方便了第一密封皮拍的安装。

所述制动接口、供气接口、出气接口和排气接口***分别套设有一用于加强接口与外接管路连接密封性的O形圈。此处设置有效地防止了因制动接口、供气接口、出气接口和排气接口与外部管路的连接处发生漏气现象，增强了连接处的密封性，保证了制动腔、供气腔和出气腔中具有气体不会外漏，进一步保证了气路切换阀能够正常稳定地工作。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型的气路切换阀的剖视结构示意图；

图2是本实用新型的气路切换阀的剖视结构示意图。

具体实施方式

请同时参阅图1和图2，本实用新型的气路切换阀是一种二位三通气路切换阀，其包括阀体1；所述阀体1中设有阀腔、阀杆3和阀芯4。

所述阀腔包括依次连通且轴线共线的制动腔11、供气腔12、出气腔13和排气腔14。所述制动腔11侧面设有一与其连通的制动接口P1；所述供气腔12侧面设有一与其连通的供气接口P2；所述出气腔13侧面设有一与其连通的出气接口P3，且出气腔13的内径小于供气腔12和排气腔14的内径；所述排气腔14侧面设有一与其连通的排气接口P4。可根据使用环境的需要，为了方便气路切换阀与外部管路的连接，可将制动接口P1、供气接口P2、出气接口P3和排气接口P4设置在阀体1中的同一侧面上；或将制动接口P1、供气接口P2、出气接口P3设置在阀体1中的同一侧面上，排气接口P4设置在阀体1的其它侧面上；或将制动接口P1、出气接口P3和排气接口P4设置在阀体1中的同一侧面上，供气接口P2设置在阀体1的其它侧面等等。为了增强制动接口P1、供气接口P2和出气接口P3与外部管路的连接密封性，进一步保证气路切换阀能够正常稳定地工作，作为一种更优的技术方案，所述制动接口P1、供气接口P2、出气接口P3和排气接口P4***分别套设有一用于加强接口与外接管路连接密封性的O形圈(A1、A2、A3和A4)。

所述阀体1相对两端端部分别设有左端盖21和右端盖22；所述左端盖21通过至少一个O形圈密封阀体1中制动腔11所在的一端；所述右端盖22通过至少一个O形圈密封阀体1中排气腔14所在的一端。在本实施例中，所述左端盖21***均匀设有两个轴线与其轴线共线的环形槽，左端盖21上的两个环形槽中分别安装有O型圈A5和A6，左端盖21通过两个O形圈密封阀体1中制动腔11所在的一端；所述右端盖22***均匀设有两个轴线与其轴线共线的环形槽，右端盖22上的两个环形槽中分别安装有O型圈A7和A8，右端盖22通过两个O形圈密封阀体1中排气腔14所在的一端。

所述阀杆3设置在阀腔中，其一端位于制动腔11中，另一端位于排气腔14中，且其轴线与制动腔11轴线共线；且所述阀杆3位于排气腔14的一端固定套设有一密封座7，密封座7上固设有一朝向出气腔13与排气腔14之间的通口的第二密封皮拍6，所述第二密封皮拍6由阀杆3驱动其控制出气腔13与排气腔14之间的通断。为了进一步加强密封座7安装在阀杆3上的稳固性，以及密封座7与密封皮拍连接的稳固性，作为一种更优的技术方案，所述阀杆3的一端***设有一凸出部31，以及阀杆3该端螺纹连接有一与其轴线共线的六角螺钉32，所述凸出部31与密封座7贴合，所述六角螺钉32依次穿过密封座7和第二密封皮拍6，并与阀杆3螺纹连接，将密封座7和第二密封皮拍6紧固在凸出部31和六角螺钉32之间。

所述阀芯4轴线与阀杆3轴线共线，并固定套设在阀杆3***，其一端***与制动腔11内壁面密封连接，另一端端面嵌设有一朝向供气腔12与出气腔13之间的通口的第一密封皮拍5，所述第一密封皮拍5由阀杆3驱动其控制供气腔12与出气腔13之间的通断。为了进一步加强阀芯4和第一密封皮拍5安装在阀杆3上的稳固性，作为一种更优的技术方案，所述阀杆3中套设有第一密封皮拍5的部分设有一凸出的定位部33，以及阀杆3中设置在制动腔11中的一端***设有螺纹和与螺纹连接的螺母34。所述定位部33与第一密封皮拍5朝向出气腔13的一端贴合，所述螺母34位于阀芯4中与制动腔11内壁面密封连接的一端端部，通过旋紧螺母34，进一步将阀芯4和第一密封皮拍5紧固在螺母34和定位部33之间。

进一步，为了延长阀芯4的使用寿命和增强密封性，作为一种更优的技术方案，所述阀芯4的结构为凸台形，且所述阀芯4中与制动腔11内壁面密封连接的一端***开设有至少一个轴线与阀芯4轴线共线的环形槽，所述环形槽中设有断截面结构为Y形的Y形密封圈41。在本实施例中，所述阀芯4中与制动腔11内壁面密封连接的一端***均匀开设有两个轴线与阀芯4轴线共线的环形槽。

为了使气路切换阀在实现制动时，能够更好地利用压力差将阀杆轻易地将往出气腔推去，实现了迅速制动，并进一步保证了气路切换阀制动工作的正常进行，作为一种更优的技术方案，所述供气腔12的面积比制动腔11的面积大0.5倍～1.5倍。

为了有效地避免现有技术中尖端式密封结构因冲力过大而引起通口和密封件的快速损坏，延长密封皮拍的使用寿命，增强密封性，作为一种更优的技术方案，所述出气腔13与供气腔12之间的通口为一圆台形进口，出气腔13与排气腔14之间的通口为一圆台形出口；所述第一密封皮拍5中朝向圆台形进口的一端***为与圆台形进口配合的圆台面，所述第二密封皮拍6中朝向圆台形出口的一端***为与圆台形进口配合的圆台面。

为了进一步加快了推动阀杆3的复位，大大提高阀杆3复位的稳定性，作为一种更优的技术方案，本实用新型的气路切换阀还包括一弹簧8，以及所述右端盖22中设置在排气腔14中的一端端部开设有一定位槽221；所述弹簧8一端套设在所述六角螺钉32的螺帽***，并固定连接于密封座7的端部，另一端固设在定位槽221中。

以下，对本实用新型的气路切换阀的使用进行具体说明。

通过接入制动接口P1的气体压强等于或大于接入供气接口P2的气体压强，在使用本实用新型气路切换阀时，需要一直对供气接口P2提供气源。在本实施例中，实现制动时，对供气接口P2接入450kPa的压缩空气，对制动接口P1接入750kPa的压缩空气，利用制动腔11与供气腔12之间形成的压力差推动阀杆3往排气腔14移动并压缩弹簧8，阀杆3带动第一密封皮拍5密封供气腔12与出气腔13之间的通口，并同时带动第二密封皮拍6打开出气腔13与排气腔14之间的通口，实现将制动腔11的气体推送到出气腔13和排气腔14，且出气腔13的气体被推出到出气接口P3外，进入到外部制动刹车管路中；实现复位时，如果供气腔12和排气腔14中的气体没有完全排出时，打开排气接口P4，排出多余气体，并停止向制动接口P1接入压缩空气，供气接口P2保持接入450kPa的压缩空气，利用供气腔12与制动腔11之间形成的压力差推动阀杆3往制动腔11回推，阀杆3带动第一密封皮拍5打开密封供气腔12与出气腔13之间的通口，并同时带动第二密封皮拍6密封出气腔13与排气腔14之间的通口，同时也利用了弹簧8的弹力作用加快阀杆3的复位。

相对于现有技术，本实用新型利用压差对气路切换阀的气路进行切换，实现了制动和复位，减少环境因素影响，延长了使用寿命，降低了检修强度。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种气路切换阀，包括阀体；所述阀体中设有阀腔、阀杆和阀芯；其特征在于：所述阀腔包括依次连通且轴线共线的制动腔、供气腔、出气腔和排气腔；所述制动腔侧面设有一与其连通的制动接口；所述供气腔侧面设有一与其连通的供气接口；所述出气腔侧面设有一与其连通的出气接口，且出气腔的内径小于供气腔和排气腔的内径；所述排气腔侧面设有一与其连通的排气接口；

所述阀杆设置在阀腔中，其一端位于制动腔中，另一端位于排气腔中，且其轴线与制动腔轴线共线；且所述阀杆位于排气腔的一端固定套设有一密封座，密封座上固设有一朝向出气腔与排气腔之间的通口的第二密封皮拍；

所述阀芯轴线与阀杆轴线共线，并固定套设在阀杆***，其一端***与制动腔内壁面密封连接，另一端端面嵌设有一朝向供气腔与出气腔之间的通口的第一密封皮拍；

所述阀杆驱动所述第一密封皮拍控制供气腔与出气腔之间的通断，并同时驱动所述第二密封皮拍控制出气腔与排气腔之间的通断。

2.根据权利要求1所述的气路切换阀，其特征在于：所述供气腔的面积比制动腔的面积大0.5倍～1.5倍。

3.根据权利要求1所述的气路切换阀，其特征在于：所述出气腔与供气腔之间的通口为一圆台形进口，出气腔与排气腔之间的通口为一圆台形出口；所述第一密封皮拍中朝向圆台形进口的一端***为与圆台形进口配合的圆台面，所述第二密封皮拍中朝向圆台形出口的一端***为与圆台形进口配合的圆台面。

4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的气路切换阀，其特征在于：所述阀芯中与制动腔内壁面密封连接的一端***开设有至少一个轴线与阀芯轴线共线的环形槽，所述环形槽中设有断截面结构为Y形的Y形密封圈。

5.根据权利要求1所述的气路切换阀，其特征在于：所述阀体相对两端端部分别设有左端盖和右端盖；所述左端盖通过至少一个O形圈密封阀体中制动腔所在的一端；所述右端盖通过至少一个O形圈密封阀体中排气腔所在的一端。

6.根据权利要求5所述的气路切换阀，其特征在于：还包括一弹簧，以及所述右端盖中设置在排气腔中的一端端部开设有一定位槽；所述弹簧一端固定连接于密封座的端部，另一端固设在定位槽中。

7.根据权利要求1所述的气路切换阀，其特征在于：所述阀芯的结构为凸台形。

8.根据权利要求1所述的气路切换阀，其特征在于：所述制动接口、供气接口、出气接口和排气接口***分别套设有一用于加强接口与外接管路连接密封性的O形圈。