CN1011499B - 紧急鞲鞲上装有加速制动用滑阀的货车制动控制阀 - Google Patents

Abstract

一种装有紧急鞲鞴滑阀的货车制动控制阀，在具有普通工作稳定性的功能之外，又增加了加速制动性能，它可以给制动管道压力提供连续的局部排气，以便迅速地传播制动管道减压的常用速度。在一个平行的流体通道上的预节流孔和初节流孔控制着紧急室的“换气”速度，以稳定鞲鞴，使在制动管道减压不超过常用速度时，鞲鞴不移动到紧急位置上。随着常用制动，预节流孔可维持“换气”直至制去管道的局部减压终止，从而保证了紧急鞲鞴在重合工作位置上的工作可靠性。

Description

本发明关于紧急鞲鞴上装有加速制动用滑阀的货车制动控制阀。

现已通过A.AR标准的、由韦斯汀豪斯空气制动机公司制造的ABDW型货车制动控制阀包括一加速作用阀部分，该加速作用阀部分安装在紧急部上，并相应于紧急鞲鞴在常用制动过程中产生于紧急室内的“换气”压力进行工作。在常用制动时，为了稳定紧急鞲鞴以防止不必要的紧急操作，紧急室的“换气”作用是必要的。在常用制动时，该紧急室“换气”压力的排气背压被用于驱动加速作用阀，而加速作用阀又以循环方式使制动管道中产生一局部的、快速常用减压，以补充列车的每节车厢上制动管道的压力降，从而迅速地将制动管道内的信号传到各节车厢。

因此，在常用制动减压时，加速作用阀的作用最好是通过紧急鞲鞴移动到某一位置而实现。在该位置上，作用于紧急鞲鞴一侧的紧急室的压力与大气相通，并且其减压速度与作用在鞲鞴另一侧上的制动管道的减压速度相应，从而使紧急鞲鞴不进一步移到紧急作用位置。

紧急鞲鞴上最好还安有一滑阀，通过该滑阀来建立紧急室气压的排气或“换气”的连结。除了提供紧急室“换气”功能外，紧急鞲鞴滑阀还可驱动排气阀以获得加速紧急制动。众所周知，虽然滑阀的结构具有较长的、免于维修的使用寿命，但与其它型式的阀结构相比、造价略高。不过，由于在一个较小的阀装置上综合了多种阀控制功能，因而弥补了上述的结构成本。

在共同末决申请系列号853519中公开了一种装置，其中在紧急鞲鞴滑阀上增加了加速作用阀功能。然而应当理解，滑阀工作的一个特征在于，发生在一个移动方向上的第一功能既为发生在相反移动方向上的最 后功能。因此，为了在终止紧急室内压力排出前，先终止制动管道内气压的加速排出，以保证加速制动不再继续，制动管道的气压加速排出应始于紧急室排气之后。因而，加速制动的工作性能是不可靠的，因为在紧急鞲鞴的移动尚不足以产生加速制动前，轻微的制动管道内的压降可能会由于紧急室的排气而抵消。

另一种紧急鞲鞴滑阀装置公开在共同未决申请号930480中。其中采用了两个滑阀，以提供在重叠条件下可靠中止加速制动的功能，同时也不牺牲制动时紧急鞲鞴驱动到加速制动位置上的可靠性。

因此，本发明的目的是在紧急鞲鞴滑阀上增加了加速制动功能，从而即使在轻微的常用制动作用下也可以保证加速制动功能，同时也可以保证在常用制动作用后的重叠期内，可靠地中止加速制动功能，以防止制动管道内的加速减压自行延续不变。

本发明的另一目的是当制动管道的减压速率接近紧急程度时，中止紧急鞲鞴的加速制动功能，使得制动管道内的加速减压不会影响由紧急鞲鞴产生的加速制动作用的感测。

本发明的又一目的是在紧急鞲鞴滑阀上增加对紧急室充气的控制功能。

简言之，这些目的是通过改进普通的ABD型货车制动控制阀的紧急鞲鞴滑阀而实现的，从而在紧急鞲鞴响应于列车制动管道的减压而向常用制动位置开始移动的过程中，逐渐排放作用在紧急鞲鞴一侧的紧急室内的气体。在紧急鞲鞴初始移动期间，紧急室的排气速率较低，随着紧急鞲鞴滑阀处的制动管道的压力加速减压，紧急室产生一较高的排气速率。这样就提供了紧急室的“预排气”和“初排气”，二者都提供有普通的“换气”作用，通过“换气”作用，使紧急鞲鞴在有效制动管道减压没超过常用制动速率时可保持稳定而避免产生不必要的紧急作用。根据本发明，紧急室在紧急鞲鞴滑阀处的“预排气”连结将保持有效直至 紧急鞲鞴在从常用制动位置移回到非工作位置过程中切断制动管道的加速排气之后，从而保证了产生于紧急鞲鞴两侧的压差，使紧急鞲鞴被强制移到非工作位置。制动管道中的加速减压也是以这种方式强制中止的，使其不会自行延续。此外，这种在紧急鞲鞴移向常用制动位置过程中所产生的紧急室的轻微的初始“预排气”，对于列车管道的相对较低的减压速率几乎不会产生抵消作用，从而保证了加速制动操作的可靠性和效率。

另外，紧急鞲鞴滑阀应具有这样的结构，使当紧急鞲鞴响应于列车制动管道减压接近紧急速率而移到紧急制动位置时，切断制动管道的加速制动通路。以此方式，产生于紧急鞲鞴两侧的制动管道/紧急室压差仅仅基于列车制动管道的减压。从这个意义上说，紧急鞲鞴是由制动管道的紧急减压速率控制，而丝毫不受加速制动作用的影响。

由于在已有的紧急鞲鞴滑阀上增加了加速制动功能，因而可省去目前使用的ABDW型货车制动控制阀上单独起加速制动作用的阀部分，其功能可由紧急鞲鞴来完成，从而可以节省重量并节约维修费用。

通过以下结合附图所做的详细说明，可以更清楚地了解这些目的及优点。

图1是一表示普通ABD型货车制动控制阀的紧急鞲鞴处于非工作充气位置以及修改的紧急鞲鞴滑阀和阀座以增加本发明的加速作用功能的示意图;

图2-图7是紧急鞲鞴滑阀和阀座的局部放大图，表示在紧急鞲鞴处于不同位置时各孔口间的联结关系;

图8为一图表，它通过滑阀在非制动位置与紧急制动位置间的全部行程，表示了图1-图7中的各种孔口联结关系以及这些孔口联结的打口起始点或完全关闭点。

参照图1，此处表示了在一个普通货车制动控制阀、如韦斯汀豪斯空 气制动机公司制造的ABD控制阀的紧急部1上，设置了一个带有滑阀3的紧急鞲鞴2，滑阀3装在紧急鞲鞴导杆5中的一凹槽4内，从而可随紧急鞲鞴轴向移动。滑阀3上加工有一个平面6，该平面6与一滑阀套筒8上的相应平面7相接合，紧急鞲鞴导杆5可导向地支持在滑阀套筒8内。鞲鞴2的模板9与紧急部的壳体1共同形成了一侧腔室10和相对一侧腔室11。

列车串接制动管道（未示出）中的压缩空气经制动管道支路12与腔室10相通;并同时经制动管道支路12a、滑阀3上的通路12b、凹槽4、连结在凹槽4和滑阀套筒8中的空穴14之间的通路13、连结在空穴14与腔室11之间的通路15以及由腔室11导出的通路16通向紧急室（未示出）。在通路12b上有一个相当于约0.020英寸钻孔大小的开孔形成一节流孔17，使得在充气时，腔室10内的压力建立要比腔室11快，从而在鞲鞴膜板9两侧产生一向下作用的压差，以便使紧急鞲鞴在制动管道开始减压前始终保持在图1所示的非工作充气位置。另外，节流孔17的大小的作用是避免腔室11内的减压速率大于制动管道的最大允许漏气速率、即7磅/英寸/分钟，其目的在于稳定鞲鞴2克服由制动管道的正常漏气而产生的驱动，从而使鞲鞴仅仅响应于所选定的制动管道减压而工作。

滑阀3与鞲鞴导杆5上的凹槽4之间的弹簧18以足够的力推动滑阀面6与邻近的套筒8的面7相贴合，使它们之间相互的重叠面提供了相应滑阀与套筒面上升的通路的压力密封。套筒8上除了通路12a外，还包括通路19、20、21和22，每合通路都在套筒面7上有一开孔。通路19的另一端与通路12a相通;通路20的另一端与通路21相通;通路21的另一端与大气相通;通路22的另一端与辅助设备（未示出）相通。滑阀3上除了通路12b外，还包括有通路23和通路24，每个通路都在一端有一开孔通向凹槽4并在另一端有一开孔位于滑阀面6上。还有一个通路25，其一端开在滑阀面6上，而另一端与通路26相通，进而与通路24相通。 滑阀3和套筒8面上的开孔是这样布置的，在如图1所示的非工作充气位置时，只有通路12a和12b连通以建立上述的充气气流通道，而滑阀/套筒接合面上的其余通路均阻断不连通。

当列车串式制动管道内的压缩空气的排气速率超过充气节流孔17所设定的充气速度，腔室11的压力随制动管道内压力的下降而减小，使速度较慢。相反地，腔室10的压力通过，通路12而随制动管道压力的下降而无限制地减小，从而在鞲鞴2产生一足够的压差，使紧急鞲鞴从非工作位置向紧急制动位置上移。由该鞲鞴2移动所取得的初始作用是阻断滑阀/套筒重合面上由通路12a和通路12b所提供的气流通路，从而终止腔室11与紧急室的充气。图2表示了这种状态，从中可以看出，滑阀/套筒重合面上的所有通路均被阻断。从图8中可以看出，在鞲鞴向上运动的初始阶段，通路12a和通路12b的开孔仍然是打开的，直到鞲鞴2移动到1点时，孔口开始关闭，随着鞲鞴继续移动，孔口进一步关闭，直到m点时才达到完全关闭，充气过程才完全终止。

随着制动管道的压力继续减小，鞲鞴继续向作用位置移动，使滑阀3将通路24与通路21连通，以建立第一气流通路，通过该通路，紧急室在腔11内产生预排气或“换气”作用，其目的将在以下讨论。腔室11内的压缩空气通过通路15、空穴14、通路13、凹槽4、通路24上一约0.0087英寸钻孔大小的预节流孔27、通路21以及一个排气通路28排出，如图3所示。

图8表示当滑阀3移到相应于点n的位置时，通路24和通路21在滑阀/套筒的重合面上开始打开，当滑阀达到相应于点0的位置时，通路24和通路21完全打开。开始打开后不久，这些通路的流量超过了节流孔27的允许流量。因此流量节流孔27开始起作用，设定一个列车串式制动管道减压的最小速率，以维持-作用在鞲鞴2上的足够的压差，使保持鞲鞴2继续移向工作位置。假定是这种情况，滑阀3就会在通路25和通 路19之间建立流通通路如图8上P点所示，应该注意的是，通路25和通路19完全打开时滑阀3所处的位置，大致同于通路21和通路24完全打开时的位置。因此如图4所示，第二通路被建立，以提供一个加速制动作用，其中制动管道内的压力通过通路12、12a、19、25、通路25上一个约为0.16英寸钻孔大小的节流孔29、通路26、预“换气”通路24和21以及排气通路28从列车串式制动管道在控制阀的紧急部1处局部排气。因此可以理解，随着列车串式制动管道的减压，每节车厢的制动管道的局部排气都是以这种的方式产生，其目的是将列车串式制动管道的减压迅速传到各节车厢，以获得快速制动反应。

上述制动管道气压的局部排气还有另一作用，即增加作用在鞲鞴2上的向上作用压差，以保证鞲鞴移到初“换气”位置，如图5所示。在这个位置上，作用在腔室11内的紧急室气压通过由通路23和20构成的第三气流通路排气，通路23和通路20在滑阀/套筒重合面上连通。在第三气流通路的通路23上形成一约为0.081英寸钻孔大小的最终节流孔30。图8表明，这种构成初“换气”功能的、通路23和通路20间的连通始于鞲鞴2将滑阀3推到点γ所示位置时，而完全终止于点S所示的滑阀运行位置。

滑阀运行超过点S时将产生最大“换气”，即，作用在腔室11的紧急室压力以最高的速率通过预节流孔和初节流孔排气，以保证紧急鞲鞴在常用制动过程中的工作稳定性。产生这种工作稳定性的原因在于，紧急室压力的最大“换气”仅作用于腔室10内作用的最大速率的制动管道减压，后者是由列车串式及局部制动管道的加速减压共同产生的，结果在鞲鞴2上形成一平衡压差。速率较低的制动管道减压不能维持紧急鞲鞴2的平衡而使其向非工作位置回移直至滑阀移动到点γ和点S之间的某一位置，在此位置上，由滑阀/套筒重合面上的通路20和通路23的有效开口面积所提供的限制远小于由初节流孔30所提供的限制，从而在鞲 鞴2上重新建立了压力平衡。

当列车串式制动管道减压终止时，紧急室的压力仍然通过第一和第三气流通道上的预节流孔27和初节流孔30继续排气，这种就在鞲鞴2上产生一个压差使鞲鞴朝非工作位置移动。现在可以理解，紧急室在腔室11内的压力通过第一气流通道排气的动作要先于建立加速制动的动作，即先于在鞲鞴2移向工作位置过程中制动管道通过第二通道的排气动作，而当鞲鞴2移回非工作位置过程中阻断第二气流通道之后，第一气流通道才关闭。

虽然构成预节流孔27的孔径小于构成加速作用节流孔29的孔径，但由于紧急室压力的容积远小于制动管道压力容积，因此腔室11的减压速度要大于腔室10的减压速度。加上紧急室在腔室11内的压力排出终止于制动管道从腔室10的排气结束之后，从而保证了鞲鞴2可完全地并可靠地移动到如图2所示的重合工作位置上，在该位置，制动管道的加速减压被完全终止。在重合工作期间，滑阀3的位置如图8中位于点m和点n之间的区段所示。

随后为缓解制动而进行的制动管道增压导致了腔室10内的压力增加，可以理解，当紧急鞲鞴2处于重合位置时，通过通路12a和12b的紧急室充气通路被阻断，因而腔室11的压力仍保持不变，结果在鞲鞴2上形成一向下作用的压差，使鞲鞴从重叠位置移到非工作充气位置，如图1所示。

在任意时刻，如果制动管动管道的减压速度超过最大工作速度，则节流孔27和30将阻止作用在腔室10的紧急室压力随制动管道的减压而“换气”。因此，在腔室10和腔室11之间将产生一压差，将推动紧急鞲鞴2移向图6所示的紧急制动位置。在此位置，紧急室压力通过节流孔27和节流孔30继续进行最大“换气”，而制动管道的局部排气则被滑阀/套筒重合面所阻断，从而终止了加速制动作用。这种使加速功能终止的 阻断位置保证了不会使制动管道压力局部排气而影响制动管道的减压速度，后者会导致鞲鞴的运动，从而保证了紧急鞲鞴的正常工作稳定特性。

如图6及图8上点t所示，由于滑阀上通路25移开了与套筒8上通路19的连通，从而终止了制动管道通过第二气流通道的加速排气。同时，滑阀通路23和24仍然与它们在套筒上对应的通路20和21保持充分连通，使紧急室作用于腔室11的压力继续以由节流孔27和30设定的最大工作速度“换气”。如果制动管道的减压速度达到这样的程度，即紧急室的最大“换气”速度已不足以克服作用在鞲鞴2上的压差，则鞲鞴将被推到图7所示的紧急位置。

当滑阀3随着鞲鞴2向紧急位置的移动而移过点t时，通路24与通路21的连通将在点u处开始断开并在点V处完全断开，以终止紧急室通过第一气流通道的“换气”。之后，滑阀3的一端在点W处开始打开套筒8上的通路22并在点Y处完全打开通路22。通路22的打开建立了第四气流通道，通过此通道，紧急室的压力经空穴14和滑阀凹槽4与辅助阀装置（未示出）连通，这个辅助阀装置通常用于触发或维持紧急制动作用。

当滑阀3在点W和点Y之间移动时，滑阀通路23与套筒8上的通路20在X点开始断开连通，并在Y点完全断开，从而终止了紧急室压力通过第三气流通道的“换气”。这使紧急室气压以-控制速度经通路22最后排气，从而保证在一个预定的时间间隔内，紧急鞲鞴2不会回到非工作位置，所说的预定时间间隔是指足以使列车响应于打开制动管道排气阀所施行的紧急制动而停车的时间。

Claims (22)

1、一种在铁路列车上用于充有流体压力制动管的控制阀装置，该控制阀装置在其壳内有一空穴，一鞲鞴构件在上述空穴内形成第一和第二腔室，它们在其相对两侧与上述制动管的流体压力相通，上述控制阀装置可响应于上述制动管流体压力在紧急速度下的有选择的降压进行工作从而提供紧急制动，有一第一流体通道，压力流体通过该第一流体通道从上述第二腔室中排出，安装在上述鞲鞴构件上的阀件当上述鞲鞴构件由于作用在上述第一腔室的上述制动管道流体压力的下降形成的压差在一个方向上移动时，建立上述第一流体通道，直到第二腔室的流体压力减少到足以平衡上述压差时为止，从而只要上述制动管道流体压力处于小于上述紧急速度的常用速度上，则可防止上述鞲鞴构件沿上述方向移动而产生紧急制动作用，本发明的特征在于：

(a)一个当上述鞲鞴在上述一个方向移动时由上述阀件建立的第二流体通道，通过该通道，压力流体从上述制动管排出，以提供一个除上述有选择的降压之外的局部的制动管的流体降压；

(b)一个当上述鞲鞴在上述一个方向移动时由上述阀件建立的第三流体通道，通过该通道，压力流体从上述第二腔室排出；

(c)上述阀件在建立上述第一流体通道之后及建立上述第三流体通道之前建立上述第二流体通道。

2、根据权利要求1所述的控制阀装置，其特征在于，所述阀件包括：

a）一个具有一个平面部分的、固定在所述空穴内的滑阀阀座;

b）一个安置在所述鞲鞴的一凹槽内并随其运动的滑阀，所述凹槽与所述第二腔室相通，滑阀上还有一平面部分可与所述滑阀阀座的所述平面部分贴合。

3、根据权利要求2所述的控制阀装置，其特征在于，所述的第一流体通道包括：

a）一个位于所述滑阀阀座上的第一通路，其一端开口位于阀座上所述平面部分上而另一端则向外排气;

b）一个位于所述滑阀上的第二通路，其一端开口位于所述滑阀上所述平面部分上而另一端与所述凹槽相通，响应于所述鞲鞴沿所述方向的移动，所述滑阀将所述第一、第二通的一端连通，从而建立起所述第一流体通道。

4、根据权利要求3所述的控制阀装置，其特征在于，所述第三流体通道包括：

a）一个位于所述滑阀阀座上的第三通路，其一端开口处于阀座上所述平面部分上而另一端与所述第一通路连通;

b）一个位于所述滑阀上的第四通路，其一端开口处于滑阀上所述平面部分上而另一端与所述凹槽连通，响应于所述鞲鞴沿所述方向的移动，所述滑阀使所述第三和第四通路连通，从建立起所述第三流体通道。

5、根据权利要求4所述的控制阀，其特征在于，它还包括：

a）第一节流装置，用于使所述第二腔室内的压力流体以一定的速度经所述第一流体通道排出;

b）第二节流装置，用于使所述的第二腔室内的压力流体以一定的速度经所述第三流体通道排出。

6、根据权利要求5所述的控制阀装置，其特征在于，所述第一和第二节流装置分别由所述第二和第四通路上的钻孔构成，所述第一钻孔的孔径小于所述第二钻孔孔径。

7、根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，所述第二流体通道包括：

a）位于所述滑阀阀座上的第5通路，其一端开口处于阀座上所述平面部分上而另一端与所述制动管道连通;

b）位于所述滑阀上的第6通路，其一端开口处于滑阀上所述平面部分上而另一端与所述第二通路连通，当所述鞲鞴沿所述方向移动时，所述滑阀在接通所述第一和第二通路的一端之后，接通所述第五和第六通路的一端，从而通过第五、第六、第二、第一通路建立起所述第二流体通道。

8、根据权利要求7所述的控制阀装置，其特征在于，所述第一节流装置位于所述第一流体通道上并处于由所述第六通路开口进入所述第二通路的上游段。

9、根据权利要求8所述的控制阀装置，其特征在于，它还包括有一第三节流装置，用于使所述制动管道经所述第二流体通道进行局部减压。

10、根据权利要求9所述的控制阀装置，其特征在于，所述第三节流装置是由所述第六通路上的一个钻孔构成的，该钻孔孔径大于所述第一钻孔孔径而小于所述第二钻孔孔径。

11、根据权利要求10所述的控制阀装置，其特征在于，它还包括一个充气通道，使所述第二腔室与所述制动管道在所述鞲鞴处于非工作充气位置时相互连通。

12、根据权利要求1所述的控制阀装置，其特征在于，所述的充气通道包括：

a）在所述滑阀阀座上的第七通路，其一端开口处于所述阀座平面部分上而另一端与所述第五通路连通;

b）在所述滑阀上的第八通路，其一端开口处于所述滑阀平面部分上而另一端则与所述凹槽连通，当所述鞲鞴沿着与所述方向相反的方向移动到足以阻断所述的第一、第二和第三流体通道时，所述滑阀将所述第七和第八通路的所述一端连通，从而建立起所述的充气通道;当所述鞲鞴沿着所述方向开始运动时，所述滑阀阻断所述第七和第八通路的所述一端的连通，从而终止了所述充气通道的流通。

13、根据权利要求12所述的控制阀装置，其特征在于，它还包括一个位于所述充气通道上的节流装置，通过该节流装置，制动管道的压力流体充入所述第二腔室。

14、根据权利要求13所述的控制阀装置，其特征在于，当所述鞲鞴处于非工作充气位置时，所述阀装置建立起所述第四流体通道。

15、根据权利要求14所述的控制阀装置，其特征在于，当所述鞲鞴处于加速制动位置时，所述阀装置建立所述第二流体通道。

16、根据权利要求15所述的控制阀装置，其特征在于，所述鞲鞴的加速制动位置处于其行程范围之内。

17、根据权利要求15所述的控制阀装置，其特征在于，当所述鞲鞴处于重合工作位置时，所述阀装置阻断所述第二和第四流体通道的流通。

18、根据权利要求17所述的控制阀装置，其特征在于，所述鞲鞴的所述重合工作位置，处于所述鞲鞴在所述非工作充气位置与所述加速制动位置之间的行程范围内。

19、根据权利要求18所述的控制阀装置，其特征在于，当所述鞲鞴沿所述方向由所述加速制动位置移向其切断位置时，所述滑阀阻断所述第二流体通道。

20、根据权利要求19所述的控制阀装置，其特征在于，它还包括一个第四流体通路，压力流体从所述第二腔室与所述第四流体通路连通。

21、根据权利要求20所述的控制阀装置，其特征在于，所述第四流体通道包括一个位于所述滑阀阀座上的第八通路，其一端开口处于所述阀座平面部分，当所述鞲鞴沿所述方向移动到紧急制动位置时，所述滑阀的端部打开所述第八通路的所述开口，使其与所述凹槽连通。

22、根据权利要求21所述的控制阀装置，其特征在于，所述鞲鞴的所述切断位置是在其由所述加速制动位置到所述紧急制动位置的行程范围之内。

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