CN101516696B - 具有末车厢脱离保护系统的火车 - Google Patents

Abstract

一种火车，该火车包括制动管和电子列车线，该列车线从至少一个机车开始延伸穿过彼此邻近并且由制动信号管连接的至少第一和第二车厢。第一和第二车厢的每个包括制动缸、储压器和制动阀。第一车厢包括电动气压制动阀，该电动气压制动阀响应于列车线上的电信号从而产生第一储压器的第一气压施加制动信号以及用于第一制动缸和制动信号管的释放制动信号。该第一车厢也包括第一阀，以将第一制动信号传送至制动信号管并且在第一和第二车厢之一断裂的情况下断绝制动信号管的连接。第二车厢包括气压制动控制阀，该气压制动控制阀响应于制动信号管上的第一制动信号以及制动管中的制动管压力以产生用于第二制动缸的第二气压施加和释放制动信号，与第一施加和释放制动信号对应。在制动管的应急压力以及制动信号管上没有制动信号的情况下产生第二储压器的第二车厢气压施加制动信号。

Description

具有末车厢脱离保护系统的火车

本申请要求2005年5月11日提交的临时申请No.60/679,653的优先权，其完整内容引用结合于此。

技术领域

本发明总体涉及用于火车的制动系统，更具体地说，涉及在不同车厢上具有电动气压(EP)制动阀和气压制动阀的组合的火车制动系统。

背景技术

在使用美国铁路联盟标准(“AAR”)的美国和其它国家中，铁路已经正在研究和实施单个车厢中的电动气压制动阀。不是所有的铁路都能够或者想要整列火车都采用电动气压制动阀。一些铁路优选采用电动气压制动阀车厢和气压制动阀车厢的组合。在电动气压货车中，将制动阀保持在其最大值，提供至电动气压阀的电信号将在EP车厢中产生气压制动。由于制动管总是在其最大位置或者释放，所以气压制动阀车厢必须由邻近的电动气压车厢控制。这将通过将电动气压车厢连接至邻近气压车厢的分离制动信号管实现。如果该制动信号管断开，那么制动管将会出现一个问题。一个或两个车厢可能不能自动地响应于车厢的脱离而进行制动。这对于货车上的最后一节车厢尤其关键，因为它不连接至任何其它的能够使火车这一部分车厢停下来的车厢。

解决这一问题的一种方案是提供一种专门的电动气压末车厢，将其设计为不连接至制动信号管。对于一些铁路，使用专门的末端车厢可能是不方便的或者不理想的。

发明内容

本发明的目的是提供一种火车，该火车包括制动管和电子列车线，该列车线从至少一个机车开始延伸穿过彼此邻近并且由制动信号管连接的至少第一和第二车厢。第一车厢包括第一制动缸、第一储压器和电动气压制动阀。该电动气压制动阀响应于列车线上的电信号从而产生第一储压器的第一车厢气压施加制动信号以及用于第一制动缸和制动信号管的释放制动信号。该第一车厢也包括第一阀，以将第一制动信号传送至制动信号管并且在第一和第二车厢其中之一断裂的情况下断绝制动信号管的连接。第二车厢包括第二制动缸、第二储压器和气压制动控制阀。该气压制动控制阀响应于制动信号管上的第一车厢气压制动信号以及制动管中的制动管压力从而产生用于第二制动缸的第二车厢气压施加和释放制动信号，其与第一施加和释放制动信号对应。在制动管的应急压力以及制动信号管上没有制动信号的情况下产生第二储压器的第二车厢气压施加制动信号。

该系统允许两个车厢不论在火车的任何位置都可在断开状况下施加制动。

本方法的这些和其它方面将从本方法的下述详细说明中并且结合附图变得清楚明了。

附图说明

图1是根据本发明的具有采用电动气压制动的一个车厢和采用最常用状态的气压制动的第二车厢的配对车厢的示意图。

图2是具有根据本发明的单独EP制动阀的配对车厢的第一实施例。

图3是具有根据本发明的单独EP制动阀的配对车厢的第二实施例。

图4是具有根据本发明的重叠EP制动阀的配对车厢的第三实施例。

图5是具有根据本发明的重叠EP制动阀的配对车厢的第四实施例。

具体实施方式

图1示出作为配对车厢的电动气压车厢(EP车厢)和气压车厢(P车厢)。该配对车厢是火车的一部分，包括延伸穿过火车并且通过连接器或手状连接器15连接到一起的制动管14。其还包括具有汇接箱52和连接件53的火车线50，以接收用于电动气压制动阀的动力和控制信号。EP车厢包括具有EP制动阀40和通风阀54的管道托架30。EP制动阀的细节记载在美国专利6,457,782中，其引用结合于此。这种EP阀可从New York Air Brake买到，名称为EP60，但是可以使用其它等同的EP制动阀。在附图中使用的标记总体上对应于美国专利6,457,782。在可能的地方，都使用这些附图标记进行指代。EP部分40通过汇接箱48连接至火车线50。汇接箱48包括车厢ID。

制动管14通过切断栓12连接至管道托架30的端口1。储压器22如图所示为组合的储压器，具有分别连接至端口2和5的应急部分和辅助部分。管道托架30的端口3连接至具有其自身储压器25的空载装置26。空载装置26的输出信号连接至制动缸24。虽然示出一对制动缸，但是可在EP车厢上设置单独一个的制动缸。如此所述的结构属于标准EP车厢。管道托架30是用于气压或EP制动阀的标准管道托架。

同样连接至端口3的是阀31，其将气压制动信号连接至制动信号管33，制动信号管将EP车厢与P车厢互连。阀31响应于储压器压力或气压信号以关闭P车厢与制动信号管33之间的连接。在图1中，阀31如图所示为两向阀，其被弹性偏压至断开或闭合位置并且通过在管道托架30的端口2处的应急储压器中的压力被引导至连接或开启位置。对于所有制动的施加或释放，将制动缸压力通过托架端口3施加和释放至制动信号管33。一旦应急储压器减小至给定的值，例如40psi，那么弹簧将克服引导压力并且使端口3从制动信号管33断开。这将隔离并且允许制动缸24即使在制动信号管33已经如同制动管14进行通风的情况下保持制动施加状态。

气压P车厢包括连接至制动管14、制动信号管33、储压器22和制动缸24的气压制动控制阀PBCV 60。气压制动控制阀60响应于制动信号管33上的第一EP车厢制动信号以及制动管14上的制动管压力从而产生用于第二车厢的制动缸24的第二车厢气压施加和释放信号。第二车厢的气压施加和释放信号对应于从制动信号管33接收的施加和释放制动信号。对于制动管14上的应急压力，气压制动控制阀60从储压器22向其缸24产生车厢气压施加制动信号，只要制动信号管33也下降为零。气压制动控制阀60也包括响应于制动管14中的应急压力而断开制动信号管33。

即使图1至3示出EP车厢中的单独电动气压制动，图4和5示出EP中的重叠电动气压制动，但也可在图1至5中使用任何样式或类型的EP制动阀。不同的附图示出气压制动控制阀60以及阀31的不同实施方式。

气压制动控制阀60的第一实施例如图2所示。图中示出包括管托架30和维护部分10以及应急部分20的标准气压制动阀。其可以是例如由NewYork Air Brake Corporation售卖的DB 60或者其等同物。制动管14通过切断栓12连接至歧管30。组合储压器22也连接至管道托架30。管道托架30的端口3处的制动信号输出连接至选定的或者引导的三向阀62。三向阀62弹性偏压至所示出的在制动输出端口3连接至空载三向阀62和VTA空载阀23的位置。继电阀26从储压器25向制动缸24提供制动信号，该储压器从管道托架30通过充电单相阀27进行充电。

阀62的所示位置是存在断裂为两个(break-in-two)的应急位置。这就切断空载继电阀26与开启制动信号管的连接。这一连接是从管道托架30的端口3到E/L继电器26的端口8建立的。这样保持了施加在P车厢中的制动24。

三向阀62通过双向阀66的引导压力被偏压至将制动信号管33连接至空载继电阀26的第二位置，该双向阀66通过节流阀68连接至电位器(volume)70和阀62的引导端口。双向阀66选择两个输入中的更高输入作为引导信号。连接至双向阀66的是一侧上的制动管14和另一侧上的制动信号管33。

正常情况下，在EP操作中，制动管14的信号为高，提供适当的高信号以对电位器70充电以及将引导三向阀62偏压至将制动信号管33连接至空载继电阀26的第二位置。因此，提供EP车厢的制动信号管33上的制动施加和释放信号，并且产生P车厢上的对应制动信号。当制动管压力达到零时，电位器70和节流阀68提供来自双向阀66的信号减小的时间延迟，从而将三向阀62保持在第二位置。这样允许制动信号管时间，从而增加连通至制动信号管的主阀62的压力。

当断裂为两个或者断开时，制动管14将变为零或者应急状态，其他制动信号管33输入双向阀66。当电位器70通过节流阀68漏电时，阀62从将制动信号管33连接至空载继电阀26的位置移动到图2所示的位置。这样可关闭制动信号管33与空载继电阀26的端口8的连接并且将管道托管30的制动信号端口3连接至空载继电阀26的端口8。因此，标准气压制动阀10、20、30将应急制动施加至制动缸24。

图3示出气压制动控制阀60的另一实施例。气压阀如图所示包括管道托架30、维护部分10和代替应急部分20的间隔板(blanking plate)56。间隔板56包括连接管道托架30的应急交界面处的制动缸端口的通道58。间隔板56也可用在图2中。在该实施例中，三向阀或选择阀62由简单的双向阀72代替。选择阀72的两个输入是管道托架30的端口3的制动信号以及制动信号管33上的制动信号。在正常操作下，制动管14被充电并且气压制动阀10、20、30不向选择阀72提供任何信号。因此，空载继电阀26的输入是制动信号管33上的制动信号。对于应急状态，制动管14的应急压力在这种情况下将由于断裂为二个而变为零，气压制动阀10、20、30将在端口3上产生应急制动压力。这将促使选择阀72向空载继电器26提供应急制动压力。断裂为两个将导致使制动管14以及制动信号管33变为零。选择阀72的移动也将阻断制动信号管33的连接。电位计64连接至管道托架30的端口3，以在应急制动应用情况下提供适当的制动缸压力增加。

图4示出气压制动控制阀60的另一实施例。气压制动阀包括管道托架30、通风阀54以及继电阀和充电单向阀76。充电单向阀将制动管端口1连接至端口2和5以对蓄液器22充电。76的继电阀部分响应于端口10上的输入从而将端口3上的制动信号直接提供至制动缸24。在需要的情况下，可将空载装置设置在其间。

管道托架30的端口10连接至选择或双向阀74。输入之一来自于制动信号管33。其他输入来自于双位置引导阀78，该阀如图所示弹性偏压地将储压器22连接至选择阀74。只要制动信号管33达到零，那么这就是应急位置。经引导的引导阀78被引导至将选择阀74连接至大气的第二位置。双向阀66具有来自于一侧上的制动管14的输入以及另一侧上的制动信号管33的输入。该输出通过节流阀68和电位计70提供，以产生用于三向阀或引导阀78的引导信号。

在正常的情况下，制动管压力14为高，双向阀66将制动管压力提供至引导阀78，到达其排出位置。这样允许制动信号从制动信号管33传送至管道托架30的端口10。因此，继电阀76将向制动缸24提供从制动信号管33接收的比例信号。在断裂为两个的情况下，制动管14将降低，如同制动信号管33那样。因此，电位计70将通过截留阀68漏电，适当的压力将允许引导阀78升高至将储压器22连接至双向阀74的位置。这将向继电阀76的端口10提供高信号，从而向制动缸24施加应急制动。这也将制动信号管33与管道托架40的端口10密封或从其断开。

制动管控制阀60的另一实施例示出在图5中。气压制动控制阀60包括管道托架30和通风阀54。管道托架30的另一面由间隔板80关闭。制动管14通过切断栓12连接至管道托架30。储压器22从制动管14的充电由对单向阀82和节流阀84进行充电而提供。这些功能提供在图4的实施例中的继电阀和充电单向阀76中。与前一实施例一样，引导三向阀78通过双向阀74在断裂为两个的情况下提供来自储压器22的制动压力。向双向阀74的另一输入是制动信号管33上的制动信号。不同于先前的实施例，选择或双向阀74的输出直接地提供至制动缸24，而不是通过连接至管道托架30的继电阀76。如前述实施例中所讨论的，可在双向阀74的输出处设置空载阀并且连接至制动缸24。引导阀78由电位计70引导，该电位计由节流阀68和双向阀66充电或放电。如前述实施例，双向阀66的输入在该实施例中是制动管14和制动信号管33。

如前述实施例，在正常情况下，当制动管压力一般为高时，双向阀66保持对电位计70进行充电。这样引导该引导阀70到达使储压器22从选择阀74断开的较低位置。这样允许制动信号管33直接地控制制动缸24。在断裂为两个的情况下，双向阀66的输出为两侧上的大气，使得电位计70通过节流阀68漏电。在电位计70的适当低位，引导阀78将上升到使储压器22连接至双向阀74的图示位置。这样形成制动缸24的应急应用并且也关闭制动信号管33与制动缸24的连接。

图5的实施例也示出前示附图的断开阀31的改进。双向阀31由继电和充电单向阀90代替。继电和充电单向阀90连接至制动管14并且通过充电单向阀部分对储压器92进行充电。继电阀90的输入信号是用于EP车厢上的制动缸24的制动信号。继电阀90的输出连接至制动信号管33。制动信号管33上的输入是基于制动缸24的输入的储压器92的比例信号。继电阀90本质地将EP车厢的制动缸24与制动信号管33隔离开。

虽然本方法已经进行详细说明和图示，但是应该理解的是所作的说明和图示仅仅是示例性的而非为了限制本发明。如前所述，即使图1至3示出EP车厢中的单独电动气压制动，图4和5示出EP中的重叠电动气压制动，但是可在图1至5中使用任何样式或类型的EP制动阀。本方法的范围仅仅通过所附的权利要求进行限定。

Claims (10)

1.一种包括制动管和电子列车线的火车，该电子列车线从至少一个机车延伸通过彼此邻近的至少第一和第二车厢，其中

制动信号管连接第一和第二车厢；

第一车厢包括第一制动缸、第一储压器、电动气压制动阀和第一阀，该电动气压制动阀响应于列车线上的电信号从而产生用于第一制动缸和制动信号管的第一气压释放制动信号以及第一储压器的第一气压施加制动信号，该第一阀将第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号传送至制动信号管并且在第一和第二车厢之一断裂的情况下断绝制动信号管的连接；以及

第二车厢包括第二制动缸、第二储压器和气压制动控制阀，该气压制动控制阀响应于制动信号管上的第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号以及制动管中的制动管压力以在制动管的非应急压力的情况下产生用于第二制动缸的第二气压施加制动信号和第二气压释放制动信号，与第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号对应，并且在制动管的应急压力以及第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号为零的情况下产生第二储压器的第二气压施加制动信号。

2.根据权利要求1所述的火车，其中，气压制动控制阀包括：

气压制动阀，该气压制动阀响应于制动管压力，以产生第二储压器的第三气压施加制动信号以及第三气压释放制动信号；以及

选择阀，该选择阀在制动管上存在非应急压力的情况下传送第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号作为第二气压施加制动信号和第二气压释放制动信号，在制动管中存在应急压力以及第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号为零的情况下传送第三气压施加制动信号作为第二气压施加制动信号并且关闭制动信号管与第二制动缸的连接。

3.根据权利要求2所述的火车，其中，选择阀是采用第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号和第三气压施加制动信号和第三气压释放制动信号作为输入以及采用第二气压施加制动信号和第二气压释放制动信号作为输出的双向阀。

4.根据权利要求2所述的火车，

其中，选择阀是双位置引导阀，用于在第一位置时传送第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号，在第二位置时传送第三气压施加制动信号和第三气压释放制动信号并且关闭第二制动缸与制动信号管的连接；以及

包括引导阀，该引导阀响应于制动管中的压力，从而提供引导信号以在制动管中存在非应急压力的情况下将所述双位置引导阀保持在第一位置。

5.根据权利要求1所述的火车，其中，气压制动控制阀包括：

继电阀，该继电阀响应于输入时的输入信号从而产生第二气压释放制动信号并且产生第二储压器的第二气压施加制动信号，该第二气压释放制动信号和该第二气压施加制动信号与输入信号成比例；以及

选择阀，该选择阀在制动管上存在非应急压力的情况下传送第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号作为继电阀的输入信号，在制动管中存在应急压力以及第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号为零的情况下传送第二储压器的压力信号并且关闭制动信号管与继电阀输入的连接。

6.根据权利要求5所述的火车，包括：

双位置引导阀，用于在第一位置时将大气状态连接至输出，在第二位置时将第二储压器的压力信号连接至其输出；以及

引导阀，该引导阀响应于制动管中的压力，从而提供引导信号以在制动管中存在非应急压力的情况下将所述双位置引导阀保持在第一位置。

7.根据权利要求6所述的火车，其中，选择阀是双向阀，具有连接至制动信号管的输入、连接至双位置引导阀的输出的输入以及连接至继电阀的输入的输出。

8.根据权利要求1所述的火车，其中，气压制动控制阀包括：

双位置引导阀，用于在第一位置将大气状态连接至输出，在第二位置将第二储压器的压力信号连接至其输出；

引导阀，响应于制动管中的压力从而在制动管中存在非应急压力的情况下提供引导信号以将所述双位置引导阀保持在第一位置；以及

双向阀，具有连接至制动信号管的输入、连接至所述双位置引导阀的输出的输入以及连接至第二制动缸的输出。

9.根据权利要求1所述的火车，其中，第一阀包括引导阀，该引导阀具有将第一车厢连接至制动信号管的第一位置，关闭第一车厢与制动信号管的连接的第二位置，以及连接至所述第一储压器、用于在所述第一储压器中存在非应急压力的情况下将所述引导阀保持在第一位置的引导输入。

10.根据权利要求1所述的火车，包括第一车厢上的第三储压器，其中，第一阀包括继电阀，该继电阀响应于输入时的第一气压施加制动信号和第一气压释放制动信号以传送第一气压释放制动信号以及传送来自于第三储压器和与输入信号成比例的第一气压施加制动信号。

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