CN102556088A - 一种铁路漏斗车底门开闭控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铁路漏斗车底门开闭控制装置。该装置包括阀体安装座、传动机构和阀体，传动机构包括传动轴、凸轮、扇形齿轮、棘轮、第一棘爪和第二棘爪，传动轴安装在阀体安装座上，凸轮和棘轮通过键固定在传动轴上，扇形齿轮空套在传动轴上，第一棘爪铰接于扇形齿轮上，第二棘爪通过销轴安装在阀体安装座上，凸轮与阀体连接，阀体安装在阀体安装座上，扇形齿轮与推杆式齿条啮合，推杆式齿条穿过防脱档，防脱档焊接在阀体安装座上，推杆式齿条上环绕压杆弹簧，压杆弹簧上套接弹簧套管，阀体安装座下端固定端盖，防脱档与端盖之间安装有套管，推杆式齿条下端通过销轴与滚轮连接。该装置在定点自动开闭底门同时，延长使用寿命，降低成本。

Description

一种铁路漏斗车底门开闭控制装置

技术领域

 本发明属于铁路漏斗车技术领域，具体涉及一种铁路漏斗车底门开闭控制装置。

背景技术

铁路底开门漏斗车，其底门采用气动或液压作为动力源来驱动底门的开闭，要求通过控制阀与地面配套设施的触碰来实现气路或油路的自动换向，进而达到定点自动开闭底门的目的。气动和液压换向阀的换向控制装置有电磁控制式、气控式、人控手动换向、人控脚踏式、杠杆滚轮式、时间控制式等方式，但此类控制装置均不能实现该目的。

现有的“碰触式气动和液压方向阀换向控制装置”为一种气、液动控制阀的换向控制装置，属气动和液压通用技术和设备。采用地面配套设施碰触压杆方式换向，实现气动和液压方向阀的换向功能，由阀体、阀心、齿爪滑块、齿爪推杆、压杆、复位弹簧和压杆弹簧等组成。换向过程分为先导阶段、过渡阶段、转换阶段、复原阶段等四个阶段。在初始状态，复位弹簧和压杆弹簧受到预压缩而产生回弹力，分别作用在阀心和压杆的端部，推动阀心、压杆等自动复位至初始工作位置。当地面配套设施向压杆施加一个大于阈值的轴向压力后，外力推动压杆压缩压杆弹簧和复位弹簧，同时推动齿爪推杆、齿爪滑块和阀心向着复位弹簧轴向滑动，在不同位置，出现不同的配合，实现不同的功能，相续经过各个阶段，完成一次换向过程，实现方向阀的换向功能。如果地面配套设施再次向压杆施加压力，又开始新的换向过程，周而复始。但该装置具有以下缺点：1.零件工艺性差：螺旋面棘轮式的齿爪滑块、齿爪推杆，自制阀体等零件为实现其工作性能，对材料、加工设备、工艺及精度均有非常高的要求，对于非标准件的加工，工艺实现尤为困难；其次，齿爪滑块、齿爪推杆磨耗后难以修复。2.装置使用寿命短：阀芯由于加工精度无法满足设计精度，致使密封圈在工作中易因剪切力作用而破损，更换频繁，导致装置的使用寿命较短。3.生产使用成本高：非标准件的使用，易破易损件的频繁更换导致该装置生产使用成本较高。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题而提供了一种铁路漏斗车底门开闭控制装置。该装置可以在定点自动开闭底门的同时，延长了该装置的使用寿命，降低了生产的成本。

本发明所采用的技术方案是： 

一种铁路漏斗车底门开闭控制装置，包括阀体安装座、传动机构和阀体，所述传动机构包括传动轴、凸轮、扇形齿轮、棘轮、第一棘爪和第二棘爪，所述传动轴安装在所述阀体安装座上，所述凸轮和棘轮通过键固定在传动轴上，所述扇形齿轮空套在传动轴上，所述第一棘爪铰接于扇形齿轮上，所述第二棘爪通过销轴安装在所述阀体安装座上，所述凸轮与所述阀体连接，所述阀体安装在所述阀体安装座上，所述扇形齿轮与推杆式齿条啮合，所述推杆式齿条穿过防脱档，所述防脱档固定在所述阀体安装座上，所述推杆式齿条上环绕压杆弹簧，所述压杆弹簧上套接弹簧套管，所述阀体安装座下端固定端盖，所述防脱档与所述端盖之间安装有套管，所述推杆式齿条下端通过销轴与滚轮连接。

进一步地，所述弹簧套管和套管之间安装有衬套。

进一步地，所述扇形齿轮和第一棘爪之间安装有第一压簧。

更进一步地，所述第一压簧的一端固定在所述扇形齿轮上，另外一端与所述第一棘爪接触。

进一步地，所述阀体安装座和第二棘爪之间安装有第二压簧。

更进一步地，所述第二压簧的一端固定在所述阀体安装座上，另外一端与所述第二棘爪接触。

优选地，所述第二压簧的数量为两个。

优选地，所述阀体为二位五通机控阀。

优选地，所述压杆弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧。

进一步地，所述凸轮具有多圆弧轮廓曲线的等宽式结构。

本发明具有以下优点：

1.通用性强：本装置的阀体基于标准阀体设计，通用于各工况下作业的标准二位多通阀。

2.优化工艺性：本装置中标准齿轮齿条机构、棘轮机构、凸轮可采用通用设备制造，加工工艺更为成熟可靠，加工精度及使用性能可达到设计要求。

3.延长装置使用寿命：本装置采用机械传动机构，能适应更加特殊的工况作业环境，取消易损件的使用，可很好地延长该装置的使用寿命。

4.降低生产使用成本：使用标准化的成熟零件，有效的降低了加工、采购及使用成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例1提供的一种铁路漏斗车底门开闭控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种铁路漏斗车底门开闭控制装置中传动机构的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参照图1和图2，一种铁路漏斗车底门开闭控制装置主要由阀体安装座2、传动机构1和阀体组成，阀体为二位五通机控阀10。传动机构1包括传动轴17、凸轮11、扇形齿轮12、棘轮15、第一棘爪14和第二棘爪16。传动轴17安装在阀体安装座2上，凸轮11和棘轮通过键固定在传动轴17上，扇形齿轮12空套在传动轴17上，第一棘爪14铰接于扇形齿轮12上，第二棘爪16通过销轴安装在阀体安装座2上，凸轮11与阀体连接，阀体安装在阀体安装座2上，扇形齿轮12与推杆式齿条4啮合。扇形齿轮12和第一棘爪14之间安装有第一压簧13，第一压簧13的一端固定在扇形齿轮12上，另外一端与第一棘爪14接触。阀体安装座2和第二棘爪16之间安装有第二压簧，第二压簧的一端固定在阀体安装座2上，另外一端与第二棘爪16接触。第二压簧的数量为两个。

传动机构1主要用于将外部轴向力转化为二位五通机控阀10的换向运动。棘轮机构是由棘轮15和第一棘爪14组成的一种单向间歇运动机构，其中棘轮15轮齿为单向齿，第一棘爪14铰接于扇形齿轮12上，当扇形齿轮12逆时针转动时，驱动第一棘爪14插入棘轮15齿槽以推动棘轮15同向转动；当扇形齿轮12顺时针转动时，受第一压簧13作用，第一棘爪14在棘轮15上滑过；固定于阀体安装座2上的第二棘爪16为止逆棘爪，确保棘轮15不反转。

凸轮11与二位五通机控阀10的控制头组成一对凸轮副，该凸轮11是根据阀体运动行程设计，具有多圆弧轮廓曲线的等宽式结构。其二位五通机控阀10阀芯运动过程分为三个阶段：推程期：阀芯自起始位置被凸轮11推动自左向右运动阶段；远休止期：阀芯在最大推程的停留阶段（即达到阀体的工作行程，实现气、液换向）；回程期：阀芯在阀内弹簧力作用下逐渐达到下回位阶段。周而复始，凸轮11完成一个工作周期旋转一定角度，如是循环。

齿轮齿条运动副结构采用扇形齿轮12，减轻装置重量；推杆式齿条4采用齿条与压杆一体式设计，避免了力在传递过程中的损耗，确保运动准确有效。扇形齿轮12作用上将推杆式齿条4的外界轴向力转化为运动副之间的平稳啮合运动；带动铰接于扇形齿轮12上的第一棘爪14转动，同时推动棘轮15的单向转动，将运动传递至棘轮15和传动轴17。棘轮15、第一棘爪14和第二棘爪16的作用：实现阀体控制装置的间歇性运动，即换向、复原的定时运动。凸轮11的作用：以阀体工作行程为设计基准，确立其换向、复原的运动轨迹，建立相应轮廓曲线的凸轮11，实现阀体的合理换向。推杆式齿条4穿过防脱档3，防脱档3固定在阀体安装座2上。推杆式齿条4上环绕压杆弹簧。压杆弹簧上套接弹簧套管6。防脱档3与弹簧套管6一起限制推杆式齿条4上行行程。压杆弹簧是圆柱螺旋压缩弹簧5，其作用是：1.缓冲作用：缓解推杆式齿条4所承载外力的冲击；2.减震作用：减轻外部的振动对齿轮齿条啮合的影响；3.复位作用：使推杆式齿条4在解除外力作用后自动复位至初始状态；4.防止误动作：只有当地面配套设施向推杆式齿条4施加大于预定值的轴向压力后，推杆式齿条4才可以轴向移动，即设置一个换向阈值，防止推杆式齿条4及其整个传动机构过于敏感而出现误动作，保持机构相对稳定，保证方向阀工作安全。阀体安装座2下端固定端盖8，防脱档3与端盖8之间安装有套管18。推杆式齿条4下端通过销轴与滚轮9连接。推杆式齿条4通过安装于其上的滚轮9，在地面配套设施的驱动下上行，进而驱动传动机构1动作，当滚轮9离开地面配套设施后，推杆式齿轮4在压杆弹簧作用下回位。

本装置的换向过程分为先导阶段、传动阶段、换向阶段、复位阶段四个过程。

初始状态：压杆弹簧5处于预压缩状态，凸轮11与二位五通机控阀10接触，处于凸轮11最低行程处，阀芯处于阀体左侧，底门关闭。

1.先导阶段：当地面配套设施向安装于推杆式齿条4上的滚轮9施加一个大于阈值的轴向压力后，外力推动推杆压缩压杆弹簧5，同时驱动推杆式齿条4轴向移动，由于推杆式齿条4和扇形齿轮12齿条处于啮合状态，扇形齿轮12开始转动。

2.传动阶段：当推杆式齿条4轴向移动时，扇形齿轮12随之进行逆时针转动。铰接于扇形齿轮12上的第一棘爪14插入棘轮15齿槽，推动棘轮15逆时针转动，棘轮15、凸轮11与传动轴17采用普通平键连接，故传动轴17、凸轮11与棘轮15进行同向转动。

3.换向阶段：初始状态，二位五通机控阀10阀芯触头在阀内弹簧力的作用下处于凸轮11行程最低处；当推杆式齿条4在地面配套设施作用下达到最大行程时，凸轮11与二位五通机控阀10阀芯触头接触处亦达到凸轮11最大行程，阀芯沿凸轮11轮廓线运动到达最大行程位置，实现换向。

4.复位阶段：当滚轮9离开地面配套设施时，推杆式齿条4在压杆弹簧的作用下回位，带动扇形齿轮12逆向转动，由于扇形齿轮12是空套在传动轴上15，同时受第二棘爪16的逆止作用，棘轮15、传动轴17、凸轮11均不转动，从而二位五通机控阀10不换向。

只有当车辆向前运行再次触碰滚轮9时，重复上述过程，凸轮11由高程运动到低程，二位五通机控阀10才会换向，进而实现关门。

实施例2

本实施例与实施例1不同在于，弹簧套管6和套管18之间安装有衬套7。衬套7的作用是导向、减小摩擦力及减少弹簧套管6的磨耗。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，包括阀体安装座、传动机构和阀体，所述传动机构包括传动轴、凸轮、扇形齿轮、棘轮、第一棘爪和第二棘爪，所述传动轴安装在所述阀体安装座上，所述凸轮和棘轮通过键固定在传动轴上，所述扇形齿轮空套在传动轴上，所述第一棘爪铰接于扇形齿轮上，所述第二棘爪通过销轴安装在所述阀体安装座上，所述凸轮与所述阀体连接，所述阀体安装在所述阀体安装座上，所述扇形齿轮与推杆式齿条啮合，所述推杆式齿条穿过防脱档，所述防脱档固定在所述阀体安装座上，所述推杆式齿条上环绕压杆弹簧，所述压杆弹簧上套接弹簧套管，所述阀体安装座下端固定端盖，所述防脱档与所述端盖之间安装有套管，所述推杆式齿条下端通过销轴与滚轮连接。

2.根据权利要求1所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述弹簧套管和套管之间安装有衬套。

3.根据权利要求1所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述扇形齿轮和第一棘爪之间安装有第一压簧。

4.根据权利要求3所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述第一压簧的一端固定在所述扇形齿轮上，另外一端与所述第一棘爪接触。

5.根据权利要求1所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述阀体安装座和第二棘爪之间安装有第二压簧。

6.根据权利要求5所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述第二压簧的一端固定在所述阀体安装座上，另外一端与所述第二棘爪接触。

7.根据权利要求6所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述第二压簧的数量为两个。

8.根据权利要求1至7任一项所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述阀体为二位五通机控阀。

9.根据权利要求1至7任一项所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述压杆弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧。

10.根据权利要求1至7任一项所述的铁路漏斗车底门开闭控制装置，其特征在于，所述凸轮具有多圆弧轮廓曲线的等宽式结构。

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