CN104085387A - 一种可选择输出的空重车调整阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可选择输出的空重车调整阀，包括阀体、压力调整机构，空簧反馈机构、作用杆，压力输出机构、止回阀、供给阀和电磁阀，所述的阀体分为上阀体和下阀体，所述的电磁阀固定在下阀体上，并连接有第一反馈腔和第二反馈腔；所述的空簧反馈机构包括第一预控腔和第二预控腔，所述的上阀体具有两路空气进气通道，所述的供给阀延固定于下阀体内供给阀套上下移动，所述的供给阀下部与供给阀套上部分别连接在供给弹簧上下两端。本发明实现了列车制动时所需要的比例关系曲线的在线调整，提高了系统工作效率，减小了系统设计的复杂度，降低了设计及实现成本。

Description

一种可选择输出的空重车调整阀

技术领域

本发明涉及列车制动控制领域用空重车调整阀，尤其涉及一种能够根据车速不同实现压力控制的可选择输出的空重车调整阀。 

背景技术

制动是人为地利用制动力使列车减速、停止、阻止其运动或加速的总称。制动装置的好坏直接影响到铁路列车的运行安全。由于列车编组长，机车车辆及制动装置类型的复杂，各车的制动能力不同，制动时不可能完全同步，加之列车重量大，速度又快，制动后要经过很长的路程才能停下，制动控制装置需对列车的制动距离准确的控制。随着人类日益增长旅客运输需求，提高列车的运行速度变得越来越重要，但是仅仅提高列车的功率是不够的，必须同时解决列车的制动问题。 

空重车调整阀作为制动系统的重要部件，接受转向架空气弹簧的压力作为车重信号，可按定比例关系输出相应的制动压力。从而实现制动力随车重变化而随时调整的功能。空重车调整阀已成为高速动车组及城轨交通车辆制动系统不可缺少的部件。 

随着轨道交通技术的快速发展，对于制动系统也提出的更高的要求。中国标准动车组要求列车在制动时根据列车速度对制动减速度进行在线调整，这就要求空重车调整阀具有输出多种比例关系的功能。 

目前轨道车辆使用的空重车调整阀均是单比例式，无法根据列车的车速对 制动减速度进行在线调整。为实现列车制动时对减速度在线调整要求，行业目前或是采用单比例空重车阀与多腔中继阀组合方式，或是采用两个空重车阀通过电磁阀切换方式。这就造成系统设计难度大，系统故障点多的问题。 

基于以上现状，本发明专利提出一种可根据列车速度实现多比例关系输出制动压力的空重车阀。 

发明内容

针对现有技术中存在的问题，克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可选择输出的空重车调整阀，其能够输出比例关系的压力，实现了对输出压力的多级控制。 

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种可选择输出的空重车调整阀，包括阀体、压力调整机构，空簧反馈机构、作用杆，压力输出机构、止回阀、供给阀和电磁阀，所述的阀体分为上阀体和下阀体，所述的电磁阀固定在下阀体上，并连接有第一反馈腔和第二反馈腔；所述的空簧反馈机构包括第一预控腔和第二预控腔，所述的上阀体具有两路空气进气通道，所述的供给阀延固定于下阀体内供给阀套上下移动，所述的供给阀下部与供给阀套上部分别连接在供给弹簧上下两端。 

所述的第一反馈腔包括第一压力膜板、第一作用活塞、压力膜板挡圈、压力膜板支撑块，所述的第一反馈腔由第一压力膜板内圆嵌入第一作用活塞凹槽并与第一作用活塞形成的密封部、第一压力膜板外圆下部与压力膜板支撑块上端圆弧形成的密封部、第二压力膜板内圆嵌入第二作用活塞凹槽并与第二作用活塞形成的密封部以及第二压力膜板外圆上部与压力膜板支撑块下端圆弧形成的密封部构成；所述的第二反馈腔包括第二压力膜板、第二作用活塞，所述的第二反馈腔由第二压力膜板内圆嵌入第二作用活塞凹槽并与第二作用活塞形成的密封部、第二压力膜板外圆下部与下阀体所形成的密封部构成。 

所述的压力调整机构包括弹簧箱及通过螺纹安装于弹簧箱上的调整螺钉，所述的弹簧箱内部设有上弹簧座和下弹簧座，所述的调整螺钉下端嵌入上弹簧座凹槽内部并与凹槽内壁紧密接触，所述的上弹簧座及下弹簧座分别嵌套在调整弹簧两端，所述的调整弹簧位于上弹簧座的凸筋和下弹簧座的凸筋之间，所述的调整弹簧是压缩弹簧，所述的下弹簧座底部具有凹槽。 

所述的第一预控腔和第二预控腔包括第一预控膜板、第二预控膜板、预控活塞、预控膜板支撑块，所述的预控活塞上端装有橡胶圈，所述的第一预控腔是由第一预控膜板内圆嵌入预控活塞上端凹槽并与预控活塞形成的密封部、第一预控膜板外圆上部与上阀体相挤压形成的密封部以及预控活塞橡胶圈与上阀体形成的密封部构成，所述的第二预控腔由第一预控膜板内圆嵌入预控活塞上端凹槽并与预控活塞形成的密封部、第一预控膜板外圆下部与预控膜板支撑块上端圆弧形成的密封部、第二预控膜板内圆嵌入预控活塞下端凹槽并与预控活塞形成的密封部以及第二预控膜板外圆下部与预控膜板挡圈圆弧面形成的挤压部构成。 

所述的第一预控膜板和第二预控膜板是具有内圆部及外圆部的圆环状结构，所述的预控活塞为具有上下两个圆形凹槽可沿阀体进行上下运动的圆柱体，所述的预控膜板支撑块是具有上下两个弧面且安装在阀体内的圆柱体，所述的预控膜板挡圈上端为弧面，所述的预控膜板挡圈压缩第二预控膜板并将预控膜板支撑块和第二预控膜板外圆固定，所述的阀体内安装有弹簧挡圈，所述的弹簧挡圈上侧与预控活塞下端面分别连接在预控调整弹簧上下两端面。 

所述的压力输出机构包括第一作用活塞和第二作用活塞、第一压力膜板和第二压力膜板，所述的下阀体具有空气进气与出气通道，所述的第一作用活塞和第二作用活塞是具有内凹槽的圆柱体，所述的第一压力膜板和第二压力膜板为具有内圆部及外圆部的圆环状结构，所述的阀体内安装有具有上下两个弧面的圆柱形压力膜板支撑块和下端为弧面的圆柱形压力膜板挡圈，第一作用活塞与第二作用活塞延作用杆上下运动。 

所述的作用杆上端圆部与下弹簧座凹槽圆部接触，所述的作用杆上端第一台阶与预控活塞下侧连接，所述的作用杆下端第二台阶与第一作用活塞连接，所述的作用杆下端装有橡胶圈，所述的作用杆穿过预控活塞内圆、第一作用活塞和第二作用活塞的内圆。 

所述的压力膜板挡圈圆弧部压缩第一压力膜板外圆上部，并将第一压力膜板和第二压力膜板及压力膜板支撑块固定在下阀体内。 

所述的止回阀下部与固定在下阀体上的阀座相接触、所述的固定在下阀体上的阀座接触有回阀弹簧。 

所述的第二反馈腔连通有压力输出腔，所述的第二反馈腔和压力输出腔之间固定有节流栓。 

采用上述技术方案后，本发明的具有以下有益效果：本发明设置不同作用面积的压力输出机构，当列车制动速度改变时，电磁阀动作可切换高低压输出机构的工作状态。从而实现了列车制动时所需要的比例关系曲线的在线调整，提高了系统工作效率，减小了系统设计的复杂度，降低了设计及实现成本。 

附图说明

图1为本发明一种可选择输出的空重车调整阀结构示意图。 

图2为本发明一种可选择输出的空重车调整阀输出压力曲线示意图。 

图中：1、调整螺钉；2、上弹簧座；3、调整弹簧；4、下弹簧座；5、预控活塞 ；6、第一预控膜板；7、预控膜板支撑块 ；8、第二预控膜板；9、预控膜板挡圈；10、第一预控腔；11、第二预控腔；12、作用杆；13、预控调整弹簧；14、弹簧挡圈；15、第一反馈腔；16、第二反馈腔；17、压力输出腔；18、总风输入腔；19、节流栓；20、供给阀套；21、供给弹簧；22、供给阀；23、止回弹簧；24、止回阀；25、止回阀座；26、电磁阀、27、第一作用活塞；28、压力膜板挡圈；29、第一压力膜板；30、压力膜板支撑块；31、第二压力膜板；32、第二作用活塞。 

具体实施方式

下面根据说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。 

如图1所示，一种可选择输出的空重车调整阀，包括阀体、压力调整机构，空簧反馈机构、作用杆12，压力输出机构、止回阀24、供给阀22和电磁阀26，所述的阀体分为上阀体和下阀体，所述的电磁阀26固定在下阀体上，并连接有第一反馈腔15和第二反馈腔16；所述的空簧反馈机构包括第一预控腔10和第二预控腔11，所述的上阀体具有两路空气进气通道，所述的供给阀22延固定于下阀体内供给阀套20上下移动，所述的供给阀22下部与供给阀套20上部分别连接在供给弹簧21上下两端。 

所述的第一反馈腔15包括第一压力膜板29、第一作用活塞27、压力膜板挡圈28膜、压力膜板支撑块30，所述的第一反馈腔15由第一压力膜板29内圆嵌入第一作用活塞27凹槽并与第一作用活塞27形成的密封部、第一压力膜板29外圆下部与压力膜板支撑块30上端圆弧形成的密封部、第二压力膜板31内圆嵌入第二作用活塞32凹槽并与第二作用活塞32形成的密封部以及第二压力膜板31外圆上部与压力膜板支撑块30下端圆弧形成的密封部构成；所述的第二反馈腔16包括第二压力膜板31、第二作用活塞32，所述的第二反馈腔16由第二压力膜板31内圆嵌入第二作用活塞32凹槽并与第二作用活塞32形成的密封部、第二压力膜板31外圆下部与下阀体所形成的密封部构成。所述第一反馈腔15的第一压力膜板29面积与第二反馈腔16的第二压力膜板31面积不同，第一反馈腔15与第二反馈腔16通过电磁阀26进行连接或切断，从而实现制动压力的选择输出功能。 

所述的压力调整机构用于调整初始压力，所述的压力调整机构包括弹簧箱及通过螺纹安装于弹簧箱上的调整螺钉1，所述的弹簧箱内部设有上弹簧座2和下弹簧座4，所述的调整螺钉1下端嵌入上弹簧座2凹槽内部并与凹槽内壁紧密接触，所述的上弹簧座2及下弹簧座4分别嵌套在调整弹簧3两端，所述的调整弹簧3位于上弹簧座2的凸筋和下弹簧座4的凸筋之间，所述的调整弹簧3是压缩弹簧，所述的下弹簧座4底部具有凹槽。所述的调整螺钉1下端圆部挤压上弹簧座2内圆部，所述的调整弹簧3上下端分别受到上弹簧座2与下弹簧座4的压力。向下旋转调整螺钉1，所述的调整螺钉1将上弹簧座2向下挤压，由于受下弹簧座4的限制，所述的调整弹簧3受到挤压并将压缩力传递至下弹簧座4。下弹簧座4内圆部与作用杆12上端圆部挤压，从而压力调整机构将调整弹簧3作用力向作用杆12传递。 

所述的空簧反馈机构接收空气弹簧车重信号并转换为作用力作用到作用杆12上，所述的第一预控腔10和第二预控腔11包括第一预控膜板6、第二预控膜板8、预控活塞5、预控膜板支撑块7，所述的预控活塞5上端装有橡胶圈，所述的预控活塞5接受两个压力膜板转换输出压力的作用力并传递至力作用杆12并达到压力平衡，所述的第一预控腔10是由第一预控膜板6内圆嵌入预控活塞5上端凹槽并与预控活塞5形成的密封部、第一预控膜板6外圆上部与上阀体相挤压形成的密封部以及预控活塞5橡胶圈与上阀体形成的密封部构成，所述的第二预控腔11由第一预控膜板6内圆嵌入预控活塞5上端凹槽并与预控活塞5形成的密封部、第一预控膜板6外圆下部与预控膜板支撑块7上端圆弧形成的密封部、第二预控膜板8内圆嵌入预控活塞5下端凹槽并与预控活塞5形成的密封部以及第二预控膜板8外圆下部与预控膜板挡圈9圆弧面形成的挤压部构成。 

所述的第一预控膜板6和第二预控膜板8是具有内圆部及外圆部的圆环状结构，所述的预控活塞5为具有上下两个圆形凹槽可沿阀体进行上下运动的圆柱体，所述的预控膜板支撑块7是具有上下两个弧面且安装在阀体内的圆柱体，所述的预控膜板挡圈9上端为弧面，所述的预控膜板挡圈9压缩第二预控膜板8并将预控膜板支撑块7和第二预控膜板8外圆固定，所述的阀体内安装有弹簧挡圈14，所述的弹簧挡圈14上侧与预控活塞5下端面分别连接在预控调整弹簧13上下两端面。 

所述的压力输出机构包括第一作用活塞27和第二作用活塞32、第一压力膜板29和第二压力膜板31，所述的下阀体具有空气进气与出气通道，所述的第一作用活塞27和第二作用活塞32是具有内凹槽的圆柱体，所述的第一压力膜板29和第二压力膜板31为具有内圆部及外圆部的圆环状结构，所述的阀体内安装有具有上下两个弧面的圆柱形压力膜板支撑块30下端为弧面的圆柱形压力膜板挡圈28，第一作用活塞27与第二作用活塞32延作用杆12上下运动。 

所述的作用杆12上端圆部与下弹簧座4凹槽圆部接触，所述的作用杆12上端第一台阶与预控活塞5下侧连接，所述的作用杆12下端第二台阶与第一作用活塞27连接，所述的作用杆12下端装有橡胶圈，所述的作用杆12穿过预控活塞5内圆、第一作用活塞27和第二作用活塞32的内圆。 

所述的压力膜板挡圈28圆弧部压缩第一压力膜板29外圆上部，并将第一压力膜板29和第二压力膜板31及压力膜板支撑块30固定在下阀体内。 

所述的止回阀24下部与固定在下阀体上的阀座相接触、所述的固定在下阀体上的阀座接触有回阀弹簧。 

所述的第二反馈腔16连通有压力输出腔17，所述的第二反馈腔16和压力输出腔17之间固定有节流栓19。 

空气压力AS1和AS2别进入第一预控腔10和第二预控腔11。所述的第一压力膜板29在压力AS1作用下向下弯曲，并将空气压力转换为作用力传至预控活塞5。第二压力膜板31在压力AS2作用下向下弯曲，并将空气压力转换为作用力传至预控活塞5。第一压力膜板29与第二压力膜板31的有效面积相同。因此空簧压力反馈机构的作用关系为P_AS1×作用面积+P_AS2×作用面积=（P_AS1+ P_AS2）×作用面积。预控活塞5接收膜板作用力，并将作用力传到作用杆12。调整弹簧3上下端分别与预控活塞5和预控膜板挡圈9连接。预控膜板挡圈9可上下移动，从而调整弹簧3的压缩量产生作用力，并将作用力作用到预控活塞5下端。 

总风进入总风输入腔18，作用杆12在调整弹簧3及空簧压力反馈机构的作用下向下移动并将供给阀22向下顶开，供给阀22上端面与供给阀套20分离，因此总风输入腔18空气压力进入压力输出腔17并向外输出制动压力。同时空气压力由压力输出腔17经反馈节流栓19进入第二反馈腔16。第二压力膜板31将空气压力转变为作用力推动第二作用活塞32向上移动，并挤压第一作用活塞27将作用力传至传动杆。当作用于作用杆12上的调整弹簧3、预控调整弹簧13、空簧压力反馈机构与第二作用活塞32所受作用力平衡时，供给阀22在供给弹簧21的作用下向上移动，当作用杆12下端阀口，供给阀套20阀口及供给阀22上端面在一平面时（即图1所示位置）将总风输入腔18与压力输出腔17隔开 。若调整弹簧3或空簧压力反馈机构向下作用力减小时， 第二作用活塞32向作用杆12向上的作用力大于调整弹簧3及空簧压力反馈机构向下作用力，则作用杆12再次向上移动，脱离供给阀22上端面，压力输出腔17的压缩空气从作用杆12内排气孔排出。当作用杆12上下受力平衡时，作用杆12向下移动，当作用杆12下端阀口，供给阀套20阀口及供给阀22上端面在一平面时，本阀又达到平衡状态。 

第一作用膜板的受力面积小于第二作用膜板受力面积，在相同调整弹簧3力及空簧气压作用下，要求第一作用活塞27与第二作用活塞32均需提供相同的作用力至力作用杆12才能使系统达到平衡，因此第一反馈腔15压力会大于第二反馈腔16压力。电磁阀26动作将切断两个反馈腔时，输出压力作用于第一预控腔10。若电磁阀26连通两个反馈腔时，两反馈腔压力相同，第二反馈腔16两侧受力相同不再起作用。反馈压力作用至第一压力膜板29上并将作用力力传递至作用杆12以达到平衡，实现高压曲线的输出。 

第二反馈腔16与压力输出腔17通过节流栓19连接，可以根据第二反馈腔16的大小调节节流阀的孔径以使空重车阀更加稳定的动作和输出  。 

产品需拆卸时，总风输入腔18进行排气。由于结构特点，作用杆12在活塞的作用下仍会处于平衡位置。此时压力输出腔17内压缩空气会抵消止回弹簧23作用于止回阀24的弹簧力，并将其与阀座分离，将压力输出腔17与总风输入腔18连通，从而将阀体内压力全部排空。 

电磁阀26根据列车制动需求，控制第一反馈腔15与第二反馈腔16的连接与切断。从而切换空重车调整阀的输出压力曲线。 

产品作用曲线（如图2所示）调整方法如下所示： 

1）    AS压力设为0，调节调整弹簧3至输出压力为高压段空车VL；

2）    调整预控调整弹簧13确定空车AS点；

3）    曲线斜线处斜率由第一作用活塞27受力面积与AS活塞受力面积比值；

4）    控制电磁阀26动作可得到低压作用曲线；

5）    低压作用曲线与高压作用曲线关系为高压作用活塞与低压作用活塞受力面积之比。

Claims (10)

1.一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于包括阀体、压力调整机构，空簧反馈机构、作用杆，压力输出机构、止回阀、供给阀和电磁阀，所述的阀体分为上阀体和下阀体，所述的电磁阀固定在下阀体上，并连接有第一反馈腔和第二反馈腔；所述的空簧反馈机构包括第一预控腔和第二预控腔，所述的上阀体具有两路空气进气通道，所述的供给阀延固定于下阀体内供给阀套上下移动，所述的供给阀下部与供给阀套上部分别连接在供给弹簧上下两端。

2.根据权利要求1所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的第一反馈腔包括第一压力膜板、第一作用活塞、压力膜板挡圈、压力膜板支撑块，所述的第一反馈腔由第一压力膜板内圆嵌入第一作用活塞凹槽并与第一作用活塞形成的压缩部、第一压力膜板外圆下部与压力膜板支撑块上端圆弧形成的压缩部、第二压力膜板内圆嵌入第二作用活塞凹槽并与第二作用活塞形成的压缩部以及第二压力膜板外圆上部与压力膜板支撑块下端圆弧形成的压缩部构成；所述的第二反馈腔包括第二压力膜板、第二作用活塞，所述的第二反馈腔由第二压力膜板内圆嵌入第二作用活塞凹槽并与第二作用活塞形成的压缩部、第二压力膜板外圆下部与下阀体所形成的压缩部构成。

3.根据权利要求1所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的压力调整机构包括弹簧箱及通过螺纹安装于弹簧箱上的调整螺钉，所述的弹簧箱内部设有上弹簧座和下弹簧座，所述的调整螺钉下端嵌入上弹簧座凹槽内部并与凹槽内壁紧密接触，所述的上弹簧座及下弹簧座分别嵌套在调整弹簧两端，所述的调整弹簧位于上弹簧座的凸筋和下弹簧座的凸筋之间，所述的调整弹簧是压缩弹簧，所述的下弹簧座底部具有凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的第一预控腔和第二预控腔包括第一预控膜板、第二预控膜板、预控活塞、预控膜板支撑块，所述的预控活塞上端装有橡胶圈，所述的第一预控腔是由第一预控膜板内圆嵌入预控活塞上端凹槽并与预控活塞形成的压缩部、第一预控膜板外圆上部与上阀体相挤压形成的压缩部以及预控活塞橡胶圈与上阀体形成的压缩部构成，所述的第二预控腔由第一预控膜板内圆嵌入预控活塞上端凹槽并与预控活塞形成的压缩部、第一预控膜板外圆下部与预控膜板支撑块上端圆弧形成的压缩部、第二预控膜板内圆嵌入预控活塞下端凹槽并与预控活塞形成的压缩部以及第二预控膜板外圆下部与预控膜板挡圈圆弧面形成的挤压部构成。

5.根据权利要求4所述的所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的第一预控膜板和第二预控膜板是具有内圆部及外圆部的圆环状结构，所述的预控活塞为具有上下两个圆形凹槽可沿阀体进行上下运动的圆柱体，所述的预控膜板支撑块是具有上下两个弧面且安装在阀体内的圆柱体，所述的预控膜板挡圈上端为弧面，所述的预控膜板挡圈压缩第二预控膜板并将预控膜板支撑块和第二预控膜板外圆固定，所述的阀体内安装有弹簧挡圈，所述的弹簧挡圈上侧与预控活塞下端面分别连接在预控调整弹簧上下两端面。

6.根据权利要求1所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的压力输出机构包括第一作用活塞和第二作用活塞、第一压力膜板和第二压力膜板，所述的下阀体具有空气进气与出气通道，所述的第一作用活塞和第二作用活塞是具有内凹槽的圆柱体，所述的第一压力膜板和第二压力膜板为具有内圆部及外圆部的圆环状结构，所述的阀体内安装有具有上下两个弧面的圆柱形压力膜板支撑块和下端为弧面的圆柱形压力膜板挡圈，第一作用活塞与第二作用活塞延作用杆上下运动。

7.根据权利要求6所述的所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的作用杆上端圆部与下弹簧座凹槽圆部接触，所述的作用杆上端第一台阶与预控活塞下侧连接，所述的作用杆下端第二台阶与第一作用活塞连接，所述的作用杆下端装有橡胶圈，所述的作用杆穿过预控活塞内圆、第一作用活塞和第二作用活塞的内圆。

8.根据权利要求6所述的所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的压力膜板挡圈圆弧部压缩第一压力膜板外圆上部，并将第一压力膜板和第二压力膜板及压力膜板支撑块固定在下阀体内。

9.根据权利要求1、2、3或6所述的所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的止回阀下部与固定在下阀体上的阀座相接触、所述的固定在下阀体上的阀座接触有回阀弹簧。

10.根据权利要求1、2、3或6所述的所述的一种可选择输出的空重车调整阀，其特征在于所述的第二反馈腔连通有压力输出腔，所述的第二反馈腔和压力输出腔之间固定有节流栓。