CN104203676A - 制动缸保持阀 - Google Patents

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Abstract

一种保持制动缸压力的系统，包括保持阀、制动管、紧急风缸和制动缸，该制动缸配置为与制动管和紧急风缸流体连通。该制动管在行车制动应用过程中基于紧急风缸的压力和制动管的压力间的差来维持制动缸内的预定压力。

Description

制动缸保持阀
相关申请的交叉引用
本发明要求2012年4月3日提交的美国临时申请US 61/619575的优先权，该文件的所有内容据此与本文合为一体供参考。
技术领域
本发明一般涉及轨道车辆的制动装置，更具体地，涉及一种为所有行车制动应用保持制动缸压力的阀。
背景技术
铁路货运车具有贯穿各车厢并在车厢间连接的制动管，以便不断扩大列车的长度。该制动管通常在头端通过机车上的压缩机装载压缩空气。该压缩空气不仅在各自的车厢提供气动制动力，而且用作通信链路，通过该通信链路，机车通过增加或减少制动管的压力来控制车厢的制动。铁路货运车的制动装置利用控制阀来控制制动缸的工作以及运货车厢的制动，如由西屋制动公司生产和销售的ABDX控制阀。
当列车制动管完全承担机车制动阀装置的压力设定，由于磨损或其他问题造成的泄漏，在该制动管中通常存在自然压力梯度，导致压力随制动缸变化。假设机车制动阀被设为使得制动管负载90磅/平方英寸，由于泄漏和为了压力保持制动阀试图维持泄漏的流体流动阻力，列车从前部到后部的车厢的压力将经历稍微降低的压力。该制动管压力从前部到后部将逐步提高，以得到与位于机车的制动管压力应用相符合的自然压力梯度。当缸压力降到8到12磅/平方英寸限压阀设置以下，目前的控制阀技术通常只能通过紧急制动限制阀来保持8磅/平方英寸以下的缸泄漏。
发明内容
在一个实施例中，一种保持制动缸压力的系统，包括保持阀、制动管、紧急风缸和制动缸，该制动缸配置为与该制动管和紧急风缸流体连通。该制动管在行车制动应用过程中基于紧急风缸的压力和制动管的压力间的差来维持制动缸内的预定压力。
所述保持阀可能包括具有第一和第二位置的第一阀门组件，以及具有第一和第二位置的第二阀门组件。当所述第一和第二阀组件都在它们各自的第一位置时，所述制动缸可能与所述排气通道流体连通。当所述第一和第二阀组件都在它们各自的第二位置时，所述制动缸可能与所述制动管流体连通。当所述第一阀组件在所述第一位置并且所述第二阀组件在所述第二位置时，所述制动缸，可能与所述制动管和所述排气通道，隔离开来。所述第一阀组件可能是止回阀，所述第二阀组件可能是第一和第二隔膜活塞。所述第一隔膜活塞可能包括从动杆，该从动杆定义了上部凹部、在从动杆末端的中央通道和下部凹部，所述第二隔膜活塞用于移动该从动杆。所述制动杆可能通过所述上部凹部、所述中央通道、将所述中央通道连接到所述下部凹部的端口、以及所述下部凹部与所述排气通道流体连通。所述制动缸可能通过所述上部凹部与所述制动管流体连接。
所述制动缸可能通过所述第一阀组件与机座的接合以及所述从动杆与所述第一阀组件的接合，与所述制动管和所述排气通道隔离开来，其中，所述从动杆与所述第一阀组件的接合大体上关闭所述中央通道的开口端。所述系统可能还包括过量减压阀，当制动管压力小于制动缸压力，该过量减压阀用于防止空气从所述制动缸到所述制动管中的回流。所述系统可能还包括最小应用/释放保护阀，该最小应用/释放保护阀用于防止从所述制动管到所述制动缸的空气流，直到所述制动缸中的压力达到预定值，并且，该最小应用/释放保护阀用于防止在行车制动应用的释放过程中的来自所述保持阀的从所述制动管到所述制动缸的空气流。所述预定值可能是约10 磅/平方英寸。所述系统可能还包括与所述排气通道流体连接的止动件无效阀，其中，该止动件无效阀包括止动件端，该止动件无效阀用于防止从所述排气通道到大气的空气流。
在另一个实施例中，一种保持制动缸压力的方法，包括：提供具有释放位置、制动位置和遮断位置的遮断位置的保持阀；在行车制动应用过程中，基于紧急风缸的压力与制动管的压力之间的差，维持所述制动缸内的预定压力。所述保持阀用于与制动管、紧急风缸和制动缸流体连接。
所述预定压力可能通过所述制动管维持。所述预定压力可能被维持在期望输出的±2磅/平方英寸内。当所述保持阀在释放位置，所述制动缸可能与所述排气通道流体连接。当所述保持阀在制动位置，所述制动缸可能与所述制动管流体连接。当所述保持阀在遮断位置，所述制动缸可能与所述制动管和所述排气通道隔离开来。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的保持制动缸压力的系统的示意图；
图2为根据本发明的一个实施例的展示了制动缸保持阀的图1所示的系统的部分示意图；
图3为根据本发明的一个实施例的展示了制动缸保持阀的释放位置的图1所示的系统的部分示意图；
图4为根据本发明的一个实施例的展示了制动缸保持阀的制动位置的图1所示的系统的部分示意图；
图5为根据本发明的一个实施例的展示了制动缸保持阀的遮断位置的图1所示的系统的部分示意图；
图6为根据本发明的一个实施例的展示了制动缸保持阀的下部的遮断位置的图1所示的系统的部分示意图；
图7为根据本发明的一个实施例的展示了过量减压止回阀的图1所示的系统的部分示意图；
图8为根据本发明的一个实施例的展示了最小应用/释放保护阀的图1所示的系统的部分示意图；
图9为根据本发明的一个实施例的展示了止动件无效阀的图1所示的系统的部分示意图；
图10为根据本发明的一个实施例的展示了系统的关于制动控制阀作用部分和手动释放阀的部分的图1所示的系统的部分示意图。
具体实施方式
为了以下描述，如果使用空间方位术语，应当与参考的实施例相关，因为其在附图中被指示方向，或以其他方式在下面的详细说明中被描述。然而，需要了解的是，以下描述的实施例可以假设许多可选变化和实施例。还需要了解的是，附图举例说明和这里描述的特定设备是简单的示范，不应当被认为是限制。
参考图1和2，一种保持制动缸压力的系统的实施例，包括制动缸保持阀20、制动管22、紧急风缸24和制动缸26，该制动缸26通过制动缸通道28与该制动缸保持阀20流体连通。该系统10还包括过量减压止回阀30、最小应用/释放保护阀32和止动件无效阀34。该系统配置为以便在制动应用中基于紧急风缸24的压力和制动管22的压力间的差在制动缸26内维持预定压力。换言之，紧急风缸被用作参考压力来确定给定制动管减压所需的制动缸26压力。缸压力到制动管压力减小的预定比率，如3：1，由有效膜片、供气阀座、排气阀座面积和该制动缸个体的弹簧承载设定的平衡点确定。该系统10采用制动缸反馈来抵消紧急风缸/制动管差，并把保持阀20放置在遮断位置。此外，该制动管22被用来维持泄漏，而不是单独的存储器。在行车制动期间，伴随着由局减阀（未显示）和主行车活塞/节制阀（未显示）控制的初始制动缸排列、以及在制动应用期间保持阀20对制动缸26输出水平的控制，所述系统10提供了对制动缸26的平行控制。系统10可能配置为控制制动缸压力在±2磅/平方英寸的设计输出范围内。基于紧急风缸24和制动管22间的压力差，输出控制要求的一个例子由下面的表1所提供。
 
再次参考图1和2，制动缸保持阀20包括接收第一阀门组件40和第二阀门组件的主体。该第一阀门组件40为具有第一位置和第二位置的止回阀，然而可以采用其他合适的阀门组件。该第二阀门组件42包括第一和第二隔膜活塞44、46，该第一隔膜活塞44具有从动杆48，然而该第二阀门组件42可以采用其他合适的配置。该动杆48定义了上部凹部50、在从动杆48末端54的中央通道52和下部凹部56。该主体38定义了第一和第二制动管通道58，60、第一和第二缸通道62，64、排气通道66、供气通道68。从动杆48具有第一位置和第二位置。该第一和第二阀门组件40，42配置为有选择地把缸26放置在与排气通道66或供气通道68流体连通的位置，并且，有选择地把缸26与排气通道66和供气通道68分离开来。
参考图3，当保持阀20在释放位置时，第一阀门组件40在第一位置，其中，第一阀门组件40靠着机座70固定，以将供气通道68与第一缸通道62分离开来。当从动杆48的上端与第一阀门组件40隔开，而中央通道52是畅通无阻的，第二阀门组件42，即从动杆48，位于第一位置。因此，在保持阀20的释放位置，通过上部凹部50、中央通道52、将中央通道52连接到下部凹部56的端口72以及下部凹部56，第一缸通道62与排气通道66流体连接。从动杆48通过第二隔膜活塞46在保持阀20的主体内是可移动的。特别是，根据第二制动管通道60和紧急风缸24间的压力差，第二隔膜活塞46是可移动的，这引起第二隔膜活塞46的一部分接合并移动第一隔膜活塞44。
参考图1和4，当保持阀20在应用位置时，第一阀门组件40在第二位置，其中，第一阀门组件40与机座70分隔开来，将供气通道68连接到第一缸通道62以及制动缸26。第二阀门组件42，即从动杆48，位于第二位置，其中，从动杆48的上端与第一阀门组件40接合以关闭中央通道52。因此，在保持阀20的应用位置，第一缸通道62通过第一阀门组件40和机座70之间的间距以及上部凹部50与供气通道68流体连通。
参考图1、5和6，当保持阀20在遮断位置时，第一阀门组件40在第一位置，其中，第一阀门组件40靠着机座70固定，以将供气通道68与第一缸通道62分离开来。第二阀门组件42，即从动杆48，位于第二位置，其中，从动杆48的上端与第一阀门组件40接合以关闭中央通道52。因此，在保持阀的遮断位置，排气通道68与第一缸通道62分离开来，并且第一缸通道62与排气通道66分离开来。如图6所示，第二缸通道64的制动缸压力建立在第一隔膜活塞44以抵消紧急风缸/制动管差值，从而将保持阀20移动到遮断位置。
参考图1-6，保持阀20包括与供气通道流体连接的第一阻气门76，以及与排气通道流体连接的第二阻气门78。该第一和第二阻气门76，78控制制动缸压力的增加和减少。该第一阻气门76控制从供气通道68供给空气到第一缸通道62和制动缸26的能力。必须控制第一缸通道62和制动缸26的能力以免在制动应用过程中由于保持制动管压力的附加需求而产生过度的制动管压力。当保持制动缸泄漏，不限制制动管22到制动缸26的能力，可能导致列车尾部比预期更大的制动管减压，并将在没有泄漏的车厢减少制动管压力和增加缸压力。第二阻气门78在制动缸26存在泄漏的事件中控制过度压力的排气。
参考图7，过量减压止回阀30与制动管22和第一制动管通道58流体连接。当制动管压力小于制动缸压力，过量减压止回阀30防止制动缸空气回流进制动管22。过量减压止回阀30是具有一般轻度的弹簧负载的止回阀，可以采用其他合适的阀。过量减压止回阀30允许压缩空气从制动管22流到保持阀20，直到制动缸26的压力变得大于制动管22，即，过量减压。过量减压止回阀30可能用于防止回流，例如，在从90磅/平方英寸到30磅/平方英寸制动管减压过程中，制动缸的全方位均衡压力为65磅/平方英寸。
参考图8，最小应用/释放保护阀32通过制动缸通道28与保持阀20的第一缸通道62和制动缸26流体连接。最小应用/释放保护阀32防止制动管22到制动缸29的流动，直到制动缸26具有大于10磅/平方英寸的压力。特别地，弹簧负载防止从保持阀20到制动缸26的连接，直到制动缸压力大于10磅/平方英寸，当局减阀关闭时，这是典型值。最小应用/释放保护阀32在常用制动的释放过程中还防止保持阀20到制动缸26的制动管22的流动。更具体地，最小应用/释放保护阀32具有止动件端80来接纳备份的止动件排气。在常用制动的释放过程中，备份的止动件排气和弹簧负载在制动管22达到全部负载之前防止从保持阀20的连接。最小应用/释放保护阀32是具有弹簧负载的隔膜式止回阀来防止空气流，直到制动滑动阀产生的压力大于10磅/平方英寸。没有最小应用/释放保护阀32，轻度的制动管压力减少可能由于从保持阀20到加速制动阀（未显示）和主控制阀（未显示）的局减阀的流动引起制动缸26不希望的释放。此外，没有最小应用/释放保护阀32，在释放过程中，保持阀20可能尝试填充制动缸26，并减缓制动管的增加。
参考图9，止动件无效阀34与保持阀20的排气通道66流体连接。如果压力保持阀设置在高压力位置，如20磅/平方英寸保持压力，该止动件无效阀34防止从保持阀到排放到大气的连接。没有止动件无效阀34，保持阀20将放出过量的缸压力。止动件无效阀34具体体现为隔膜式止回阀，然而可以采用其他合适的阀，该止动件无效阀34包括止动件端82，这样，来自止动件端82的负载将防止保持阀20的排气流。
参考图10，在一个实施例中，保持制动缸压力的系统具体体现为固定到制动控制阀90的作用部的模块，然而，系统10还可以并入制动控制阀的一个或多个部分，或者与制动控制阀的一个或多个部分整体形成。系统10位于作用部90和手动释放阀92之间。
虽然前面的详细说明描述了一些实施例，本领域技术人员可能对这些实施例做出更改和变更，而不脱离本发明的范围和精神。因而，前面的描述是为了举例说明而不是限制。

Claims (20)

1.一种保持制动缸压力的系统，包括：
保持阀；
制动管；
紧急风缸；以及
制动缸，该制动缸配置为与所示制动管和所示紧急风缸流体连通，
其特征在于，所示制动管在制动应用过程中基于所述紧急风缸的压力和所示制动管的压力间的差来维持所示制动缸内的预定压力。
2.根据权利要求1所所述的系统，其特征在于，所述保持阀包括具有第一和第二位置的第一阀门组件，以及具有第一和第二位置的第二阀门组件。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述第一和第二阀组件都在它们各自的第一位置时，所述制动缸与所述排气通道流体连通。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述第一和第二阀组件都在它们各自的第二位置时，所述制动缸与所述制动管流体连通。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当所述第一阀组件在所述第一位置并且所述第二阀组件在所述第二位置时，所述制动缸，与所述制动管和所述排气通道，隔离开来。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一阀组件包括止回阀，所述第二阀组件包括第一和第二隔膜活塞。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一隔膜活塞包括从动杆，该从动杆定义了上部凹部、在从动杆末端的中央通道、以及下部凹部，所述第二隔膜活塞用于移动该从动杆。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述制动缸通过所述上部凹部、所述中央通道、将所述中央通道连接到所述下部凹部的端口、以及所述下部凹部，与所述排气通道流体连通。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述制动缸通过所述上部凹部与所述制动管流体连接。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，通过所述第一阀组件与机座的接合以及所述从动杆与所述第一阀组件的接合，所述制动缸与所述制动管和所述排气通道隔离开来，其中，所述从动杆与所述第一阀组件的接合大致关闭了所述中央通道的开口端。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括过量减压阀，当制动管压力小于制动缸压力时，该过量减压阀用于防止从所述制动缸到所述制动管的空气回流。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括最小应用/释放保护阀，该最小应用/释放保护阀用于防止从所述制动管到所述制动缸的空气流，直到所述制动缸中的压力达到一预定值，并且，该最小应用/释放保护阀用于防止在行车制动应用的释放过程中来自所述保持阀的从所述制动管到所述制动缸的空气流。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述预定值为约10 磅/平方英寸。
14.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括与所述排气通道流体连接的止动件无效阀，该止动件无效阀包括止动件端，该止动件无效阀用于防止从所述排气通道到大气的空气流。
15.一种保持制动缸压力的方法，包括：
提供具有释放位置、制动位置和遮断位置的保持阀，该保持阀用于与制动管、紧急风缸和制动缸流体连接；
在制动应用过程中，基于所述紧急风缸的压力与所述制动管的压力之间的差，维持所述制动缸内的预定压力。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预定压力通过所述制动管维持。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述预定压力被维持在期望输出的±2磅/平方英寸内。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，当所述保持阀在释放位置时，所述制动缸与所述排气通道流体连接。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，当所述保持阀在制动位置时，所述制动缸与所述制动管流体连接。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，当所述保持阀在遮断位置，所述制动缸与所述制动管和所述排气通道隔离开来。
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