CN106167011A - 电力机车作用管压力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力机车作用管压力控制装置，其包括膜片组件、多个气阀、至少三个电磁阀等。本发明能够快速稳定的实现响应大闸手柄直接制动指令及小闸手柄的单缓命令，并且能在列车失电情况下，能够自动进行紧急制动压力输出；在均衡风缸压力控制模块故障的情况下，与单独制动控制模块配合输出与均衡风缸压力相同的压力，实现均衡风缸压力的备份。本发明采用整个模块集成化设计，控制精度高且压力输出迅速，密封性好，并有压力监测功能，大大的提高了制动系统的安全性能指标。

Description

电力机车作用管压力控制装置

技术领域

本发明涉及一种压力控制装置，特别是涉及一种电力机车作用管压力控制装置。

背景技术

轨道列车在交通设计和运营管理中，列车制动问题一直是非常重要而复杂的问题。列车在运行过程中，为了保证安全，要最大限度的考虑各种突发情况并采取相应的措施；

由于电力机车的制动方式为间接制动，即通过列车管增减压来进行缓解和制动，列车管减压导致制动管增压实现制动，列车管增压导致制动管减压实现缓解，制动管的增减压是由制动管压力控制单元BCCU的中继阀来完成的，而作用管压力正是中继阀的预控压力，其响应列车管的减压量，并输出对应量的增压量至中继阀的预控压力腔，中继阀成比例的大流量输出，由于制动和缓解的响应时间要求快速且稳定，所以就要求作用管压力迅速且稳定的达到定压。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电力机车作用管压力控制装置，其能够使作用管压力迅速且稳定的达到定压。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种电力机车作用管压力控制装置，其包括：

膜片组件，置于一个阀体内部，膜片组件上方为预控压力，下方与大气连通；

多个气阀，置于阀体中，所述膜片组件根据预控压力控制所述气阀的开启、关闭，气阀的开启控制输入压力通道与输出压力通道的连通以及输出压力通道和大气通道的断开，气阀的关闭控制输入压力通道与输出压力通道的断开以及输出压力通道和大气通道的连通，所述多组气阀在阀体内部形成多个容积腔；

至少三个电磁阀，一个电磁阀用以控制所述气阀的开启和关闭，一个电磁阀用以充气，一个电磁阀用以排气，用以充气和排气的两个电磁阀与所述传感器组成了一个闭环控制模块。

优选地，所述电力机车作用管压力控制装置还包括下阀座、第一弹簧、下阀垫、下阀口、上阀口、上阀垫、中间阀体、第二弹簧、阀盖、第一转接板、第一传感器、第一双向止回阀、罩壳、第二双向止回阀、电路控制板、第二传感器、第二转接板、减压阀、第三传感器、阀体、第一测压接头、第二测压接头、第一输入压力通道、第二输入压力通道、第三输入压力通道、第四输入压力通道、第五输入压力通道、第一输出压力通道、第六输入压力通道、第一排气通道、第二输出压力通道、第二排气通道、第三排气通道、第四排气通道，多个容积腔包括第一腔、第二腔、第三腔、第四腔、第五腔、第六腔、第七腔、第八腔、第九腔、第十腔、第十一腔、第十二腔、第十三腔、第十四腔、第十五腔，至少三个电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，多个气阀包括第一气阀、第二气阀、第三气阀，罩壳与阀体连接，第一测压接头、第二测压接头均位于阀体正面，第一转接板、第三气阀、第二转接板均与阀体连接，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一传感器均与第一转接板连接，第一双向止回阀、第二双向止回阀、第二传感器、第三传感器均与第二转接板连接，下阀座、第一弹簧、下阀垫、下阀口、上阀口、上阀垫、中间阀体、第二弹簧、阀盖、膜片组件、第一气阀、第二气阀、电路控制板、减压阀、第一输入压力通道、第二输入压力通道、第三输入压力通道、第四输入压力通道、第五输入压力通道、第一输出压力通道、第六输入压力通道、第一排气通道、第二输出压力通道、第二排气通道、第三排气通道、第四排气通道、第一腔、第二腔、第三腔、第四腔、第五腔、第六腔、第七腔、第八腔、第九腔、第十腔、第十一腔、第十二腔、第十三腔、第十四腔、第十五腔均位于阀体内，第一弹簧位于下阀座内，下阀垫与第一弹簧连接，下阀口与下阀垫连接，上阀口位于下阀口上方，中间阀体位于上阀口上方，上阀垫位于中间阀体与上阀口之间，第二弹簧与中间阀体连接，第一气阀与中间阀体通过膜片组件连接，阀盖位于第一气阀上方，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一传感器、第一双向止回阀、第二双向止回阀、第二传感器、第三传感器均与电路控制板连接，电路控制板位于罩壳内，减压阀与阀体上面连接，第一气阀、第二气阀、第三气阀均位于阀体内侧且从左往右依次排列，第一输入压力通道、第二输入压力通道、第三输入压力通道、第四输入压力通道、第五输入压力通道、第一输出压力通道、第六输入压力通道、第一排气通道、第二输出压力通道、第二排气通道、第三排气通道、第四排气通道均位于阀体内且交错排列，第一腔、第二腔、第三腔、第四腔、第五腔均位于阀体内且从上至下依次排列，第六腔、第七腔、第八腔、第九腔、第十腔均位于阀体内且从上至下依次排列，第十一腔、第十二腔、第十三腔、第十四腔、第十五腔均位于阀体内且从上至下依次排列，第一排气通道与第三腔连接，第四输入压力通道与第八腔连接，第四排气通道与第十五腔连接。

优选地，所述阀体上包含有测压接头的安装螺纹孔、传感器的安装螺纹孔。

优选地，所述第一转接板、第二转接板都与阀体通过螺栓连接。

优选地，所述多个阀盖与阀体、膜片组件及多个中间阀体组成多个密闭的预控空间。

优选地，所述中间阀体设置有凹槽。

优选地，所述中间阀体的凹槽侧边钻有孔。

优选地，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器均匀排列安装在阀体上。

优选地，所述罩壳上装有航空插头且顶部钻有三个孔。

优选地，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别和第一传感器、第二传感器、第三传感器通过插头连接在电路控制板上，电路控制板的连接线连接在罩壳的一个航口插头上。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够快速稳定的实现响应大闸手柄直接制动指令及小闸手柄的单缓命令，并且能在列车失电情况下，能够自动进行紧急制动压力输出，还可以在均衡风缸压力控制模块(ERCU)故障的情况下，与单独制动控制模块(DDCU)配合输出与均衡风缸压力相同的压力，实现均衡风缸压力的备份；整个模块集成化设计，控制精度高且压力输出迅速，密封性好，并有压力监测功能，大大的提高了制动系统的安全性能指标。本发明具有以下优势：一，气阀通过内部气路通道进行逻辑组合控制，简单可靠，控制精度高，稳态性好；二，模块化设计，集成性好；三，能够快速稳定的响应大闸手柄直接制动指令及小闸手柄的单缓命令；四，能在列车失电情况下，能够自动进行紧急制动压力输出；五，能在均衡风缸压力控制模块(ERCU)故障的情况下，与单独制动控制模块(DDCU)配合输出与均衡风缸压力相同的压力，实现均衡风缸压力的备份；六，提供列车管和制动管压力监测功能。

附图说明

图1为本发明的带罩壳结构图。

图2为本发明的不带罩壳结构图。

图3为本发明的内部示意图。

图4为本发明的主要结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明电力机车作用管压力控制装置包括：

膜片组件，置于一个阀体内部，膜片组件上方为预控压力，下方与大气连通；

多个气阀，置于阀体中，所述膜片组件根据预控压力控制所述气阀的开启、关闭，气阀的开启控制输入压力通道与输出压力通道的连通以及输出压力通道和大气通道的断开，气阀的关闭控制输入压力通道与输出压力通道的断开以及输出压力通道和大气通道的连通，所述多组气阀在阀体内部形成多个容积腔；

至少三个电磁阀，一个电磁阀用以控制所述气阀的开启和关闭，一个电磁阀用以充气，一个电磁阀用以排气，用以充气和排气的两个电磁阀与所述传感器组成了一个闭环控制模块。

如图1至图4所示，本发明电力机车作用管压力控制装置包括下阀座1、第一弹簧2、下阀垫3、下阀口4、上阀口5、上阀垫6、中间阀体7、第二弹簧8、阀盖9、膜片组件10、第一气阀11、第一电磁阀12、第一转接板13、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第二气阀16、第一传感器17、第一双向止回阀18、罩壳19、第三气阀20、第二双向止回阀21、电路控制板22、第二传感器23、第二转接板24、减压阀25、第三传感器26、阀体27、第一测压接头28、第二测压接头29、第一输入压力通道30、第二输入压力通道31、第三输入压力通道32、第四输入压力通道33、第五输入压力通道34、第一输出压力通道35、第六输入压力通道36、第一排气通道37、第二输出压力通道38、第二排气通道39、第三排气通道40、第四排气通道41、第一腔42、第二腔43、第三腔44、第四腔45、第五腔46、第六腔47、第七腔48、第八腔49、第九腔50、第十腔51、第十一腔52、第十二腔53、第十三腔54、第十四腔55、第十五腔56，罩壳19与阀体27连接，第一测压接头28、第二测压接头29均位于阀体27正面，第一转接板13、第三气阀20、第二转接板24均与阀体27连接，第一电磁阀12、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第一传感器17均与第一转接板13连接，第一双向止回阀18、第二双向止回阀21、第二传感器23、第三传感器26均与第二转接板24连接，下阀座1、第一弹簧2、下阀垫3、下阀口4、上阀口5、上阀垫6、中间阀体7、第二弹簧8、阀盖9、膜片组件10、第一气阀11、第二气阀16、电路控制板22、减压阀25、第一输入压力通道30、第二输入压力通道31、第三输入压力通道32、第四输入压力通道33、第五输入压力通道34、第一输出压力通道35、第六输入压力通道36、第一排气通道37、第二输出压力通道38、第二排气通道39、第三排气通道40、第四排气通道41、第一腔42、第二腔43、第三腔44、第四腔45、第五腔46、第六腔47、第七腔48、第八腔49、第九腔50、第十腔51、第十一腔52、第十二腔53、第十三腔54、第十四腔55、第十五腔56均位于阀体27内，第一弹簧2位于下阀座1内，下阀垫3与第一弹簧2连接，下阀口4与下阀垫3连接，上阀口5位于下阀口4上方，中间阀体7位于上阀口5上方，上阀垫6位于中间阀体7与上阀口5之间，第二弹簧8与中间阀体7连接，第一气阀11与中间阀体7通过膜片组件10连接，阀盖9位于第一气阀11上方，第一电磁阀12、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第一传感器17、第一双向止回阀18、第二双向止回阀21、第二传感器23、第三传感器26均与电路控制板22连接，电路控制板22位于罩壳19内，减压阀25与阀体27上面连接，第一气阀11、第二气阀16、第三气阀20均位于阀体27内侧且从左往右依次排列，第一输入压力通道30、第二输入压力通道31、第三输入压力通道32、第四输入压力通道33、第五输入压力通道34、第一输出压力通道35、第六输入压力通道36、第一排气通道37、第二输出压力通道38、第二排气通道39、第三排气通道40、第四排气通道41均位于阀体27内且交错排列，第一腔42、第二腔43、第三腔44、第四腔45、第五腔46均位于阀体27内且从上至下依次排列，第六腔47、第七腔48、第八腔49、第九腔50、第十腔51均位于阀体27内且从上至下依次排列，第十一腔52、第十二腔53、第十三腔54、第十四腔55、第十五腔56均位于阀体27内且从上至下依次排列，第一排气通道37与第三腔44连接，第四输入压力通道33与第八腔49连接，第四排气通道41与第十五腔56连接。

阀体27上包含有测压接头的安装螺纹孔、传感器的安装螺纹孔，这样有助于安装。

膜片组件10上方为预控压力，下方与大气连通，这样有助于控制压力。

第一转接板13、第二转接板24都与阀体27通过螺栓连接，这样有助于结构牢固。

多个阀盖9与阀体27、膜片组件10及多个中间阀体7组成多个密闭的预控空间，这样有助于压力控制。

中间阀体7设置有凹槽，这样有助于放置弹簧。

中间阀体7的凹槽侧边钻有孔，这样有助于排气。

第一传感器17、第二传感器23、第三传感器26均匀排列安装在阀体27上，这样有助于监测压力。

罩壳19上装有航空插头且顶部钻有三个孔，这样有助于安装指示灯。

第一电磁阀12、第二电磁阀14、第三电磁阀15分别和第一传感器17、第二传感器23、第三传感器26通过插头连接在电路控制板22上，电路控制板的连接线连接在罩壳19的一个航口插头上，这样有助于稳定运行。

本发明的工作原理如下：在详细阐述作用管压力控制模块工作原理之前，先明确各气路通道的连接源和目标源。第一输入压力通道30连接单独缓解预控压力，第二输入压力通道31连接列车管压力，第三输入压力通道32连接风源压力，第四输入压力通道33连接作用管副风缸压力，第五输入压力通道34连接制动管压力，第一输出压力通道35连接作用管，第六输入压力通道36连接风源压力，第二输出压力通道38连接机车单独缓解模块，第一排气通道37、第二排气通道39、第三排气通道40、第四排气通道41都连接大气。其中输入压力通道用于向作用管压力控制模块引入输入压力，输出压力通道用于从作用管压力控制模块输出压力，预控压力通道有内部压力通道和外部压力通道，用于气阀的信号压力的控制，膜片组件10根据预控压力控制所述气阀的开启、关闭，气阀的开启控制输入与输出压力通道的连通以及输出压力通道和大气通道的断开，气阀的关闭控制输入与输出压力通道的断开以及输出压力通道和大气通道的连通，第一电磁阀12用以控制所述气阀的开启和关闭，第二电磁阀14用以充气，第三电磁阀15用以排气，用以充气和排气的两个电磁阀与所述传感器组成了一个闭环控制模块。具体工作原理分为以下四种情况：

一、失电紧急位：作用管压力控制模块电路控制板，第一电磁阀12、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第一传感器17、第二传感器23、第三传感器26都为失电状态，风源压力依次通过第三输入压力通道32、减压阀25、第十三腔54、第十四腔55、第一双向止回阀18的IN2口(第二输入口)、第一双向止回阀18的OUT口(输出口)、第一输出压力通道35、作用管，作用管增压至与减压阀设定值相同的定压，制动管增压至定压，即紧急制动；

二、单独缓解位：第一电磁阀12为常带电电磁阀，其IN口和OUT口在带电状态下是相通的，风源压力依次通过第六输入压力通道36、第一电磁阀12的IN口、第一电磁阀12的OUT口、第一腔42和第六腔47，第一气阀11和第二气阀16同时动作，膜片组件10下移，上阀口5和上阀垫6紧密贴合，下阀口4和下阀垫3脱离，第四腔45和第五腔46连通，第三腔44和第四腔45不连通，第九腔50和第十腔51连通，第八腔49和第九腔50不连通；来自机车单独缓解模块的压力依次通过第一输入压力通道30、第二双向止回阀21的IN1口、第二双向止回阀21的OUT口、第十一腔52，第三气阀20动作，第十四腔55和第十五腔56连通，第十三腔54和第十四腔55不连通；风源压力依次通过第三输入压力通道32、减压阀25、第十三腔54，被截止，同时作用管的压力依次通过第一输出压力通道35、第一双向止回阀18的OUT口、第一双向止回阀18的IN2口、第十四腔55、第十五腔56、第四排气通道41排至大气，作用管压力排空，制动管压力排空，实现单独缓解效果；

三、直接制动位：作用管压力控制模块切换到直接制动位，第一电磁阀12为常带电电磁阀，其IN口和OUT口在带电状态下是相通的，风源压力依次通过第六输入压力通道36、第一电磁阀12的IN口、第一电磁阀12的OUT口、第一腔42和第六腔47，第一气阀11和第二气阀16同时动作，膜片组件10下移，上阀口5和上阀垫6紧密贴合，下阀口4和下阀垫3脱离，第四腔45和第五腔46连通，第三腔44和第四腔45不连通，第九腔50和第十腔51连通，第八腔49和第九腔50不连通；同时风源压力依次通过第六输入压力通道36、第二电磁阀14的IN口，电路控制板响应制动命令，并根据第一传感器17所读取的实时压力值，利用控制算法控制第二电磁阀14和第三电磁阀15充排气至定压，定压压力依次通过第二电磁阀14的OUT口、第二输出压力通道38、第五腔46、第四腔45、第十腔51、第九腔50、第一双向止回阀18的IN1口、第一双向止回阀18的OUT口、第一输出压力通道35、第一测压接头28、作用管，实现作用管增压，由于作用管压力是制动管压力控制模块BCCU主气阀的预控压力，所以作用管增压，制动管增压，即制动。

四、列车管减压紧急位：机车在正常运转情况下，列车管压力为定压，来自减压阀25的压力在第三气阀20内部的第十三腔54内被截止，由于第十一腔52内的压力为列车管压力，所以列车管压力为定压时，第三气阀20的第十三腔54和第十四腔55不连通，第十四腔55和第十五56腔连通，当列车管快速减压，第三气阀20的预控压力依次通过第十一腔52、第二双向止回阀21的OUT口、第二双向止回阀21的IN2口、第二输入压力通道31、列车管排至大气，第三气阀20在膜片下方弹簧的作用下动作，第十三腔54和第十四腔55连通，第十四腔55和第十五腔56不连通，来自减压阀25的压力依次通过第十三腔54、第十四腔55、第一双向止回阀18的IN2口、第一双向止回阀18的OUT口、第一输出压力通道35、作用管，作用管快速增压，则制动管快速增压，实现列车管减压快速紧急的效果。

综上所述，本发明能够快速稳定的实现响应大闸手柄直接制动指令及小闸手柄的单缓命令，并且能在列车失电情况下，能够自动进行紧急制动压力输出，还可以在均衡风缸压力控制模块(ERCU)故障的情况下，与单独制动控制模块(DDCU)配合输出与均衡风缸压力相同的压力，实现均衡风缸压力的备份；整个模块集成化设计，控制精度高且压力输出迅速，密封性好，并有压力监测功能，大大的提高了制动系统的安全性能指标。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述电力机车作用管压力控制装置包括：

膜片组件，置于一个阀体内部，膜片组件上方为预控压力，下方与大气连通；

多个气阀，置于阀体中，所述膜片组件根据预控压力控制所述气阀的开启、关闭，气阀的开启控制输入压力通道与输出压力通道的连通以及输出压力通道和大气通道的断开，气阀的关闭控制输入压力通道与输出压力通道的断开以及输出压力通道和大气通道的连通，所述多组气阀在阀体内部形成多个容积腔；

至少三个电磁阀，一个电磁阀用以控制所述气阀的开启和关闭，一个电磁阀用以充气，一个电磁阀用以排气，用以充气和排气的两个电磁阀与所述传感器组成了一个闭环控制模块。

2.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述电力机车作用管压力控制装置还包括下阀座、第一弹簧、下阀垫、下阀口、上阀口、上阀垫、中间阀体、第二弹簧、阀盖、第一转接板、第一传感器、第一双向止回阀、罩壳、第二双向止回阀、电路控制板、第二传感器、第二转接板、减压阀、第三传感器、阀体、第一测压接头、第二测压接头、第一输入压力通道、第二输入压力通道、第三输入压力通道、第四输入压力通道、第五输入压力通道、第一输出压力通道、第六输入压力通道、第一排气通道、第二输出压力通道、第二排气通道、第三排气通道、第四排气通道，多个容积腔包括第一腔、第二腔、第三腔、第四腔、第五腔、第六腔、第七腔、第八腔、第九腔、第十腔、第十一腔、第十二腔、第十三腔、第十四腔、第十五腔，至少三个电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，多个气阀包括第一气阀、第二气阀、第三气阀，罩壳与阀体连接，第一测压接头、第二测压接头均位于阀体正面，第一转接板、第三气阀、第二转接板均与阀体连接，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一传感器均与第一转接板连接，第一双向止回阀、第二双向止回阀、第二传感器、第三传感器均与第二转接板连接，下阀座、第一弹簧、下阀垫、下阀口、上阀口、上阀垫、中间阀体、第二弹簧、阀盖、膜片组件、第一气阀、第二气阀、电路控制板、减压阀、第一输入压力通道、第二输入压力通道、第三输入压力通道、第四输入压力通道、第五输入压力通道、第一输出压力通道、第六输入压力通道、第一排气通道、第二输出压力通道、第二排气通道、第三排气通道、第四排气通道、第一腔、第二腔、第三腔、第四腔、第五腔、第六腔、第七腔、第八腔、第九腔、第十腔、第十一腔、第十二腔、第十三腔、第十四腔、第十五腔均位于阀体内，第一弹簧位于下阀座内，下阀垫与第一弹簧连接，下阀口与下阀垫连接，上阀口位于下阀口上方，中间阀体位于上阀口上方，上阀垫位于中间阀体与上阀口之间，第二弹簧与中间阀体连接，第一气阀与中间阀体通过膜片组件连接，阀盖位于第一气阀上方，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一传感器、第一双向止回阀、第二双向止回阀、第二传感器、第三传感器均与电路控制板连接，电路控制板位于罩壳内，减压阀与阀体上面连接，第一气阀、第二气阀、第三气阀均位于阀体内侧且从左往右依次排列，第一输入压力通道、第二输入压力通道、第三输入压力通道、第四输入压力通道、第五输入压力通道、第一输出压力通道、第六输入压力通道、第一排气通道、第二输出压力通道、第二排气通道、第三排气通道、第四排气通道均位于阀体内且交错排列，第一腔、第二腔、第三腔、第四腔、第五腔均位于阀体内且从上至下依次排列，第六腔、第七腔、第八腔、第九腔、第十腔均位于阀体内且从上至下依次排列，第十一腔、第十二腔、第十三腔、第十四腔、第十五腔均位于阀体内且从上至下依次排列，第一排气通道与第三腔连接，第四输入压力通道与第八腔连接，第四排气通道与第十五腔连接。

3.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述阀体上包含有测压接头的安装螺纹孔、传感器的安装螺纹孔。

4.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述第一转接板、第二转接板都与阀体通过螺栓连接。

5.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述多个阀盖与阀体、膜片组件及多个中间阀体组成多个密闭的预控空间。

6.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述中间阀体设置有凹槽。

7.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述中间阀体的凹槽侧边钻有孔。

8.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器均匀排列安装在阀体上。

9.如权利要求1所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述罩壳上装有航空插头且顶部钻有三个孔。

10.如权利要求9所述的电力机车作用管压力控制装置，其特征在于，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别和第一传感器、第二传感器、第三传感器通过插头连接在电路控制板上，电路控制板的连接线连接在罩壳的一个航口插头上。