CN106347341B - 一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，所述分配阀包括阀体组成，设置在阀体组成内的主控机构包括活塞组成以及由外向内依次套接的主阀套、主控套和主控内套，所述主阀套与阀体组成固定连接，所述主控内套套接在活塞组成的活塞杆上且与活塞杆固定连接，在所述主阀套与主控套之间以及主控套与主控内套之间分别设置有若干橡胶密封圈。本发明通过在主控套上增加一条通路，使分配阀在制动保压位时，通过通路沟通活塞组成上下方的腔室，使活塞下腔的工作风缸压力与活塞上腔的列车管压力空气串通，从而使活塞组成上下两侧更平衡，达到保持分配阀压力稳定的目的，提高分配阀作用的可靠性。

Description

一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构

技术领域

本发明属于轨道交通机车车辆用空气制动分配阀技术领域，特别涉及一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构。

背景技术

目前，轨道交通机车车辆用空气制动分配阀中的主控机构均为滑阀、节制阀和滑阀座，通过滑阀及节制阀的相对移动，并利用滑阀、节制阀和滑阀座之间的金属平面密封结构，来实现滑阀座、滑阀及节制阀上各通路相互连通的控制，从而实现分配阀的制动、缓解、保压等作用性能。

由于现有分配阀的结构中采用的金属平面密封结构，造成分配阀的作用可靠性不高，尤其是在分配阀的主控机构处于制动保压位时，由于制动缸的漏气问题，造成活塞组成上下侧的压力保持不够稳定，从而影响分配阀作用的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够在分配阀处于制动保压位时，使活塞组成两侧压力平衡，保持压力稳定的主控机构。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，所述分配阀包括阀体组成，其特征在于：设置在阀体组成内的主控机构包括活塞组成以及由外向内依次套接的主阀套、主控套和主控内套，所述主阀套与阀体组成固定连接，所述主控内套套接在活塞组成的活塞杆上且与活塞杆固定连接，在所述主阀套与主控套之间以及主控套与主控内套之间分别设置有若干橡胶密封圈，通过活塞杆带动主控套相对于主阀套上下移动，并利用橡胶密封圈控制相应通道的通断，在所述主控套最上部设置有G2孔，所述G2孔通过主控套内部的缩孔C1与主控套外周上的环槽G5相通，当主控机构处于制动保压位时，所述主控内套最上端的橡胶密封圈开放主控套上的G2孔，所述活塞组成下部腔室G1的工作风缸压力空气通过G2孔、缩孔C1、环槽G5、环槽L2及阀体组成内部暗道与活塞组成上部腔室L1的列车管压力空气串通。

本发明所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其在所述主阀套上设置有与列车管、工作风缸、副风缸、容积室、制动缸、局减室以及排大气连通的通路，在所述主控套和主控内套上分别设置有在分配阀不同状态下与主阀套上的通路对应连通的通道。

本发明所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其所述活塞杆下部与稳定杆连接，所述稳定杆与套接在其外周的递动套配合，在所述稳定杆上套接有稳定簧，通过活塞杆、稳定杆及递动套的作用下，使主控套相对于主阀套上下移动。

本发明所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其在所述活塞杆上部设置有与主控套上端面对应配合的台阶，在所述主控套下部设置有与递动套上端面对应配合的台阶，通过活塞杆上部的台阶结构，在活塞杆向下移动时控制主控套向下移动，在活塞杆向上移动时，带动稳定杆同步向上移动，通过稳定杆使递动套上端部顶住主控套下部的台阶，控制主控套向上移动。

本发明所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其在所述主阀套的上下端面分别设置有挡圈，所述挡圈用于限制主控套的上下移动极限。

本发明所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其所述活塞组成包括活塞杆、主阀上活塞以及主阀下活塞，所述主阀上活塞和主阀下活塞套接在活塞杆上部，在所述主阀上活塞与主阀下活塞之间设置有主阀膜板，在所述活塞杆内部设置有与对应通道连通的活塞杆内部通道，所述主阀上活塞的上部腔室与列车管连通，所述主阀下活塞的下部腔室与工作风缸连通。

本发明通过在主控套上增加一条通路，使分配阀在制动保压位时，通过通路沟通活塞组成上下方的腔室，使活塞下腔的工作风缸压力与活塞上腔的列车管压力空气串通，从而使活塞组成上下两侧更平衡，达到保持分配阀压力稳定的目的，提高分配阀作用的可靠性。

附图说明

图1是本发明的分配阀在充气缓解位时的结构示意图。

图2是本发明的分配阀在第一阶段局部减压位时的结构示意图。

图3是本发明的分配阀在常用制动位时的结构示意图。

图4是本发明的分配阀在制动保压位时的结构示意图。

图5是图4中阀体组成内部放大图。

图6和图7是分配阀的紧急增压阀在紧急制动位时的结构示意图。

图中标记：1为阀体组成，2为主阀套，3为主控套，4为主控内套，5a为活塞杆，5b为主阀上活塞，5c为主阀下活塞，5d为主阀膜板，5e为活塞杆内部通路，6为稳定杆，7为递动套，8为橡胶密封圈，9为挡圈，10为停止增压垫圈，11为稳定簧。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-7所示，一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，所述分配阀包括阀体组成1，设置在阀体组成1内的主控机构包括活塞组成以及由外向内依次套接的主阀套2、主控套3和主控内套4，所述主阀套2与阀体组成1固定连接，所述主控内套4套接在活塞组成的活塞杆5a上且与活塞杆5a固定连接，所述活塞杆5a下部与稳定杆6连接，所述稳定杆6与套接在其外周的递动套7配合，在所述主阀套2上设置有与列车管、工作风缸、副风缸、容积室、制动缸、局减室以及排大气连通的通路，在所述主控套3和主控内套4上分别设置有在分配阀不同状态下与主阀套2上的通路对应连通的通道，在所述主阀套2与主控套3之间以及主控套3与主控内套4之间分别设置有若干橡胶密封圈8，所述活塞组成包括活塞杆5a、主阀上活塞5b以及主阀下活塞5c，所述主阀上活塞5b和主阀下活塞5c套接在活塞杆5a上部，在所述主阀上活塞5b与主阀下活塞5c之间设置有主阀膜板5d，在所述活塞杆5a内部设置有与对应通道连通的活塞杆内部通道5e，所述主阀上活塞5b的上部腔室与列车管连通，所述主阀下活塞5c的下部腔室与工作风缸连通。

在本实施例中，在所述活塞杆5a上部设置有与主控套3上端面对应配合的台阶，在所述主控套3下部设置有与递动套7上端面对应配合的台阶，通过活塞杆5a上部的台阶结构，在活塞杆5a向下移动时控制主控套3向下移动，在活塞杆5a向上移动时，带动稳定杆6同步向上移动，通过稳定杆6使递动套7上端部顶住主控套3下部的台阶，控制主控套3向上移动，在所述主阀套2的上下端面分别设置有挡圈9，所述挡圈9用于限制主控套3的上下移动极限，通过活塞杆5a、稳定杆6及递动套7的作用下，使主控套3相对于主阀套2上下移动，并利用橡胶密封圈8控制相应通道的通断。

其中， 在所述主控套3最上部设置有G2孔，所述G2孔通过主控套3内部的缩孔C1与主控套3外周上的环槽G5相同，当主控机构处于制动保压位时，所述主控内套4最上端的橡胶密封圈8开放主控套3上的G2孔，所述活塞组成下部腔室G1的工作风缸压力空气通过G2孔、缩孔C1、环槽G5、环槽L2及阀体组成1内部暗道与活塞组成上部腔室L1的列车管压力空气串通（双向流动），使活塞组成上下两侧更平衡，保持压力稳定。

本发明分配阀的工作原理是：

如图1所示，为本发明的分配阀在充气缓解位的示意图。

a、初充气。

当列车管充气时，压力空气经列车管、支管等到此分配阀，然后，有一路经通路L1到活塞组成的上部腔室，活塞组成下移，活塞组成通过活塞杆带动主控内套同时通过活塞杆上部台阶结构推动主控套一起下移，一直到活塞组成下端碰到主阀体为止。这时，活塞组成、活塞杆、主控内套、主控套处于充气缓解位。列车管压力空气经过不同的通路分别向工作风缸、副风缸等风缸（室）充气，使工作风缸、副风缸等风缸（室）充到定压（如500kPa 或600kPa），供列车运行时减速或停车制动之用。

工作风缸充气：列车管压力空气→L2→主阀套对应通路→主控套L8→主控套G2→活塞组成的下部腔室G1→工作风缸。

副风缸充气：列车管压力空气→充气部（受工作风缸控制）→副风缸。

中继部的中继灌胶阀上侧F2与副风缸一直是连通的，副风缸压力空气在中继灌胶上侧等候着，为下一步制动作用作好准备。

列车管压力空气→L4→主阀套对应通路→主控套L5→主控套L6，为下一次制动时起第一阶段局部减压作好准备。

b、再充气和缓解。

列车管经过减压，使列车进行制动以后，当再向列车管充气时，由于列车管增压，破坏了活塞组成两侧在制动保压时的压力平衡状态，当活塞组成两侧的压强差产生的向下作用力与活塞组成重力之和超过了主控套上橡胶密封圈与主阀套间的摩擦阻力时，活塞组成带动主控内套、主控套一起下移到充气缓解位。这时，工作风缸、副风缸等风缸（室）得到再充气，容积室和制动缸排气（缓解），制动机处于缓解状态。

上述“初充气”时的所有通路，在再充气时也都具有。

容积室缓解：容积室压力空气→R1→主阀套R1p→主控套D2→D1→大气。

中继部中继活塞下腔的压力空气→R3→阀体内部通道→容积室→R1→主阀套R1p→主控套D2→D1→大气。

由于此阀为二压力机构阀，所以容积室连同中继活塞下腔的压力空气一次排尽，它们的压力降到零。

制动缸缓解：中继活塞上腔Z3通制动缸，下腔R3通容积室。由于容积室缓解，破坏了中继活塞两侧原来的压力平衡状态，制动缸压力使中继活塞下移，中继活塞杆的上端离开中继灌胶阀，于是制动缸压力空气→阀体内部通道→Z1→中继活塞杆D4→D3→大气。制动缸压力排入大气，制动机形成缓解状态。同时，中继活塞上腔Z3的压力空气通过缩孔C2以及中继灌胶阀上腔Z2的压力空气一并经Z1→中继活塞杆D4→D3→大气。

由此可见，制动缸压强受容积室压强控制。由于容积室压强一次缓解到零，故制动缸压强也相应地一次缓解到零，制动机获得完全缓解。

如图2所示，为本发明的分配阀在第一阶段局部减压位时的示意图。

列车运行中准备进站停车或减速时，通常施行常用制动。司机施行常用制动列车管减压，于是在活塞组成两侧产生了一定的压强差，此压强差产生的向上的作用力克服了主控内套上橡胶密封圈与主控套的摩擦阻力、主阀膜板的变形阻力和压缩稳定簧的阻力以及主活塞重力等向下作用力的总和，主活塞先带动活塞杆、主控内套及稳定杆上移，使稳定杆与递动套下端接触，先产生第一阶段局部减压作用。于是产生了下列通路：

（1）主控内套关闭充气限孔G2，切断列车管与工作风缸的通路，不让工作风缸压力空气向列车管逆流。

（2）主控内套开发了主控套内侧上的G3孔，使工作风缸压力空气充入该孔，作好下一阶段当主控套上移后工作风缸压力空气经此孔向容积室充气的准备。

（3）主控内套的局减联络槽L7连通了主控套的L6和Ju2孔。这样列车管压力空气→L4→主阀套对应通路→主控套L5→主控套L6→主控内套的局减联络槽L7→主控套Ju2→主阀套对应通路→Ju1→局减室→一定孔径的缩孔→大气。每一辆车在制动一开始时，就通过本车的此阀，将一部分列车管压力空气经上述通路排入具有一定容积的空腔-局减室，然后排入大气，这就形成了第一阶段局部减压作用。

如图3所示，为本发明的分配阀在常用制动位（含第二阶段局部减压）的示意图。

第一阶段局部减压后，促使活塞组成两侧压力差急增，于是活塞组成通过活塞杆、稳定杆、递动套推动主控套克服与主阀套之间的摩擦阻力，进一步上移至制动位。由于主控套与主阀套的相对位置发生了变化，主控套上的Ju2孔与Ju1孔错开，因此切断了列车管与局减室的通路，第一阶段局部减压作用结束。同时，主控套上的一些孔分别与主阀套上的对应孔连通，形成了下列通路，进一步产生制动作用。

（1）列车管压力空气→L4→主阀套对应通路→主控套L5→主控套L3→阀体内部暗道→局减限制阀（开启状态）→制动缸。这样，使各车辆通过本车的此阀将一部分列车管压力空气经开启的局减限制阀引入制动缸，这就是第二阶段局部减压作用。

当制动缸压强增加到50～70kPa时，使局减限制阀关闭，此通路被切断，第二阶段局部减压作用停止。第二阶段局部减压作用停止可保证列车尾部车辆即使列车管小减压量时也具有一定的制动力。

（2）、容积室充气：工作风缸压力空气→G1→G3→G4→R1c→R1→容积室。

（3）、制动缸充气：容积室与中继活塞下腔是一直连通的，所以容积室压力空气→阀体内部暗道→R3，推动中继活塞、中继活塞杆上移，中继活塞杆顶开中继灌胶阀。

副风缸压力空气→F2→顶开的中继灌胶阀→Z1→阀体内部暗道→制动缸。于是，制动缸压强继续增高。同时，制动缸压力空气，一路进入中继灌胶阀上侧Z2，另一路径缩堵C2进入中继活塞上腔。缩堵C2的作用使中继活塞上腔的升压与制动缸升压同步。

由于第二阶段局部减压作用与工作风缸向容积室的充气作用基本上是同时发生的，即列车管压力空气进入制动缸以后，紧接着，副风缸压力空气也开始进入制动缸，所以制动缸最初的压强50～70kPa是来自列车管和副风缸两方面的压力空气，而在达到这个压强以后，局减限制阀关闭，于是列车管停止向制动缸充气，只有副风缸向制动缸充气，至于制动缸继续充气，升至多大的压强，还与司机操纵的列车管减压量大小有关。

其中，容积室通路R1一分为二，在主阀套上分为R1p、R1c。在充气缓解位，主控套上的一橡胶密封圈开放R1p，容积室→R1→R1p→主控套D2→D1→大气。在从充气缓解位到常用制动位的过程中，主控套上的一橡胶密封圈先关闭R1p，然后主控套上的另一橡胶密封圈才开放R1c，工作风缸压力空气→G1→G3→G4→R1c→R1→容积室。从常用制动位回到充气缓解位的过程中，主控套上的一橡胶密封圈先关闭R1c，然后主控套上的另一橡胶密封圈才开放R1p。这样容积室的充气、排气有序可控，不会紊乱。

如图4和5所示，施行了常用制动后，当压力表显示列车管达到所要求的减压量时，司机将手把移到保压（中立）位，使列车管停止继续减压，这时此阀即处于保压位，从而使制动缸压强也保持一定。

在列车管刚停止减压时，由于主活塞、主控内套和主控套都还在制动位，工作风缸仍在向容积室充气，因而工作风缸压强仍在继续下降，直到活塞组成下腔G1的工作风缸压强降到等于上腔L1列车管压强（实际上是工作风缸压强稍低于列车管压强）时，在稳定杆原被压缩的稳定簧的弹力及主活塞重力的作用下，主活塞带动活塞杆、主控内套向下移到（主控套未动），直到活塞杆的上部台阶结构碰到主控套的上端面为止。这个移动的结果，使主控内套上的下端一橡胶密封圈切断了工作风缸向容积室充气的通路，工作风缸压强停止下降，容积室压强也停止上升，这样，主控套仍在常用制动位，主控机构处于制动保压位。

其中，在主控套上增加一通路，即G2孔、缩孔C1、G5槽相通，只有当主控机构处于制动保压位时，主控内套上的上端另一橡胶密封圈开放了主控套的G2孔，这样主活塞下腔G1的工作风缸压力空气通过G2孔、微小缩孔C1、G5槽、L2环槽、阀体内部暗道与主活塞上腔L1列车管压力空气串通（双向流动），使主活塞上下两侧更平衡，保持压力稳定。

当容积室压强刚停止上升时，由于中继灌胶阀仍在开放状态，副风缸仍在向制动缸充气，当通过缩孔C2流到中继活塞上腔Z3制动缸压力空气，其压强增大到与中继活塞下腔R3的容积室压强相近时，在中继灌胶阀、中继活塞的自重以及中继灌胶阀弹簧的弹力作用下，使中继灌胶阀压着中继活塞杆一起下移，关闭中继灌胶阀阀口，切断副风缸压力空气通过这个阀口充入制动缸的通路，即停止副风缸向制动缸充气，同时也继续关闭制动缸与大气的通路（即中继活塞杆顶面紧贴着中继灌胶阀），制动缸压强停止上升，整个分配阀处于制动保压位。

此分配阀在制动保压位可实现制动力不衰减的要求。当制动缸发生漏泄，由于中继活塞上腔Z3压强随之下降，在中继活塞下腔R3容积室压力作用下又向上移动，中继活塞杆顶开中继灌胶阀，使副风缸又向制动缸充气，直到恢复原来的制动缸压强而使中继活塞上下腔作用力重新平衡，这时，中继灌胶阀又关闭。这叫“自动补风”，可消除制动力的衰减现象。故在长大坡道上列车下坡运行时，制动保压后如制动缸有漏泄可得到自动补风。另外，在制动缸活塞行程发生变化时，制动缸压强因受容积室压强控制，也能保持不变。只是因为制动缸活塞行程变化而引起充入制动缸的副风缸压力空气的容积有所不同而已。

所以，如果副风缸有足够容积，制动缸压强就可只取决于容积室压强。即容积室压强多大，制动缸压强就多大。

如图6和7所示，列车在运行途中，如遇紧急情况要立即停车，司机将手把移到紧急制动位，此阀相应地发生紧急制动作用。

紧急制动时，此分配阀各部分的作用，除紧急增压阀外，均与常用制动一样。由于主活塞上移，先后发生第一、第二阶段的局减作用以及工作风缸压力空气充入容积室、副风缸压力空气充入制动缸，产生制动作用，只是动作更加迅速，且制动缸充到相平衡时的最高压强。

紧急增压阀的作用：

紧急制动时，由于列车管压力空气迅速排出，所以增压阀杆上侧L12的列车管压强急剧下降，而增压阀杆下侧R6的容积室压强迅速上升。当容积室压强达到能克服增压阀弹簧的弹力和列车管较小的剩余压强时，增压阀杆即压缩增压阀弹簧而向上移动，于是增压阀套径向小孔的内侧口开放，增压阀处于开放位，此时，等候在增压阀套径向小孔外围空腔F5的副风缸压力空气迅速流到增压阀杆下部通道R6，并流向容积室，直到副风缸压强与容积室压强平衡时为止。这时，副风缸、容积室、工作风缸和制动缸四个容器相通，压强相互平衡。容积室压强比常用制动时的最大压强约高10%～15%（与副风缸容积有关），制动缸压强及制动力也随之增大，这就是紧急制动时的增压作用。

紧急制动位各通路如下：

（1）第一阶段局减与上述图5一样，第二阶段局减与上述图6一样。

（2）容积室充气.

（3）工作风缸压力空气→G1→G3→G4→R1c→R1→容积室。

（4）副风缸压力空气→F5→增压阀套径向小孔→R6→容积室。

（5）制动缸充气：与常用制动位相同。

根据用户使用要求可以添加一停止增压垫圈10停止增压作用。

本发明可适用于机车车辆等各型轨道车辆空气制动系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，所述分配阀包括阀体组成（1），其特征在于：设置在阀体组成（1）内的主控机构包括活塞组成以及由外向内依次套接的主阀套（2）、主控套（3）和主控内套（4），所述主阀套（2）与阀体组成（1）固定连接，所述主控内套（4）套接在活塞组成的活塞杆（5a）上且与活塞杆（5a）固定连接，在所述主阀套（2）与主控套（3）之间以及主控套（3）与主控内套（4）之间分别设置有若干橡胶密封圈（8），通过活塞杆（5a）带动主控套（3）相对于主阀套（2）上下移动，并利用橡胶密封圈（8）控制相应通道的通断，在所述主控套（3）最上部设置有第一孔（G2），所述第一孔（G2）通过主控套（3）内部的缩孔（C1）与主控套（3）外周上的第一环槽（G5）相通，当主控机构处于制动保压位时，所述主控内套（4）最上端的橡胶密封圈（8）开放主控套（3）上的第一孔（G2），活塞组成下部腔室（G1）的工作风缸压力空气通过第一孔（G2）、缩孔（C1）、第一环槽（G5）、第二环槽（L2）及阀体组成（1）内部暗道与活塞组成上部腔室（L1）的列车管压力空气串通。

2.根据权利要求1所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其特征在于：在所述主阀套（2）上设置有与列车管、工作风缸、副风缸、容积室、制动缸、局减室以及排大气连通的通路，在所述主控套（3）和主控内套（4）上分别设置有在分配阀不同状态下与主阀套（2）上的通路对应连通的通道，所述分配阀不同状态为充气缓解位、第一阶段局部减压位、常用制动位、制动保压位以及紧急制动位。

3.根据权利要求2所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其特征在于：所述活塞杆（5a）下部与稳定杆（6）连接，所述稳定杆（6）与套接在其外周的递动套（7）配合，在所述稳定杆（6）上套接有稳定簧（11），通过活塞杆（5a）、稳定杆（6）及递动套（7）的作用下，使主控套（3）相对于主阀套（2）上下移动。

4.根据权利要求3所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其特征在于：在所述活塞杆（5a）上部设置有与主控套（3）上端面对应配合的台阶，在所述主控套（3）下部设置有与递动套（7）上端面对应配合的台阶，通过活塞杆（5a）上部的台阶结构，在活塞杆（5a）向下移动时控制主控套（3）向下移动，在活塞杆（5a）向上移动时，带动稳定杆（6）同步向上移动，通过稳定杆（6）使递动套（7）上端部顶住主控套（3）下部的台阶，控制主控套（3）向上移动。

5.根据权利要求1所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其特征在于：在所述主阀套（2）的上下端面分别设置有挡圈（9），所述挡圈（9）用于限制主控套（3）的上下移动极限。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于保持分配阀制动保压位压力稳定的主控机构，其特征在于：所述活塞组成包括活塞杆（5a）、主阀上活塞（5b）以及主阀下活塞（5c），所述主阀上活塞（5b）和主阀下活塞（5c）套接在活塞杆（5a）上部，在所述主阀上活塞（5b）与主阀下活塞（5c）之间设置有主阀膜板（5d），在所述活塞杆（5a）内部设置有与对应通道连通的活塞杆内部通道（5e），所述主阀上活塞（5b）的上部腔室与列车管连通，所述主阀下活塞（5c）的下部腔室与工作风缸连通。

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