CN106740774A - 一种铁路车辆及其称重阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路车辆的称重阀，包括阀体及设于阀体内腔的第一阀座和第一活塞，所述阀体内腔还设有第二阀座和第二活塞，所述第二活塞与所述第一活塞相抵，且能够在所述阀体内腔内轴向运动；所述第二活塞与所述阀体内壁围成阻尼腔，所述称重阀处于充气状态、排气状态或保压状态时，所述阻尼腔与所述阀体内腔连通，阻尼腔体积改变过程中其中的压缩空气能够排出，从而避免阻尼腔的压力影响称重阀的称重结果。所述称重阀处于振动状态时，所述阻尼腔封闭，能够形成空气弹簧，从而缓冲称重阀的振动，进而保证称重阀在振动状态时称重准确。本发明还公开了一种铁路车辆。

Description

一种铁路车辆及其称重阀

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种铁路车辆及其称重阀。

背景技术

铁路车辆通过制动系统实现制动，且该制动系统制动过程中的关键部件为空车称重阀。

目前，现有的铁路车辆制动系统及称重阀如图1-3所示，其中，图1为现有技术中铁路车辆制动系统的工作原理图；图2为称重阀系统的结构示意图；图3为图2中称重阀的结构示意图。如图1所示，铁路车辆制动时，制动系统中的控制阀作用使储风缸里的压缩空气通过控制阀通道流向制动缸2＇，制动缸2＇压力上升，推动活塞伸出并带动与其相连的杠杆组3＇动作，使闸瓦4＇压紧车轮踏面，靠闸瓦4＇和车轮踏面间的摩擦力作用使车辆停车运动。

在上述制动过程中，为了保证铁路车辆行驶安全，需要使车辆的制动力与车辆载重状况相匹配，即车辆的实际载重越大，需要的制动缸2＇压力也越大。在制动系统中，通常采用称重阀系统1＇来实现制动缸2＇压力的调整。

如图3所示，从称重阀11＇的输入端117＇进入阀体111＇内部的压缩空气推动活塞112＇运动，并带动夹芯阀113＇、连杆119＇和触杆116＇向上运动，从而压缩调压弹簧114＇和复位弹簧115＇，结合图2，当触杆116＇与抑制盘组成12＇的抑制盘接触后，触杆116＇和连杆119＇不再随活塞112＇向上运动，夹芯阀113＇被连杆119＇顶开，输入端117＇与输出端118＇之间的通道开启，输出端118＇压力增大，同时，作用于活塞112＇上表面的压力增大，当活塞112＇上下两表面受力平衡时，夹芯阀113＇关闭输入端117＇与输出端118＇之间的通道，输出端118＇压力不再增大。

如图2所示，当铁路车辆装载时，横梁13＇上移推动抑制盘上移，使得称重阀11＇中触杆116＇与抑制盘之间的距离增大，且装载越多，距离越大，活塞112＇受力平衡时所需的调压弹簧114＇压缩量越大，且活塞112＇受力平衡夹芯阀113＇关闭时，活塞112＇上表面所需的力越小，输出端118＇的压力也越小，如此，实现将铁路车辆载重转化为输出端118＇的压力，并输入至制动系统中，实现制动。

但是，轨道车辆在运行时，由于轨道等原因常常存在振动，振动过程中横梁13＇发生高频上下振动，横梁13＇的高频振动传递至称重阀11＇，而图2-3中的称重阀11＇不存在减振结构，因此，其输出端118＇的输出压力受该高频振动影响较大，造成称重阀11＇称重不准确。

鉴于上述称重阀存在的缺陷，亟待提供一种设置有减振部件的称重阀。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一目的为提供一种铁路车辆的称重阀，该称重阀包括第二阀座和第二活塞，且该第二活塞与阀体内壁围成阻尼腔，称重阀处于振动状态时，该阻尼腔封闭，能够形成空气弹簧，从而缓冲称重阀的振动，进而保证称重阀在振动状态时称重准确。本发明的第二目的为提供一种铁路车辆。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种铁路车辆的称重阀，包括阀体及设于阀体内腔的第一阀座和第一活塞，所述阀体内腔还设有第二阀座和第二活塞，所述第二活塞与所述第一活塞相抵，且能够在所述阀体内腔内轴向运动；

所述第二活塞与所述阀体内壁围成阻尼腔，所述称重阀处于充气状态、排气状态或保压状态时，所述阻尼腔与所述阀体内腔连通，所述称重阀处于振动状态时，所述阻尼腔封闭。

如此设置，当称重阀处于振动状态时，如背景技术所述，触头高频振动，并将该高频振动传递至第一弹簧和第二活塞，从而使得上述阻尼腔的体积快速变化，由于此时阻尼腔封闭，因此，该阻尼腔与其中的压缩空气形成空气弹簧，从而起到缓冲振动的作用，减小该称重阀输出压力受铁路车辆振动影响的风险，保证称重阀称重准确。而且，由于空气弹簧具有理想的非线性弹性特性，其缓冲振动作用明显优于普通弹簧。

同时，当称重阀处于充气、保压或排气状态时，触头的作用力传递至第一弹簧，使得第一弹簧压缩量改变，进而使得阻尼腔的体积改变，由于此时阻尼腔与阀体内腔连通，阻尼腔体积改变过程中其中的压缩空气能够排出，从而避免阻尼腔的压力影响称重阀的称重结果。

可选地，所述第二活塞开设有节流孔，且所述节流孔的截面积小于所述阻尼腔的截面积。

可选地，所述第二活塞可拆卸连接有阻尼堵，所述节流孔开设于所述阻尼堵。

可选地，所述第二活塞开设有螺纹孔，用于与所述阻尼堵螺纹连接。

可选地，所述第一阀座开设有阀座孔，所述第二活塞的中部动作端能够在所述阀座孔内轴向运动，且所述动作端与所述第一阀座形成所述阻尼腔的底壁。

可选地，所述动作端两端的配合端位于所述第一阀座下方，用于与所述第二阀座配合；

所述阻尼堵可拆卸连接于所述配合端。

可选地，所述阀体位于所述第二活塞下方的部位向内凸起，形成所述第二阀座，所述配合端能够抵接于所述第二阀座。

可选地，所述称重阀还包括位于所述第二阀座上方的第三阀座，所述第三阀座内腔形成进气腔，且所述第三阀座设有与所述进气腔连通的气体入口与气体出口，所述气体入口与所述气体出口通过气体通道连通；

所述阻尼腔通过所述气体通道与所述进气腔连通。

可选地，所述称重阀进一步包括设于所述第二活塞上方且能够与所述第二活塞相抵的第三活塞，所述第三活塞与所述第三阀座形成进气阀口和排气阀口。

为了实现本发明的第二目的，本发明还提供一种铁路车辆，包括制动系统及与所述制动系统连接的称重阀、制动缸、调整阀和副风缸，其中，所述称重阀为以上所述的称重阀。

附图说明

图1为现有技术中铁路车辆制动系统的工作原理图；

图2为称重阀系统的结构示意图；

图3为图2中称重阀的结构示意图；

图4为本发明所提供铁铁路车辆称重阀的结构示意图；

图5为图4中Ⅰ部分的局部放大图；

图6为图4中称重阀处于充气状态的局部结构放大图；

图7为图4中称重阀处于保压状态的局部结构放大图；

图8为图4中称重阀处于排气状态的局部结构放大图。

图1-3中：

1＇称重阀系统、11＇称重阀、111＇阀体、112＇活塞、113＇夹芯阀、114＇调压弹簧、115＇复位弹簧、116＇触杆、117＇输入端、118＇输出端、119＇连杆；

12＇抑制盘组成、13＇横梁、14＇支架、2＇制动缸、3＇杠杆组、4＇闸瓦。

图4-8中：

1阀体、11上盖、12触杆、13触头、14第二阀座、15第一弹簧、2第一活塞、3第一阀座、4第三阀座、41气体入口、42气体出口、43气体通道、44膜板、5第二活塞、51动作端、52配合端、521阻尼堵、5211节流孔、6第二弹簧、7第三弹簧、8第三活塞；

A阻尼腔、B进气阀口、C排气阀口；

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图4-8所示，其中，图4为本发明所提供铁铁路车辆称重阀的结构示意图；图5为图4中Ⅰ部分的局部放大图；图6为图4中称重阀处于充气状态的局部结构放大图；图7为图4中称重阀处于保压状态的局部结构放大图；图8为图4中称重阀处于排气状态的局部结构放大图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种铁路车辆的称重阀，如图4和图5所示，该称重阀包括阀体1及设于阀体内腔的第一阀座3和第一活塞2，且该阀体1连接有触杆12和触头13，用于接收抑制盘传递的作用力，触杆12还连接有第一弹簧15，当车辆载荷变化、抑制盘作用于触头13时，第一弹簧15压缩量不同。

另外，如图4和图5所示，阀体内腔内还设有第二阀座14和第二活塞5，且第二活塞5位于第一活塞2下方，并与第一活塞2相抵，从而使得第一弹簧15的弹力依次传递至第二活塞5和第一活塞2。同时，第一阀座3上方还设有第三阀座4，且第三阀座4内腔与第一阀座3内腔之间通过膜板44封闭，上述第二活塞5、第一阀座3与膜板44围成阻尼腔A，由于第二活塞5能够在阀体内腔内轴向运动，因此，该阻尼腔A的体积随第二活塞5的运动而变化。

当该称重阀处于充气状态、排气状态或保压状态时，阻尼腔A与阀体内腔连通，其中的空气能够排出，其中，称重阀处于充气状态对应于铁路车辆处于装载状态，称重阀处于排气状态对应于铁路车辆处于卸载状态，称重阀处于保压状态对应于铁路车辆处于稳定运行状态。同时，当铁路车辆存在振动时，称重阀处于振动状态，阻尼腔A与阀体内腔封闭，其中的空气不能排出。

如此设置，当称重阀处于振动状态时，如背景技术所述，触头13高频振动，并将该高频振动传递至第一弹簧15和第二活塞5，从而使得上述阻尼腔A的体积快速变化，由于此时阻尼腔A封闭，因此，该阻尼腔A与其中的压缩空气形成空气弹簧，从而起到缓冲振动的作用，减小该称重阀输出压力受铁路车辆振动影响的风险，保证称重阀称重准确。而且，由于空气弹簧具有理想的非线性弹性特性，其缓冲振动作用明显优于普通弹簧。

同时，当称重阀处于充气、保压或排气状态时，触头13的作用力传递至第一弹簧15，使得第一弹簧15压缩量改变，进而使得阻尼腔A的体积改变，由于此时阻尼腔A与阀体内腔连通，阻尼腔A体积改变过程中其中的压缩空气能够排出，从而避免阻尼腔A的压力影响称重阀的称重结果。

具体地，如图4和图5所示，该第二活塞5开设有节流孔5211，且该节流孔5211的截面积小于阻尼腔A的截面积。

如此设置，该节流孔5211用于将阻尼腔A与外界连通，同时，由于该节流孔5211远小于阻尼腔A的截面积，因此，当称重阀处于充气、排气或保压状态，第二活塞5缓慢运动时，阻尼腔A内的空气能够通过该节流孔5211排出，其压力不影响称重阀的正常工作。但是，当称重阀处于振动状态，第二活塞5高频运动时，由于该节流孔5211截面积较小，此时阻尼腔A内的压缩空气来不及从节流孔5211排出，从而形成空气弹簧，以实现缓冲振动的功能。

因此，本实施例中，通过将阻尼腔A与外界通过截面较小的节流孔5211相连通，使得该称重阀在铁路车辆的各种状态时均能够保证称重准确，且结构简单，容易实现。

进一步地，如图4和图5所示，该第二活塞5可拆卸连接有阻尼堵521，上述节流孔5211开设于该阻尼堵521。

可以理解，上述节流孔5211也可直接开设于第二活塞5，但是，由于上述节流孔5211孔径较小，本实施例中，当其开设于与第二活塞5可拆卸连接的阻尼堵521时，更加方便加工，而且当该节流孔5211损坏或堵塞时，通过更换阻尼堵521即可，而不需要更换整个第二活塞5。

具体地，第二活塞5开设有螺纹孔，用于与阻尼堵521螺纹连接。使用时，可将对应的阻尼堵521旋入该螺纹孔内即可。

当然，也第二活塞5与阻尼堵521之间的连接也可采用本领域常用的其它方式，例如铆接等，此处不作限定。

进一步地，如图4和图5所示，该第一阀座3开设有第一阀座孔，第二活塞5的中部动作端51能够在该第一阀座孔内轴向运动，且该动作端51与第一阀座3形成上述阻尼腔A的底壁，即动作端51与第一阀座孔之间的间隙较小，同时，第二活塞5在第一阀座孔内轴向运动过程中，动作端51始终位于第一阀座孔内。

可以理解，上述阻尼腔A底壁也可仅由第二活塞5形成，而当阻尼腔A底壁由动作端51与第一阀座3形成时，阻尼腔A体积的改变取决于上述动作端51的位置，因此，第二活塞5运动过程中，阻尼腔A体积的变化较灵敏，其缓冲作用也较灵敏。

更进一步地，第二活塞5的中部动作端51突出于其两端的配合端52，且两配合端52用于与第二阀座14配合，因此，上述第二活塞5为中间凸起的结构，且中部动作端51的长度不小于第一弹簧15的变形量。

具体地，上述阻尼堵521可拆卸连接于配合端52。

如此设置，中间凸起两端凹陷的第二活塞5不仅能够保证第二活塞5在第一阀座孔内轴向运动，还能够减小节流孔5211的长度，以保证称重阀处于充气、保压或排气过程时阻尼腔A内的空气能够顺利排出，从而避免该阻尼腔A的压力对输出压力的影响，保证称重阀称重准确。

同时，阀体1位于第二活塞5下方的部位向内凸起，形成上述第二阀座14。

当然，也可单独设置上述第二阀座14，并使得该第二阀座14与阀体1内壁固定，而本实施例中，由于该第二阀座14仅用于与第二活塞5配合，并不具有其它功能，因此，该第二阀座14由阀体1形成即可满足要求，从而减小该称重阀的重量，并提高各部件的利用率。

以上各实施例中，如图4和图5所示，该称重阀还包括位于第二阀座14上方的第三阀座4，该第三阀座4设有气体入口41、气体出口42及连通气体出口42与气体入口41的气体通道43，同时，该气体通道43还与阻尼腔A连通，保证该阻尼腔A内始终存在气体，以形成空气弹簧。

具体地，该第三阀座4的第三阀座孔内腔设置膜板44，该膜板44将第三阀座4上下两端的内腔封闭，同时，上述第一活塞2穿过该第三阀座4的第三阀座孔和膜板中心孔，第三阀座孔内还设有第二弹簧6。

进一步地，该称重阀进一步包括设于第二活塞5上方且能够与第二活塞5相抵的第三活塞8，第三活塞8与第三阀座4形成进气阀口B和排气阀口C，且该进气阀口B开启时，与上述气体入口41连通，排气阀口C开启时，与上述气体出口42连通。

当车辆处于装载状态时，横梁带动抑制盘位置上升，作用于触头13的作用力增大，从而使得第一弹簧15压缩量增大，如图6所示，第一弹簧15带动第二活塞5上升，第二活塞5推动第一活塞2与第三活塞8上升，此时，第三活塞8与第三阀座4形成的进气阀口B开启排气阀口C关闭，从储风缸输入的压缩空气通过气体入口41进入膜板44上方的进气腔，且该进气腔的压力不断增大，直到进气腔的压力与第一弹簧15的弹力平衡为止。

同时，由于进气腔与气体出口42之间通过气体通道43连通，从而将该进气腔内的压力通过气体出口42输出为称重阀的输出压力，且由于该进气腔内的压力随第一弹簧15的弹力而改变，因此，使得输出压力与铁路车辆的载重相匹配。此时，称重阀处于充气状态。

当车辆稳定运行且不受振动时，枕簧的挠度相对稳定，横梁的位置不变，从而使得第一弹簧15受到的压力不变，此时，进气腔内的压力与第一弹簧15的弹力平衡，第三活塞8与第三阀座4相抵，同时，第一活塞2与第三活塞8相抵，如图7所示，第三活塞8与第三阀座4形成的进气阀口B和排气阀口C均关闭，此时，气体入口41的压缩空气不能进入进气腔内，使得进气腔的压力保持不变，从而使得该称重阀的输出压力保持不变，且该输出压力与铁路车辆的载重相匹配。此时，称重阀处于保压状态。

当铁路车辆卸载时，枕簧挠度减小，横梁位置下移，抑制盘对触头13的作用力减小，使得第一弹簧15的压缩量减小，进气腔的压力与第一弹簧15的弹力之间的平衡被打破，进气腔的压力大于第一弹簧15的弹力，从而推动第一活塞2和第二活塞5向下运动，直至第二活塞5与第二阀座14相抵，如图8所示。此时，第三活塞8与第三阀座4形成的进气阀口B关闭，排气阀口C开启，进气腔内的压缩空气从排气阀口B排出，使得进气腔内的压力下降，直至与第一弹簧15重新平衡为止。

另外，该过程中，由于进气腔通过气体通道43始终与气体出口42连通，使得该称重阀的输出压力与铁路车辆的载重相匹配。此时，该称重阀处于排气状态。

当铁路车辆由于轨道等原因发生振动时，横梁发生高频上下运动，从而带动第一弹簧15发生高频压缩和回弹，并带动第二活塞5发生高频上下运动，使得上述阻尼腔A的体积短时间内不断改变，如上所述，由于此时阻尼腔A体积的变化速度较快，使得其中的压缩空气来不及从节流孔5211内排出，从而使得该阻尼腔A及其内部的压缩空气形成空气弹簧，进而有效缓冲振动，减小第一弹簧15由于振动而引起的弹力变化对阻尼腔A上方进气腔压力的影响，使得称重阀的输出压力仍然能够与此时铁路车辆的载重相适配，保证铁路车辆存在振动时的称重阀称重准确。

另外，本发明还提供一种铁路车辆，包括制动系统及与该制动系统连接的称重阀、制动缸、调整阀和副风缸，其中，该称重阀为以上任一实施例中所述的称重阀。由于该称重阀具有上述技术效果，包括该称重阀的铁路车辆也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种铁路车辆及其称重阀均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铁路车辆的称重阀，包括阀体(1)及设于阀体内腔的第一阀座(3)和第一活塞(2)，其特征在于，所述阀体内腔还设有第二阀座(14)和第二活塞(5)，所述第二活塞(5)与所述第一活塞(2)相抵，且能够在所述阀体内腔内轴向运动；

所述第二活塞(5)与所述阀体(1)内壁围成阻尼腔(A)，所述称重阀处于充气状态、排气状态或保压状态时，所述阻尼腔(A)与所述阀体内腔连通，所述称重阀处于振动状态时，所述阻尼腔(A)封闭。

2.根据权利要求1所述的称重阀，其特征在于，所述第二活塞(5)开设有节流孔(5211)，且所述节流孔(5211)的截面积小于所述阻尼腔(A)的截面积。

3.根据权利要求2所述的称重阀，其特征在于，所述第二活塞(5)可拆卸连接有阻尼堵(521)，所述节流孔(5211)开设于所述阻尼堵(521)。

4.根据权利要求3所述的称重阀，其特征在于，所述第二活塞(5)开设有螺纹孔，用于与所述阻尼堵(521)螺纹连接。

5.根据权利要求3或4所述的称重阀，其特征在于，所述第一阀座(3)开设有阀座孔，所述第二活塞(5)的中部动作端(51)能够在所述阀座孔内轴向运动，且所述动作端(51)与所述第一阀座(3)形成所述阻尼腔(A)的底壁。

6.根据权利要求5所述的称重阀，其特征在于，所述动作端(51)两端的配合端(52)位于所述第一阀座(3)下方，用于与所述第二阀座(14)配合；

所述阻尼堵(521)可拆卸连接于所述配合端(52)。

7.根据权利要求6所述的称重阀，其特征在于，所述阀体(1)位于所述第二活塞(5)下方的部位向内凸起，形成所述第二阀座(14)，所述配合端(52)能够抵接于所述第二阀座(14)。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的称重阀，其特征在于，所述称重阀还包括位于所述第二阀座(14)上方的第三阀座(4)，所述第三阀座(4)内腔形成进气腔，且所述第三阀座(4)设有与所述进气腔连通的气体入口(41)与气体出口(42)，所述气体入口(41)与所述气体出口(42)通过气体通道(43)连通；

所述阻尼腔(A)通过所述气体通道(43)与所述进气腔连通。

9.根据权利要求8所述的称重阀，其特征在于，所述称重阀进一步包括设于所述第二活塞(5)上方且能够与所述第二活塞(5)相抵的第三活塞(8)，所述第三活塞(8)与所述第三阀座(4)形成进气阀口(B)和排气阀口(C)。

10.一种铁路车辆，包括制动系统及与所述制动系统连接的称重阀、制动缸、调整阀和副风缸，其特征在于，所述称重阀为权利要求1-9中任一项所述的称重阀。