CN107489804B - 一种紧急制动放风阀及其阀芯锁紧方法 - Google Patents

一种紧急制动放风阀及其阀芯锁紧方法 Download PDF

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Abstract

本发明首先提供一种紧急制动放风阀，包括阀体、阀盖、阀芯、推杆和锁紧机构，阀体内设有进风室和放风室，进风室和放风室之间设有阀口，阀盖设有推力弹簧，阀芯的顶部顶住阀口，使放风阀处于常闭状态，推杆上设有上锁紧槽和下锁紧槽；其次提供一种阀芯锁紧方法，当放风阀为关闭状态时，锁紧机构作用于下锁紧槽，锁定推杆的位置，阀芯受力向上封住阀口，进风室与放风室隔离；当推杆受力向下运动时，推动阀芯向下运动，进风室与放风室相通，放风阀打开，实现紧急放风，锁紧机构作用于上锁紧槽，锁定推杆的位置，起到锁紧阀芯的作用。本发明中的紧急制动放风阀，具有锁紧阀芯的功能，且结构简单，能实现快速有效的放风。

Description

一种紧急制动放风阀及其阀芯锁紧方法
技术领域
本发明涉及轨道车辆的制动技术领域，具体涉及一种紧急制动放风阀及其阀芯锁紧方法。
背景技术
现代机车车辆普遍都把紧急制动部设置成直接受列车制动管的空气压强控制的紧急放风阀，紧急放风阀是机车制动机中一个极为重要的独立部件，它能接受各种情况下的紧急制动列车制动管减压速度，使列车制动管的空气排向大气，实现快速制动。其中，紧急放风阀的阀芯直接由列车制动管内的空气压强控制，通过列车制动管向进风室充气，在阀芯两侧形成压差来平衡阀芯，在紧急制动时，列车制动管的压力急剧下降，阀芯上下两侧产生了较大的压差，能够克服推力弹簧的弹力而下移，顶开放风阀，瞬间排尽列车制动管的压力空气，产生紧急制动作用。
但是上述紧急制动存在一个问题，阀芯打开时单靠空气压强控制位置，阀芯位置极不稳定，排气效率低，影响紧急放风阀的制动效果。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，首先提供一种紧急制动放风阀，包括阀体、阀盖、阀芯、推杆和锁紧机构，所述阀体内设有进风室和放风室，所述进风室和放风室之间设有阀口，所述阀盖与阀体之间为可拆卸连接，所述阀盖与阀芯的底部之间设有推力弹簧，所述阀芯的顶部顶住阀口，使所述放风阀处于常闭状态，所述推杆的一端穿入阀体内与阀芯的顶部抵触连接，所述推杆上设有限位台和两个限位槽，所述限位槽与所述阀芯的位置相对应，分别为上锁紧槽和下锁紧槽，所述锁紧机构与限位槽连接。
进一步，所述锁紧机构包括钢球A、定位弹簧和用于调节所述定位弹簧伸缩量的调节螺栓，所述钢球A由定位弹簧顶住落入其中一个限位槽内。
进一步，还包括状态通讯机构，其包括钢球B、开关组件和速动开关，所述钢球B设于推杆与开关组件之间，所述开关组件与速动开关抵触连接，所述钢球B随推杆上下移动实现其左右移动，从而带动所述开关组件左右移动，完成所述速动开关的通电切换，所述速动开关与指示灯或显示器连接，所述速动开关的通电状态与放风阀的开闭状态相对应。
进一步，所述开关组件包括开关弹簧、开关弹簧座、调节螺杆和开关位移块，所述开关弹簧设于开关弹簧座内，并套接在所述调节螺杆上，所述调节螺杆一端设有外螺纹，其与所述开关位移块连接，另一端设有突起和锥形槽，所述突起用于对开关弹簧限位，所述锥形槽与钢球B抵触连接。
进一步，还设有密封装置。
进一步，还包括防尘罩，其上边缘连接在所述推杆上，下边缘连接在所述阀体上，用于防止推杆进入阀体时带入异物。
进一步，所述推杆顶部还设有与其可拆卸连接的按钮。
其次提供一种所述紧急制动放风阀的阀芯锁紧方法，当所述放风阀为关闭状态时，所述锁紧机构作用于下锁紧槽，锁定所述推杆的位置，此时所述阀芯受推力弹簧的力作用向上封住阀口，则所述进风室与放风室隔离；当所述推杆受到外力作用向下运动时，推动所述阀芯向下运动，所述进风室与放风室相通，使得所述放风阀为打开状态，实现紧急放风的作用，此时所述锁紧机构作用于上锁紧槽，锁定所述推杆的位置，从而起到锁紧阀芯的作用。
进一步，所述限位槽为梯形槽，且其上梯形边和下梯形边与底边的角度均为钝角，所述上梯形边与底边的角度为90°+α1，所述下梯形边与底边的角度为90°+α2。
进一步，所述α1的范围为20°～60°，所述α2的范围为0°～45°。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：1.本发明中的紧急制动放风阀，具有锁紧阀芯的功能，且结构简单，能实现快速有效的放风；2.通过调整锁紧机构的调节螺栓或梯形槽的梯形边与底边的角度，得到最佳的锁紧阀芯的效果；3.实时发送放风阀的开闭状态；4.密封性好，确保工作稳定。
附图说明
图1为本发明紧急制动放风阀关闭状态下的剖视图；
图2为本发明紧急制动放风阀打开状态下的剖视图；
图3为本发明紧急制动放风阀的阀体的剖视图；
图4为实施例四中紧急制动放风阀的调节螺杆的结构示意图；
图5为实施例四中紧急制动放风阀关闭状态下速动开关一的连接示意图；
图6为实施例四中紧急制动放风阀关闭状态下速动开关二的连接示意图；
图7为实施例四中紧急制动放风阀关闭状态下速动开关的电路图；
图8为实施例四中紧急制动放风阀打开状态下速动开关一的连接示意图；
图9为实施例四中紧急制动放风阀打开状态下速动开关二的连接示意图；
图10为实施例四中紧急制动放风阀打开状态下速动开关的电路图；
图11为实施例二中紧急制动放风阀关闭状态下推杆和钢球A的连接示意图；
图12为实施例二中紧急制动放风阀打开状态下推杆和钢球A的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
请参阅图1至图3所示，其为本发明紧急制动放风阀关闭状态下的剖视图、打开状态下的剖视图和阀体的剖视图。
结合图1和图3所示，一种紧急制动放风阀，包括阀体1、阀盖2、阀芯3、推杆4和锁紧机构，所述阀体1内设有进风室11和放风室12，所述进风室11和放风室12之间设有阀口6，所述阀盖2与阀体1之间为可拆卸连接，所述阀盖2与阀芯3的底部之间设有推力弹簧21，所述阀芯3的顶部顶住阀口6，使所述放风阀处于常闭状态，所述推杆4的一端穿入阀体1内与阀芯3的顶部抵触连接，所述推杆4上设有若干个限位槽，本实施例中所述限位槽优选的数量为两个，其与所述阀芯3的位置相对应，有助于所述阀芯3准确定位，分别为上锁紧槽41和下锁紧槽42，所述锁紧机构与限位槽连接。
如图1所示，当所述放风阀为关闭状态时，所述锁紧机构作用于下锁紧槽42，锁定所述推杆4的位置，此时所述阀芯3受推力弹簧21的力作用向上封住阀口6，则所述进风室11与放风室12隔离；如图2所示，当所述推杆4受到外力作用向下运动时，推动所述阀芯3向下运动，所述进风室11与放风室12相通，使得所述放风阀为打开状态，实现紧急放风的作用，此时所述锁紧机构作用于上锁紧槽41，锁定所述推杆4的位置，从而起到锁紧阀芯3的作用。
其中，所述可拆卸连接为阀盖2与阀体1之间通过螺纹连接或卡接连接，本实施例采用螺纹连接，即所述阀盖2上设有外螺纹，其旋转固定在所述阀体1上；所述阀盖2是底部设有推力弹簧21的凹槽，所述凹槽上设有通孔，其使得所述阀盖2内的空气与外界空气相通，防止所述阀芯3在阀盖内上下移动时产生空气阻力；所述阀芯3的上下两端分别设有一个安装槽，所述上端安装槽用于放置推杆4，所述下端安装槽用于放置推力弹簧21，且两个安装槽之间设有通孔，其用于防止所述推杆4在上下运动时产生空气阻力；所述推杆4、阀芯3、推力弹簧21和阀盖2相互之间依次抵触连接，且在所述放风阀打开或关闭状态下，均互相不脱离，即所述推杆4只在阀芯3的上端安装槽内上下移动，所述阀芯3只在阀盖2内上下移动，所述推力弹簧21只在阀芯3的下端安装槽和阀盖2的凹槽伸缩。
如图3所示，所述阀体1的顶部设有供推杆4穿过的通孔13，所述进风室11和放风室12设在阀体1的两侧，所述进风室11的进口和放风室12的出口分别设置在阀体1的底部，所述进风室11的出口低于放风室的进口，两者之间通过阀口6连通，有助于所述放风阀在关闭状态时阀芯3封住阀口；如图1所示，所述推杆4上设有限位台43，其外径大于所述通孔13的内径，当需要关闭所述放风阀时，所述推杆4向上移动，所述钢球A 51落入下锁紧槽42内，此时所述限位台43被阀体1内的端面挡柱，其用于防止所述推杆向上移动时由于误操作使得其与阀体脱离；所述放风阀还包括防尘罩7，其上边缘连接在所述推杆4上，下边缘连接在所述阀体1上，用于防止推杆4进入阀体时带入异物，而影响推杆4的移动，所述防尘罩7随着推杆4的移动而变形，但其上下边缘不会从推杆4和阀体1上脱离；所述推杆4顶部还设有与其可拆卸连接的按钮8，其与所述推杆4之间通过一弹性圆柱销连接，所述按钮8为蘑菇形状，有助于增大推杆4的受力面积。
本发明中的紧急制动放风阀，结构简单，且能实现快速有效的放风，所述阀芯3的一端由推力弹簧21顶住，另一端由推杆4顶住，所述推力弹簧21和推杆4共同推动阀芯3，起到放风阀开启或关闭的功能，并且带有锁紧功能的推杆4和锁紧机构可以锁定推杆4的位置，从而起到锁紧阀芯的作用。
实施例二
如上所述的一种紧急制动放风阀，本实施例与其不同之处在于，如图1所示，所述锁紧机构包括钢球A 51、弹性元件和用于调节所述弹性元件伸缩量的调整件，所述钢球A51由弹性元件顶住落入其中一个限位槽内，其用于固定所述推杆4的位置，进而锁定阀芯。
其中，本实施例中，如图1所示，所述弹性元件优选为定位弹簧52，所述调整件优选为调节螺栓53；调整所述调节螺栓53可以调整定位弹簧52的张紧力，从而调整钢球A 51和限位槽的锁紧力。当所述放风阀为关闭状态时，所述钢球A 51落入下锁紧槽42内，所述推杆4的受力点为下锁紧槽42的上梯形边与钢球A 51的接触点，产生的力为F1；当所述放风阀为打开状态时，实现紧急放风的作用，所述钢球A 51从下锁紧槽42滑出并落入上锁紧槽41内，所述推杆4的受力点为上锁紧槽41的下梯形边与钢球A 51的接触点，产生的力为F2。
实施例三
如上所述的一种紧急制动放风阀，本实施例与其不同之处在于，如图11和图12所示，所述限位槽为梯形槽，即上锁紧槽41和下锁紧槽42均为梯形槽，且其上梯形边和下梯形边与底边的角度均为钝角，所述上梯形边与底边的角度为90°+α1，所述下梯形边与底边的角度为90°+α2。所述α1的范围为20°～60°，其为了减少推动所述推杆4的力量，防止所述阀芯3被锁死，而导致所述放风阀不能实现紧急放风的功能；所述α2的范围为0°～45°，有利于所述放风阀在紧急制动的情况下防止所述阀芯3回弹。
将所述力F1分解为垂直方向的力F杆和水平方向的力F1锁，所述力F2分解为垂直方向的力F芯和水平方向的力F2锁，则
F杆＝F1锁×cotα1，
F芯＝F2锁×cotα2，
其中，F杆为所述放风阀在关闭状态时钢球A 51限制推杆4下降的阻力，F1锁为所述放风阀在关闭状态时钢球A 51受到定位弹簧52的弹力，F芯为所述放风阀在打开状态时钢球A 51限制推杆4上升的阻力，即锁紧阀芯3的力，F2锁为所述放风阀在打开状态时钢球A 51受到定位弹簧52的弹力。
可知，所述F1锁和F2锁的大小均通过调整调节螺栓53调整定位弹簧52的张紧力来改变，所述α1和α2通过调整梯形槽的角度来改变。当所述定位弹簧52的张紧力不变时，所述α1和α2的值越小，对应的F杆和F芯的值就越大；当所述α1和α2的值固定不变时，所述F1锁和F2锁的值越大，对应的F杆和F芯的值就越大。
综上，单独调整所述锁紧机构的调节螺栓53或调整所述梯形槽的下梯形边与底边的角度，都可以实现锁紧所述阀芯3的功能，且两者组合使用，效果更佳。
实施例四
如上所述的一种紧急制动放风阀，本实施例与实施例一不同之处在于，如图1所示，还包括状态通讯机构，其包括钢球B 91、开关组件和开关，本实施例中所述开关优选为速动开关92，所述钢球B 91设于推杆4与开关组件之间，所述开关组件与速动开关92抵触连接，当所述推杆4上下移动时，所述钢球B 91随着落入或顶出限位槽实现左右移动，从而带动所述开关组件左右移动，完成所述速动开关92的通电切换，所述速动开关92与指示灯或显示器连接，所述速动开关92的通电状态与放风阀的开闭状态相对应。
结合图1和图4所示，所述开关组件包括开关弹簧93、开关弹簧座94、调节螺杆95和开关位移块96，所述开关弹簧93设于开关弹簧座94内，并套接在所述调节螺杆95上，所述调节螺杆95一端设有外螺纹951，其与所述开关位移块96连接，另一端设有突起952和锥形槽953，所述突起952用于对开关弹簧93限位，所述锥形槽953与钢球B 91抵触连接。
其中，如图2所示，当所述推杆4被推动向下移动时，所述推杆4也推动阀芯3向下移动，所述阀芯3与阀口6脱离，使得所述进风室11与放风室12相通，实现紧急放风作用，此时所述钢球B 91落入推杆4的下梯形槽42内，带动所述调节螺杆95向右移动，实现所述速动开关通电状态的切换。
所述速动开关92通过一安装板与阀体1连接，本实施例中，所述速动开关92的数量为两个，即速动开关一和速动开关二，以确保状态通讯信息可靠，所述速动开关92上设有四个触点和速动开关按钮，所述速动开关按钮与调节螺杆95抵触连接，如图5和图6所示，所述速动开关一上有触点1、2、3、4和速动开关按钮921，所述速动开关二上有触点5、6、7、8和速动开关按钮922。当所述放风阀为关闭状态时，如图5至图7所示，所述速动开关按钮921和速动开关按钮922处于下压状态，此时所述触点1、4、5、8通电，所述触点2、3、6、7断电；当所述放风阀为打开状态时，如图8至图10所示，所述速动开关按钮921和速动开关按钮922处于弹起状态，此时所述触点2、3、6、7通电，所述触点1、4、5、8断电。所述速动开关92的触点的通断连接指示灯、电脑或显示屏，可以及时提供所述紧急制动放风阀开闭的信号，有利于机车的自动化远程控制。
实施例五
如上所述的一种紧急制动放风阀，本实施例与实施例一不同之处在于，还设有密封装置，其用于保证所述放风阀的气密性，使得所述放风阀的工作更加稳定。
如图1所示，在所述阀盖2上设有O型密封圈22，其设于所述阀盖2与阀体1之间，使得两者旋转配合时不漏气；所述阀芯3上设有阀垫31和K型密封圈32，所述阀垫31嵌入阀芯3的上端面，优选的截面形状为梯形状，以防止其轻易从所述阀芯3上脱落，并有利于所述阀芯3与阀口6之间的密封，所述K型密封圈32设置在所述阀盖2与阀芯3的侧面接触面上，具有密封型可靠、摩擦阻力小，使得所述阀芯3在阀盖2上运动平稳；所述推杆4上设有O型密封圈44，其设置在所述推杆4与阀芯3的侧面接触面上，以防止外界空气与进风室11或放风室12的空气相通；如图2所示，所述阀口6上设有凸台61和O型密封圈62，所述凸台61用于与阀芯3上的阀垫31抵触连接，提升所述阀芯3与阀口6之间的气密性，所述O型密封圈62设置在阀口6与阀体1的侧面接触面上，保证在所述阀芯3封住阀口6时，防止所述进风室11与放风室12的空气相通。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种紧急制动放风阀，其特征在于，包括阀体、阀盖、阀芯、推杆和锁紧机构，所述阀体内设有进风室和放风室，所述进风室和放风室之间设有阀口，所述阀盖与阀体之间为可拆卸连接，所述阀盖与阀芯的底部之间设有推力弹簧，所述阀芯的顶部顶住阀口，使所述放风阀处于常闭状态，所述推杆的一端穿入阀体内与阀芯的顶部抵触连接，所述推杆上设有限位台和两个限位槽，所述限位槽与所述阀芯的位置相对应，分别为上锁紧槽和下锁紧槽，所述锁紧机构与限位槽连接；还包括状态通讯机构，其包括钢球B、开关组件和速动开关，所述钢球B设于推杆与开关组件之间，所述开关组件与速动开关抵触连接，所述钢球B随推杆上下移动实现其左右移动，从而带动所述开关组件左右移动，完成所述速动开关的通电切换，所述速动开关与指示灯或显示器连接，所述速动开关的通电状态与放风阀的开闭状态相对应。
2.根据权利要求1所述的紧急制动放风阀，其特征在于，所述锁紧机构包括钢球A、定位弹簧和用于调节所述定位弹簧伸缩量的调节螺栓，所述钢球A由定位弹簧顶住落入其中一个限位槽内。
3.根据权利要求1所述的紧急制动放风阀，其特征在于，所述开关组件包括开关弹簧、开关弹簧座、调节螺杆和开关位移块，所述开关弹簧设于开关弹簧座内，并套接在所述调节螺杆上，所述调节螺杆一端设有外螺纹，其与所述开关位移块连接，另一端设有突起和锥形槽，所述突起用于对开关弹簧限位，所述锥形槽与钢球B抵触连接。
4.根据权利要求1所述的紧急制动放风阀，其特征在于，还设有密封装置。
5.根据权利要求1所述的紧急制动放风阀，其特征在于，还包括防尘罩，其上边缘连接在所述推杆上，下边缘连接在所述阀体上，用于防止推杆进入阀体时带入异物。
6.根据权利要求1所述的紧急制动放风阀，其特征在于，所述推杆顶部还设有与其可拆卸连接的按钮。
7.一种根据权利要求1-6任一所述的紧急制动放风阀的阀芯锁紧方法，其特征在于，当所述放风阀为关闭状态时，所述锁紧机构作用于下锁紧槽，锁定所述推杆的位置，此时所述阀芯受推力弹簧的力作用向上封住阀口，则所述进风室与放风室隔离；当所述推杆受到外力作用向下运动时，推动所述阀芯向下运动，所述进风室与放风室相通，使得所述放风阀为打开状态，实现紧急放风的作用，此时所述锁紧机构作用于上锁紧槽，锁定所述推杆的位置，从而起到锁紧阀芯的作用。
8.根据权利要求7所述的阀芯锁紧方法，其特征在于，所述限位槽为梯形槽，且其上梯形边和下梯形边与底边的角度均为钝角，所述上梯形边与底边的角度为90°+α1，所述下梯形边与底边的角度为90°+α2。
9.根据权利要求8所述的阀芯锁紧方法，其特征在于，所述α1的范围为20°～60°，所述α2的范围为0°～45°。
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