CN107914730B - 一种机车及其后备制动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机车后备制动设备，包括与列车管相连且能够减小列车管压力以实现列车后备制动的后备制动中继阀、与所述后备制动中继阀通过后备主管相连能够降低所述后备制动中继阀的预控压力以使所述后备制动中继阀减小列车管压力的后备制动阀，所述后备制动阀还并联有用于当机车进行后备制动时与所述后备主管分压以降低所述后备制动中继阀的预控压力的泄压风缸，所述泄压风缸与所述后备主管之间设有用以控制二者连通和断开的控制装置。上述后备制动设备能够在后备制动阀开启后，将后备主管与泄压风缸连通，使后备主管向大气和泄压风缸同时泄压，从而缩短了制动的滞后时间，减小事故风险。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种机车的后备制动设备。本发明还涉及一种包括上述后备制动设备的机车。
背景技术
目前，为使轨道车辆在发生故障时能够有效制动，防止事故的发生，机车中一般设有后备制动设备，后备制动将列车管泄压以实现机车制动。当机车需要启动后备制动时，操作人员需先将后备制动阀手柄置于制动位，停留一段时间后才会产生制动效果，在长列车编组的情况下，后备制动的滞后尤为明显，制动效果的滞后会使司机操作不便，而且滞后期间很容易引起事故。
因此如何缩短制动效果的滞后，保证机车的安全性，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机车及其后备制动设备，其能够极大地缩短后备制动的滞后时间。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种机车后备制动设备，包括与列车管相连且能够减小列车管压力以实现列车后备制动的后备制动中继阀、与所述后备制动中继阀通过后备主管相连能够降低所述后备制动中继阀的预控压力以使所述后备制动中继阀减小列车管压力的后备制动阀，所述后备制动阀还并联有用于当机车进行后备制动时与所述后备主管分压以降低所述后备制动中继阀的预控压力的泄压风缸，所述泄压风缸与所述后备主管之间设有用以控制二者连通和断开的控制装置。
优选地，所述控制装置为气动二位三通换向阀，所述后备主管上设有用以稳定所述后备制动中继阀的预控压力的均衡风缸，所述气动二位三通换向阀的进气口与所述均衡风缸相连，所述气动二位三通换向阀的出气口与所述泄压风缸相连，所述气动二位三通换向阀的控制口通过支线管路连通于所述后备主管位于所述均衡风缸和所述后备制动阀之间的管段；所述气动二位三通换向阀包括用以实现所述气动二位三通换向阀复位的弹簧；
当预控压力下降到不足以压制所述弹簧时，所述气动二位三通换向阀切换到将所述均衡风缸和所述泄压风缸连通的位置；当预控压力能够压制所述弹簧时，所述气动二位三通换向阀切换到将所述均衡风缸出口封死，所述泄压风缸泄压的位置。
优选地，所述后备制动阀还与总风管相连，总风管通过所述后备制动阀向所述后备主管和所述气动二位三通换向阀的控制口充压，所述后备制动阀和总风管之间设有用以控制充压速度的调压阀，所述后备主管位于所述支线管路和所述均衡风缸之间的管段上设有用以限制所述均衡风缸充压速度的限流装置。
优选地，所述限流装置为缩孔。
优选地，还包括与所述泄压风缸相连用以测量其内部压力的测压装置。
优选地，还包括用以当所述控制装置将所述后备主管和所述泄压风缸连通时以进行提示的提示装置。
优选地，还包括与所述测压装置相连用以调节所述泄压风缸内部压力的调压装置。
本发明还提供了一种机车，其特征在于，包括上述任一项所述的机车后备制动设备。
现有技术通过后备制动阀向大气泄压，减小后备制动中继阀的预控压力，使后备制动中继阀进入泄压状态，进而减小列车管压力，实现车辆制动。但现有技术需要将后备制动阀停留在泄压阀位较长时间才能达到后备制动中继阀泄压所需的预控压力，这就使得机车的后备制动存在较长的滞后。
在本发明中，后备主管与泄压风缸相连，当机车进行后备制动时，后备制动阀向大气泄压，使后备制动中继阀的预控压力降低；控制装置将后备主管与泄压风缸连通，使后备主管能够向泄压风缸泄压，也使后备制动中继阀的预控压力降低。后备主管向大气和泄压风缸同时泄压，使后备制动中继阀的预控压力快速降低至制动所需的预控压力值，实现机车快速制动。因此，本发明所提供的后备制动设备，能够使机车快速实现后备制动，缩短了后备制动的滞后时间，降低了事故风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式的示意图；
图2为支线管路与后备主管的连接关系示意图；
图3(a)为气动二位三通换向阀处于Ⅰ阀位时的连接状况示意图；
图3(b)为气动二位三通换向阀处于Ⅱ阀位时的连接状况示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1、图2、图3(a)和图3(b)，图1为本发明一种具体实施方式的示意图；图2为支线管路与后备主管的连接关系示意图；图3(a)为气动二位三通换向阀处于Ⅰ阀位时的连接状况示意图；图3(b)为气动二位三通换向阀处于Ⅱ阀位时的连接状况示意图。
机车的后备制动设备包括后备制动中继阀2，后备制动中继阀2与列车管相连，具有使列车管泄压、保压和缓解的功能，当列车管泄压后机车制动。后备制动中继阀2通过预控压力进行控制，当预控压力降低到一定数值时，后备制动中继阀2进入泄压状态，控制列车管泄压，进而使机车产生制动。
参见说明书附图1，后备制动中继阀2与后备制动阀1通过后备主管4相连，后备制动阀1开启至制动位后向大气排气，降低后备制动中继阀2的预控压力。本发明在后备主管4上连接有泄压风缸7，后备主管4与泄压风缸7之间由控制装置控制，控制装置将泄压风缸7与后备主管4连通后，后备主管4能够向泄压风缸7泄压，如果后备主管4同时向大气和泄压风缸7泄压，预控压力能够快速降低至后备制动中继阀2泄压状态所需的压力值，实现列车快速制动。
具体的，如图2所示，后备主管4上通常设有均衡风缸5，均衡风缸将后备主管4分为第一管段41和第二管段42，第一管段41连接后备制动中继阀2和均衡风缸5，均衡风缸5具有较大容积，可以对预控压力的变化起到一定的缓冲作用，防止后备制动中继阀2误动作。本实施例中采用气动二位三通换向阀6作为控制装置，气动二位三通换向阀6包括阀体、阀杆和复位弹簧，阀体上设有控制口、进气口和出气口，自控制口进入阀体内的气体作用在阀杆上，作用力方向与复位弹簧对阀杆施加的弹性力方向相反，当气体压力大于弹性力时，阀杆在气压的作用下切换至Ⅱ阀位，使进气口与出气口相隔离；当气体压力小于弹性力时，弹簧推动气动二位三通换向阀6复位，使进气口与出气口相连通。气动二位三通换向阀6的控制口通过支线管路643与第二管段42相连，气动二位三通换向阀6的控制压力等于后备主管4中的预控压力，气动二位三通换向阀6的进气口与均衡风缸5相连接，气动二位三通换向阀6的出气口与泄压风缸相连。机车正常工况时，控制压力大于弹簧作用力，此时弹簧处于压缩状态，气动二位三通换向阀6处于Ⅰ阀位，如说明书附图3(a)所示，均衡风缸5停止泄压，泄压风缸7与大气相连；当后备制动阀1开启至制动位时，后备主管4向大气泄压，预控压力降低，气动二位三通换向阀6的控制压力也随之降低，当其控制压力小于弹簧作用力时，此时弹簧释放弹性势能，在弹簧的作用下，气动二位三通换向阀6切换至Ⅱ阀位，如说明书附图3(b)所示，均衡风缸5与泄压风缸7连通，使后备主管4同时向大气和后备风缸7泄压。本实施例中，气动二位三通换向阀6的进气口与均衡风缸5相连只是一种优选方案，进气口也可以连接于第一管段41或第二管段4上，如果后备主管4上未设有均衡风缸，气动二位三通换向阀的入口也可直接与后备主管4相连；控制装置除本实施例所提供的气动二位三通换向阀外还可以采用其他形式的控制阀，例如，电磁二位三通换向阀，电磁二位三通换向阀通过电路与后备制动阀连接，电路由独立的电池组供电，当后备制动阀1切换至制动位时，电磁二位三通换向阀所在的电路被导通，电磁二位三通换向阀进行动作，将均衡风缸5与泄压风缸4连通。
泄压风缸7在进行后备制动时与均衡风缸5连通，泄压风缸7的体积与均衡风缸5的体积相适应，需要满足当均衡风缸5与泄压风缸7达到压力平衡时，预控压力能够达到后备制动中继阀2泄压的预控压力。
本实施例的后备制动设备制动过程为：操作人员将后备制动阀1切换至制动位，后备制动阀1开启向大气泄压，使后备制动中继阀2的预控压力降低，同时气动二位三通换向阀6的控制压力也随之降低，气动二位三通换向阀6在弹簧弹性力的作用下切换至Ⅱ阀位，将均衡风缸5与泄压风缸7连通，使均衡风缸5能够向泄压风缸7泄压，进而使预控压力快速下降。当预控压力达到后备制动中继阀2泄压所需的预控压力值，后备制动中继阀2进入泄压状态，使列车管中压力降低，车辆产生制动。
本发明在后备制动设备中设置泄压风缸7，使后备主管4能够向大气和泄压风缸7同时泄压，进而使后备制动中继阀2快速进入泄压状态，完成机车制动，极大地缩短了后备制动的滞后时间。
机车制动后需要进行缓解，缓解的含义为向列车管充压，使机车解除制动状态，本实施例将后备制动阀1与总风管相连，当后备制动阀1切换至缓解位时，总风管通过后备制动阀1向后备主管4充压，总风管和后备制动阀1之间设有调压阀3，调压阀3能够调节充压速度。后备制动阀1的结构可参考现有技术。
为了使缓解过程更快地完成，本实施例在第二管段42上设置了限流装置，限流装置位于支线管路642和均衡风缸5之间，限流装置具体为缩孔8。当后备制动阀1调至缓解位，调压阀3打开后，气流从总风管，通过调压阀3和后备制动阀1进入后备主管4中，因均衡风缸5前设有用以限流的缩孔8，更多气流会流向气动二位三通换向阀6的控制口，气动二位三通换向阀6的控制压力快速上升。当控制压力达到可以压制弹簧的压力值时，弹簧被压缩，气动二位三通换向阀6自Ⅱ阀位切换至Ⅰ阀位。阀位切换后，均衡风缸5与泄压风缸7断开连接，泄压风缸7与大气连通，并向大气泄压；此时，均衡风缸5仅与后备主管4连通，总风管气流全部流入后备主管4中，使预控压力快速上升，达到使后备制动中继阀2进入缓解状态的预控压力值。参考说明书附图1，后备主管4由下到上依次连有后备制动中继阀2、均衡风缸5、缩孔8、分支管路和后备制动阀1。当然，本实施例中的限流装置也可以采用限流孔板等其他形式。需要说明的是气动二位三通换向阀6切换至Ⅰ阀位时，泄压风缸7除向大气泄压外，还可以向其他设备或装置泄压，在此不做限定。
本实施例在支线管路642和均衡风缸5之间设置了限流装置，后备制动系统充压时，限流装置能够限制流向均衡风缸5的气量，进而使气动二位三通换向阀6控制口的压力能够快速上升，将气动二位三通换向阀6由Ⅱ阀位切换至Ⅰ阀位，从而将泄压风缸7与均衡风缸5相隔离，减小了充压体积，加快了充压速度。
当气动二位三通换向阀处于Ⅰ阀位时，泄压风缸7与大气相通，泄压风缸7中的压力等于大气压，由于泄压风缸7中的压力大小会影响到均衡风缸5与泄压风缸7压力平衡后的压力值，而大气压也会受到温度、湿度的影响，为保证泄压风缸7工作的稳定性，在泄压风缸7上设置测压装置用以检测泄压风缸7的压力，测压装置可以参考现有技术中的气压测量装置。
本实施例可以在泄压风缸7上进一步设置调压装置，调压装置与测压装置相连，当泄压风缸7压力过高或均衡风缸5和泄压风缸7压力平衡后预控压力仍高于后备制动中继阀2泄压状态所需的预控压力时，调压装置启动调节泄压风缸7中的压力。调压装置可以为减压阀或利用后备电源驱动的调压风机等，具体可参考现有技术中的调压设备。
本实施例中在泄压风缸7上设置了测压装置和调压装置，能够在泄压风缸7中的压力超过预期值时对泄压风缸7的压力进行调节，降低泄压风缸7中的压力，从而保证了泄压风缸7工作的稳定性。
现有技术中，后备制动阀1需要通过手动操作开启至制动位置，如果机车完成制动，未将后备制动阀1切换至保压位，会造成不必要的压力损失。本实施例在后备制动阀1附近设置了提醒装置，该提醒装置为与泄压风缸7相连的压力开关。当泄压风缸7达到预设压力值时，压力开关开启，操作人员看到压力开关开启后，可将后备制动阀1关闭，以减少预控压力的损失。提醒装置不仅限于压力开关，还可以采用其他多种形式，例如，以指示灯作为提醒装置，指示灯通过电池供电，指示灯所在电路与气动二位三通换向阀6相连，当气动二位三通换向阀切换至Ⅱ阀位时，该电路导通，位于电路中的指示灯亮起，提醒操作人员关闭后备制动阀1。
本实施例在后备制动设备中增加了提醒装置，当机车完成制动时，提醒装置能够提醒操作人员关闭后备制动阀1，从而避免了不必要的预控压力损失。
本发明所提供的机车包括上述各个具体实施例所描述的后备制动设备；机车的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的机车及其后备制动设备进行了详细介绍。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 (7)
1.一种机车后备制动设备，包括与列车管相连且能够减小列车管压力以实现列车后备制动的后备制动中继阀(2)、与所述后备制动中继阀(2)通过后备主管(4)相连能够降低所述后备制动中继阀(2)的预控压力以使所述后备制动中继阀(2)减小列车管压力的后备制动阀(1)，其特征在于，所述后备制动阀(1)还并联有用于当机车进行后备制动时与所述后备主管(4)分压以降低所述后备制动中继阀(2)的预控压力的泄压风缸(7)，所述泄压风缸(7)与所述后备主管(4)之间设有用以控制二者连通和断开的控制装置；
所述控制装置为气动二位三通换向阀(6)，所述后备主管(4)上设有用以稳定所述后备制动中继阀(2)的预控压力的均衡风缸(5)，所述气动二位三通换向阀(6)的进气口与所述均衡风缸(5)相连，所述气动二位三通换向阀(6)的出气口与所述泄压风缸(7)相连，所述气动二位三通换向阀(6)的控制口通过支线管路(643)连通于所述后备主管(4)位于所述均衡风缸(5)和所述后备制动阀(1)之间的管段；所述气动二位三通换向阀(6)包括用以实现所述气动二位三通换向阀(6)复位的弹簧；
当预控压力下降到不足以压制所述弹簧时，所述气动二位三通换向阀(6)切换到将所述均衡风缸(5)和所述泄压风缸(7)连通的位置；当预控压力能够压制所述弹簧时，所述气动二位三通换向阀(6)切换到将所述均衡风缸(5)出口封死，所述泄压风缸(7)泄压的位置。
2.根据权利要求1所述的机车后备制动设备，其特征在于，所述后备制动阀(1)还与总风管相连，总风管通过所述后备制动阀(1)向所述后备主管(4)和所述气动二位三通换向阀(6)的控制口充压，所述后备制动阀(1)和总风管之间设有用以控制充压速度的调压阀(3)，所述后备主管(4)位于所述支线管路(643)和所述均衡风缸(5)之间的管段上设有用以限制所述均衡风缸(5)充压速度的限流装置。
3.根据权利要求2所述的机车后备制动设备，其特征在于，所述限流装置为缩孔(8)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的机车后备制动设备，其特征在于，还包括与所述泄压风缸(7)相连用以测量其内部压力的测压装置。
5.根据权利要求1至3任一项所述的机车后备制动设备，其特征在于，还包括用以当所述控制装置将所述后备主管(4)和所述泄压风缸(7)连通时以进行提示的提示装置。
6.根据权利要求4所述的机车后备制动设备，其特征在于，还包括与所述测压装置相连用以调节所述泄压风缸(7)内部压力的调压装置。
7.一种机车，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的机车后备制动设备。
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- 2018-11-13 WO PCT/CN2018/115158 patent/WO2019096111A1/zh active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
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| CN107914730A (zh) | 2018-04-17 |
| WO2019096111A1 (zh) | 2019-05-23 |
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