CN111267813B - 排液阀及具有该排液阀的轨道车辆、排液系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排液阀及具有该排液阀的轨道车辆、排液系统的控制方法；当储风设备处于充风高压状态时，排液阀与外界的连通口第二口被阀座关闭，储风设备中的凝液被存储于排液阀的阀腔内部，既可以实现储风设备工作时内部凝液排出储风设备，又不影响储风设备的正常工作；当储风设备内部压力比较低，与外界环境或排水管压差小时，阀口关闭，第二口打开，第二腔室内的液体被排出外界或排至排水管。也就是说，本文所提供的排液阀根据储风设备工作压力，实现凝液的自动排出，且排液与充风两阶段相对互不影响，避免储风设备内部空气压力损失。

Description

排液阀及具有该排液阀的轨道车辆、排液系统的控制方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆的高压气体凝液排放技术领域，特别涉及一种排液阀及具有该排液阀的轨道车辆、排液系统的控制方法。

背景技术

对于轨道交通车辆而言，离不开各种气动设备，例如制动系统、撒砂系统、空气弹簧系统等，因此需要设置风源系统和储风设备进行供风。在长期运用过程中，储风设备中的压缩空气会凝结成水，聚集在设备底部，需要定期进行手动排水。

以轨道车辆的风缸为例，风缸与风源装置连接，风源装置向风缸中通入气流，用于与风缸相连接的气动装置提供气流。但是空气在风缸中会出现液化产生积水，因此需要定期对风缸进行排水。

目前，风缸排水的具体方式为在风缸上设置排水孔，排水孔上设置手动阀，操作人员通过手动方式打开手动阀，以使风缸内部的积水流至外部，当积水排放后，操作人员再将手动阀关闭。

上述风缸内部的积水排放方式全部依赖人力，不仅比较费时费力，而且受轨道车辆工况、环境等因素影响，使用非常不灵活。

有鉴于此，如何提高储风设备中积水排放的灵活性，进而提高车辆整体的工作性能，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种能够提高储风设备中积水排放的灵活性，进而提高车辆整体的工作性能的排液阀及具有该排液阀的轨道车辆、排液系统的控制方法。

本发明还提供了一种排液阀，包括形成有阀腔的阀体，所述阀腔中设置有阀座，所述阀座上设置有阀口，所述阀腔包括通过所述阀口连通的第一腔室和第二腔室，所述排液阀还包括打开或关闭所述阀口的阀芯；所述第一腔室设置有第一口，所述第二腔室开设有第二口，所述阀座可相对所述阀体往复移动以打开或者关闭所述第二口；

常态下，所述阀芯处于关闭所述阀口状态，所述阀座与所述第二口处于分离状态；

当所述第一腔室和所述第二腔室压差大于第一预设值时，所述阀座移动至关闭所述第二口状态；

当所述第一腔室和所述第二腔室压差大于第二预设值时，所述阀芯处于打开所述阀口状态；其中所述第一预设值小于所述第二预设值。

当储风设备处于充风高压状态时，排液阀与外界的连通口第二口被阀座关闭，储风设备中的凝液被存储于排液阀的阀腔内部，既可以实现储风设备工作时内部凝液排出储风设备，又不影响储风设备的正常工作；当储风设备内部压力比较低，与外界环境或排水管压差小时，阀口关闭，第二口打开，第二腔室内的液体被排出外界或排至排水管。也就是说，本文所提供的排液阀根据储风设备工作压力，实现凝液的自动排出，且排液与充风两阶段相对互不影响，避免储风设备内部空气压力损失。

可选的，还包括第一弹性部件和第二弹性部件，所述第一弹性部件、所述第二弹性部件分别提供所述阀座、所述阀芯恢复至常态的恢复力。

可选的，所述阀座通过所述第一弹性部件支撑于所述阀腔内部，所述阀芯通过所述第二弹性部件支撑于所述阀座上，当所述第一腔室和所述第二腔室压差大于所述第一预设值时，所述阀座移动过程中压缩所述第一弹性部件；当所述第一腔室和所述第二腔室压差大于所述第二预设值时，所述阀芯移动过程中压缩所述第二弹性部件；其中所述第一弹性部件的阻尼小于所述第二弹性部件的阻尼。

可选的，所述阀座包括座主体和环形膜片，所述阀口设置于所述座主体，所述座主体通过所述第一弹性部件支撑于所述阀腔内部并能够往复移动以打开或关闭所述第二口，所述环形膜片周向内缘部安装于所述座主体，周向外缘部安装于所述阀腔内壁以将所述阀腔隔离成所述第一腔室和所述第二腔室。

可选的，常态下，所述第一弹性部件压设于所述座主体和所述阀腔底壁之间，并且所述座主体的上端抵靠所述阀腔的顶壁。

可选的，所述阀体包括可拆分的第一阀体和第二阀体，所述第一阀体和所述第二阀体围合形成所述阀腔，所述环形膜片的周向外缘部固定于所述第一阀体和所述第二阀体的接触界面。

可选的，所述座主体包括筒体，所述筒体一端具有朝向所述第一腔室的阀口，所述筒体的另一端部外壁能够与所述第二口配合，所述阀芯安装于所述筒体内腔，所述第二弹性部件压装于所述阀芯与所述筒体内壁之间；所述第一弹性部件压装于所述第二腔室内壁与所述筒体外壁之间；并且所述筒体周壁设置有连通筒体内部和所述第二腔室的通道。

可选的，所述第一弹性部件为第一弹簧，并且所述第二腔室的内壁设置有弹簧安装座，所述第一弹簧的一端安装于所述弹簧安装座，所述第一弹簧和所述第二口同轴设置；所述第二弹性部件为第二弹簧，其中所述第一弹簧的阻尼小于所述第二弹簧的阻尼。

可选的，还包括压力传感部件，用于检测所述第一腔室内部的气体压力；所述第一腔室的腔体壁设置有用于安装所述压力传感部件的安装孔；

或者/和，还设置有液位计，用于测量所述第二腔室和所述第一腔室内部的液位。

此外，本发明还提供了一种轨道车辆，包括储风设备，用于容纳压缩气体，所述储风设备的凝液排出口安装有上述任一所述的排液阀，所述凝液排出口连通所述第一口。

本发明还提供了一种排液系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

安装上述任一项所述排液阀至车辆储风设备的凝液排出口；

检测第一气体压力和第二气体压力，所述第一气体压力为第一腔室内部气体压力；所述第二气体压力为储风设备内部气体压力或与之连通的排气管路的气体压力；

当所述第一气体压力与所述第二气体压力差值大于预定值时，发出排液阀故障控制指令。

本发明的控制方法是以上述排液阀为实施基础的，故排液系统的控制方法也具有排液阀的上述技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中排液阀的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中排液阀处于常态的结构示意图；

图3为本发明所示排液阀处于阀口、第二口同时关闭状态的结构示意图；

图4为本发明所示排液阀处于阀口打开、第二口关闭状态的结构示意图；

图5为本发明一种实施例中排液系统的控制方法的流程示意图。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10-阀体；101-第一腔室；102-第二腔室；103-第一阀体；104-第二阀体；10a-第一口；10b-第二口；11-座主体；12-阀芯；13-第一弹性部件；14-第二弹性部件；15-环形膜片；16-压力传感器；17-螺栓；18-螺纹接管；19-过滤部件；20-密封块；21-第一密封管件；22-第二密封管件。

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。

轨道车辆的制动系统、撒砂系统、空气弹簧系统等包括风源装置和储风设备，风源装置用于对储风设备提供空气，储风设备包括进风口、排风口和凝液排出口，储风设备的进风口能够通过管路与风源装置连通，排风口通过管路与其他执行设备连接，以驱动相应执行设备工作。凝液排出口用于储风设备内部凝液的流出。

请参考图1至图4，图1为本发明一种实施例中排液阀的结构示意图；图2为本发明另一实施例中排液阀处于常态的结构示意图；图3为本发明所示排液阀处于阀口、第二口同时关闭状态的结构示意图；图4为本发明所示排液阀处于阀口打开、第二口关闭状态的结构示意图。其中图中箭头表述液体流动方向，灰色表示液体。

本发明提供了一种排液阀，包括形成有阀腔的阀体，阀腔中设置有阀座，阀座上设置有阀口，阀腔包括通过阀口连通的第一腔室101和第二腔室102，排液阀还包括打开或关闭阀口的阀芯12；第一腔室101设置有第一口10a，第二腔室102开设有第二口10b，阀座可相对阀体往复移动以打开或者关闭第二口10b。

使用时，第一口10a与轨道车辆的储风设备的凝液排出口连通，第二口10b连通外界环境或者外部积水设备。

排液阀使用时，常态下阀芯12处于关闭阀口状态，阀座与第二口10b处于分离状态；也就是说，在储风设备内部压力比较小时，此时基本无凝水，阀口被阀芯12关闭，第一腔室101和第二腔室102不连通，因阀口关闭储液设备的凝液排出口也是关闭的。如果此时储液设备内有凝液，凝液会积聚于第一腔室101内部。

当储风设备中的气体压力不断增大，以使第一腔室101和第二腔室102压差大于第一预设值时，阀座移动至关闭第二口10b状态；也就是说，当储风设备中的气体压力增大到一定程度，阀座将朝向第二口10b运动，最终与第二口10b抵靠，这样在一定程度上增大了第一腔室101的体积，有利于凝液在第一腔室101内的继续积聚。此时储风设备与外界排水管依旧不连通。

当第一腔室101和第二腔室102压差大于第二预设值时，阀芯12处于打开阀口状态；其中第一预设值小于第二预设值。也就是此时，第一腔室101和第二腔室102通过阀口连通，第一腔室101内的凝液也可自阀口进入第二腔室102，此时第二口10b被阀座关闭，储风设备与外界环境依旧是隔绝状态。

由上述描述可知，当储风设备处于充风高压状态时，排液阀与外界的连通口第二口10b被阀座关闭，储风设备中的凝液被存储于排液阀的阀腔内部，既可以实现储风设备工作时内部凝液排出储风设备，又不影响储风设备的正常工作；当储风设备内部压力比较低，与外界环境或排水管压差小时，阀口关闭，第二口10b打开，第二腔室102内的液体被排出外界或排至排水管。也就是说，本文所提供的排液阀根据储风设备工作压力，实现凝液的自动排出，且排液与充风两阶段相对互不影响，避免储风设备内部空气压力损失。

其中第一预设值和第二预设值的大小可以根据具体使用环境设定。

在一种具体实施方式中，排液阀还可以包括第一弹性部件13和第二弹性部件14，第一弹性部件13、第二弹性部件14分别提供阀座、阀芯12恢复至常态的恢复力。也就是说，阀芯12和阀座的复位分别通过第一弹性部件13和第二弹性部件14的恢复力恢复至常态。

这样有利于阀座和阀芯12快速复位，提高排液阀使用的灵活性。

具体地，阀座通过第一弹性部件13支撑于阀腔内部，阀芯12通过第二弹性部件14支撑于阀座，当第一腔室101和第二腔室102压差大于第一预设值时，阀座移动过程中压缩第一弹性部件13；当第一腔室101和第二腔室102压差大于第二预设值时，阀芯12移动过程中压缩第二弹性部件14；其中第一弹性部件13的阻尼小于第二弹性部件14的阻尼，这样在相同压力差作用下，第一弹性部件13先被压缩，然后压缩至一定程度，第二弹性部件14再被压缩。

上述实施例中，阀座、阀芯12在压力差作用下分别压缩第一弹性部件13、第二弹性部件14，运动稳定性比较高，并且该设置方式有利于简化阀体内部结构。

在一种具体实施方式中，阀座具体包括座主体11和环形膜片15，阀口设置于座主体11，座主体11通过第一弹性部件13支撑于阀腔内部并能够往复移动以打开或关闭第二口10b，环形膜片15周向内缘部安装于座主体11，周向外缘部安装于阀腔内壁以将阀腔隔离成第一腔室101和第二腔室102。

上述实施例通过座主体11和环形膜片15共同形成隔离第一腔室101和第二腔室102的部件，有利于实现座主体11对阀腔的占据，尽量增加第一腔室101和第二腔室102的体积，提高容纳凝液的容量。

具体地，常态下，第一弹性部件13压设于座主体11和阀腔底壁之间，并且座主体11的上端抵靠阀腔的顶壁。这样当储风设备内部或与其相连的排气管的压力与第二腔室102内部压力的差值小于第一预设值时，凝液基本储存于凝液排出口附近，这样避免排液阀内部结构性能对与储风设备相连其他部件的影响。

为了方便阀腔内各部件的安装，在一种具体实施例中阀体可以包括可拆分的第一阀体103和第二阀体104，第一阀体103和第二阀体104围合形成阀腔，环形膜片15的周向外缘部固定于第一阀体103和第二阀体104的接触界面，阀座、阀芯12、第二弹性部件14可以预先形成组件，然后再安装于第二阀体内部。

其中，第一阀体103和第二阀体104可以通过螺栓17固定。

具体地，座主体11包括筒体，筒体一端具有朝向第一腔室101的阀口，筒体的另一端部外壁能够与第二口10b配合，阀芯12安装于筒体内腔，第二弹性部件14压装于阀芯12与筒体内壁之间；第一弹性部件13压装于第二腔室102内壁与筒体外壁之间；并且筒体周壁设置有连通筒体内部和第二腔室102的通道。

上述实施例将阀芯12、第二弹性部件14、座主体11形成一个整体，便于装配。

上述各实施例中，第一弹性部件13为第一弹簧，并且第二腔室102的内壁设置有弹簧安装座，第一弹簧的一端安装于弹簧安装座，第一弹簧和第二口10b同轴设置。第二弹性部件14为第二弹簧，其中所述第一弹簧的阻尼小于所述第二弹簧的阻尼。

当上述排液阀使用时，第一弹簧压装于第二腔室102的底壁与座主体11之间，常态下，座主体11在第一弹簧的作用下，与阀腔顶壁相抵接；当储风设备内部压力逐渐增大时，第一弹簧首先被压缩，座主体11与阀腔顶壁脱离逐渐向下移动直至其下端抵靠第二口10b，储风设备中的凝液逐渐进入第一腔室101；当第一腔室101和第二腔室102气压差增大至第二预设值时，阀芯12下移第二弹簧被压缩， 阀口打开，第一腔室101和第二腔室102连通，第一腔室101内的凝液进入第二腔室102内部，当储风设备排风结束，压力差小于第二预定值时，阀口关闭，压力差继续减小降低至第一预定值时，第一弹簧伸长，阀座上移脱离第二口10b，凝液自第二口10b排至外界或排水管。

储风设备的凝液中通常会有杂质，排液阀使用一段时间后会出现堵塞现象，需要更换或者维护排液阀以免影响车辆正常工作。

因此，上述各实施例中的排液阀还可以包括压力传感部件，用于检测第一腔室101内部的气体压力；第一腔室101的腔体壁设置有用于安装压力传感部件的安装孔；当压力传感部件的压力大于参考值时，则提示排液阀堵塞。

当然，排液阀还设置有液位计，用于测量第二腔室102和第一腔室101内部的液位。操作人员通过观察液位计可以目测排液阀内部液体的高度，以判断排液阀是否堵塞。

排液阀的第一口10a还可以安装有螺纹接管18以便与储风设备的凝液排出口连接。当然，为了避免排液阀内部堵塞，可以在第一口10a上游增加过滤部件19，以对进入第一口10a的液体进行过滤。

上述阀口可以直接形成于座主体11，也可以再在座主体11上增加密封块，阀口形成于密封块。如图1中所示密封块20，以及图3中所示第二密封管件22。

同理，座主体11的外壁可以直接于第二口10b配合，也可以与安装于第二口10b的第一密封管件21配合以实现第二口10b的关闭和打开。

在上述排液阀的基础上，本发明中轨道车辆的储风设备的凝液排出口安装有上述任一实施例所述的排液阀，故该轨道车辆也具有排液阀的上述技术效果。

轨道车辆的其他结构请参考现有技术，本文不做赘述。

请参考图5，图5为本发明一种实施例中排液系统的控制方法的流程示意图。

此外，本发明还提供了一种排液系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、安装上述任一实施例排液阀至车辆储风设备的凝液排出；

S2、检测第一气体压力和第二气体压力，所述第一气体压力为第一腔室101内部气体压力；所述第二气体压力为储风设备内部气体压力或与之连通的排气管路的气体压力；

其中，第一气体压力和第二气体压力可以均通过相应压力传感器检测。图1中输出了排液阀上安装的压力传感器16。

S3、当所述第一气体压力与所述第二气体压力差值大于预定值时，发出排液阀故障控制指令。

因上述轨道车辆包括上述排液阀及上述方法是以上述排液阀为实施基础的，故该轨道车辆和方法也具有排液阀的上述技术效果。

以上对本发明所提供的一种排液阀及具有该排液阀的轨道车辆、排液系统的控制方法进行了详细介绍。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 (9)

1.一种排液阀，其特征在于，包括形成有阀腔的阀体(10)，所述阀腔中设置有阀座，所述阀座上设置有阀口，所述阀腔包括通过所述阀口连通的第一腔室(101)和第二腔室(102)，所述排液阀还包括打开或关闭所述阀口的阀芯(12)；所述第一腔室(101)设置有第一口(10a)，所述第二腔室(102)开设有第二口(10b)，所述阀座可相对所述阀体(10)往复移动以打开或者关闭所述第二口(10b)；

常态下，所述阀芯(12)处于关闭所述阀口状态，所述阀座与所述第二口(10b)处于分离状态；

当所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)压差大于第一预设值时，所述阀座移动至关闭所述第二口(10b)状态，所述阀芯处于关闭所述阀口状态；

当所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)压差大于第二预设值时，所述阀芯(12)处于打开所述阀口状态；其中所述第一预设值小于所述第二预设值；还包括第一弹性部件(13)和第二弹性部件(14)，所述第一弹性部件(13)、所述第二弹性部件(14)分别提供所述阀座、所述阀芯(12)恢复至常态的恢复力；所述阀座通过所述第一弹性部件(13)支撑于所述阀腔内部，所述阀芯(12)通过所述第二弹性部件(14)支撑于所述阀座上；

当所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)压差大于所述第一预设值时，所述阀座移动过程中压缩所述第一弹性部件(13)；

当所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)压差大于所述第二预设值时，所述阀芯(12)移动过程中压缩所述第二弹性部件(14)；

其中所述第一弹性部件(13)的阻尼小于所述第二弹性部件(14)的阻尼。

2.如权利要求1所述的排液阀，其特征在于，所述阀座包括座主体(11)和环形膜片(15)，所述阀口设置于所述座主体(11)，所述座主体(11)通过所述第一弹性部件(13)支撑于所述阀腔内部并能够往复移动以打开或关闭所述第二口，所述环形膜片(15)周向内缘部安装于所述座主体(11)，周向外缘部安装于所述阀腔内壁以将所述阀腔隔离成所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)。

3.如权利要求2所述的排液阀，其特征在于，常态下，所述第一弹性部件(13)压设于所述座主体(11)和所述阀腔底壁之间，并且所述座主体(11)的上端抵靠所述阀腔的顶壁。

4.如权利要求2所述的排液阀，其特征在于，所述阀体(10)包括可拆分的第一阀体和第二阀体，所述第一阀体和所述第二阀体围合形成所述阀腔，所述环形膜片(15)的周向外缘部固定于所述第一阀体和所述第二阀体的接触界面。

5.如权利要求2所述的排液阀，其特征在于，所述座主体(11)包括筒体，所述筒体一端具有朝向所述第一腔室(101)的阀口，所述筒体的另一端部外壁能够与所述第二口配合，所述阀芯(12)安装于所述筒体内腔，所述第二弹性部件(14)压装于所述阀芯(12)与所述筒体内壁之间；所述第一弹性部件(13)压装于所述第二腔室(102)内壁与所述筒体外壁之间；并且所述筒体周壁设置有连通筒体内部和所述第二腔室(102)的通道。

6.如权利要求1所述的排液阀，其特征在于，所述第一弹性部件(13)为第一弹簧，并且所述第二腔室(102)的内壁设置有弹簧安装座，所述第一弹簧的一端安装于所述弹簧安装座，所述第一弹簧和所述第二口(10b)同轴设置；所述第二弹性部件(14)为第二弹簧，其中所述第一弹簧的阻尼小于所述第二弹簧的阻尼。

7.如权利要求1至6任一项所述的排液阀，其特征在于，还包括压力传感部件，用于检测所述第一腔室(101)内部的气体压力；所述第一腔室(101)的腔体壁设置有用于安装所述压力传感部件的安装孔；

或者/和，还设置有液位计，用于测量所述第二腔室(102)和所述第一腔室(101)内部的液位。

8.一种轨道车辆，包括储风设备，用于容纳压缩气体，其特征在于，所述储风设备的凝液排出口安装有权利要求1至7任一项所述的排液阀，所述凝液排出口连通所述第一口(10a)。

9.一种排液系统的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

安装权利要求1至7任一项所述排液阀至车辆储风设备的凝液排出口；

检测第一气体压力和第二气体压力，所述第一气体压力为第一腔室(101)内部气体压力；所述第二气体压力为储风设备内部气体压力或与所述储风设备连通的排气管路的气体压力；

当所述第一气体压力与所述第二气体压力差值大于预定值时，发出排液阀故障控制指令。

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