CN111853111B - 一种制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动缸包括：缸体、缸盖、动力组件、前端组件和连接管；缸体包括进气腔、过渡腔、呼吸腔、进气口、呼吸连接口、排气口；动力组件将缸体分为制动室和平衡室；缸盖盖合在缸体上；缸盖上具有呼吸口；动力组件的底端容置在缸体中，顶端伸出缸盖外；前端组件套接在动力组件的顶端；连接管的一端与呼吸连接口相接，另一端与呼吸口相接；在制动缸制动时，进气腔将制动管路通过进气口输入的压缩气体经过渡腔输送至制动室，制动室扩张使得平衡室中气体被压缩，通过连接管排入呼吸腔，经排气口排入大气；在制动缸缓解时，制动室和平衡室复位，过渡腔中的残余压缩气体通过呼吸腔和连接管流入平衡室。

Description

一种制动缸

技术领域

本发明涉及车辆制动装置技术领域，尤其涉及一种制动缸。

背景技术

轨道交通车辆普遍配置空气制动系统，作为实现调速与停车的最基本保障。制动缸作为空气制动系统的末端执行机构，可以将压缩空气的压力转化为机械推力。机械推力经制动夹钳放大后，通过闸片与制动盘之间的相互作用，将动能转换为热能，从而实现对机车车辆的制动。

制动缸一般分为制动室和平衡室两个部分。制动缸在制动与缓解过程中，平衡室主要通过呼吸器与外界的空气进行交换，从而实现与大气压平衡。制动时，压缩空气进入制动室，推动制动缸内的组件向平衡室移动，平衡室内的容积减小，通过呼吸器向大气中排气；缓解时，制动缸内的压缩空气排出，制动缸内的组件向制动室方向移动，平衡室容积增大，平衡室吸气。在平衡室吸气的过程中，大气中的水汽等含水物质均有可能被吸入平衡室。当外界环境温度很低的情况下，这些吸入平衡室内的水汽等含水物质由于无法及时排出，会附着在制动缸内壁并结冰。随着冰层的累积，造成制动室与平衡室之间的密封失效，导致制动室内的高压气体进入平衡室，即制动缸无法保压，制动功能减弱甚至失效，影响行车安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种制动缸，制动时平衡室向大气中排气，缓解时平衡室可以吸入制动室内的部分残余气体，以维持制动缸内部的气压平衡，有效避免制动缸可能因进水结冰导致的风险。

为实现上述目的，本发明提供了一种制动缸，包括：缸体、缸盖、动力组件、前端组件和连接管；

所述缸体包括设置在气体输入输出端的气体循环部和设置在动力输出端的动力组件活动部；所述气体输入输出端具有进气口、呼吸连接口和排气口；所述气体循环部包括：进气腔、过渡腔和呼吸腔；所述动力组件活动部包括：制动室和平衡室；所述制动室和所述平衡室之间设置有活塞；

所述缸盖盖合在所述动力输出端上；所述缸盖上具有动力输出孔和呼吸口；

所述动力组件的底端容置在所述动力组件活动部中，顶端穿过所述动力输出孔伸出所述缸盖外；

所述前端组件套接在所述动力组件的顶端，与制动夹钳连接；

所述连接管的一端与所述呼吸连接口相接，另一端与所述呼吸口相接，用以连通所述气体循环部的呼吸腔与所述动力组件活动部内的平衡室；

在制动缸制动时，所述进气腔将制动管路通过所述进气口输入的压缩气体经所述过渡腔输送至所述制动室，所述制动室扩张使得所述平衡室中气体被压缩，通过所述连接管排入所述呼吸腔，经所述排气口排入大气；

在制动缸缓解时，所述制动室和所述平衡室复位，所述过渡腔中的残余压缩气体通过呼吸腔和连接管流入所述平衡室。

优选的，所述气体循环部还包括阀体和阀芯；

所述阀体为中空结构，包括腔室导通部、顶盖和底盖；

所述腔室导通部包括侧壁、顶端和底端；所述侧壁上具有送气通道、进气通道、排气通道、呼吸通道、阀座和第一限位环；所述送气通道用以导通所述过渡腔和所述制动室之间的气路；所述进气通道用以连通所述进气口和所述进气腔；所述排气通道用以连通所述呼吸腔和所述排气口；所述呼吸通道用以连通所述呼吸腔和所述呼吸连接口；所述阀座具体为所述侧壁的内壁在所述进气腔和所述过渡腔的连接处的一凸起结构；所述第一限位环具体为所述侧壁的内壁在所述过渡腔和所述呼吸腔的连接处的另一凸起结构，所述第一限位环与所述阀座同轴设置；

所述顶盖盖合在所述腔室导通部的顶端；

所述底盖与所述腔室导通部的底端可拆卸连接；

所述阀芯容置于所述中空结构内，所述阀芯的顶端为进气端，底端为密封限位端；所述进气端依次穿过所述第一限位环和所述阀座位于所述进气腔内，所述密封限位端位于所述呼吸腔内，所述阀芯的外壁与所述腔室导通部的侧壁滑动配合。

进一步优选的，所述气体循环部还包括第一弹簧底座和第一弹簧；

所述第一弹簧底座位于所述进气腔内，设置在所述顶盖和所述阀座之间；所述第一弹簧底座为台阶环，包括顶部环、底部环和环内通孔；所述顶部环的外径小于所述底部环的外径；所述底部环的外径大于所述阀座的直径，用以所述第一弹簧底座与所述阀座配合导通/切断所述进气腔和所述过渡腔之间的气路；所述环内通孔的直径不小于所述阀芯的进气端的外径；

所述第一弹簧的一端与所述顶盖的下表面相接，另一端与所述底部环的上表面抵接。

更进一步优选的，所述气体循环部还包括第二弹簧；所述阀芯的进气端穿设在所述环内通孔内，所述第二弹簧的一端与所述顶盖的下表面相接，另一端与所述阀芯的进气端相接。

更进一步优选的，所述阀芯为中空筒体，所述阀芯的外壁自上而下包括：推动环、排气导气槽、密封环和底端密封限位环；

所述推动环位于所述阀芯的进气端的下方，所述推动环的外表面具有进气导气槽，所述推动环的外径大于所述环内通孔的内径，用以推动所述第一弹簧底座离开所述阀座，从而导通所述进气腔和所述过渡腔之间的气路；

所述排气导气槽位于所述推动环的下方，用以所述制动室的所述压缩气体经过所述排气导气槽由所述过渡腔进入呼吸腔，并在所述呼吸腔内，所述压缩气体一部分经所述排气口排入大气，一部分通过连接管流入所述平衡室，从而使得所述制动室与所述平衡室、所述大气相通；

所述密封环位于所述排气导气槽的下方，所述密封环的外径与所述第一限位环的内径相匹配，用以导通或切断所述过渡腔与所述呼吸腔之间的气路；

所述底端密封限位环位于所述密封环的下方，且位于所述呼吸腔内，所述底端密封限位环为台阶环，上台阶部的外径大于所述第一限位环的直径，下台阶部的外径与所述腔室导通部的直径相匹配，用以限制所述阀芯向所述顶盖方向运动的距离；

在制动缸制动时，所述进气腔将制动管路通过所述进气口输入的压缩气体通过所述进气通道经所述阀芯的进气端，进入所述阀芯的中空筒体内，再经所述阀芯的密封限位端输送至所述呼吸腔，对所述底端密封限位环的下表面产生第一作用力；当所述第一作用力大于所述第二弹簧的弹簧力时，所述阀芯向所述顶盖方向运动；当所述密封环与所述第一限位环相接，所述过渡腔与所述呼吸腔之间的气路被切断；当所述第一作用力大于所述第一弹簧和第二弹簧的弹簧力之和时，所述阀芯推动所述第一弹簧底座向所述顶盖方向运动，所述第一弹簧底座与所述阀座分开，所述压缩气体通过所述进气导气槽进入所述过渡腔再经送气通道输入所述制动室；

在制动缸缓解时，所述压缩气体停止输入，随着进气压力的减小，所述呼吸腔的气压减小，当所述第一作用力小于所述第一弹簧和第二弹簧的弹簧力之和时，所述阀芯和所述第一弹簧底座在所述第一弹簧和第二弹簧的共同作用下，向所述底盖方向运动；当所述第一弹簧底座的下表面与所述阀座的上表面相接时，所述进气腔和所述过渡腔之间的气路切断；当所述第一作用力小于所述第二弹簧的弹簧力时，所述阀芯在第二弹簧的作用下继续向所述底盖方向运动，所述过渡腔与所述呼吸腔之间的气路连通，所述压缩气体经所述排气导气槽进入所述呼吸腔，一部分所述压缩气体通过所述呼吸通道再经所述连接管流入所述平衡室，一部分所述压缩气体经所述排气通道通过所述排气口排出大气。

进一步优选的，所述气体循环部还包括单向阀芯，所述单向阀芯设置在所述排气通道内。

优选的，所述气体循环部还包括消音器，所述消音器设置在所述排气口外。

更进一步优选的，所述第一弹簧底座还具有缺口；所述缺口设置在所述底部环的外边沿。

本发明实施例提供的一种制动缸，通过设置进气腔、过渡腔、呼吸腔、进气口、排气口、呼吸连接口和连接管等结构，在制动缸制动时，压缩空气经进气口、进气腔、过渡腔输送至制动室，制动室扩张使得平衡室中的气体被压缩，通过连接管排入呼吸腔，在呼吸腔经排气口排入大气，满足了平衡室向大气中排气的要求。在制动缸缓解时，制动室中的残余压缩气体一部分经过渡腔、呼吸腔和连接管流入平衡室，平衡室中的气源来源于制动管路，因此质量得到保障，能够有效切断平衡室在制动缸缓解过程中从大气中吸收水汽的问题，从而避免了制动缸可能因进水结冰导致的风险；一部分经过渡腔、呼吸腔和排气口排入大气，使得制动室的残余气体彻底排空。此外，制动室内的残余气体通过排气口排出，相对于现有技术的制动缸制动室内的残余气体通过制动管路、制动阀排出所需时间缩短，能够起到加速制动缸缓解作用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的制动缸的剖视结构图；

图2为本发明实施例提供的气体输入输出端及气体循环部的剖视结构图；

图3为本发明实施例提供的气体循环部的阀体的局部结构放大图；

图4-A为本发明实施例提供的阀芯的结构示意图；

图4-B为本发明实施例提供的阀芯的剖视图；

图5-A为本发明实施例提供的第一弹簧底座的前侧视图；

图5-B为本发明实施例提供的第一弹簧底座的后侧视图；

图6为本发明实施例提供的阀芯的位置运动状态一示意图；

图7为本发明实施例提供的阀芯的位置运动状态二示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的制动缸，可用于轨道交通车辆的空气制动系统中，作为空气制动系统的末端执行机构，与制动夹钳相连，可以将压缩空气的压力转化为对制动夹钳的机械推力。需要说明的是，本发明实施例的制动缸的压缩气体是在经制动管路输入的。

图1为本发明实施例提供的制动缸的剖视结构图。如图1所示，该制动缸包括：缸体1、缸盖2、动力组件3、前端组件4和连接管5。

缸体1包括设置在气体输入输出端10的气体循环部11和设置在动力输出端12的动力组件活动部13。

气体输入输出端10是缸体1内气体输入输出的主要结构，图2为本发明实施例提供的气体输入输出端及气体循环部的剖视结构图，图3为本发明实施例提供的气体循环部的阀体的局部结构放大图，结合图1、图2和图3所示，气体输入输出端10上具有进气口101、呼吸连接口102和排气口103。进气口101是制动管路的压缩空气输送至缸体1内的入口。呼吸连接口102是缸体1内部气体循环的主要接口。排气口103是缸体1内的气体排入大气的出口，为降低气体排出时的噪音，在一个优选的方案中，排气口103外安装有消音器114。

气体循环部11是气体输入输出端10与动力组件活动部13进行气体交换的主要通道，包括三个腔：分别为进气腔111、过渡腔112和呼吸腔113。

气体循环部11的气体的压力在动力输出端12转化为机械推力。缸盖2盖合在缸体1的动力输出端12上，可以维持缸体1内部空间的密闭。缸盖2上具有动力输出孔21和呼吸口22。在具体的实施中，动力输出孔21与活塞133同轴设置，呼吸口22设置在缸盖2的侧沿上。

动力组件活动部13是缸体1内气压的主要调节机构，包括：制动室131和平衡室132。压缩气体经进气口101进入进气腔111，再经过渡腔112输入制动室131，由于气压的作用，制动室131的容积扩张。为满足制动室131和平衡室132之间因气压变化带来的容积变化以及密封的要求，在制动室131和平衡室132之间设置有活塞133，活塞133可以与动力输出端12的内壁滑动配合。

为有效切断平衡室132从大气环境中吸气的途径，连接管5的一端与呼吸连接口102相接，另一端与呼吸口22相接，可以连通呼吸腔113与平衡室132，使得平衡室132可以从呼吸腔113吸入气体，满足平衡室132所需的气压的需求。

动力组件3是将动力组件活动部13的压缩气体的压力转化为机械推力的主要机构。动力组件3的底端31与活塞133相接，容置在动力组件活动部13中，顶端32伸出缸盖2外。需要说明的是，在本发明实施例中的动力组件3具体包括缓解弹簧33、丝杠组件34和调整机构35，由于缓解弹簧33、丝杠组件34和调整机构35均为现有技术，因此，下述对于这些部件的具体结构和配合关系以及在制动缸的制动和缓解工作过程中的运动不进行具体细述，仅针对本发明为了避免制动缸可能因进水结冰导致的风险的技术方案进行说明。

前端组件4套接在动力组件3的顶端，与制动夹钳(图中未示出)连接，可以推动制动夹钳的运动。

以上对制动缸的各个主要组成部件及其连接关系进行了说明，下面介绍该制动缸的工作原理。

在制动缸制动时，进气腔111将制动管路通过进气口101输入的压缩气体经过渡腔112输送至制动室131，制动室131容积扩张推动活塞133克服缓解弹簧33的阻力向右运动，从而带动调整机构35、丝杠组件34和前端组件4向右运动，使得平衡室132中的容积减小，气体被压缩，经呼吸口22通过连接管5排入呼吸腔113，再通过排气口103经消音器114消音后排入大气中。

在制动缸缓解时，制动管路停止向进气口101输入压缩气体，因此，当制动室131的气压小于缓解弹簧33的弹簧力时，活塞133向左运动，从而带动调整机构35、丝杠组件34和前端组件4向左运动，制动室131的残余压缩气体一部分通过过渡腔112经呼吸腔113和连接管5流入平衡室132。由于平衡室132中的气源来源于制动管路，因此，气体质量得到保障，能够有效切断平衡室132在制动缸缓解过程中从大气中吸收水汽的问题，从而避免了制动缸可能因进水结冰导致的风险；另一部分压缩气体通过排气口103排入大气中，使得制动室131的残余气体彻底排空，从而制动室131和平衡室132复位。而且，制动室131内的残余气体通过排气口103排出，相对于现有技术中的制动缸制动室内的残余气体通过制动管路、制动阀排出所需时间缩短，能够起到加速制动缸缓解作用。

在一个优选的实施例中，再如图2和图3所示，气体循环部11中气体的输送可以通过阀体115和阀芯116的配合实现。

阀体115为中空结构，包括腔室导通部1151、顶盖1152和底盖1153。

腔室导通部1151包括侧壁11511、顶端11512和底端11513。侧壁11511上具有进气通道100、送气通道200、排气通道300、呼吸通道400、阀座500和第一限位环600。

进气通道100用于连通进气口101和进气腔111。

送气通道200用于导通过渡腔112和制动室131之间的气路。

排气通道300用于连通呼吸腔113和排气口103。为防止大气中的气体经排气口103进入气体循环部11，一个优选的实施例中，在排气通道300内设置有单向阀芯700。单向阀芯700的设置使得平衡室132中的气体通过连接管5进入呼吸腔113，在呼吸腔113中经排气口103排出大气，而不能从大气中吸气，能够杜绝大气中的水汽等含水物质进入制动缸内部，从而避免了制动缸进水结冰导致漏风等故障。

呼吸通道400用于连通呼吸腔113和呼吸连接口102。

阀座500具体为侧壁11511的内壁的一凸起结构，位于进气腔111和过渡腔112的连接处。

第一限位环600具体为侧壁11511的内壁的另一凸起结构，位于过渡腔112和呼吸腔113的连接处，且与阀座500同轴设置。在一个具体的例子中，第一限位环600上还设置有阀体密封圈601。阀体密封圈601主要用于过渡腔112和呼吸腔113之间的密封。

顶盖1152盖合在腔室导通部1151的顶端。

阀体115借助阀芯116的移动，实现气体的输送。阀芯116容置于阀体115的中空结构内。图4-A为本发明实施例提供的阀芯的结构示意图；图4-B为本发明实施例提供的阀芯的剖视图。进一步结合图4-A和图4-B所示，阀芯116的顶端为进气端1161，底端为密封限位端1162。进气端1161依次穿过第一限位环600和阀座500位于进气腔111内，在一个具体的例子中，进气端1161还设置有阀芯O形圈密封槽11611，阀芯O形圈密封槽11611内设置有阀芯O型密封圈11612，用于进气腔111与过渡腔112之间的密封。密封限位端1162位于呼吸腔113内。阀芯116的外壁1163与腔室导通部1151的侧壁11511滑动配合，以导通或切断各腔室之间的气路。

在一个具体的实施例中，阀芯116为中空筒体，阀芯116的外壁1163自上而下包括：推动环1164、排气导气槽1165、密封环1166和底端密封限位环1167。

推动环1164位于阀芯116的进气端1161的下方，为引导气体的输送的方向，推动环1164的外表面具有进气导气槽11641，可以导通进气腔111和过渡腔112之间的气路。

排气导气槽1165位于推动环1164的下方，使得制动室131内残余的压缩气体经过排气导气槽1165由过渡腔112进入呼吸腔113，一部分气体通过呼吸连接口102经连接管5流入平衡室132，一部分气体在呼吸腔113内经排气口103排入大气，进而实现制动室与平衡室、外界大气相通。

密封环1166位于排气导气槽1165的下方，密封环1166的外径与第一限位环600的直径相匹配，可以导通或切断过渡腔112与呼吸腔113之间的气路。

底端密封限位环1167位于密封环1166的下方，且位于呼吸腔113内，底端密封限位环1167将呼吸腔113分为上腔室1131和下腔室1132，其中上腔室1131始终和排气口103相通，下腔室1132始终和进气腔111相通。底端密封限位环1167为台阶环，上台阶部11671的外径大于第一限位环600的直径，下台阶部11672的外径与腔室导通部1151的直径相匹配，以限制阀芯116向顶盖1152方向运动的距离，防止阀芯116对顶盖1152造成机械损害。在一个具体的实施例中，底部密封限位环1167的外表面还设置有导向带安装槽11673和K型密封圈安装槽11674，导向带安装槽11673内安装有导向带11675，导向带11675可以引导阀芯116的运动方向。K型密封圈安装槽11674内安装有K型密封圈11676，主要起密封的作用。

底盖1153与腔室导通部1151的底端可拆卸连接。在一个具体的实施例中，底盖1153上设置有限位块11531，限位块11531可以对阀芯116进行限位，使得呼吸腔113的下腔室1132的容积增大，从而方便压缩气体能够作用在阀芯116的底端，推动阀芯116的运动。

在一个优选的方案中，为配合阀芯116控制气体循环部11各个腔室之间气路的切断与连通，以改变各个腔室的气压大小，气体循环部11还设置有第一弹簧底座117和第一弹簧118。

第一弹簧底座117位于进气腔111内，设置在顶盖1152和阀座500之间。图5-A为本发明实施例提供的第一弹簧底座的前侧视图；图5-B为本发明实施例提供的第一弹簧底座的后侧视图。进一步结合图5-A和图5-B所示，第一弹簧底座117为台阶环，包括顶部环1171、底部环1172和环内通孔1173。

顶部环1171的外径小于底部环1172的外径。

底部环1172的外径大于阀座500的直径，方便第一弹簧底座117与阀座500配合导通/切断进气腔111和过渡腔112之间的气路。在一个具体的实例中，底部环1172的外边沿还具有缺口11721，环内通孔1173的顶端设置有硫化橡胶堆11722。缺口11721、硫化橡胶堆11722和阀座500之间形成阀口(图中未示出)，引导气体输送的方向。在本实施例中，缺口11721具体为四个，阀口为X型。

环内通孔1173的直径不小于阀芯116的进气端1161的外径，使得阀芯116的进气端1161可以在环内通孔1173内滑动。环内通孔1173的内径小于推动环1164的外径，使得推动环1164可以推动第一弹簧底座117离开阀座500，X型阀口打开，气体在进气导气槽11641的导向作用下由进气腔111进入过渡腔112。

再结合图2中所示，第一弹簧118的一端与顶盖1152的下表面相接，另一端与底部环1172的上表面抵接。第一弹簧118可以采用圆柱状弹簧。

在一个更优选的方案中，为控制气体循环部11气压的变化，还设置有第二弹簧119。阀芯116的进气端1161穿设在环内通孔1173内。第二弹簧119的一端与顶盖1152的下表面相接，另一端与阀芯116的进气端1161相接。为有效减小阀芯116在运动中产生的振动，第二弹簧119优选采用塔簧。

以上对气体循环部11的阀体115、阀芯116以及其他部件及其连接关系进行了说明，下面结合图6和图7，分别对制动缸制动和缓解时，阀芯116的运动与具体位置做详细介绍。其中，图6、图7中黑色部分表示压缩气体。需要说明的是图7中的黑色仅仅表示气体的来源，即来自制动管路输入的压缩气体，并不代表气压的大小。

图6为本发明实施例提供的阀芯的位置运动状态一示意图。结合图2和图6所示，在制动缸制动时，进气腔111将制动管路通过进气口101输入的压缩气体通过进气通道100经阀芯116的进气端1161，进入阀芯116的中空筒体内，再经阀芯116的密封限位端1162输送至呼吸腔113的下腔室1132，压缩气体对底端密封限位环11672的下表面产生第一作用力；当第一作用力大于第二弹簧119的弹簧力时，阀芯116向顶盖1152方向运动；当密封环1166与第一限位环600相接，过渡腔112与呼吸腔113的上腔室1131之间的气路被切断；当第一作用力大于第一弹簧118和第二弹簧119的弹簧力之和时，阀芯116推动第一弹簧底座117向顶盖1152方向运动，第一弹簧底座117与阀座500分开，压缩气体通过进气导气槽11641进入过渡腔112再经送气通道200输入制动室131。

图7为本发明实施例提供的阀芯的位置运动状态二示意图，结合图2和图7所示，在制动缸缓解时，压缩气体停止输入，随着进气压力的减小，呼吸腔113的下腔室1132的气压减小，压缩气体对底端密封限位环11672的下表面产生的第一作用力减小，当第一作用力小于第一弹簧118和第二弹簧119的弹簧力之和时，阀芯116和第一弹簧底座117在第一弹簧118和第二弹簧119的共同作用下，向底盖1153方向运动；当第一弹簧底座117的下表面与阀座500的上表面相接时，进气腔111和过渡腔112之间的气路切断；随着气体压力的继续减小，当第一作用力小于第二弹簧119的弹簧力时，阀芯116在第二弹簧119的作用下继续向底盖1153方向运动，过渡腔112与呼吸腔113的上腔室1131之间的气路连通，制动室131的压缩气体经排气导气槽1165进入呼吸腔113的上腔室1131，一部分压缩气体通过呼吸通道400再经连接管5流入平衡室132，平衡室132中的气源来源于制动管路，因此质量得到保障，能够有效切断平衡室132在制动缸缓解过程中从大气中吸收水汽的问题，从而避免了制动缸可能因进水结冰导致的风险；另一部分压缩气体经单向阀芯700、排气通道300通过排气口103经消音器114消音后排出大气。

本发明实施例提供的一种制动缸，通过设置进气腔、过渡腔、呼吸腔、进气口、排气口、呼吸连接口和连接管等结构，在制动缸制动时，压缩空气经进气口、进气腔、过渡腔输送至制动室，制动室扩张使得平衡室中的气体被压缩，通过连接管排入呼吸腔，在呼吸腔经排气口排入大气，满足了平衡室向大气中排气的要求。在制动缸缓解时，制动室中的残余压缩气体一部分经过渡腔、呼吸腔和连接管流入平衡室，平衡室中的气源来源于制动管路，因此质量得到保障，能够有效切断平衡室在制动缸缓解过程中从大气中吸收水汽的问题，从而避免了制动缸可能因进水结冰导致的风险；一部分经过渡腔、呼吸腔和排气口排入大气，使得制动室的残余气体彻底排空。此外，制动室内的残余气体通过排气口排出，相对于现有技术的制动缸制动室内的残余气体通过制动管路、制动阀排出所需时间缩短，能够起到加速制动缸缓解作用。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制动缸,其特征在于，所述制动缸包括：缸体、缸盖、动力组件、前端组件和连接管；

所述缸体包括设置在气体输入输出端的气体循环部和设置在动力输出端的动力组件活动部；所述气体输入输出端具有进气口、呼吸连接口和排气口；所述气体循环部包括：进气腔、过渡腔和呼吸腔；所述动力组件活动部包括：制动室和平衡室；所述制动室和所述平衡室之间设置有活塞；

所述缸盖盖合在所述动力输出端上；所述缸盖上具有动力输出孔和呼吸口；

所述动力组件的底端容置在所述动力组件活动部中，顶端穿过所述动力输出孔伸出所述缸盖外；

所述前端组件套接在所述动力组件的顶端，与制动夹钳连接；

所述连接管的一端与所述呼吸连接口相接，另一端与所述呼吸口相接，用以连通所述气体循环部的呼吸腔与所述动力组件活动部内的平衡室；

在制动缸制动时，所述进气腔将制动管路通过所述进气口输入的压缩气体经所述过渡腔输送至所述制动室，所述制动室扩张使得所述平衡室中气体被压缩，通过所述连接管排入所述呼吸腔，经所述排气口排入大气；

在制动缸缓解时，所述制动室和所述平衡室复位，所述过渡腔中的残余压缩气体通过呼吸腔和连接管流入所述平衡室。

2.根据权利要求1所述的制动缸，其特征在于，所述气体循环部还包括阀体和阀芯；

所述阀体为中空结构，包括腔室导通部、顶盖和底盖；

所述腔室导通部包括侧壁、顶端和底端；所述侧壁上具有送气通道、进气通道、排气通道、呼吸通道、阀座和第一限位环；所述送气通道用以导通所述过渡腔和所述制动室之间的气路；所述进气通道用以连通所述进气口和所述进气腔；所述排气通道用以连通所述呼吸腔和所述排气口；所述呼吸通道用以连通所述呼吸腔和所述呼吸连接口；所述阀座具体为所述侧壁的内壁在所述进气腔和所述过渡腔的连接处的一凸起结构；所述第一限位环具体为所述侧壁的内壁在所述过渡腔和所述呼吸腔的连接处的另一凸起结构，所述第一限位环与所述阀座同轴设置；

所述顶盖盖合在所述腔室导通部的顶端；

所述底盖与所述腔室导通部的底端可拆卸连接；

所述阀芯容置于所述中空结构内，所述阀芯的顶端为进气端，底端为密封限位端；所述进气端依次穿过所述第一限位环和所述阀座位于所述进气腔内，所述密封限位端位于所述呼吸腔内，所述阀芯的外壁与所述腔室导通部的侧壁滑动配合。

3.根据权利要求2所述的制动缸，其特征在于，所述气体循环部还包括第一弹簧底座和第一弹簧；

所述第一弹簧底座位于所述进气腔内，设置在所述顶盖和所述阀座之间；所述第一弹簧底座为台阶环，包括顶部环、底部环和环内通孔；所述顶部环的外径小于所述底部环的外径；所述底部环的外径大于所述阀座的直径，用以所述第一弹簧底座与所述阀座配合导通/切断所述进气腔和所述过渡腔之间的气路；所述环内通孔的直径不小于所述阀芯的进气端的外径；

所述第一弹簧的一端与所述顶盖的下表面相接，另一端与所述底部环的上表面抵接。

4.根据权利要求3所述的制动缸，其特征在于，所述气体循环部还包括第二弹簧；所述阀芯的进气端穿设在所述环内通孔内，所述第二弹簧的一端与所述顶盖的下表面相接，另一端与所述阀芯的进气端相接。

5.根据权利要求4所述的制动缸，其特征在于，所述阀芯为中空筒体，所述阀芯的外壁自上而下包括：推动环、排气导气槽、密封环和底端密封限位环；

所述推动环位于所述阀芯的进气端的下方，所述推动环的外表面具有进气导气槽，所述推动环的外径大于所述环内通孔的内径，用以推动所述第一弹簧底座离开所述阀座，从而导通所述进气腔和所述过渡腔之间的气路；

所述排气导气槽位于所述推动环的下方，用以所述制动室的所述压缩气体经过所述排气导气槽由所述过渡腔进入呼吸腔，并在所述呼吸腔内，所述压缩气体一部分经所述排气口排入大气，一部分通过所述连接管流入所述平衡室，从而使得所述制动室与所述平衡室、所述大气相通；

所述密封环位于所述排气导气槽的下方，所述密封环的外径与所述第一限位环的内径相匹配，用以导通或切断所述过渡腔与所述呼吸腔之间的气路；

所述底端密封限位环位于所述密封环的下方，且位于所述呼吸腔内，所述底端密封限位环为台阶环，上台阶部的外径大于所述第一限位环的直径，下台阶部的外径与所述腔室导通部的直径相匹配，用以限制所述阀芯向所述顶盖方向运动的距离；

在制动缸制动时，所述进气腔将制动管路通过所述进气口输入的压缩气体通过所述进气通道经所述阀芯的进气端，进入所述阀芯的中空筒体内，再经所述阀芯的密封限位端输送至所述呼吸腔，对所述底端密封限位环的下表面产生第一作用力；当所述第一作用力大于所述第二弹簧的弹簧力时，所述阀芯向所述顶盖方向运动；当所述密封环与所述第一限位环相接，所述过渡腔与所述呼吸腔之间的气路被切断；当所述第一作用力大于所述第一弹簧和第二弹簧的弹簧力之和时，所述阀芯推动所述第一弹簧底座向所述顶盖方向运动，所述第一弹簧底座与所述阀座分开，所述压缩气体通过所述进气导气槽进入所述过渡腔再经送气通道输入所述制动室；

在制动缸缓解时，所述压缩气体停止输入，随着进气压力的减小，所述呼吸腔的气压减小，当所述第一作用力小于所述第一弹簧和第二弹簧的弹簧力之和时，所述阀芯和所述第一弹簧底座在所述第一弹簧和第二弹簧的共同作用下，向所述底盖方向运动；当所述第一弹簧底座的下表面与所述阀座的上表面相接时，所述进气腔和所述过渡腔之间的气路切断；当所述第一作用力小于所述第二弹簧的弹簧力时，所述阀芯在所述第二弹簧的作用下继续向所述底盖方向运动，所述过渡腔与所述呼吸腔之间的气路连通，所述压缩气体经所述排气导气槽进入所述呼吸腔，一部分所述压缩气体通过所述呼吸通道再经所述连接管流入所述平衡室，一部分所述压缩气体经所述排气通道通过所述排气口排出大气。

6.根据权利要求2所述的制动缸，其特征在于，所述气体循环部还包括单向阀芯，所述单向阀芯设置在所述排气通道内。

7.根据权利要求1所述的制动缸，其特征在于，所述气体循环部还包括消音器，所述消音器设置在所述排气口外。

8.根据权利要求3所述的制动缸，其特征在于，所述第一弹簧底座还具有缺口；所述缺口设置在所述底部环的外边沿。

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