CN115158268B - 一种阶段缓解与直接缓解转换的方法及三压力制动阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阶段缓解与直接缓解转换的方法及三压力制动阀装置，涉及铁路列车制动系统的技术领域，转换的方法通过改变列车管与控制风缸是否沟通来控制阶段缓解与直接缓解的转换；三压力制动阀实施所述的阶段缓解与直接缓解转换的方法，包括分配阀，所述分配阀连接有列车管、控制风缸和制动缸，分配阀具有主活塞与用于控制列车管的压力与控制风缸的压力是否沟通的转换部，列车管的压力与制动缸的压力作用于主活塞的一端，控制风缸的压力作用于主活塞的另一端。本发明能够使三压力制动阀具有直接缓解功能，并且通过转换阀就能实现制动阀的阶段缓解与直接缓解之间的转化。

Description

一种阶段缓解与直接缓解转换的方法及三压力制动阀装置

技术领域

本发明涉及铁路列车制动系统的技术领域，尤其是一种阶段缓解与直接缓解转换的方法及三压力制动阀装置。

背景技术

我公司于2020年07月17日申请的公开号为“CN212401168U”的中国专利，其公开了《一种阶段缓解与直接缓解转换装置》，并且同日申请的公开号为“CN111688657A”的中国专利，其公开了“一种阶段缓解与直接缓解转换装置及方法”；上述的两份专利文献在“背景技术”中均提及到二压力机构和三压力机构，并且指出“制动系统的主控机构为三压力的制动阀只能够实行阶段缓解，而主控机构为二压力的制动阀只能够实行直接缓解，无论三压力的制动阀还是二压力的制动阀均不能够实现阶段缓解与直接缓解之间的转换”的现有技术问题；并且上述两份专利文件提供了一种解决该现有的技术问题的技术方案。

在针对“制动系统的主控机构为三压力的制动阀只能够实行阶段缓解，而主控机构为二压力的制动阀只能够实行直接缓解，无论三压力的制动阀还是二压力的制动阀均不能够实现阶段缓解与直接缓解之间的转换”的现有技术问题上，我司提出一种新的技术方案。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种阶段缓解与直接缓解转换的方法及装置，能够使三压力制动阀具有直接缓解功能，并且通过转换阀就能实现制动阀的阶段缓解与直接缓解之间的转化。

本发明采用的技术方案如下：一种阶段缓解与直接缓解转换的方法，运用于三压力机构的制动阀，所述制动阀包括列车管、控制风缸、制动缸和分配阀，分配阀具有主活塞与用于控制列车管的压力与控制风缸的压力是否沟通的转换部，列车管的压力与制动缸的压力作用于主活塞的一端，控制风缸的压力作用于主活塞的另一端；包括以下步骤：

S1：阶段缓解，包括以下步骤：

S11：列车管的压力与控制风缸的压力断开，处于非沟通状态；

S12：控制风缸的压力平衡列车管与制动缸的总压力；

S13：阶段性增加列车管的压力，控制风缸的压力不变，制动缸的压力出现阶段性降低，实现阶段缓解，直到列车管压力增加到与控制风缸的压力相等后，制动缸的压力降低为0；

S2:直接缓解，包括以下步骤：

S21：列车管的压力通过转换部与控制风缸的压力连通，处于沟通状态；

S22：控制风缸的压力平衡列车管与制动缸的总压力；

S23：由于控制风缸的压力与列车管的压力相等，在满足主活塞平衡的状态，制动缸的压力直接降低为0，实现直接缓解

S3：阶段缓解转换成直接缓解，调节转换部使得列车管的压力与控制风缸的压力处于沟通状态；

S4：直接缓解转换成阶段缓解，调节调节转换部使得列车管的压力与控制风缸的压力处于非沟通状态。

进一步地，在步骤S21之前，开始缓解时候，列车管的压力小于控制风缸的压力；增加列车管压力，列车管与制动缸的总压力大于控制风缸的压力，主活塞移动，直到主活塞移动至列车管压力与控制风缸压力完全沟通。

进一步地，列车管压力与控制风缸压力完全沟通的表现为：列车管的压力上升，控制风缸的压力下降，直到控制风缸的压力与列车管的压力相等。

进一步地，制动缸的压力下降表现为所述制动缸向外界大气排放气体实现压力降低。

一种三压力制动阀装置，实施所述的阶段缓解与直接缓解转换的方法，包括分配阀，所述分配阀连接有列车管、控制风缸和制动缸，分配阀具有主活塞与用于控制列车管的压力与控制风缸的压力是否沟通的转换部，列车管的压力与制动缸的压力作用于主活塞的一端，控制风缸的压力作用于主活塞的另一端。

进一步地，所述主活塞滑动于分配阀的内腔，并且所述主活塞将所述分配阀的内腔分割成第一压力腔、第二压力腔和第三压力腔，所述第一压力腔、第二压力腔和第三压力腔分别对应的与制动缸、列车管和控制风缸连接；所述转换部的两端气口分别连接于第二压力腔、第三压力腔。

进一步地，所述转换部包括相互串联的转换器和止回阀；所述转换器控制转换部的两端气口的连通或/和断开；所述止回阀用于限制控制列车管与控制风缸之间的压力流向。

进一步地，还包括为制动缸充气的副风缸，所述副风缸与第一压力腔连通，所述副风缸与所述第一压力腔之间设置限压阀，所述限压阀用于限制副风缸进入第一压力腔的最高压力。

进一步地，所述列车管还与所述副风缸连通，所述列车管与所述副风缸之间设置有单向阀，该单向阀用于限制控制列车管存在流向副风缸的压力流向。

进一步地，还包括充气部，所述充气部的进气口与第二压力腔连接，所述充气部的出气口与第三压力腔连接，所述充气部控制所述列车管为控制风缸充气的速率。

进一步地，所述分配阀上开设有用于使制动缸排压的排气阀，该排气阀与制动缸连通，所述排气阀内设置有用于密封排气孔的密封件，所述排气阀的阀杆与主活塞的杆体同轴固定连接，主活塞的移动实现排气阀的开启。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过转换部调节列车管的压力与控制风缸的压力处于沟通状态，就能使三压力制动阀处于直接缓解的状态；通过转换部调节列车管的压力与控制风缸的压力处于非沟通状态，就能使三压力制动阀处于阶段缓解的状态；实现三压力制动阀的阶段缓解与直接缓解之间的转化。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明公开的结构示意图；

图2为本发明公开的排气阀和转换部的局部放大示意图；

图3为本发明公开的直接缓解的状态示意图；

图4为本发明公开的阶段缓解的状态示意图；

图5为本发明公开的制动缸增压的状态示意图；

图6为本发明公开的副风缸增压的状态示意图；

图7为本发明公开的控制风缸增压的状态示意图；

图中标记：1-分配阀；11-第一压力腔；12-第二压力腔；13-第三压力腔；14-排气阀；141-密封件；15-密封圈；16-主活塞；2-转换部；21-转换器；22-止回阀；3-制动缸；4-控制风缸；5-列车管；6-充气部；7-副风缸；8-单向阀；9-限压阀。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1-图4所示，一种阶段缓解与直接缓解转换的方法，运用于三压力制动阀，所述三压力制动阀包括列车管5、控制风缸4、制动缸3和分配阀1，分配阀1具有主活塞16与用于控制列车管5的压力与控制风缸4的压力是否沟通的转换部2，列车管5的压力与制动缸3的压力作用于主活塞16的一端，控制风缸4的压力作用于主活塞16的另一端；包括以下步骤：

如图4所示，S1：阶段缓解，包括以下步骤：

S11：转换部2隔绝列车管5与控制风缸4的连通，使列车管5的压力与控制风缸4的压力断开，列车管5与控制风缸4处于非沟通状态；

S12：控制风缸4的压力平衡列车管5与制动缸3的总压力，在本实施例中，列车管5的压力与制动缸3的压力均作用于主活塞16的一端，使主活塞16受到向上的力；控制风缸4的压力作用于主活塞16的另一端，使主活塞16受到向下的力；主活塞16受到向上和向下的力平衡；

S13：若列车管5的压力不下降，分配阀1就处于保压位，制动缸3的压力就不会下降；若阶段性增加列车管5的压力，控制风缸4的压力不变，制动缸3的压力排入大气中出现阶段性降低，实现三压力制动阀的阶段缓解，直到列车管5压力增加到与控制风缸4的压力相等后，制动缸3的压力降低为0；

如图3所示，S2:直接缓解，包括以下步骤：

S21：转换部2连通列车管5与控制风缸4，在制动时候，列车管5的压力低于控制风缸4的压力，止回阀22打开，使列车管5的压力通过转换部2与控制风缸4的压力连通，处于沟通状态；

S22：在缓解开始时，控制风缸4的压力平衡列车管5与制动缸3的总压力，本实施例中，即列车管5的压力与制动缸3的压力均作用于主活塞16的一端，使主活塞16受到向上的力；控制风缸4的压力作用于主活塞16的另一端，使主活塞16受到向下的力；主活塞16受到向上和向下的力平衡；

S23：在列车管5的压力与控制风缸4的压力完全沟通后，控制风缸4的压力进入列车管5，控制风缸4的压力下降，列车管5的压力上升，直到控制风缸4的压力与列车管5的压力相等，制动缸3与列车管5向下的压力大于控制风缸4向上的压力；由于控制风缸4的压力与列车管5的压力相等，在满足主活塞16平衡的状态，制动缸3的压力直接降低为0，实现直接缓解；

S3：阶段缓解转换成直接缓解，调节转换部2使得列车管5的压力与控制风缸4的压力处于沟通状态；

S4：直接缓解转换成阶段缓解，调节调节转换部2使得列车管5的压力与控制风缸4的压力处于非沟通状态。

在步骤S23中，开始缓解时候，列车管5的压力小于控制风缸4的压力；增加列车管5压力(列车管5的压力乃小于制动风缸的压力)，列车管5与制动缸3的总压力大于控制风缸4的压力，主活塞16移动，直到主活塞16移动至列车管5压力与控制风缸4压力完全沟通。

在本实施例中，列车管5压力与控制风缸4压力完全沟通的表现为：列车管5的压力上升，控制风缸4的压力下降，直到控制风缸4的压力与列车管5的压力相等。

在本实施例中，制动缸3的压力下降表现为所述制动缸3向外界大气排放气体实现压力降低。

具体表现为，如图2-图4所示，在阶段缓解中，如步骤S12和步骤S13所述，当列车管5压力增加，主活塞16受到向下的力大于主活塞16受到向上的力，主活塞16移动，联动制动缸3的排压位置的打开，实现制动缸3的排压；列车管5压力不增加，主活塞16复位，联动制动缸3的排压位置关闭，从而分配阀1内处于保压状态。在直接缓解中，如步骤S22和步骤S23中所述，列车管5压力增加，列车管5与制动缸3的总压力大于控制风缸4的压力，主活塞16移动，此时制动缸3存在部分泄压，直达列车管5与控制风缸4完全沟通，列车管5压力与控制风缸4的压力相等，制动缸3的压力直接通过排压位置降为0。

需要说明的是，本实施例与我司之前公开的公开号为“CN111688657A”的中国专利存在明显的区别，公开号为“CN111688657A”的中国专利中实现阶段缓解与直接缓解的转换的方式是“需要制动缸3控制截断阀工作来引起列车管5与控制风缸4沟通”，而本实施例是直接通过转换部2改变列车管5与控制风缸4是否沟通来实现阶段缓解与直接缓解的转换。

实施例2

如图1-图7所示，一种三压力制动阀装置，实施实施例1所述的阶段缓解与直接缓解转换的方法，包括分配阀1，所述分配阀1连接有列车管5、控制风缸4和制动缸3，分配阀1具有主活塞16与用于控制列车管5的压力与控制风缸4的压力是否沟通的转换部2，列车管5的压力与制动缸3的压力作用于主活塞16的一端，控制风缸4的压力作用于主活塞16的另一端，当列车管5的压力与控制风缸4的压力沟通后，列车管5压力与控制风缸4的压力相等，在主活塞16受力平衡下，完成直接缓解；当列车管5的压力与控制风缸4的压力被阻断沟通后，控制风缸4压力不变，在主活塞16受力平衡下，列车管5的压力增加就会导致制动缸3的压力降低，从而完成阶段缓解。

如图1、图3-图4所示，在本实施例中，所述主活塞16滑动于分配阀1的内腔，并且所述主活塞16将所述分配阀1的内腔分割成第一压力腔11、第二压力腔12和第三压力腔13，所述第一压力腔11、第二压力腔12和第三压力腔13分别对应的与制动缸3、列车管5和控制风缸4连接，具体的，制动缸3与第一压力腔11连通，制动缸3的压力作用在主活塞16的活塞杆的一端；列车管5与第二压力腔12连通，列车管5的压力作用在主活塞16的活塞上的一端，并且该压力作用的方向与制动缸3的压力作用方向相同；控制风缸4与第三压力腔13连通，控制风缸4的压力作用在主活塞16的活塞上的另一端，并且该压力作用的方向与制动缸3或/和列车管5的压力作用方向相反；所述转换部2的两端气口分别连接于第二压力腔12、第三压力腔13，转换部2达到控制第二压力腔12与第三压力腔13是否连通的目的，进一步地达到控制列车管5与控制风缸4是否沟通的目的。

进一步地，如图1-图2所示，所述主活塞16上设置有密封圈16，该密封圈16用于隔绝/连通转换部2与第三压力腔13，即在S23中，列车管5的压力与控制风缸4的压力完全沟通的过程为：列车管5的压力增加，制动缸3与列车管5向下的压力大于控制风缸4向上的压力，主活塞16向下移动，当主活塞16上的密封圈16从转换部2与第三压力腔13的连接位置处的一侧移动另一侧时候，此时转换部2与第三压力腔13的连接位置处于密封圈16与第三压力腔13之间，实现密封圈16不再隔绝转化部与第三压力腔13，从而转化部与第三压力腔13连通，列车管5的压力与控制风缸4的压力完全沟通。

需要说明的是，所述密封圈16位于转化部与第三压力腔13的连接位置和第三压力腔13之间时候，该密封圈16是隔绝控制风缸4的压力与转换部2之间的连通。

在本实施例中，如图2所示，所述转换部2包括相互串联的转换器21和止回阀22；所述转换器21控制转换部2的两端气口的连通或/和断开；所述止回阀22用于限制控制列车管5与控制风缸4之间的压力流向，避免列车管5的压力过大导致列车管5的压力从转换器21处流向控制风缸4。

在本实施例中，转换器21可以直接为一个阀门，也可以为如公开号为“CN111688657A”公开的《一种阶段缓解与直接缓解转换装置及方法》的中国专利中公开的“转换座”部件；对于转换器21为阀门时，阀门的开启与关闭可以直接实现列车管5的压力与控制风缸4的压力是否沟通；对于转换器21为转换座时候，可以通过更换转换盖实现列车管5的压力与控制风缸4的压力是否沟通。

在本实施例中，如图5所示，还包括为制动缸3充气的副风缸7，所述副风缸7与第一压力腔11连通，副风缸7通过对第一压力腔11进行加压，使得第一压力腔11内的压力介质进入制动缸3，从而达到为制动缸3增加压力的目的；所述副风缸7与所述第一压力腔11之间设置限压阀9，所述限压阀9用于限制副风缸7进入第一压力腔11的最高压力，避免进入第一压力腔11的最高压力过大。

在本实施例中，如图6所示，所述列车管5还与所述副风缸7连通，列车管5为副风缸7加压，使得副风缸7具有压力待用，所述列车管5与所述副风缸7之间设置有单向阀8，该单向阀8用于限制控制列车管5存在流向副风缸7的压力流向。

在本实施例中，如图7所示，还包括充气部6，所述充气部6的进气口与第二压力腔12连接，所述充气部6的出气口与第三压力腔13连接，所述充气部6控制所述列车管5为控制风缸4充气的速率，列车管5通过第二压力腔12、充气部6、第三压力腔13为控制风缸4充气。

在本实施例中，所述分配阀1上开设有用于使制动缸3排压的排气阀14，该排气阀14与制动缸3连通，所述排气阀14内设置有用于密封排气孔的密封件15，所述排气阀14的阀杆与主活塞16的杆体同轴固定连接，主活塞16的移动实现排气阀14的开启，在本实施例中，主活塞16的移动联动排气阀14的开启与关闭，实现通过主活塞16移动来控制制动缸3的排气阀14打开与否，进一步地控制制动缸3是否泄压。

具体的，在阶段缓解时候，如实施例1所述，控制风缸4与列车管5不沟通，列车管5对第二压力腔12增加一点压力，此时，列车管5的压力对主活塞16的作用力加上制动缸3的压力对主活塞16的压力大于控制风缸4对的压力对主活塞16的压力，主活塞16向下移动，带动排气阀14的阀杆移动，从而使密封件15不再密封排气孔，制动缸3开始泄压；制动缸3泄压完成，列车管5的压力对主活塞16的作用力加上制动缸3的压力对主活塞16的压力等于控制风缸4对的压力对主活塞16的压力，主活塞16复位，带着排气阀14关闭，实现分配阀1保压，进一步地实现阶段缓解。

具体的，对于直接缓解，列车管5与控制风缸4沟通；在缓解开始，列车管5对第二压力腔12增加压力，此时，列车管5的压力对主活塞16的作用力加上制动缸3的压力对主活塞16的压力大于控制风缸4对的压力对主活塞16的压力，主活塞16向下移动带着密封圈16从从转换部2与第三压力腔13的连接位置处的一侧移动另一侧，并且带动排气阀14的阀杆移动，排气阀14的阀杆移动使得排气阀14打开，制动缸3开始泄压；与此同时，密封圈16的移动实现列车管5与控制风缸4完全沟通，控制风缸4的压力会与列车管5的压力平衡，控制风缸4的压力降低，列车管5的压力升高，主活塞16的相对位置不会改变，从而使得制动缸3的压力能够持续通过排气阀14释放，从而达到直接缓解的目的。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种阶段缓解与直接缓解转换的方法，其特征在于：运用于三压力制动阀，所述三压力制动阀包括列车管（5）、控制风缸（4）、制动缸（3）和分配阀（1），分配阀（1）具有主活塞（16）与用于控制列车管（5）的压力与控制风缸（4）的压力是否沟通的转换部（2），列车管（5）的压力与制动缸（3）的压力作用于主活塞（16）的一端，控制风缸（4）的压力作用于主活塞（16）的另一端；所述主活塞（16）滑动于分配阀（1）的内腔，并且所述主活塞（16）将所述分配阀（1）的内腔分割成第一压力腔（11）、第二压力腔（12）和第三压力腔（13），所述第一压力腔（11）、第二压力腔（12）和第三压力腔（13）分别对应的与制动缸（3）、列车管（5）和控制风缸（4）连接；所述转换部（2）的两端气口分别连接于第二压力腔（12）、第三压力腔（13），转换部（2）达到控制第二压力腔（12）与第三压力腔（13）是否连通的目的，进一步地达到控制列车管（5）与控制风缸（4）是否沟通的目的；包括以下步骤：

S1：阶段缓解，包括以下步骤：

S11：列车管（5）的压力与控制风缸（4）的压力断开，处于非沟通状态；

S12：控制风缸（4）的压力平衡列车管（5）与制动缸（3）的总压力；

S13：阶段性增加列车管（5）的压力，控制风缸（4）的压力不变，制动缸（3）的压力出现阶段性降低，实现阶段缓解，直到列车管（5）压力增加到与控制风缸（4）的压力相等后，制动缸（3）的压力降低为0；

S2:直接缓解，包括以下步骤：

S21：列车管（5）的压力通过转换部（2）与控制风缸（4）的压力连通，处于沟通状态；

S22：控制风缸（4）的压力平衡列车管（5）与制动缸（3）的总压力；

S23：由于控制风缸（4）的压力与列车管（5）的压力相等，在满足主活塞（16）平衡的状态，制动缸（3）的压力直接降低为0，实现直接缓解；

S3：阶段缓解转换成直接缓解，调节转换部（2）使得列车管（5）的压力与控制风缸（4）的压力处于沟通状态；

S4：直接缓解转换成阶段缓解，调节转换部（2）使得列车管（5）的压力与控制风缸（4）的压力处于非沟通状态。

2.根据权利要求1所述的阶段缓解与直接缓解转换的方法，其特征在于：在步骤S21之前，开始缓解时候，列车管（5）的压力小于控制风缸（4）的压力；增加列车管（5）压力，列车管（5）与制动缸（3）的总压力大于控制风缸（4）的压力，主活塞（16）移动，直到主活塞（16）移动至列车管（5）压力与控制风缸（4）压力完全沟通。

3.根据权利要求1所述阶段缓解与直接缓解转换的方法，其特征在于：制动缸（3）的压力下降表现为所述制动缸（3）向外界大气排放气体实现压力降低。

4.一种三压力制动阀装置，实施如权利要求1-3任意一项所述的阶段缓解与直接缓解转换的方法，其特征在于：包括分配阀（1），所述分配阀（1）连接有列车管（5）、控制风缸（4）和制动缸（3），分配阀（1）具有主活塞（16）与用于控制列车管（5）的压力与控制风缸（4）的压力是否沟通的转换部（2），列车管（5）的压力与制动缸（3）的压力作用于主活塞（16）的一端，控制风缸（4）的压力作用于主活塞（16）的另一端。

5.根据权利要求4所述的三压力制动阀装置，其特征在于：所述主活塞（16）滑动于分配阀（1）的内腔，并且所述主活塞（16）将所述分配阀（1）的内腔分割成第一压力腔（11）、第二压力腔（12）和第三压力腔（13），所述第一压力腔（11）、第二压力腔（12）和第三压力腔（13）分别对应的与制动缸（3）、列车管（5）和控制风缸（4）连接；所述转换部（2）的两端气口分别连接于第二压力腔（12）、第三压力腔（13）。

6.根据权利要求5所述的三压力制动阀装置，其特征在于：所述转换部（2）包括相互串联的转换器（21）和止回阀（22）；所述转换器（21）控制转换部（2）的两端气口的连通或/和断开；所述止回阀（22）用于限制控制列车管（5）与控制风缸（4）之间的压力流向。

7.根据权利要求4所述的三压力制动阀装置，其特征在于：还包括为制动缸（3）充气的副风缸（7），所述副风缸（7）与第一压力腔（11）连通，所述副风缸（7）与所述第一压力腔（11）之间设置限压阀（9），所述限压阀（9）用于限制副风缸（7）进入第一压力腔（11）的最高压力。

8.根据权利要求7所述的三压力制动阀装置，其特征在于：所述列车管（5）还与所述副风缸（7）连通，所述列车管（5）与所述副风缸（7）之间设置有单向阀（8），该单向阀（8）用于限制控制列车管（5）存在流向副风缸（7）的压力流向。

9.根据权利要求8所述的三压力制动阀装置，其特征在于：还包括充气部（6），所述充气部（6）的进气口与第二压力腔（12）连接，所述充气部（6）的出气口与第三压力腔（13）连接，所述充气部（6）控制所述列车管（5）为控制风缸（4）充气的速率。

10.根据权利要求4所述的三压力制动阀装置，其特征在于：所述分配阀（1）上开设有用于使制动缸（3）排压的排气阀（14），该排气阀（14）与制动缸（3）连通，所述排气阀（14）内设置有用于密封排气孔的密封件（15），所述排气阀（14）的阀杆与主活塞（16）的杆体同轴固定连接，主活塞（16）的移动实现排气阀（14）的开启。

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