CN115946664B - 一种气控液压截止阀及制动循环冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气控液压截止阀及制动循环冷却系统，涉及工程车辆制动零部件领域，包括上壳、阀体、气动控制组件以及液压开合组件，配合设置的空气加力泵、散热器、储油杯形成新型的制动循环冷却系统，新型的气控液压截止阀实现制动液中高温蒸汽的清理，完成对制动液的循环收集以及保持制动液的粘度，空气加力泵泵入制动器内的制动液工作、受热回流时，通过流入循环系统，经散热、冷却后再回到储油罐中，从而将刹车产生的摩擦热量散去，减少因高温导致的制动液黏度下降及产生的蒸汽，避免了因制动液渗漏及“热衰退”导致的制动故障，进而保证了车辆的行驶安全。

Description

一种气控液压截止阀及制动循环冷却系统

技术领域

本发明涉及工程车辆制动零部件领域，具体为一种气控液压截止阀及制动循环冷却系统。

背景技术

工程车辆制动系统通常采用气顶液和全液压制动两种形式。气顶液制动系统是通过车辆气压系统中的压缩空气，推动空气加力泵液压活塞，产生高压液压油进入制动器，使制动活塞对制动盘产生夹紧动作实现制动的。

由于工程车辆长期处于“停人不停车”的高强度工作状态，频繁刹车产生的摩擦热量非常高，易使制动器产生“热衰退”、使制动管路中的制动液黏度下降并出现蒸汽，从而出现管路渗、漏油现象，进而导致车辆制动距离加长、刹车疲软、刹车失灵等故障，严重影响车辆的行驶安全，威胁生产现场的人身及财产安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气控液压截止阀及制动循环冷却系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气控液压截止阀，包括上壳、阀体、气动控制组件以及液压开合组件，所述上壳与阀体之间通过多个螺栓密封连接，所述上壳的顶部设有控制口，所述控制口的正下方设有气动控制组件，所述气动控制组件的下方通过回位弹簧顶在阀体的内腔上，所述气动控制组件的下方通过连接弹簧连接在液压开合组件的顶部，所述液压开合组件安装在阀体内，所述气动控制组件用于控制液压开合组件的开闭，所述液压开合组件用于控制制动液的单向流动，所述阀体上设有回油口，所述阀体上位于回油口的对侧设有呼吸口。

优选的，所述气动控制组件包括阶梯活塞杆、密封环、鼓膜、鼓膜夹板以及紧固螺母。所述阶梯活塞杆安装在密封环内，所述密封环滑动连接在上壳内，所述鼓膜套接在阶梯活塞杆上并且位于密封环的下方，所述鼓膜夹板套接在阶梯活塞杆上并且位于鼓膜的下方，所述紧固螺母螺纹安装在阶梯活塞杆上并且将密封环、鼓膜、鼓膜夹板紧固在阶梯活塞杆上，所述鼓膜的下表面外缘处设有定位凸筋，所述鼓膜通过定位凸筋卡合在阀体上。

优选的，所述鼓膜上设有定位筋，所述鼓膜夹板上与定位筋对应的位置处设有定位槽，所述回位弹簧安装在鼓膜夹板与阀体之间。

优选的，所述液压开合组件包括活塞、球形密封件、连接头以及转动圈，所述活塞滑动安装在阀体内并通过多个密封圈与阀体密封连接，所述活塞的底面上设有卡槽，所述球形密封件安装在卡槽内，所述阀体上还设有与连接头密封连接接的密封腔，所述密封腔的内表面上设有限位环，所述连接头上端抵住限位环，所述回油口与限位环上方的密封腔连通，所述活塞的下端与限位环的内表面密封连接，所述连接头上设有油路凹槽，所述转动圈通过卡环转动连接在油路凹槽内。

优选的，所述活塞内开设有通路一与通路二，所述通路一的顶端与阀体的空腔连通，所述通路二一端与通路一的下端连通，另一端与限位环上方的密封腔连通，所述活塞的下端设有与限位环密封连接的活塞环，所述活塞环内设有多处吸水棉柱，所述吸水棉柱的上方设有吸水棉垫，所述吸水棉柱的下方设有亲水垫，所述活塞环上位于洗水棉垫的外侧设有封堵板，所述阀体上对应封堵板的位置处设有避让槽。

优选的，所述连接头内设有进油口，所述进油口的上端直径小于球形密封件的直径，所述油路凹槽内设有隔板，所述隔板的上端与活塞固定连接，所述隔板的高度等于油路凹槽的深度，所述隔板将油路凹槽分割成内侧空间小、外侧空间大的内外两部分。

优选的，所述转动圈的内表面设有若干个阻挡叶片，所述阻挡叶片的形状为自上到下均匀倾斜的叶片。

一种制动循环冷却系统：

压缩空气分别进入空气加力泵和气控液压截止阀的控制口，所述空气加力泵的出油口与单向阀的输入端连接，所述单向阀的输出端分别与制动器油缸以及气控液压截止阀的进油口连接，制动器油缸回的制动液进入进油口再通过回油口进入散热器中，在散热器中散热的制动液最终进入储油杯中，在压缩空气进入控制口的气路上设置快速排气阀，从控制口中排出的空气由于快速排气阀的阻挡会进入散热器中将散热器中残余的热量带走。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过新型的气控液压截止阀实现制动液中高温蒸汽的清理，完成对制动液的循环收集以及保持制动液的粘度；

2.本发明中让空气加力泵泵入制动器内的制动液工作、受热回流时，通过流入循环系统，经散热、冷却后再回到储油罐中，从而将刹车产生的摩擦热量散去，减少因高温导致的制动液黏度下降及产生的蒸汽，避免了因制动液渗漏及“热衰退”导致的制动故障，进而保证了车辆的行驶安全。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为图2内B处结构放大示意图；

图4为图2内C处结构放大示意图；

图5为本发明转动圈剖面结构示意图；

图6为本发明制动循环冷却系统结构示意图。

图中：1-上壳；11-控制口；

2-阀体；21-回油口；22-呼吸口；24-密封腔；25-限位环；

3-气动控制组件；31-阶梯活塞杆；32-密封环；33-鼓膜；331-定位筋；34-鼓膜夹板；341-定位槽；35-紧固螺母；36-定位凸筋；

4-液压开合组件；41-活塞；411-通路一；412-通路二；42-球形密封件；43-连接头；431-进油口；44-转动圈；441-阻挡叶片；45-卡槽；46-卡环；47-油路凹槽；471-隔板；48-活塞环；481-吸水棉柱；482-吸水棉垫；483-亲水垫；

100-空气加力泵；200-单向阀；300-气控液压截止阀；400-散热器；500-储油杯；600-快速排气阀。

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。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种气控液压截止阀，包括上壳1、阀体2、气动控制组件3以及液压开合组件4，所述上壳1与阀体2之间通过多个螺栓密封连接，所述上壳1的顶部设有控制口11，所述控制口11的正下方设有气动控制组件3，所述气动控制组件3的下方通过回位弹簧5顶在阀体2的内腔上，所述气动控制组件3的下方通过连接弹簧6连接在液压开合组件4的顶部，所述液压开合组件4安装在阀体2内，所述气动控制组件3用于控制液压开合组件4的开闭，所述液压开合组件4用于控制制动液的单向流动，所述阀体2上设有回油口21，所述阀体2上位于回油口21的对侧设有呼吸口22，呼吸口22处设置防尘螺栓，呼吸口22使阀体2内的腔体与外界通过防尘螺栓连通，避免阀体2内形成真空，影响到整个气控液压截止阀的运行。

在本实施例中，所述气动控制组件3包括阶梯活塞杆31、密封环32、鼓膜33、鼓膜夹板34以及紧固螺母35。所述阶梯活塞杆31安装在密封环32内，所述密封环32滑动连接在上壳1内，所述鼓膜33套接在阶梯活塞杆31上并且位于密封环32的下方，所述鼓膜夹板33套接在阶梯活塞杆31上并且位于鼓膜33的下方，所述紧固螺母35螺纹安装在阶梯活塞杆31上并且将密封环32、鼓膜33、鼓膜夹板34紧固在阶梯活塞杆31上，所述鼓膜33的下表面外缘处设有定位凸筋36，所述鼓膜33通过定位凸筋36卡合在阀体2上，在控制口11处通入压缩空气时，压缩空气使密封环32下移，由于密封环32固定在阶梯活塞杆31上，会使阶梯活塞杆31向下移动，移动过程中，因为鼓膜33的边缘处是卡合在阀体2中的，此时鼓膜33变形，通过鼓膜夹板34下压回位弹簧5，同时阶梯活塞杆31下压活塞41，使进油口431被封住，管道中的制动液不能进入，同时由于连接弹簧6的存在，阶梯活塞杆31与活塞41之间存在间隙，在控制口11处向外排出压缩气体时，阶梯活塞杆31在鼓膜33、回位弹簧5的作用下，回位，下方的活塞41不再堵住进油口431，制动液能够进入阀体2中。

在本实施例中，所述鼓膜33上设有定位筋331，所述鼓膜夹板34上与定位筋331对应的位置处设有定位槽341，所述回位弹簧5安装在鼓膜夹板34与阀体2之间，通过定位筋331余定位槽341的定位作用，防止鼓膜33在下压、变形的过程中与鼓膜夹板34错位。

在本实施例中，所述液压开合组件4包括活塞41、球形密封件42、连接头43以及转动圈44，所述活塞41滑动安装在阀体2内并通过多个密封圈与阀体2密封连接，所述活塞41的底面上设有卡槽45，所述球形密封件42安装在卡槽45内，所述阀体2上还设有与连接头43密封连接接的密封腔24，所述密封腔24的内表面上设有限位环25，所述连接头43上端抵住限位环25，所述回油口21与限位环25上方的密封腔24连通，所述活塞41的下端与限位环25的内表面密封连接，所述连接头43上设有油路凹槽47，所述转动圈44通过卡环46转动连接在油路凹槽47内，活塞41下压球形密封件42，使连接头43被封堵住，外界的制动液不能进入阀体2，同时转动圈44由于被卡环46安装在油路凹槽47中，而卡环46与油路凹槽47之间存在阻尼，因此，在无制动液通过油路凹槽47时，转动圈44保持静止。

在本实施例中，所述活塞41内开设有通路一411与通路二412，所述通路一411的顶端与阀体2的空腔连通，所述通路二412一端与通路一411的下端连通，另一端与限位环25上方的密封腔24连通，所述活塞41的下端设有与限位环25密封连接的活塞环48，所述活塞环48内设有多处吸水棉柱481，所述吸水棉柱481的上方设有吸水棉垫482，所述吸水棉柱481的下方设有亲水垫483，所述活塞环48上位于洗水棉垫482的外侧设有封堵板484，所述阀体2上对应封堵板484的位置处设有避让槽，在无制动液通过时，由于油路凹槽47的存在，部分制动液会残留在此，由于制动液温度较高，会将蒸汽向上蒸腾，这部分蒸汽会经过亲水垫483被吸水棉柱481吸收，并最终进入洗水棉垫482中，在活塞41向上移动时，压缩洗水棉垫482，压出的水会因为阶梯活塞杆31以及鼓膜33的向上移动在阀体2内产生的负压的作用下因为封堵板484的限制经过通路一411与通路二412进入阀体2中，最终会通过呼吸口22缓慢排出，此处使用的亲水垫483由亲水材料制作，必要时亲水垫483上可喷涂疏油层。

在本实施例中，所述连接头43内设有进油口431，所述进油口431的上端直径小于球形密封件的直径，所述油路凹槽47内设有隔板471，所述隔板471的上端与活塞41固定连接，所述隔板471的高度等于油路凹槽47的深度，所述隔板471将油路凹槽47分割成内侧空间小、外侧空间大的内外两部分，在经过进油口431进入高温制动液时，由于是从隔板471内截面积较小的一侧向隔板471外截面积较大的一侧流动的，制动液的流速会降低，防止高温、高速的制动液冲击亲水垫483，影响到亲水垫483的亲水、吸水性，此处亲水垫483选用多孔的海绵材料并且表面喷涂带有亲水基的环氧乙烷等物质。

在本实施例中，所述转动圈44的内表面设有若干个阻挡叶片441，所述阻挡叶片的形状441为自上到下均匀倾斜的叶片，在制动液自下向上流过阻挡叶片441时，因为自下向上冲击阻挡叶片441，并且阻挡叶片441是自上到下倾斜设置的，来自制动液的冲击力会使阻挡叶片441上产生横向的力，迫使阻挡叶片441开始转动，转动的阻挡叶片441既能进一步减缓制动液的流速，便于亲水垫483更多的吸收蒸汽，防止蒸汽随着高速的制动液快速流出阀体2，又能带动制动液产生能能螺旋的转动，使制动液从侧面回油口21的流出更加均匀，防止出现靠近回油口21处先流出，远离回油口21处后流出，能避免在远离回油口21处产生“死水”。

上述制备装置的工作原理如下：

使用时，首先将在控制口11处通入压缩空气时，压缩空气使密封环32下移，由于密封环32固定在阶梯活塞杆31上，会使阶梯活塞杆31向下移动，移动过程中，因为鼓膜33的边缘处是卡合在阀体2中的，此时鼓膜33变形，压缩鼓膜33下方阀体2内的空腔，通过鼓膜夹板34下压回位弹簧5，同时阶梯活塞杆31下压活塞41，使进油口431被封住，管道中的制动液不能进入，此时，洗水棉垫482舒张，会通过吸水棉柱481与亲水垫483吸收制动液中的水蒸气，同时由于连接弹簧6的存在，阶梯活塞杆31与活塞41之间存在间隙，在控制口11处向外排出压缩气体时，阶梯活塞杆31在鼓膜33、回位弹簧5的作用下，快速回位，鼓膜33下方阀体2内的空腔也因此形成负压，下方的活塞41不再堵住进油口431，制动液能够进入阀体2中，制动液由于是从隔板471内截面积较小的一侧向隔板471外截面积较大的一侧流动的，制动液的流速会降低，在制动液自下向上流过阻挡叶片441时，因为自下向上冲击阻挡叶片441，并且阻挡叶片441是自上到下倾斜设置的，来自制动液的冲击力会使阻挡叶片441上产生横向的力，迫使阻挡叶片441开始转动，转动的阻挡叶片441既能进一步减缓制动液的流速，同时，在活塞41向上移动时，压缩洗水棉垫482，压出的水会因为阶梯活塞杆31以及鼓膜33的向上移动在阀体2内产生的负压的作用下因为封堵板484的限制经过通路一411与通路二412进入阀体2中，最终会通过呼吸口22缓慢排出。

本发明还公开了利用上述气控液压截止阀设计的制动循环冷却系统：压缩空气分别进入空气加力泵100和气控液压截止阀300的控制口11，所述空气加力泵100的出油口与单向阀200的输入端连接，所述单向阀200的输出端分别与制动器油缸以及气控液压截止阀300的进油口431连接，制动器油缸中回流的制动液进入进油口431再通过回油口21进入散热器400中，在散热器400中散热的制动液最终进入储油杯500中，在压缩空气进入控制口11的气路上设置快速排气阀600，从控制口11中排出的空气由于快速排气阀600的阻挡会进入散热器400中将散热器400中残余的热量带走。

工作原理：当车辆制动时，外部的压缩空气分别进入空气加力泵100和气控液压截止阀300，空气加力泵100进油口与储油杯500相连，制动液充满液压缸，压缩空气推动气活塞带动液压活塞在液压缸中产生高压制动液，通过单向阀200进入制动器油缸，转化为机械力，完成制动夹紧动作。同时压缩空气推动气控液压截止阀300的进油口431阀门闭合，形成截止动作，阻断高压制动液进入循环系统。当车辆解除制动时，气制动系统排气卸荷，空气加力泵100气活塞带动液压活塞回位，压力解除，制动器油缸内的高温制动液回流，因单向阀200单向截止，通过气控液压截止阀300流入散热器400，经其散热、降温后回到储油杯500中，等待下一次空气加力泵100将之推入制动器油缸。同时气控液压截止阀300中的压缩空气由控制口11排出，在快速排气阀600的单向截止作用下，进入散热器400进气口，在这些压缩空气的作用下将散热器中因高温制动液流过产生的高温吹除。

基于上述，本发明中让空气加力泵泵入制动器内的制动液工作、受热回流时，通过流入循环系统，经散热、冷却后再回到储油罐中，从而将刹车产生的摩擦热量散去，减少因高温导致的制动液黏度下降及产生的蒸汽，避免了因制动液渗漏及“热衰退”导致的制动故障，进而保证了车辆的行驶安全。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种气控液压截止阀，其特征在于：包括上壳（1）、阀体（2）、气动控制组件（3）以及液压开合组件（4），所述上壳（1）与阀体（2）之间通过多个螺栓密封连接，所述上壳（1）的顶部设有控制口（11），所述控制口（11）的正下方设有气动控制组件（3），所述气动控制组件（3）的下方通过回位弹簧（5）顶在阀体（2）的内腔上，所述气动控制组件（3）的下方通过连接弹簧（6）连接在液压开合组件（4）的顶部，所述液压开合组件（4）安装在阀体（2）内，所述气动控制组件（3）用于控制液压开合组件（4）的开闭，所述液压开合组件（4）用于控制制动液的单向流动，所述阀体（2）上设有回油口（21），所述阀体（2）上位于回油口（21）的对侧设有呼吸口（22）；

所述液压开合组件（4）包括活塞（41）、球形密封件（42）、连接头（43）以及转动圈（44），所述活塞（41）滑动安装在阀体（2）内并通过多个密封圈与阀体（2）密封连接，所述活塞（41）的底面上设有卡槽（45），所述球形密封件（42）安装在卡槽（45）内，所述阀体（2）上还设有与连接头（43）密封连接接的密封腔（24），所述密封腔（24）的内表面上设有限位环（25），所述连接头（43）上端抵住限位环（25），所述回油口（21）与限位环（25）上方的密封腔（24）连通，所述活塞（41）的下端与限位环（25）的内表面密封连接，所述连接头（43）上设有油路凹槽（47），所述转动圈（44）通过卡环（46）转动连接在油路凹槽（47）内；

所述活塞（41）内开设有通路一（411）与通路二（412），所述通路一（411）的顶端与阀体（2）的空腔连通，所述通路二（412）一端与通路一（411）的下端连通，另一端与限位环（25）上方的密封腔（24）连通，所述活塞（41）的下端设有与限位环（25）密封连接的活塞环（48），所述活塞环（48）内设有多处吸水棉柱（481），所述吸水棉柱（481）的上方设有吸水棉垫（482），所述吸水棉柱（481）的下方设有亲水垫（483），所述活塞环（48）上位于洗水棉垫（482）的外侧设有封堵板（484），所述阀体（2）上对应封堵板（484）的位置处设有避让槽。

2.根据权利要求1所述的一种气控液压截止阀，其特征在于：所述气动控制组件（3）包括阶梯活塞杆（31）、密封环（32）、鼓膜（33）、鼓膜夹板（34）以及紧固螺母（35），所述阶梯活塞杆（31）安装在密封环（32）内，所述密封环（32）滑动连接在上壳（1）内，所述鼓膜（33）套接在阶梯活塞杆（31）上并且位于密封环（32）的下方，所述鼓膜夹板（33）套接在阶梯活塞杆（31）上并且位于鼓膜（33）的下方，所述紧固螺母（35）螺纹安装在阶梯活塞杆（31）上并且将密封环（32）、鼓膜（33）、鼓膜夹板（34）紧固在阶梯活塞杆（31）上，所述鼓膜（33）的下表面外缘处设有定位凸筋（36），所述鼓膜（33）通过定位凸筋（36）卡合在阀体（2）上。

3.根据权利要求2所述的一种气控液压截止阀，其特征在于：所述鼓膜（33）上设有定位筋（331），所述鼓膜夹板（34）上与定位筋（331）对应的位置处设有定位槽（341），所述回位弹簧（5）安装在鼓膜夹板（34）与阀体（2）之间。

4.根据权利要求1所述的一种气控液压截止阀，其特征在于：所述连接头（43）内设有进油口（431），所述进油口（431）的上端直径小于球形密封件的直径，所述油路凹槽（47）内设有隔板（471），所述隔板（471）的上端与活塞（41）固定连接，所述隔板（471）的高度等于油路凹槽（47）的深度，所述隔板（471）将油路凹槽（47）分割成内侧空间小、外侧空间大的内外两部分。

5.根据权利要求1所述的一种气控液压截止阀，其特征在于：所述转动圈（44）的内表面设有若干个阻挡叶片（441），所述阻挡叶片的形状（441）为自上到下均匀倾斜的叶片。

6.利用权利要求1-5任一项所述的一种气控液压截止阀的制动循环冷却系统，其特征在于：包括空气加力泵（100）、气控液压截止阀（300）、散热器（400）以及储油杯（500），压缩空气分别进入空气加力泵（100）和气控液压截止阀（300）的控制口（11），所述空气加力泵（100）的出气端与单向阀（200）的输入端连接，所述单向阀（200）的输出端分别与制动器油缸以及气控液压截止阀（300）的进油口（431）连接，制动器油缸回的制动液进入进油口（431）再通过回油口（21）进入散热器（400）中，在散热器（400）中散热的制动液最终进入储油杯（500）中，在压缩空气进入控制口（11）的气路上设置快速排气阀（600），从控制口（11）中排出的空气由于快速排气阀（600）的阻挡会进入散热器（400）中将散热器（400）中残余的热量带走。

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