CN117885709A - 具有缓解功能的控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有缓解功能的控制阀，包括：主阀，主阀具有互不连通的控制上腔和控制下腔，控制上腔与列车管连通，控制下腔与副风缸连通；充气阀，包括阀体主体、驱动阀芯以及充气阀芯，阀体主体具有驱动腔和充气腔，驱动阀芯将驱动腔分隔为第一驱动腔和第二驱动腔，第一驱动腔与紧急室相连通，第二驱动腔与列车管相连通，充气阀芯可移动地设置于充气腔的出气口处，充气腔的进气口与加速缓解风缸相连通；其中，驱动阀芯具有充气位置和关闭位置，在驱动阀芯位于充气位置时，驱动阀芯驱动充气阀芯打开充气腔的出气口，在驱动阀芯位于关闭位置时，充气阀芯封堵充气腔的出气口。通过本方案，能够解决控制阀无法满足使用需求的问题。

Description

具有缓解功能的控制阀

技术领域

本发明涉及列车技术领域，具体而言，涉及一种具有缓解功能的控制阀。

背景技术

空气控制阀是铁路列车制动系统的核心部件，控制列车产生制动、缓解等功能，其与副风缸、加速缓解风缸以及制动缸等组成铁路货车的制动系统。在列车正常运行过程中，通过空气控制阀实现列车的加速、减速以及制动。目前铁路货车编组数量多，列车长度大，对制动系统中空气控制阀的性能要求特别高。这个性能主要体现在要求控制阀传递制动或缓解作用迅速，列车中所有控制阀的制动或缓解作用同步性高。

在相关技术中，120阀是一种铁路货车用二压力控制阀，120阀有加速缓解功能，控制阀进入缓解位后连通制动缸压力空气排大气通路，在制动缸压力排大气过程中开启加速充气阀，使加速缓解风缸的压力反充至列车管，实现加快整列车列车管升压速度，加快整列车缓解的作用，减小列车中各车辆缓解时的纵向冲击力。

然而，现有的120阀存在如下问题：1、列车管必须升压到足够大，使列车的控制阀进入缓解位之后，制动缸才能排气，进而才能开启加速缓解作用。即前车先缓解，再加速后车缓解，不能起到加速前车缓解的作用。2、在列车管减压量小的时候(列车调速时)，制动缸内压力小，在缓解排气时，不能开启加速充气阀或开启加速充气阀的时间很短，增压效果不好。

发明内容

本发明提供一种具有缓解功能的控制阀，以解决相关技术中的120阀无法满足使用需求的问题。

本发明提供了一种具有缓解功能的控制阀，具有缓解功能的控制阀包括：主阀，主阀具有互不连通的控制上腔和控制下腔，控制上腔与列车管连通，控制下腔与副风缸连通；充气阀，包括阀体主体、驱动阀芯以及充气阀芯，阀体主体具有间隔设置的驱动腔和充气腔，驱动阀芯可移动地设置在驱动腔内并将驱动腔分隔为互不连通的第一驱动腔和第二驱动腔，第一驱动腔与紧急室相连通，第二驱动腔与列车管相连通，充气阀芯可移动地设置于充气腔的出气口处，充气腔的进气口与加速缓解风缸相连通；其中，驱动阀芯具有充气位置和关闭位置，在驱动阀芯位于充气位置时，驱动阀芯驱动充气阀芯打开充气腔的出气口，以使充气腔与列车管连通，在驱动阀芯位于关闭位置时，充气阀芯封堵充气腔的出气口。

进一步地，充气阀还包括设置在阀体主体内的充气阀体，充气阀体设置在充气腔内并与充气腔的腔壁相贴合，充气阀体的进气口与充气腔的进气口连通，充气阀体的出气口为充气腔的出气口，驱动阀芯可移动地穿设于充气阀体。

进一步地，充气阀还包括设置在第一驱动腔内的缓解弹簧，缓解弹簧的两端分别与驱动阀芯以及充气阀体相抵接。

进一步地，充气阀体具有贯穿设置的驱动孔，驱动孔与充气阀体的出气口连通，驱动阀芯穿设在驱动孔内并与驱动孔的孔壁密封贴合，驱动阀芯伸入驱动孔并与充气阀芯驱动配合。

进一步地，阀体主体的内壁具有环形延伸的容纳槽，充气阀体具有环形凸起，环形凸起位于容纳槽内。

进一步地，阀体主体的内壁具有台阶面，台阶面远离充气腔的一侧设置有安装槽，充气阀还包括设置在安装槽内的挡圈，挡圈和台阶面共同围成容纳槽。

进一步地，充气阀还包括多个密封圈，多个密封圈均套设在充气阀体的外壁上并沿充气阀体的轴向依次设置，多个密封圈均与阀体主体的内壁相贴合。

进一步地，充气阀还包括止逆弹簧，充气阀体的进气口处设置有支撑板，止逆弹簧的两端分别与支撑板以及充气阀芯相抵接，止逆弹簧和驱动阀芯分别位于充气阀芯的两侧。

进一步地，主阀和阀体主体一体成型。

进一步地，主阀包括主阀体以及可移动地设置在主阀体内的主阀芯，主阀芯将主阀体分隔为控制上腔和控制下腔，控制下腔的进气口与列车管连通，控制下腔的连通口与副风缸连通，控制下腔的制动充气口与制动缸连通，控制下腔的排气口与外界连通，在主阀芯移动时，副风缸能够通过主阀芯分别与控制下腔的制动充气口以及控制下腔的排气口连通。

应用本发明的技术方案，列车主阀包括主阀和充气阀，在列车制动后充气缓解时，由于列车管中的空气压力大于紧急室中的压力，第二驱动腔中的压力大于第一驱动腔中的压力，在压差的作用下，驱动阀芯驱动充气阀芯打开充气腔的出气口，并由关闭位置移动至充气位置，充气腔与第二驱动腔连通，加速缓解风缸中的空气流动至充气腔的进气口，并通过充气腔进入第二驱动腔，再进入列车管，从而加快了列车管的充气速度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的具有缓解功能的控制阀的示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的具有缓解功能的控制阀的充气阀芯位于充气位置的示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的具有缓解功能的控制阀的充气阀芯位于关闭位置的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、列车管；2、副风缸；3、紧急室；4、加速缓解风缸；

10、主阀；11、控制上腔；12、控制下腔；13、主阀体；14、主阀芯；141、控制阀芯；142、滑阀芯；143、节制阀芯；

20、充气阀；21、阀体主体；211、第一驱动腔；212、第二驱动腔；213、容纳槽；22、驱动阀芯；23、充气阀芯；24、充气阀体；241、驱动孔；25、缓解弹簧；26、止逆弹簧。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种具有缓解功能的控制阀，具有缓解功能的控制阀包括主阀10、充气阀20，主阀10具有互不连通的控制上腔11和控制下腔12，控制上腔11与列车管1连通，控制下腔12与副风缸2连通；充气阀20包括阀体主体21、驱动阀芯22以及充气阀芯23，阀体主体21具有间隔设置的驱动腔和充气腔，驱动阀芯22可移动地设置在驱动腔内并将驱动腔分隔为互不连通的第一驱动腔211和第二驱动腔212，第一驱动腔211与紧急室3相连通，第二驱动腔212与列车管1相连通，充气阀芯23可移动地设置于充气腔的出气口处，充气腔的进气口与加速缓解风缸4相连通；其中，驱动阀芯22具有充气位置和关闭位置，在驱动阀芯22位于充气位置时，驱动阀芯22驱动充气阀芯23打开充气腔的出气口，以使充气腔与列车管1连通，在驱动阀芯22位于关闭位置时，充气阀芯23封堵充气腔的出气口。

应用本发明的技术方案，列车主阀10包括主阀10和充气阀20，在列车制动后充气缓解时，由于列车管1中的空气压力大于紧急室3中的压力，第二驱动腔212中的压力大于第一驱动腔211中的压力，在压差的作用下，驱动阀芯驱动充气阀20芯打开充气腔的出气口，并由关闭位置移动至充气位置，充气腔与第二驱动腔212连通，加速缓解风缸4中的空气流动至充气腔的进气口，并通过充气腔进入第二驱动腔212，再进入列车管1，从而加快了列车管1的充气速度。

并且，由于列车管1的充气速度加快是采用加速缓解风缸4中的气体，并不需要列车管升到足够大的压力，并不需要制动缸中的气体驱动，进而使前车和后车的加速性能一致，使整列车缓解速度和缓解一致性更高，减小缓解时列车间各车辆纵向冲动。

同时，由于无需利用制动缸中的气体开启加速充气阀，只要加速缓解风缸4中存在压力空气，即可对列车管1进行增压，进而采用充气阀20使得列车管1的增压效果更加明显。

如图1所示，充气阀20还包括设置在阀体主体21内的充气阀体24，充气阀体24设置在充气腔内并与充气腔的腔壁相贴合，充气阀体24的进气口与充气腔的进气口连通，充气阀体24的出气口为充气腔的出气口，充气阀芯23可移动地设置于充气阀体24内，驱动阀芯22可移动地穿设于充气阀体24。采用充气阀体24，既能够对驱动阀芯22进行导向，又能够将阀体主体21的内腔进行分隔。

在本实施例中，驱动阀芯22包括相连接的阀杆和阀帽，阀帽的外边沿与驱动腔的腔壁相贴合并将驱动腔分隔为第一驱动腔211和第二驱动腔212，阀杆可移动地穿设于充气阀体24。

如图2所示，充气阀20还包括设置在第一驱动腔211内的缓解弹簧25，缓解弹簧25的两端分别与驱动阀芯22以及充气阀体24相抵接。利用缓解弹簧25能够为驱动阀芯22提供回复力，使驱动阀芯22保持在无法与充气阀芯23驱动配合的状态。

如图3所示，充气阀体24具有贯穿设置的驱动孔241，驱动孔241与充气阀体24的出气口连通，驱动阀芯22穿设在驱动孔241内并与驱动孔241的孔壁密封贴合，驱动阀芯22伸入驱动孔241并与充气阀芯23驱动配合。采用上述结构的充气阀体24，既能够利用驱动孔241对驱动阀芯22进行导向，又能够对驱动阀芯22进行避让，以使其能够驱动充气阀芯23。

如图2所示，阀体主体21的内壁具有环形延伸的容纳槽213，充气阀体24具有环形凸起，环形凸起位于容纳槽213内。利用容纳槽213，能够对充气阀体24进行定位，使阀体主体21和充气阀体24相对静止。

如图2所示，阀体主体21的内壁具有台阶面，台阶面远离充气腔的一侧设置有安装槽，充气阀20还包括设置在安装槽内的挡圈，挡圈和台阶面共同围成容纳槽213。采用上述结构设置的容纳槽213，具有结构简单，便于安装的优点。

如图3所示，充气阀20还包括多个密封圈，多个密封圈均套设在充气阀体24的外壁上并沿充气阀体24的轴向依次设置，多个密封圈均与阀体主体21的内壁相贴合。利用多个密封圈，能够增强阀体主体21和充气阀体24之间的密封性能。

如图2所示，充气阀20还包括止逆弹簧26，充气阀体24的进气口处设置有支撑板，止逆弹簧26的两端分别与支撑板以及充气阀芯23相抵接，止逆弹簧26和驱动阀芯22分别位于充气阀芯23的两侧。利用止逆弹簧26，能够为充气阀芯23提供回复力，使充气阀芯23保持在关闭位置。

其中，主阀10和阀体主体21一体成型。采用上述结构，能够减小阀体的体积，减小其空间占用。

如图2所示，主阀10包括主阀体13以及可移动地设置在主阀体13内的主阀芯14，主阀芯14将主阀体13分隔为控制上腔11和控制下腔12，控制下腔12的进气口与列车管1连通，控制下腔12的连通口与副风缸2连通，控制下腔12的制动充气口与制动缸连通，控制下腔12的排气口与外界连通，在主阀芯14移动时，副风缸2能够通过主阀芯14分别与控制下腔12的制动充气口以及控制下腔12的排气口连通。采用上述结构的主阀10，能够通过主阀芯14的位置变化和连通关系使列车处于不同的状态，实现列车的缓解和制动。

在本实施例中，主阀芯14包括控制阀芯141、滑阀芯142以及节制阀芯143，控制阀芯能够带动滑阀芯和节制阀芯移动，以实现不同的连通关系变化。

在初充气阶段，列车的整个制动系统中均不存在压力空气，机车通过列车管1向各车辆的副风缸2、加速缓解风缸4和紧急室3中充气，此时，列车管1中的压力大于与控制上腔连通的紧急室3压力。

具体地，当列车处于充气缓解状态时，机车通过列车管1向控制阀充气，其中，列车管1向控制上腔11充气，进而使控制上腔11中的空气压力大于控制下腔12中的空气压力，从而使控制阀芯141在驱动压差的作用下向下移动，并且，控制阀芯141带动滑阀芯142一起下移，使控制阀芯141、滑阀芯142均处于最下端位置，并通过滑阀芯142连通列车管1向控制下腔12充气通路，同时，控制下腔12向副风缸2充气，并充到定压，即规定压力500kpa。并且，驱动阀芯22驱动充气阀芯23打开充气腔的出气口，充气腔与列车管1连通，加速缓解风缸4中的空气通过充气腔进入列车管1。

当列车即将制动时，列车管1开始减压，由于列车管1向控制下腔12充气的通路上设置有缩堵，进而使控制下腔12中的空气压力大于控制上腔11中的空气压力，控制阀芯141通过其下方的压缩弹簧的弹力作用向上移动，此时，列车管1与副风缸2的充气通路被切断。列车管1中的压力空气通过排气通路排出主阀体13，列车处于局部减压状态，加快整列车列车管1的排气速度，使每辆车的控制阀更快进入制动位，并提高列车中各车辆进入制动状态的同步性，减小列车中各车辆在制动时的纵向冲击力。此时，由于紧急室3中的压力大于列车管1中的压力，驱动阀芯22无法打开充气阀芯23，无法实现向列车管1充气。

列车管1继续减压，控制上腔11中的空气压力依旧大于控制下腔12中的空气压力，控制阀芯141向上移动的同时，带动滑阀芯142上移，此时，滑阀芯142处于最上端的位置。副风缸2中的压力空气通过主阀腔进入制动缸，列车处于制动状态。

当列车管1减压至规定压力并停止减压，由于副风缸2依旧向制动缸充气，因而副风缸2的压力仍继续降低，直到控制上腔11中的压力稍高于控制下腔12的压力，控制阀芯141带动滑阀芯142向下移动，切断副风缸2与制动缸的充气通路，控制阀处于制动保压状态。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述具有缓解功能的控制阀包括：

主阀(10)，所述主阀(10)具有互不连通的控制上腔(11)和控制下腔(12)，所述控制上腔(11)与列车管(1)连通，所述控制下腔(12)与副风缸(2)连通；

充气阀(20)，包括阀体主体(21)、驱动阀芯(22)以及充气阀芯(23)，所述阀体主体(21)具有间隔设置的驱动腔和充气腔，所述驱动阀芯(22)可移动地设置在所述驱动腔内并将所述驱动腔分隔为互不连通的第一驱动腔(211)和第二驱动腔(212)，所述第一驱动腔(211)与紧急室(3)相连通，所述第二驱动腔(212)与所述列车管(1)相连通，所述充气阀芯(23)可移动地设置于所述充气腔的出气口处，所述充气腔的进气口与加速缓解风缸(4)相连通；

其中，所述驱动阀芯(22)具有充气位置和关闭位置，在所述驱动阀芯(22)位于所述充气位置时，所述驱动阀芯(22)驱动所述充气阀芯(23)打开所述充气腔的出气口，以使所述充气腔与所述列车管(1)连通，在所述驱动阀芯(22)位于所述关闭位置时，所述充气阀芯(23)封堵所述充气腔的出气口。

2.根据权利要求1所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述充气阀(20)还包括设置在所述阀体主体(21)内的充气阀体(24)，所述充气阀体(24)设置在所述充气腔内并与所述充气腔的腔壁相贴合，所述充气阀体(24)的进气口与所述充气腔的进气口连通，所述充气阀体(24)的出气口为所述充气腔的出气口，所述充气阀芯(23)可移动地设置于所述充气阀体(24)内，所述驱动阀芯(22)可移动地穿设于所述充气阀体(24)。

3.根据权利要求2所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述充气阀(20)还包括设置在所述第一驱动腔(211)内的缓解弹簧(25)，所述缓解弹簧(25)的两端分别与所述驱动阀芯(22)以及所述充气阀体(24)相抵接。

4.根据权利要求2所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述充气阀体(24)具有贯穿设置的驱动孔(241)，所述驱动孔(241)与所述充气阀体(24)的出气口连通，所述驱动阀芯(22)穿设在所述驱动孔(241)内并与所述驱动孔(241)的孔壁密封贴合，所述驱动阀芯(22)伸入所述驱动孔(241)并与所述充气阀芯(23)驱动配合。

5.根据权利要求2所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述阀体主体(21)的内壁具有环形延伸的容纳槽(213)，所述充气阀体(24)具有环形凸起，所述环形凸起位于所述容纳槽(213)内。

6.根据权利要求5所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述阀体主体(21)的内壁具有台阶面，所述台阶面远离所述充气腔的一侧设置有安装槽，所述充气阀(20)还包括设置在所述安装槽内的挡圈，所述挡圈和所述台阶面共同围成所述容纳槽(213)。

7.根据权利要求2所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述充气阀(20)还包括多个密封圈，多个所述密封圈均套设在所述充气阀体(24)的外壁上并沿所述充气阀体(24)的轴向依次设置，多个所述密封圈均与所述阀体主体(21)的内壁相贴合。

8.根据权利要求2所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述充气阀(20)还包括止逆弹簧(26)，所述充气阀体(24)的进气口处设置有支撑板，所述止逆弹簧(26)的两端分别与所述支撑板以及所述充气阀芯(23)相抵接，所述止逆弹簧(26)和所述驱动阀芯(22)分别位于所述充气阀芯(23)的两侧。

9.根据权利要求1所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述主阀(10)和所述阀体主体(21)一体成型。

10.根据权利要求1所述的具有缓解功能的控制阀，其特征在于，所述主阀(10)包括主阀体(13)以及可移动地设置在所述主阀体(13)内的主阀芯(14)，所述主阀芯(14)将所述主阀体(13)分隔为所述控制上腔(11)和所述控制下腔(12)，所述控制下腔(12)的进气口与所述列车管(1)连通，所述控制下腔(12)的连通口与所述副风缸(2)连通，所述控制下腔(12)的制动充气口与制动缸连通，所述控制下腔(12)的排气口与外界连通，在所述主阀芯(14)移动时，所述副风缸(2)能够通过所述主阀芯(14)分别与所述控制下腔(12)的制动充气口以及所述控制下腔(12)的排气口连通。