CN201970991U - 一种空气控制阀及空气制动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气控制阀，包括主阀以及设于其阀体中的紧急二段阀、加速缓解风缸止回阀和第一加速缓解阀，所述主阀的下盖中设有由所述主阀活塞控制的第二加速缓解阀，所述第二加速缓解阀的进气口和排气口分别与所述加速缓解风缸止回阀的排气口和所述第一加速缓解阀的进气口连通，所述紧急二段阀的下腔与所述第一加速缓解阀的控制腔连通。该控制阀可有效提高列车管小减压量制动后的缓解波速。本实用新型还公开了设有上述空气控制阀的空气制动机。

Description

一种空气控制阀及空气制动机

技术领域

本实用新型涉及控制阀技术领域，特别是涉及用于铁路列车制动机的空气控制阀。

背景技术

随着我国货物列车牵引重量的不断提高，以GK型和103型制动机为主的空气制动机已不能满足重载列车发展的要求，眉山车辆工厂和铁科院共同研制了120型制动机，90年代初被铁道部确定为我国货车主型制动机，新造货车全部安装使用120型制动机，并对原装有GK型和103型制动机的货车进行改造，逐步淘汰GK型和103型制动机。

120型制动机主要采用120空气控制阀(简称120阀)，120阀是我国主型货车空气控制阀，自1993年鉴定以后，铁道部将120阀定为全路货车车辆的主型制动控制阀。

铁路列车制动主要通过压缩空气借助制动装置机械作用来实现对列车车轮转动的控制。当列车管减压时，车辆制动机的空气控制阀使副风缸中的压缩空气进入制动缸，阻滞车轮转动，使列车减速或停止运行；当列车管充风升压时，车辆制动机的空气控制阀切断副风缸向制动缸充气的通路并使制动缸内的压缩空气排入大气，从而实现缓解。

当司机操纵制动机进行缓解时，缓解作用沿列车管长度方向由前向后逐次传播，称为缓解波，其传播的速度称为缓解波速。

随着列车编组长度的增加，列车管的容积以及空气流动阻力也相应增加，使得列车管前后压力差梯度增大，列车管的漏泄也将增大，延长了列车管的充气缓解过程。

如果缓解波速较低，由于充风时的缓解波速由列车前部往后部传输，这样前部的车辆先缓解，就产生了向前的动力；而后部车辆还处在制动状态，这将造成长大列车在缓解过程中出现较大的纵向冲动，容易将车钩拉断。

120阀存在列车管小减压量制动以后缓解波速低的问题，缓解波速不小于150m/s是120阀的设计目标之一，为此120阀采用了加速缓解阀和加速缓解风缸的结构形式。

请参考图1、图2、图3，图1是现有技术中120阀的俯视图；图2为图1所示120阀的A-A视图；图3为图1所示120阀的B-B视图。

如图所示，120阀主要由主阀1以及设于其阀体中的加速缓解风缸止回阀2和加速缓解阀3等部件构成，止回阀2的上腔与加速缓解风缸连通、下腔与加速缓解阀3的进气口连通，加速缓解阀3的排气口与列车管连通。

当120阀的主活塞1-1动作下移到缓解位、本车制动缸缓解时，将准备排入大气的制动缸压力空气做为压力信号先引到加速缓解阀3的膜板右侧，使加速缓解阀3产生动作，使本车加速缓解风缸的压力空气通过加速缓解阀3中被顶开的夹心阀3-1充入列车管。

这样，列车管除了会充入机车供风系统的压力空气以外，还会充入加速缓解风缸的压力空气，这就是列车管的“局部增压”作用，又称“加速缓解”作用，其原理是由于列车中前后列车管的压力梯度增大，使列车管增压作用沿列车由前向后的传播速度加快，从而大大提高了缓解波速。

120阀专列试验结果表明，120辆120阀编组时缓解波速为180～200m/s(按AAR方法计算)，满足了设计要求。但120阀在列车管小减压量制动以后缓解时，由于制动缸压力低，所以有可能无法推动加速缓解阀的活塞，这样就没有加速缓解作用，会严重影响缓解波速，这一现象在编组辆数为100和120辆时比较明显。

当列车管减压量不小于70kPa时，由于制动缸压力较高，则不会存在这种影响。

我国铁路电力机车的DK-1型机车电空制动机的最小常用制动列车管减压量为40～50kPa，内燃机车的JZ-7型空气制动机最小常用制动列车管减压量为45～55kPa(列车管定压为600kPa时，+5kPa)，新型和谐号机车采用的CCB2型制动机的最小常用制动列车管减压量为40～50kPa，牵引机车制动机的最小常用制动列车管减压量为50kPa左右，无法满足120阀列车管减压量不小于70kPa的要求。

此外，由于管路阻力等因素的影响列车中前后列车管的压力存在梯度，即使机车制动机减压70kPa，列车尾部列车管减压量也达不到机车制动机的减压量。

因此，如何提高列车管小减压量制动后的缓解波速，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种空气控制阀。该控制阀可有效提高列车管小减压量制动后的缓解波速。

本实用新型的第二目的是提供一种设有上述空气控制阀的空气制动机。

为了实现上述第一目的，本实用新型提供了一种空气控制阀，包括主阀以及设于其阀体中的紧急二段阀、加速缓解风缸止回阀和第一加速缓解阀，所述主阀的下盖中设有由所述主阀活塞控制的第二加速缓解阀，所述第二加速缓解阀的进气口和排气口分别与所述加速缓解风缸止回阀的排气口和所述第一加速缓解阀的进气口连通，所述紧急二段阀的下腔与所述第一加速缓解阀的控制腔连通。

优选地，所述紧急二段阀的下腔经由所述主阀下盖中的气路引至所述第一加速缓解阀的膜板右侧。

优选地，所述第二加速缓解阀经由所述主阀下盖中的气路与所述加速缓解风缸止回阀和第一加速缓解阀连通。

优选地，所述主阀的阀体中设有单独引出的制动缸排气气路。

优选地，所述制动缸排气气路的末端设有排气缩堵。

优选地，所述第一加速缓解阀膜板左侧的常压腔经所述主阀阀体上的小孔与外界连通。

优选地，所述第二加速缓解阀包括顶杆、阀套以及夹心阀，所述顶杆穿过所述阀套并且与所述阀套动密封配合，其下端支撑于所述夹心阀的顶部、上端与所述主阀中由活塞带动的滑阀稳定杆相对。

优选地，所述顶杆上端与滑阀稳定杆之间具有在所述主阀处于缓解位时打开所述夹心阀以及在所述主阀处于制动位、制动保压位时关闭所述夹心阀的间距。

优选地，所述第一加速缓阀具有在所述主阀处于制动位、制动保压位时打开以及在所述主阀处于缓解位时关闭的工作位置。

为了实现上述第二目的，本实用新型提供一种空气制动机，包括空气控制阀和列车管，所述空气控制阀具体为上述任一项所述的空气控制阀，所述第一加速缓解阀的排气口与所述列车管连通。

本实用新型在现有技术的基础上对加速缓解作用的控制方式进行了改进，在主阀的下盖中增加了第二加速缓解阀，并且由主阀的主活塞进行控制。当主阀的主活塞动作下移到缓解位时，可带动下盖中的第二加速缓解阀产生动作，使加速缓解风缸的压力空气先通过第二加速缓解阀，再通过第一加速缓解阀充入列车管。这样，就使加速缓解作用和主阀的缓解在时间上基本同步，对来自机车供风系统压力空气产生的缓解空气波能够形成有效的“局部增压”作用，从而显著提高缓解波速。

研究和试验表明，最大的纵向力往往发生在空气制动机制动及缓解工况，特别是低速缓解和紧急制动时，因此，提高制动波速和缓解波速可以减小列车的纵向力，减少制动、缓解过程中产生的纵向冲动，能适应长大重载列车的要求。

本实用新型所提供的空气制动机包括上述空气控制阀，由于上述空气控制阀具有上述技术效果，具有该空气控制阀的空气制动机也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中120阀的俯视图；

图2为图1所示120阀的A-A视图；

图3为图1所示120阀的B-B视图；

图4为本实用新型所提供空气控制阀的俯视图；

图5为图4所示空气控制阀的A-A视图；

图6为图5中I部位的局部放大示意图；

图7为图4所示空气控制阀的B-B视图。

图1至图3中：

1.主阀  1-1.主活塞  2.止回阀  3.加速缓解阀  3-1.夹心阀

图4至图7中：

10.主阀  10-1.前盖  10-2.下盖  10-3.主活塞  10-4.稳定杆  20.紧急二段阀   30.止回阀    40.第一加速缓解阀    50.第二加速缓解阀50-1.顶杆   50-2.阀套   50-3.夹心阀

具体实施方式

本实用新型的核心在于通过改进空气控制阀加速缓解作用的控制方式来提高列车管小减压量制动后的缓解波速。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，不应将其理解为对保护范围的绝对限定，“第一、第二”等用语仅是为了便于描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

请参考图4，图4为本实用新型所提供空气控制阀的俯视图。

如图所示，在一种具体实施方式中，本实用新型提供的空气控制阀主要由主阀10以及设于其阀体中的紧急二段阀20、加速缓解风缸止回阀30和第一加速缓解阀40等部件构成，其中紧急二段阀20位于主阀10左侧，第一加速缓解阀40位于主阀10的前盖10-1处，止回阀30位于主阀10和第一加速缓解阀40之间并临近主阀10的下盖10-2。

请参考图5、图6、图7，图5为图4所示空气控制阀的A-A视图；图6为图5中I部位的局部放大示意图；图7为图4所示空气控制阀的B-B视图。

主阀10的下盖10-2中设有第二加速缓解阀50，第二加速缓解阀50包括顶杆50-1、阀套50-2以及夹心阀50-3，顶杆50-1自上而下穿过阀套50-2并且与阀套50-2动密封配合，其下端支撑于夹心阀50-3的顶部、上端与主阀10中由主活塞10-3带动的滑阀稳定杆10-4相对。

顶杆50-1上端与稳定杆10-4之间具有一定间距，此间距应保证在主阀10处于缓解位时顶杆50-1能打开夹心阀50-3，在主阀10处于制动位、制动保压位时顶杆50-1能够关闭夹心阀50-3。

第二加速缓解阀50的进气口经由下盖10-2中的气路(图中未示出)与止回阀30的排气口连通、排气口经由下盖10-2中的气路与第一加速缓解阀40的进气口连通。

紧急二段阀20的下腔经由下盖10-2中的气路(图中未示出)引至第一加速缓解阀40的膜板右侧(即控制腔)，由紧急二段阀20下腔中的制动缸下游压力空气控制第一加速缓解阀40的动作，在主阀10处于制动位、制动保压位时第一加速缓解阀40打开，在主阀10处于缓解位时第一加速缓解阀40关闭。

主阀10的阀体中设有单独引出的制动缸排气气路(图中未示出)，前盖10-1的排气缩堵安装于制动缸排气气路的末端。

第一加速缓解阀40膜板左侧的常压腔经主阀阀体上的小孔(由于剖切位置的原因图中未示出)与外界连通。

上述空气控制阀的加速缓解作用动作顺序分析表如下：

这里需要说明的是，上述图中未予示出的部分气路和小孔，并不影响再现本实用新型，本领域技术人员可根据实际需要进行灵活设计。

上述结构充分利用了现有120阀的基本构造，主要在主阀前盖、下盖和阀体上进行了改进，在满足新品制造要求的同时，特别适于对我国七十余万套既有空气控制阀实施升级改造，而不需要对其它零部件再行更换。

当然，上述空气控制阀仅是一种优选方案，其具体结构并不局限于此，在不考虑保留现有七十余万套空气控制阀结构尺寸的前提下，可采用除上述结构以外的其它结构形式，同样能够实现本实用新型目的。由于可能实现的方式较多，为节约篇幅，本文就不再一一举例说明。

除了上述空气控制阀，本实用新型还提供一种空气制动机。该空气制动机包括空气控制阀和列车管，空气控制阀具体为上文所述的空气控制阀，其第一加速缓解阀的排气口与列车管连通，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的空气控制阀和空气制动机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空气控制阀，包括主阀以及设于其阀体中的紧急二段阀、加速缓解风缸止回阀和第一加速缓解阀，其特征在于，所述主阀的下盖中设有由所述主阀活塞控制的第二加速缓解阀，所述第二加速缓解阀的进气口和排气口分别与所述加速缓解风缸止回阀的排气口和所述第一加速缓解阀的进气口连通，所述紧急二段阀的下腔与所述第一加速缓解阀的控制腔连通。

2.根据权利要求1所述的空气控制阀，其特征在于，所述紧急二段阀的下腔经由所述主阀下盖中的气路引至所述第一加速缓解阀的膜板右侧。

3.根据权利要求1所述的空气控制阀，其特征在于，所述第二加速缓解阀经由所述主阀下盖中的气路与所述加速缓解风缸止回阀和第一加速缓解阀连通。

4.根据权利要求1所述的空气控制阀，其特征在于，所述主阀的阀体中设有单独引出的制动缸排气气路。

5.根据权利要求4所述的空气控制阀，其特征在于，所述制动缸排气气路的末端设有排气缩堵。

6.根据权利要求1所述的空气控制阀，其特征在于，所述第一加速缓解阀膜板左侧的常压腔经所述主阀阀体上的小孔与外界连通。

7.根据权利要求1至6任一项所述的空气控制阀，其特征在于，所述第二加速缓解阀包括顶杆、阀套以及夹心阀，所述顶杆穿过所述阀套并且与所述阀套动密封配合，其下端支撑于所述夹心阀的顶部、上端与所述主阀中由活塞带动的滑阀稳定杆相对。

8.根据权利要求7所述的空气控制阀，其特征在于，所述顶杆上端与滑阀稳定杆之间具有在所述主阀处于缓解位时打开所述夹心阀以及在所述主阀处于制动位、制动保压位时关闭所述夹心阀的间距。

9.根据权利要求8所述的空气控制阀，其特征在于，所述第一加速缓阀具有在所述主阀处于制动位、制动保压位时打开以及在所述主阀处于缓解位时关闭的工作位置。

10.一种空气制动机，包括空气控制阀和列车管，其特征在于，所述空气控制阀具体为上述权利要求1至9任一项所述的空气控制阀，所述第一加速缓解阀的排气口与所述列车管连通。

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