CN208804057U - 受流器气动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种受流器气动控制系统，属于气动控制系统领域。该实用新型包括电磁换向阀，以及在电磁换向阀失电时执行排气的执行气缸，电磁换向阀与所述执行气缸之间通过连接气路连接；电磁换向阀设置有可检测阀芯位置的阀芯检测装置，连接气路设置有可检测气压的压力检测装置，执行气缸设置有检测执行气缸活塞杆伸出状况的行程检测装置。本实用新型应用于气动控制的反馈方面，解决受流器控制系统的故障排查等问题，能够迅速排查故障。

Description

受流器气动控制系统

技术领域

本发明属于气动控制系统领域，尤其涉及一种受流器气动控制系统。

背景技术

第三轨受流器适用于城市轨道车辆中的第三轨受流车辆，它是安装在车辆转向架上，为列车从刚性供电轨(第三轨)进行动态取流，满足列车电力需求的一套动态受流设备。为了满足受流器在不需要工作时、紧急情况下或检修时与受流轨脱离，一般在机械结构中都设置了启复机构。第三轨受流器从受流臂的启复控制方式上分为手动方式和自动方式，目前自动控制方式基本上都以压缩空气驱动气缸作为动力源。

专利文件CN100532151C设计了一种电气自控受流器，具有两套互为冗余的气动控制单元和两套互为冗余的电气控制单元；专利涉及的电气自控受流器能够对电磁阀阀芯检测和气缸行程检测。

上述电气自控受流器虽然具有电磁阀阀芯检测和气缸行程检测功能，但不具备气路的压力检测，不能形成完整的故障判断逻辑，因此无法准确判断故障发生位置，也无法区分气动系统故障还是气缸机械故障，不能满足故障诊断的要求。另外上述电气自控受流器的冗余设计太过复杂，不够合理，成本较高。

发明内容

针对现有的受流器气动控制系统存在工作状态检测方法比较单一、冗余设计不够合理的问题，本实用新型提供了一种基于多测量反馈的受流器气动控制系统。

本发明采用的技术方案为：

一种受流器气动控制系统，包括电磁换向阀，以及在所述电磁换向阀失电时执行排气的执行气缸，所述电磁换向阀与所述执行气缸之间通过连接气路连接；所述电磁换向阀设置有可检测阀芯位置的阀芯检测装置，所述连接气路设置有可检测气压的压力检测装置，所述执行气缸设置有检测执行气缸活塞杆伸出状况的行程检测装置。

作为优选，受流器气动控制系统还包括顺次相连的过滤器、减压阀和节流阀，节流阀顺次连接电磁换向阀和执行气缸。

作为优选，所述行程检测装置包括第一行程检测装置和第二行程检测装置，所述第一行程检测装置对应设置于所述执行气缸的活塞杆完全伸出时的最远端位置处，所述第二行程检测装置对应设置于所述执行气缸的活塞杆完全收回时的最远端位置处。

作为优选，所述压力检测装置为压力开关，所述压力开关设置于所述电磁换向阀的输出口位置。

作为优选，所述电磁换向阀为1个，所述执行气缸为双作用气缸。

作为优选，所述执行气缸为单作用气缸。

作为优选，所述电磁换向阀为多个，多个所述电磁换向阀串联，以形成互为冗余的组合结构。

作为优选，所述电磁换向阀为两位五通电磁阀或三位五通电磁阀。

作为优选，所述电磁换向阀为两位三通电磁阀、两位五通电磁阀或三位五通电磁阀其中一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：具有阀芯检测装置、气动系统压力检测装置和气缸行程检测装置，能够监测气动控制系统三个关键位置的工作状态；故障发生时，可以根据三个关键部位的检测结果及逻辑关系，迅速、准确判断故障发生位置和原因。使用多个电磁阀串联形成简单有效的冗余设计，在保证受流器系统安全的同时降低了生产和维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的采用两位三通电磁阀、单作用气缸的气动控制系统的示意图；

图2为本发明实施例所提供的采用两位五通电磁阀、单作用气缸的气动控制系统的示意图；

图3为本发明实施例所提供的采用两位五通电磁阀、双作用气缸的气动控制系统的示意图；

图4为本发明实施例所提供的单作用气缸的示意图；

图5为本发明实施例所提供的双作用气缸的示意图；

附图中1为过滤器，2为减压阀，3为节流阀，4为第一电磁换向阀，5为第二电磁换向阀，6为第三电磁换向阀，7为第一阀芯检测装置，8为第二阀芯检测装置，9为第三阀芯检测装置，10为第一压力检测装置，11为第二压力检测装置，12为第三压力检测装置，13为执行气缸，14为执行气缸第一行程检测装置，15为执行气缸第二行程检测装置，31为第一腔室，32为活塞，33为弹簧，34为执行气缸活塞杆，35为第二腔室。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。

本实用新型提供了一种受流器气动控制系统，包括过滤器1、减压阀2、节流阀3、电磁换向阀和执行气缸，过滤器1与减压阀2通过连接气路相连、减压阀2与节流阀3通过气路相连、节流阀3与电磁换向阀相连、电磁换向阀与执行气缸相连，过滤器1、减压阀2、节流阀3、电磁换向阀4和执行气缸通过连接气路顺次连接；电磁换向阀4具有阀芯检测装置，气路中设置压力检测装置10，执行气缸设置有行程检测装置。

如图1所示，在一个具体的实施例中，上述受流器气动控制系统中的执行气缸采用单作用气缸13作为受流器的驱动机构。过滤器1、减压阀2、节流阀3、第一电磁换向阀4、第二电磁换向阀5、第三电磁换向阀6和单作用气缸13通过连接气路顺次连接。

如图4所示，单作用气缸13具有第一腔室31和第二腔室35，活塞32在第一腔室31和第二腔室35之间活动，活塞32上固定有活塞杆34，活塞杆34跟随活塞32完成伸出或收回的动作。另外，第二腔室35置有排气孔并置有弹簧33，弹簧33一端固定在活塞32上。单作用气缸13不处于工作状态时，第一腔室31排气，在弹簧33的作用下，活塞32处于第一腔室31，此时活塞32所固定的活塞杆34处于收回的状态；此时活塞杆34带动受流器滑板完成收回的动作。单作用气缸13处于工作状态时，第一腔室31充气，在气体的作用下活塞32压缩弹簧33并带动活塞杆34向第二腔室35，第二腔室35的气体从排气孔排出，活塞杆34完成伸出的动作；此时活塞杆34可以带动受流器滑板完成伸出的动作。

上面所述的单作用气缸13，只需要在第一腔室31充气或者排气就可以在弹簧33的作用下完成活塞杆34的伸出或收回。相应的，至少一条可以充气和排气的气路与第一腔室相连，就可以完成杠杆的伸出和收回动作，继而完成受流器滑板的伸出与收回；这就要求与气路相连的电磁换向阀具有一个能够排气和充气的输出口。两位三通电磁换向阀、两位五通电磁换向阀、三位五通电磁换向阀都可以提供一个能够排气和充气的输出口，都可以完成上述的功能。如图1所示的实施例中第一电磁换向阀4、第二电磁换向阀5、第三电磁换向阀6采用了两位三通电磁换向阀。

其中第一电磁换向阀4失电时，第一电磁换向阀4控制连接的执行气缸13处于排气状态，相应的，执行气缸13的活塞杆34处于收回状态，受流器滑板收回。同样的，第二电磁换向阀5失电或者第三电磁换向阀6失电的情况下，执行气缸13的杠杆33都会处于收回状态，受流器滑板收回。在本实施例中，将第一电磁换向阀4、第二电磁换向阀5和第三电磁换向阀6顺次接入气路中，只要其中一个电磁换向阀未发生故障，接到失电信号后，就能使执行气缸13排气，杠杆33处于收回状态，受流器滑板收回。三个电磁换向阀其中一个或者两个电磁换向阀故障，接到失电信号后不能处于排气状态时，另外的电磁换向阀依旧能够完成气缸13的正常排气，保证受流器滑板收回，符合冗余设计。

如图1所示，第一电磁换向阀4连接有第一阀芯检测装置7，第二电磁换向阀5连接有第二阀芯检测装置8，第三电磁换向阀6连接有第三阀芯检测装置9；通过阀芯检测装置可以确定电磁换向阀中阀芯的位置，向控制系统返回一个阀芯位置的电信号，继而确定连接气路中的通断。故障发生时，可以通过比较控制系统发送给第一电磁换向阀4的控制信号和第一阀芯检测装置7返回的阀芯位置的电信号是否不同，确定故障(电磁阀失效等故障)是否发生在第一电磁换向阀4处。同样的方法，可以判断故障(电磁阀失效等故障)是否发生在第二电磁换向阀5、第三电磁换向阀6处。

如图1所示，第一电磁换向阀4的输出口置有第一压力检测装置10，第一压力检测装置10可以检测第一电磁换向阀4的输出口处的压力，并返回一个气压值电信号。可以通过比较控制信号下预设的气压值和第一压力检测装置10返回的气压值电信号是否不同，确定第一电磁换向阀是否发生了电磁阀阀芯密封不良、系统压力不足、泄露等可能导致气压异常的故障。具体的说，如果第一电磁换向阀4的阀芯检测正常时，如果第一压力检测装置10的气压值电信号与控制系统预设的气压值不同，就说明第一电磁换向阀4是否发生了电磁阀阀芯密封不良、系统压力不足、泄露等可能导致气压异常的故障。相应的，如果第一电磁换向阀4发生电磁阀失效等故障时，需要完成第一电磁换向阀4阀芯的维修再进行输出口的压力检测。同样的方法，可以判断电磁阀阀芯密封不良、系统压力不足、泄露等可能导致气压异常的故障是否发生在第二电磁换向阀5、第三电磁换向阀6处。第一压力检测装置10、第二压力检测装置11、第三压力检测装置12可以采用压力开关实现。

为检测执行气缸13的活塞杆34位置是否正常，本实施例设置有两个行程检测开关，分别检测活塞杆34伸出和收回时的状态是否正常。活塞杆34在完全伸出时活塞杆34最远端位置设置触点，如图1所示，在活塞杆34完全伸出时的触点位置设置一个微动开关，作为第一行程检测装置14；当活塞杆34处于正常伸出时，触点接触第一行程检测装置14，并返回一个活塞杆34处于伸出状态的电信号给控制系统。在杠杆33完全收回时的触点位置设置一个微动开关，作为第二行程检测装置15；当活塞杆34处于完全收回时，触点接触第二行程检测装置14，并返回一个活塞杆34处于收回状态的电信号给控制系统。对应的，控制系统既活塞杆34处于伸出状态的电信号，也没有收到活塞杆34处于收回状态的电信号也没收到，活塞杆34处于非正常的状态，可以确定发生了气缸机械卡滞等执行气缸方面的故障。另外，前面所述阀芯检测、压力检测正常时，可以通过返回的活塞杆34状态的电信号与控制系统的设定的活塞杆34状态信号是否不同，确定执行气缸13是否发生了机械卡滞等故障。当阀芯检测、压力检测不正常时，完成相应的电磁换向阀阀芯或者电磁换向阀的维修，再进行杠杆33的行程检测。

通过本申请的设计，当故障发生时，能够根据三个关键位置的检测确定故障的具体位置。

还有一个实施例，采用上述实施例的设计，仅把两位三通电磁换向阀换成两位五通电磁换向阀，如图2所示。其他结构保持不变，相应的故障判定第一个实施例相同。同样的，两位三通电磁阀也可以换成三位五通电磁换向阀。

如图3所示，还有一个实施例，采用双作用气缸10作为执行气缸。过滤器1、减压阀2、节流阀3、第一电磁换向阀4和双作用气缸10通过连接气路顺次连接。

过滤器1、减压阀2、节流阀3、第一电磁换向阀4、第二电磁换向阀5、第三电磁换向阀6和单作用气缸13通过连接气路顺次连接。

双作用气缸10具有第一腔室31和第二腔室35，活塞32在第一腔室31和第二腔室35之间活动，活塞32固定有带有活塞杆34，活塞杆34跟随活塞32完成伸出或收回的动作。

与单作用气缸13相比，双作用气缸10未置有弹簧33。第一腔室31充气的同时第二腔室35排气，在气体的作用下将活塞32推向第二腔室35，带动杠杆33伸出，继而杠杆33带动受流器滑板完成伸出动作。相应的，第一腔室31排气的同时第二腔室35充气，在气体的作用下将活塞32推向第一腔室31，带动杠杆33收回，继而杠杆33带动受流器滑板完成收回动作。相应的，双作用气缸10需要通过两条独立的可以完成充气和排气的气路连接第一腔室31和第二腔室35，要求电磁换向阀至少有两个可以充气和排气的输出口。两位五通电磁换向阀、三位五通电磁换向阀都可以提供两个能够排气和充气的输出口，都可以完成上述的功能。如图5所示的实施例中采用了电磁换向阀19采用了两位五通电磁换向阀。

因为电磁换向阀的两个输出口都要进行充气和排气，因而无法进行冗余设计。另外，由于需要两个输出口，因而需要在两个输出口设置第一压力检测装置10和第二压力检测装置11。其他结构保持不变，相应的故障判定第一个实施例类似。

综上所述，本申请所设计的具有阀芯检测装置、气动系统压力检测装置和气缸行程检测装置的一种多种测量反馈的受流器启动控制系统，能够监测气动控制系统三个关键位置的工作状态；故障发生时，可以根据三个关键部位的检测结果及逻辑关系，迅速、准确判断故障发生位置和原因。使用多个电磁阀串联形成简单有效的冗余设计，在保证受流器系统安全的同时降低了生产和维护成本。

Claims (9)

1.一种受流器气动控制系统，其特征在于：包括电磁换向阀，以及在所述电磁换向阀失电时执行排气的执行气缸，所述电磁换向阀与所述执行气缸之间通过连接气路连接；所述电磁换向阀设置有可检测阀芯位置的阀芯检测装置，所述连接气路设置有可检测气压的压力检测装置，所述执行气缸设置有检测执行气缸活塞杆伸出状况的行程检测装置。

2.根据权利要求1所述的受流器气动控制系统，其特征在于：还包括顺次相连的过滤器、减压阀和节流阀，节流阀顺次连接电磁换向阀和执行气缸。

3.根据权利要求1所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述行程检测装置包括第一行程检测装置和第二行程检测装置，所述第一行程检测装置对应设置于所述执行气缸的活塞杆完全伸出时的最远端位置处，所述第二行程检测装置对应设置于所述执行气缸的活塞杆完全收回时的最远端位置处。

4.根据权利要求1所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述压力检测装置为压力开关，所述压力开关设置于所述电磁换向阀的输出口位置。

5.根据权利要求1所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述电磁换向阀为1个，所述执行气缸为双作用气缸。

6.根据权利要求1所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述执行气缸为单作用气缸。

7.根据权利要求6所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述电磁换向阀为多个，多个所述电磁换向阀串联，以形成互为冗余的组合结构。

8.根据权利要求5所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述电磁换向阀为两位五通电磁阀或三位五通电磁阀。

9.根据权利要求6或7所述的受流器气动控制系统，其特征在于：所述电磁换向阀为两位三通电磁阀、两位五通电磁阀或三位五通电磁阀其中一种。