CN212338196U - 一种双向节流阀及其构成的受电弓供风控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力控制技术领域，具体涉及气压阀和液压阀的结构，尤其涉及一种双向节流阀及其构成的受电弓供风控制系统，双向节流阀包括阀体和阀芯，所述的阀体内设有第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室之间设有连通口，所述的阀芯包括套叠设置的外芯和内芯，所述的外芯在第一腔室内滑动且用于开合连通口；所述的外芯上设置有泄压口，内芯与外芯滑动配合并用于开合泄压口；第一腔室内设有用于抵紧外芯的第一弹性组件，第二腔室内设有用于抵紧内芯的第二弹性组件。供风控制系统采用双向节流阀，结构更为精简，仅采用一个节流阀便能实现受电弓的升弓和降弓操作，操作简单，效率更高。

Description

一种双向节流阀及其构成的受电弓供风控制系统

技术领域

本实用新型涉及动力控制技术领域，具体涉及气压阀和液压阀的结构，尤其涉及一种双向节流阀及其构成的受电弓供风控制系统。

背景技术

电力牵引机车从接触网取得电能并作为驱动能源，主要通过受电弓实现；受电弓在升起后靠近接触网并取得电能，下降后远离接触网并停止电能的获取。在控制受电弓升降的过程中，现有技术采用了气压控制系统或液压控制系统，并通过设置升弓、降弓两套节流阀装置进行控制，如此导致整套控制系统结构复杂，占用空间大，导致后期维护不便。

因此，现有的受电弓升降控制系统存在不合理的设计，需要对其进行改进优化以得到更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

实用新型内容

为了克服上述内容中提到的现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种双向节流阀及其构成的受电弓供风控制系统，旨在改进受电弓升降控制的节流阀结构，实现一个阀体实现双向控制，精简控制系统的组成结构，系统的运作更为简单，方便控制和维护；由于采用双向节流控制，受电弓在升降过程中还可避免动作速度过快造成设备损坏。

为了实现上述目的，本实用新型首先对双向节流阀的结构进行改进，具体采用的技术方案是：

一种双向节流阀，包括阀体和阀芯，所述的阀体内设有连通压力介质的第一腔室和连通执行部件的第二腔室，第一腔室和第二腔室之间设有连通口，所述的阀芯包括套叠设置的外芯和内芯，所述的外芯在第一腔室内滑动且用于开合连通口，外芯在压力介质作用下开启连通口，第一腔室内设有用于抵紧外芯并使外芯封闭连通口的第一弹性组件；所述的外芯上设置有连通第一腔室和第二腔室的泄压口，内芯与外芯滑动配合并用于开合泄压口，内芯在压力介质作用下开启泄压口，第二腔室内设有用于抵紧内芯并使内芯封闭泄压口的第二弹性组件。

上述公开的双向节流阀，通过两个腔室交替增压，推动阀芯移动进而改变高压流体介质的走向，实现了双向调节节流。该双向节流阀的工作原理是：第二腔室连通外部的流体压力介质，当高压流体压力介质进入第二腔室内，作用于外芯、内芯的下表面，外芯克服第一弹性组件的作用力往第一腔室移动，开启连通口，该过程中内芯在高压流体压力介质和第二弹性组件的作用力下跟随外芯移动并始终封闭泄压口，高压流体压力介质进入到第一腔室，并输送至执行部件实现动作；当执行部件调整姿态时，来自执行部件的流体压力介质进入回流至第二腔室，外芯顶部收到压力朝向第二腔室并将连通口封闭，高压流体介质从泄压口处推动内芯克服第二弹性组件的推力移动，开启泄压口，高压流体介质从泄压口回到第二腔室，从而实现泄压，并从第二腔室向外输送，以此实现执行部件的姿态调整。

进一步的，内芯通过第二弹性组件将泄压口抵紧，当第一腔室内的流体压力介质作用于内芯上的压力大于第二弹性组件的抵紧力时才可推动内芯，否则将无法泄压。为了实现在该情况下也能泄压，避免第一腔室内出现剩余流体压力介质，对内芯的结构进行优化，具体举出如下可行的方案：所述的内芯上设有阻尼泄压通道，阻尼泄压通道的一端连通至泄压口，另一端连通至第二腔室。作为多种可行选择中的一种，这样设置的意义在于，设置阻尼泄压通道且连通泄压口，则当第一腔室内的流体压力大于第二腔室时，根据牛顿第三定律，第一腔室内的流体压力介质会自动通过阻尼泄压通道进入第二腔室以实现压力平衡。

再进一步，设置阻尼泄压通道之后，可避免第一腔室内的流体压力介质出现剩余，导致执行部件姿态调整不到位。同时对阻尼泄压通道进行优化，设置阻尼泄压通道的孔径为极小，一般设置为0.5～1.5mm，而泄压口的口径一般为10～20mm。这样设置后，通过阻尼泄压通道的流体压力介质泄压速度较慢，可使执行部件调整姿态的最后行程降低速度，避免动作速度过快造成设备损坏。

进一步的，在外芯朝向第一腔室移动时，为实现较短的位移即可满足开启连通口，对外芯和连通口的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的外芯与连通口处的接触面为圆锥面、棱锥面、台阶面、椭圆弧面或圆弧面。采用上述方案时，流体压力介质将外芯朝向第一腔室推动并位移后，连通口处即可出现环形的间隙，方便流体压力介质通过，如此可降低流体压力介质的工作压力，也降低了对节流阀的强度要求。

进一步的，外芯与内芯滑动配合，具体可采用多种结构，此处举出具体可行的方案：所述的外芯上设置有滑道，泄压口连通至滑道，所述的内芯在滑道内滑动。

再进一步，对在内芯朝向第二腔室移动时，为实现较短的位移即可满足开启泄压口，对内芯和滑道的结构进行优化，此处举出具体的方案：所述的内芯与滑道的接触面为圆锥面、棱锥面、台阶面、椭圆弧面或圆弧面。采用上述方案时，流体压力介质从泄压口进入推动内芯位移，泄压口处即可出现环形的间隙，方便流体压力介质通过，如此可降低流体压力介质的工作压力，也降低了对节流阀的强度要求。

进一步的，对泄压口的设置进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的泄压口设置在滑道的端部，内芯的端部与滑道的端部贴合，且内芯的侧壁与滑道的侧壁之间存在间隙。作为多种可行选择中的一种，这样设置的意义在于，通过内芯的端部抵紧泄压口处，当流体压力介质将内芯推动时，流体压力介质就能从泄压口往外泄压，如此也可降低流体压力介质的工作压力。

进一步的，对第一弹性组件进行优化，举出如下可行的方案：所述的第一弹性组件包括位于第一腔室内的压块，压块与外芯之间设置有压紧弹簧，所述的阀体上还设置有第一调节手柄，第一调节手柄与阀体之转动配合并调节压块与外芯之间的距离。

再进一步，所述的压紧弹簧数量可设置为多个，并沿第一调节手柄的旋杆外围圆周间隔布置。所述的外芯的上表面可设置对应的弹簧孔，将弹簧容纳于弹簧孔内。

进一步的，对第二弹性组件进行优化，举出如下可行的方案：所述的第二弹性组件包括第二调节手柄，第二调节手柄与阀体转动配合并调节其旋杆伸入阀体的长度，旋杆连接抵紧弹簧并通过抵紧弹簧与内芯抵紧。

上述内容公开了双向节流阀的技术方案，本实用新型还公开了将该双向节流阀应用于受电弓供风控制系统中的技术方案，具体如下：

一种集成双向节流阀的受电弓供风控制系统，采用上述内容中所述的双向节流阀，双向节流阀的第一腔室连通受电弓的风管，第二腔室依次连通电磁控制阀、减压阀和气源。

进一步的，所述的电磁控制阀采用两位三通电磁阀。其中，该电磁阀的一个工作位连通气源和节流阀，将来自气源的气体介质输送至第二腔室，帮助受电弓调整至第一姿态；电磁阀的另一个工作位断开气源和节流阀，并将节流阀的第二腔室连通至外部泄压空间，帮助受电弓调整至第二姿态，同时实现气体节流阀泄压。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型公开的双向节流阀，动作关系简单，控制效果精确，对流体压力介质的增压和泄压过程进行阻尼调控，避免流体压力介质压力值瞬变过大，可避免执行部件动作过快造成损坏。

应用本实用新型的受电弓供风控制系统，结构更为精简，仅采用一个节流阀便能实现受电弓的升弓和降弓操作，操作简单，效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是双向节流阀的组成结构示意图；

图2是外芯向第一腔室位移开启连通口时的结构示意图；

图3是内芯向第二腔室位移开启泄压口时的结构示意图；

图4是第一腔室内的流体压力介质压力无法推动抵紧弹簧时的介质走向示意图；

图5是供风系统的组成部件连接示意图。

上述附图中，各标记的含义是：1、阀体；2、第一腔室；3、第二腔室；4、第一调节手柄；5、压块；6、压紧弹簧；7、内芯；8、阻尼泄压通道；9、连通口；10、泄压口；11、第一介质接口；12、第二介质接口；13、第二调节手柄；14、抵紧弹簧；15、外芯；16、减压阀；17、电磁控制阀。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

实施例1

如图1所示，本实施例主要解决节流阀的结构优化，现有的节流阀一般为单向节流，本实施例公开一种双向节流阀，对流体压力介质实现双向的控制节流，并避免流体压力介质的压力瞬变过大。

具体采用的方案是：一种双向节流阀，包括阀体1和阀芯，所述的阀体1内设有连通压力介质的第一腔室2和连通执行部件的第二腔室3，第一腔室2和第二腔室3之间设有连通口9，所述的阀芯包括套叠设置的外芯15和内芯7，所述的外芯15在第一腔室2内滑动且用于开合连通口9，第一腔室2内设有用于抵紧外芯15并使外芯15封闭连通口9的第一弹性组件；所述的外芯15上设置有连通第一腔室2和第二腔室3的泄压口10，第二腔室3内设有用于抵紧内芯7并使内芯7封闭泄压口10的第二弹性组件。

本实施例公开的双向节流阀，通过两个腔室交替增压，推动阀芯移动进而改变高压流体介质的走向，实现了双向调节节流。该双向节流阀的工作原理是：如图2所示，第二腔室3连通外部的流体压力介质，当高压流体压力介质进入第二腔室3内，作用于外芯15、内芯7的下表面，外芯15克服第一弹性组件的作用力往第一腔室2移动，开启连通口9，该过程中内芯7在高压流体压力介质和第二弹性组件的作用力下跟随外芯15移动并始终封闭泄压口10，高压流体压力介质进入到第一腔室2，并输送至执行部件实现动作；如图3所示，当执行部件调整姿态时，来自执行部件的流体压力介质进入回流至第二腔室3，外芯15顶部收到压力朝向第二腔室3并将连通口9封闭，高压流体介质从泄压口10处推动内芯7克服第二弹性组件的推力移动，开启泄压口10，高压流体介质从泄压口10回到第二腔室3，从而实现泄压，并从第二腔室3向外输送，以此实现执行部件的姿态调整。

本实施例中，阀体1可采用强化95钢制成，内部的第一腔室2和第二腔室3均为圆柱形，外芯15与内芯7均采用圆柱形的芯体。第一腔室2的侧壁设置第一介质接口11，第二腔室3的侧壁设置第二介质接口12。

内芯7通过第二弹性组件将泄压口10抵紧，当第一腔室2内的流体压力介质作用于内芯7上的压力大于第二弹性组件的抵紧力时才可推动内芯7，否则将无法泄压。为了实现在该情况下也能泄压，避免第一腔室2内出现剩余流体压力介质，对内芯7的结构进行优化，具体举出如下可行的方案：如图4所示，所述的内芯7上设有阻尼泄压通道8，阻尼泄压通道8的一端连通至泄压口10，另一端连通至第二腔室3。作为多种可行选择中的一种，这样设置的意义在于，设置阻尼泄压通道8且连通泄压口10，则当第一腔室2内的流体压力大于第二腔室3时，根据牛顿第三定律，第一腔室2内的流体压力介质会自动通过阻尼泄压通道8进入第二腔室3以实现压力平衡。

设置阻尼泄压通道8之后，可避免第一腔室2内的流体压力介质出现剩余，导致执行部件姿态调整不到位。同时对阻尼泄压通道8进行优化，设置阻尼泄压通道8的孔径为极小，本实施例中设置为1mm，而泄压口10的口径一般为10～20mm。这样设置后，通过阻尼泄压通道8的流体压力介质泄压速度较慢，可使执行部件调整姿态的最后行程降低速度，避免动作速度过快造成设备损坏。

在外芯15朝向第一腔室2移动时，为实现较短的位移即可满足开启连通口9，对外芯15和连通口9的结构进行优化，本实施例采用如下具体可行的方案：所述的外芯15与连通口9处的接触面为圆锥面。

同时，外芯15和连通口9的接触面还可采用棱锥面、台阶面、椭圆弧面或圆弧面。无论采用上述方案中哪一种，流体压力介质将外芯15朝向第一腔室2推动并位移后，连通口9处即可出现环形的间隙，方便流体压力介质通过，如此可降低流体压力介质的工作压力，也降低了对节流阀的强度要求。

外芯15与内芯7滑动配合，具体可采用多种结构，此处举出具体可行的方案：所述的外芯15上设置有滑道，泄压口10连通至滑道，所述的内芯7在滑道内滑动。

对在内芯7朝向第二腔室3移动时，为实现较短的位移即可满足开启泄压口10，对内芯7和滑道的结构进行优化，本实施例采用具体的方案：所述的内芯7与滑道的接触面为圆锥面。

同时，内芯7和滑道的接触面还可采用棱锥面、台阶面、椭圆弧面或圆弧面。采用上述方案时，流体压力介质从泄压口10进入推动内芯7位移，泄压口10处即可出现环形的间隙，方便流体压力介质通过，如此可降低流体压力介质的工作压力，也降低了对节流阀的强度要求。

本实施例对泄压口10的设置进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的泄压口10设置在滑道的端部，内芯7的端部与滑道的端部贴合，且内芯7的侧壁与滑道的侧壁之间存在间隙。作为多种可行选择中的一种，这样设置的意义在于，通过内芯7的端部抵紧泄压口10处，当流体压力介质将内芯7推动时，流体压力介质就能从泄压口10往外泄压，如此也可降低流体压力介质的工作压力。

在本实施例中，为让泄压更为顺畅，将滑道设置为圆柱形，滑道的顶部设置为圆锥面，内芯7的侧壁设置为与滑道对应的圆柱形，且内芯7侧壁与滑道之间保持1mm的间隙，内芯7的端部设置为外凸的圆锥形且与滑道的顶部匹配对应。

对第一弹性组件进行优化，举出如下可行的方案：所述的第一弹性组件包括位于第一腔室2内的压块5，压块5与外芯15之间设置有压紧弹簧6，所述的阀体1上还设置有第一调节手柄4，第一调节手柄4与阀体1之转动配合并调节压块5与外芯15之间的距离。

本实施例中，所述的压紧弹簧6数量设置为四个，并沿第一调节手柄4的旋杆外围圆周间隔布置，每间隔90°设置一个压紧弹簧6。外芯15的上表面设置对应的弹簧孔，将压紧弹簧6容纳于弹簧孔内；所述的弹簧孔为盲孔，其深度为压紧弹簧6长度的一半。

对第二弹性组件进行优化，举出如下可行的方案：所述的第二弹性组件包括第二调节手柄13，第二调节手柄13与阀体1转动配合并调节其旋杆伸入阀体1的长度，旋杆连接抵紧弹簧14并通过抵紧弹簧14与内芯7抵紧。抵紧弹簧14套接在第二调节手柄13的旋杆上，旋杆上设置有与抵紧弹簧14配合且用于轴向限位的限位结构，限位结构可采用限位轴或者限位台阶。

实施例2

上述实施例公开了双向节流阀的技术方案，本实施例提供了将该双向节流阀应用于受电弓供风控制系统中的技术方案，具体如下：

如图5所示，一种集成双向节流阀的受电弓供风控制系统，采用实施例1内容中所述的双向节流阀，双向节流阀的第一腔室2连通受电弓的风管，第二腔室3依次连通电磁控制阀17、减压阀16和气源。

所述的电磁控制阀17采用两位三通电磁阀。其中，该电磁阀的一个工作位连通气源和双向节流阀，将来自气源的气体介质输送至第二腔室3，帮助受电弓调整至第一姿态；电磁阀的另一个工作位断开气源和节流阀，并将节流阀的第二腔室3连通至外部泄压空间，帮助受电弓调整至第二姿态，同时实现气体节流阀泄压。

以上即为本实用新型列举的实施方式，但本实用新型不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种双向节流阀，包括阀体(1)和阀芯，其特征在于：所述的阀体(1)内设有第一腔室(2)和第二腔室(3)，所述的第一腔室(2)和第二腔室(3)用于连通压力介质或执行部件，第一腔室(2)和第二腔室(3)之间设有连通口(9)，所述的阀芯包括套叠设置的外芯(15)和内芯(7)，所述的外芯(15)在第一腔室(2)内滑动且在压力介质作用下开启连通口(9)，第一腔室(2)内设有用于抵紧外芯(15)并使外芯(15)封闭连通口(9)的第一弹性组件；所述的外芯(15)上设置有连通第一腔室(2)和第二腔室(3)的泄压口(10)，内芯(7)与外芯(15)滑动配合且内芯在压力介质作用下开启泄压口(10)，第二腔室(3)内设有用于抵紧内芯(7)并使内芯(7)封闭泄压口(10)的第二弹性组件。

2.根据权利要求1所述的双向节流阀，其特征在于：所述的内芯(7)上设有阻尼泄压通道(8)，阻尼泄压通道(8)的一端连通至泄压口(10)，另一端连通至第二腔室(3)。

3.根据权利要求1所述的双向节流阀，其特征在于：所述的外芯(15)与连通口(9)处的接触面为圆锥面、棱锥面、台阶面、椭圆弧面或圆弧面。

4.根据权利要求1所述的双向节流阀，其特征在于：所述的外芯(15)上设置有滑道，泄压口(10)连通至滑道，所述的内芯(7)在滑道内滑动。

5.根据权利要求4所述的双向节流阀，其特征在于：所述的内芯(7)与滑道的接触面为圆锥面、棱锥面、台阶面、椭圆弧面或圆弧面。

6.根据权利要求4或5所述的双向节流阀，其特征在于：所述的泄压口(10)设置在滑道的端部，内芯(7)的端部与滑道的端部贴合，且内芯(7)的侧壁与滑道的侧壁之间存在间隙。

7.根据权利要求1所述的双向节流阀，其特征在于：所述的第一弹性组件包括位于第一腔室(2)内的压块(5)，压块(5)与外芯(15)之间设置有压紧弹簧(6)，所述的阀体(1)上还设置有第一调节手柄(4)，第一调节手柄(4)与阀体(1)之转动配合并调节压块(5)与外芯(15)之间的距离。

8.根据权利要求1所述的双向节流阀，其特征在于：所述的第二弹性组件包括第二调节手柄(13)，第二调节手柄(13)与阀体(1)转动配合并调节其旋杆伸入阀体(1)的长度，旋杆连接抵紧弹簧(14)并通过抵紧弹簧(14)与内芯(7)抵紧。

9.一种集成双向节流阀的受电弓供风控制系统，其特征在于：采用权利要求1～8中任一项所述的双向节流阀，双向节流阀的第一腔室(2)连通受电弓的风管，第二腔室(3)依次连通电磁控制阀(17)、减压阀(16)和气源。

10.根据权利要求9所述的集成双向节流阀的受电弓供风控制系统，其特征在于：所述的电磁控制阀(17)采用两位三通电磁阀。

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