ES2875858T3 - Válvula de compensación de presión - Google Patents

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Abstract

Una disposición de válvula de freno para un sistema de freno de riel adaptado para controlar el flujo de aire a los cilindros de freno que comprende una válvula (2) de retención y una válvula (3) de ventilación, cada una con una cámara de control, siendo la válvula de ventilación una válvula de membrana, en donde la válvula (2) de retención y la válvula (3) de ventilación son pilotadas por una respectiva válvula (6,10) solenoide, caracterizada porque una válvula (9) solenoide adicional está conectada a la cámara de control de la válvula (3) de ventilación para permitir que la presión a través de la membrana de la válvula de ventilación se iguale con la presión del cilindro de freno para disminuir la diferencia de presión a través de la membrana.

Description

DESCRIPCIÓN
Válvula de compensación de presión
La presente invención se refiere a una válvula para su uso en un sistema de freno de riel electroneumático.
Los documentos de la técnica anterior WO2016/027045 A1, EP 0304610 A2, EP 0352522 A1 y DE 3430408 A1 divulgan cada uno ejemplos de una disposición de válvula de freno para un sistema de freno de riel adaptado para controlar el flujo de aire a los cilindros de freno que comprenden una válvula de retención y una válvula de ventilación, cada una de las cuales tiene una cámara de control, siendo la válvula de ventilación una válvula de membrana, en donde la válvula de retención y la válvula de ventilación están pilotadas por una válvula solenoide respectiva.
Los sistemas de frenos de riel se caracterizan por tener una vida útil muy larga en comparación con otros sistemas de frenos neumáticos con intervalos de mantenimiento típicos de alrededor de siete años. Dado que el sistema de frenos es crítico para la seguridad, las partes componentes deben poder lograr de manera confiable esta vida útil no solo debido a los obvios requisitos de seguridad, sino también debido a las dificultades para realizar el mantenimiento en el campo en comparación con otros vehículos.
Además de este requisito, los trenes modernos, en particular en las rutas de pasajeros, requieren sistemas de freno más sofisticados que incluyen características tales como protección contra el deslizamiento de las ruedas. La protección contra el deslizamiento de las ruedas es una mejora de seguridad significativa que no disminuye los tiempos de parada, sino que también reduce el daño de las vías y las ruedas en caso de deslizamiento de las ruedas y también facilita un mayor uso de la red de rieles, ya que es posible lograr velocidades más altas y un espaciamiento más cercano de los trenes sin comprometer la seguridad.
El documento EP3183147 describe una válvula de membrana neumática para su uso en un sistema de freno de riel que tiene protección contra el deslizamiento de las ruedas. Este diseño representó un avance en el diseño de los sistemas de frenos, pero tiene un límite en la rapidez con la que se puede abrir la membrana de la válvula de ventilación, lo que limita las futuras mejoras de rendimiento.
Por tanto, existe la necesidad de una válvula neumática que pueda funcionar con un tiempo de ventilación de la válvula reducido.
De acuerdo con la invención, se proporciona una disposición de válvula de freno para un sistema de freno de riel adaptado para controlar el flujo de aire a los cilindros de freno que comprende una válvula de retención y una válvula de ventilación, teniendo cada uno una cámara de control, siendo la válvula de ventilación una válvula de membrana en donde la válvula de retención y la válvula de ventilación están pilotadas por una válvula solenoide respectiva, en donde una válvula solenoide adicional está conectada a la cámara de control de la válvula de ventilación para permitir que la presión a través de la membrana de la válvula de ventilación se iguale con la presión del cilindro de freno para disminuir la diferencia de presión a través de la membrana..
Preferiblemente, el solenoide adicional está en comunicación fluida con la salida de la válvula de membrana de retención. Preferiblemente, el solenoide adicional está en comunicación fluida con una entrada del solenoide de ventilación. Preferiblemente, la otra válvula solenoide recibe la presión del freno.
El sistema comprende dos válvulas neumáticas de membrana, que se utilizan para presurizar y ventilar un cilindro de freno. La presión en las cámaras de control se controla mediante válvulas solenoides conectadas a la presión de suministro. Una válvula solenoide adicional está conectada a la cámara de control de la válvula de membrana de ventilación, esto es para permitir que la presión a través de la membrana se iguale con la presión del cilindro de freno para disminuir la diferencia de presión a través de la superficie de la membrana.
La igualación de la presión a través de la superficie de la membrana de ventilación reduce significativamente el tiempo necesario para abrir la membrana de la válvula de ventilación. El diseño de la invención también reduce significativamente la tensión inducida en la membrana, lo que da como resultado una mayor vida útil en comparación con las soluciones conocidas.
A continuación se describirá con mayor detalle un ejemplo de realización de la invención con referencia a los dibujos en los que:
La figura 1 muestra esquemáticamente una disposición de válvula de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra un esquema operativo.
La figura 1 muestra esquemáticamente una disposición de válvulas que comprende un bloque 1 de válvula que tiene una membrana 2 de retención y una membrana 3 de ventilación. La entrada 4 de la membrana 3 de retención está conectada mediante un obturador a la presión 5 de suministro y está pilotada por un solenoide 6 de retención.
El solenoide 6 de retención recibe presión de la presión 5 de suministro, que también suministra un solenoide 9 de compensación, que está en serie con el solenoide 10 de ventilación. El solenoide 9 de compensación está en conexión de fluido con el bloque 1 de válvula y recibe una presión de freno desde la salida 7 de la membrana 2 de retención. El solenoide de retención suministra una presión piloto a la membrana 2 de retención, que se desvía por medios de resorte a la posición cerrada.
La salida 7 de la membrana 2 de retención está en comunicación fluida con la salida a los cilindros 8 de freno y también con el solenoide 9 de compensación y con la entrada de la membrana 3 de ventilación. La membrana de ventilación está pilotada por el solenoide 10 de ventilación siendo la salida de la membrana de ventilación el escape a la atmósfera.
En la liberación del freno, la membrana 2 de retención se mantiene cerrada aplicando la presión de suministro a su cámara de control, energizando la válvula 6 solenoide de retención. El cilindro de freno se ventila a la atmósfera descargando la cámara 3 de control de la válvula de ventilación, energizando la válvula 9 solenoide de ventilación.
Cuando se aplica el freno, la membrana 3 de ventilación se cierra aplicando la presión 5 de suministro a la cámara de control de la válvula de ventilación desenergizando la válvula 9 solenoide de ventilación. A continuación, la membrana 2 de la válvula de retención se abre luego agotando la cámara de control de la válvula de retención, desenergizando la válvula 6 solenoide de retención. La presión 5 de suministro se aplica así al cilindro de freno.
Para mantener la presión en el cilindro de freno después de una aplicación de los frenos, la membrana 2 de retención se cierra energizando la válvula 6 solenoide de retención permitiendo la aplicación de la presión 5 de suministro a la cámara de control de la válvula de retención. La presión a través de la membrana 3 de la válvula de ventilación se puede igualar entonces con la presión del cilindro de freno energizando la válvula 9 solenoide de compensación.
Para ventilar la presión en el cilindro de freno, se descarga la cámara de control de la válvula de ventilación, abriendo la válvula 10 solenoide de ventilación. Como la cámara de control se ha igualado a la presión del cilindro de freno, el tiempo para abrir la válvula, que depende de la presión diferencial a través de la membrana se reduce en comparación con el diseño de la técnica anterior.
Para volver a una condición de retención desde una condición de ventilación, la válvula 3 de ventilación se cierra inicialmente aplicando presión de suministro a la cámara de control de la válvula de ventilación, desenergizando la válvula 10 solenoide de ventilación y la válvula 9 solenoide de compensación. Después de un período de tiempo, la presión a través de la membrana de ventilación se puede igualar energizando la válvula 9 solenoide de compensación. El tiempo entre la aplicación de retención y la igualación de la presión depende del tamaño y diseño de la membrana de la válvula.
La figura 2 muestra un esquema de operación de ejemplo para las válvulas solenoides en el que los solenoides de retención y compensación se energizan sustancialmente al mismo tiempo. El solenoide de la válvula de ventilación se energiza entonces antes de que la válvula de compensación se desenergice después de un período de tiempo T1, en preparación para cerrar la ventilación nuevamente con la presión más alta después de una operación de la membrana de ventilación.
T2 es el tiempo de duración para asegurar que la membrana de ventilación se haya cerrado con la presión más alta antes de que se active el solenoide de compensación para compensar las presiones. Los períodos de tiempo T1 y T2 son variables dependiendo de las condiciones, ya que el comportamiento de la goma de la válvula de diafragma cambiará con la temperatura. Un tiempo de ejemplo a temperatura ambiente, presión y humedad es 60 ms.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una disposición de válvula de freno para un sistema de freno de riel adaptado para controlar el flujo de aire a los cilindros de freno que comprende una válvula (2) de retención y una válvula (3) de ventilación, cada una con una cámara de control, siendo la válvula de ventilación una válvula de membrana, en donde la válvula (2) de retención y la válvula (3) de ventilación son pilotadas por una respectiva válvula (6,10) solenoide, caracterizada porque una válvula (9) solenoide adicional está conectada a la cámara de control de la válvula (3) de ventilación para permitir que la presión a través de la membrana de la válvula de ventilación se iguale con la presión del cilindro de freno para disminuir la diferencia de presión a través de la membrana.
2. Una disposición de válvula de freno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el solenoide (9) adicional está en comunicación fluida con la salida de la válvula (2) de membrana de retención.
3. Una disposición de válvula de freno de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el solenoide (9) adicional está en comunicación fluida con una entrada del solenoide de ventilación.
4. Una disposición de válvula de freno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la válvula (9) solenoide adicional recibe la presión del cilindro de freno.
5. Una disposición de válvula de freno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde para liberar los frenos en uso, la membrana de retención se mantiene cerrada aplicando la presión de suministro a su cámara de control y energizando la válvula (6) solenoide de retención, la presión del freno en un cilindro de freno se ventila a la atmósfera mediante el escape de la cámara de control de la válvula de ventilación energizando la válvula (10) solenoide de ventilación.
6. Una disposición de válvula de freno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde en uso para retener la presión en el cilindro de freno después de la aplicación de los frenos, la membrana de retención se cierra energizando la válvula (6) solenoide de retención permitiendo la aplicación de presión de suministro a la cámara de control de la válvula de retención, la presión a través de la membrana de la válvula de ventilación se iguala a la presión del cilindro de freno energizando la válvula (9) solenoide de compensación.
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