MX2011008054A - Valvula de retencion de una vía. - Google Patents

Abstract

Una válvula de control de carro de ferrocarril comprende un puerto de cañería del freno, un puerto de depósito auxiliar, un pistón principal, intermedio al puerto de cañería del freno y al puerto de depósito auxiliar, configurado para comparar una presión de aire suministrada al puerto de cañería del freno con una presión de aire suministrada en el puerto de depósito auxiliar y una válvula de retención de una dirección colocada intermedia al puerto de cañería del freno y al puerto de depósito auxiliar. La válvula de retención de una dirección comprende un cuerpo que tiene un primer extremo, un segundo extremo, y un agujero extendiéndose desde el primer extremo hacia el segundo extremo, un inserto alargado definiendo una superficie externa, el inserto configurado para reducir la velocidad del flujo de aire a través del cuerpo, y un manguito recibido en la superficie externa del inserto. El inserto es recibido en el agujero del cuerpo. Uno del inserto y el manguito está configurado para moverse entre una primera posición que permite que el aire fluya en una primera dirección desde el puerto de cañería del freno hacia el depósito auxiliar, y una segunda posición que evita que el aire fluya en una segunda dirección desde el puerto de depósito auxiliar hacia el puerto de cañería del freno.

Description

VÁLVULA DE RETENCIÓN DE UNA VÍA Campo de la Invención La presente invención se relaciona en general con sistemas de frenos para carro ferroviario. Más en particular, la presente invención se relaciona con una válvula de retención de una vía para usarse en una porción de servicio de una válvula neumática de control en un sistema de frenos de un carro ferroviario.

Antecedentes de la Invención Por lo general, los sistemas de freno para carro ferroviario incluyen una válvula de control de freno neumático que responde a los cambios relativos en la presión del tubo de frenos. Cuando la presión del tubo de frenos cae por debajo de un valor predeterminado, se aplican los frenos. En forma alternativa, cuando la presión del tubo de frenos se incrementa sobre un valor predeterminado, los frenos se liberan. Las válvulas de control de frenos de la técnica previa, por lo general, incluyen una porción de servicio y una porción de emergencia. Cada sección incluye un pistón separado que responde a la presión del tubo de frenos en un lado y una presión de referencia en el otro lado.

Las válvulas de control están diseñadas para ser insensibles a las señales de ruido neumático en el tubo de frenos lo que podría provocar un frenado de emergencia no deseado y una liberación de frenos no deseada. Se han utilizado diferentes mecanismos, por ejemplo, ahogadores o restrictores, para colocar el tubo de frenos y las cámaras de referencia en comunicación de fluidos para compensar el ruido neumático. En un caso, un pequeño ahogador de estabilidad proporciona la comunicación de fluidos entre el depósito auxiliar y el tubo de frenos. Los ahogadores de estabilidad de la técnica previa son bidireccionales y por lo tanto, requieren la estructura adicional para solamente permitir el flujo de aire en una dirección. La estructura adicional complica la fabricación y la operación de la válvula de control de frenos y proporciona consecuencias inconvenientes.

Breve Descripción de la Invención La presente invención reconoce y soluciona las desventajas de las construcciones y los métodos de la técnica previa, y por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una válvula de control mejorada. Estos y otros objetivos se pueden alcanzar por un cuerpo de válvula de retención de una vía que tiene un primer extremo, un segundo extremo y un orificio extendido desde el primer extremo hasta el segundo extremo, y un inserto que tiene un primer extremo, un segundo extremo y una porción media entre ellos, y un eje extendido desde el primer extremo hasta el segundo extremo. Un manguito es recibido en forma operativa en el inserto intermedio al primer extremo y al segundo extremo. El inserto está colocado en el orificid del cuerpo. Cuando uno del inserto y del manguito está en la primera posición, el aire fluye en el segundo extremo del cuerpo y fuera del primer extremo del cuerpo, y en donde el inserto o el manguito está en la segunda posición, se evita que el aire fluya a través del cuerpo en cualquier dirección.

En algunas modalidades, el inserto también comprende un orificio ciego axial extendido desde el segundo extremo y un orificio radial que interseca al orificio ciego axial. En estas modalidades, el diámetro del orificio radial define la velocidad del flujo de aire a través de la válvula de retención. En otras modalidades, el inserto se forma de metal. En otras modalidades, el inserto se forma de un material de polímero. En otras modalidades, un primer filtro está colocado intermedio al primer extremo del cuerpo y el primer extremo del inserto, y un segundo filtro se encuentra intermedio al segundo extremo del cuerpo y al segundo extremo del inserto.

En algunas modalidades, un empaque es recibido en el segundo extremo del cuerpo. En otras modalidades, el manguito está formado de un material de polímero. En otra modalidad, el manguito está formado de un material de elastómero.

En otras modalidades, se selecciona la porosidad del material que forma una porción de la porción media del inserto y una porción del segundo extremo del inserto para permitir que el aire fluya a través de la segunda porción de extremo del inserto y fuera de la porción media del inserto.

En otra moda.lidad preferida, una válvula de retención de una vía comprende un cuerpo que tiene un primer extremo, un segundo extremo, un orificio extendido desde el primer extremo hasta el segundo extremo y un inserto alargado que define una superficie externa, el inserto está configurado para reducir la velocidad de flujo a través del cuerpo. Un manguito es recibido en la superficie exterior del inserto y el inserto es recibido en el orificio del cuerpo. Uno del manguito y del inserto permite que el aire fluya en una primera dirección desde el segundo extremo del cuerpo hasta el primer extremo del cuerpo y evita el flujo de aire en una segunda dirección opuesta.

En algunas modalidades, cuando la presión del aire en el segundo extremo del cuerpo es más alta que una presión de aire predeterminada, uno del manguito y del inserto incrementa su diámetro para permitir que el aire fluya en la primera dirección. En otras modalidades, el inserto también comprende un orificio ciego axial extendido desde un extremo del inserto cerca del segundo extremo del cuerpo y un orificio radial que interseca el orificio ciego axial y se abre a la superficie exterior del inserto. En estas modalidades, el diámetro del orificio radial determina la velocidad de flujo a través de la válvula.

En algunas modalidades, el manguito está formado de un elastómero y un material de polímero. En otras modalidades, el inserto define un primer extremo ubicado cerca del primer extremo del cuerpo, un segundo extremo cerca del segundo extremo del cuerpo y una porción media entre ellos, en donde una porción del segundo extremo del inserto y una porción de la porción media tiene la porosidad que fue seleccionada para permitir que el aire fluya a través del inserto entre el segundo extremo y la porción media a una velocidad de flujo predeterminada.

En otra modalidad preferida, una válvula de control para carro ferroviario comprende un puerto de tubo de frenos, un puerto de depósito auxiliar, un pistón principal intermedio al puerto de. tubo de frenos y al puerto de depósito auxiliar, el pistón principal está configurado para comparar la presión de aire suministrada en el puerto de tubo de frenos con una presión de aire suministrada en, el puerto de depósito auxiliar y una válvula de retención de una vía colocada intermedia al puerto de tubo de frenos y el puerto de depósito auxiliar. La válvula de retención de una vía comprende un cuerpo que tiene un primer extremo, un segundo extremo y un orificio extendido desde el primer extremo hasta el segundo extremo, un inserto alargado que define una superficie externa, el inserto está configurado para reducir la velocidad de flujo de aire a través del cuerpo, y un manguito recibido en la superficie externa del inserto. El inserto es recibido en el orificio del cuerpo. Uno del manguito y del inserto está configurado para moverse entre una primera posición que permite que el aire fluya en una primera dirección desde el puerto de tubo de frenos hasta el depósito auxiliar, y una segunda posición que evita que el aire fluya en una segunda dirección desde el puerto de depósito auxiliar hasta el puerto de tubo de frenos.

En algunas modalidades, cuando la presión del aire en el puerto de tubo de frenos es más alta que una presión de aire predeterminada, el manguito incrementa en- diámetro desde la segunda posición a la primera posición para permitir que el aire fluya desde el puerto de tubo de frenos hasta el puerto de depósito auxiliar.

En otras modalidades, el inserto también comprende un orificio ciego axial extendido desde un extremo del inserto cerca del segundo extremo del cuerpo, y un orificio radial que interseca el orificio ciego axial y se abre hasta la superficie exterior del inserto. En estas modalidades, el diámetro del orificio radial determina la velocidad del flujo a través de la válvula de retención. En otras modalidades, el inserto define un primer extremo ubicado cerca del primer extremo del cuerpo, un segundo extremo cerca del segundo extremo del cuerpo y una porción media entre ellos, en donde la porción del segundo extremo del inserto y una porción de la porción media tiene una porosidad que permite que el aire fluya a través del inserto entre el segundo extremo y la- porción media a una velocidad de flujo predeterminada.

Varias combinaciones y sub-combinaciones de los elementos descritos, así como los métodos para usar los mismos, que se describen con detalle más adelante, proporcionan otros objetivos, características y aspectos dé la presente invención.

Breve Descripción de los Dibujos Una explicación completa y detallada de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, como lo comprenderán las personas experimentadas en la técnica, se establece a continuación en el resto de la especificación, incluyendo la referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de frenos para carro ferroviario con el uso de una modalidad de una válvula de una vía de la presente invención.

La Figura 2 es una vista esquemática de una válvula de control para usarse en el sistema de frenos de la Figura 1, incluyendo la válvula de una vía de la presente invención.

La Figura 3 es una vista en sección de una modalidad de una válvula de una vía para usarse en el sistema de frenos de la Figura 1 y la válvula de control de la Figura 2; y La Figura 4 es una vista en sección de una modalidad de una válvula de una vía para usarse en el sistema de frenos de la Figura 1 y la válvula de control de la Figura 2.

La Figura 5A es una vista en despiece de una modalidad de una válvula de una vía para usarse en el sistema de frenos de la Figura 1, y la válvula de control de la Figura 2.

La Figura 5B es una vista en sección de una modalidad de una válvula de una vía mostrada en la Figura 5A.

El uso repetido de los números de referencia de la presente especificación y de los dibujos tiene la intención de representar las mismas características o elementos análogos de la invención de conformidad con la descripción.

Descripción Detallada de la Invención Ahora se hace referencia · con detalle a las modalidades actualmente preferidas de la invención, de la cual una o más ejemplos se ilustran en los dibujos acompañantes. Cada ejemplo es provisto como explicación, no limitante de la invención. Las personas experimentadas en la técnica podrán comprender que la presente invención es una descripción de las modalidades ejemplificativas solamente, y no tiene la intención de limitar los aspectos más amplios de la presente invención, los cuales están incorporados en las modalidades ejemplificativas. De hecho, será evidente para las personas experimentadas en la técnica que se pueden realizar variaciones y modificaciones en la presente invención, sin apartarse del alcance y espíritu de la misma. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una modalidad se" pueden utilizar en otra modalidad para crear una nueva modalidad. De este modo, se tiene la intención de que la presente invención abarque tales modificaciones y variaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes.

Con referencia a la Figura 1, un sistema 10 de válvula neumática de control para carro ferroviario comprende una ménsula 18 de tubo, una porción 22 de emergencia y una porción 20 de servicio. La porción 22 de emergencia y la porción 20 de servicio se acoplan con la ménsula 18 del tubo, que se utiliza para conectarse con un sistema para carro ferroviario y proporciona una conexión estándar para todos los sistemas de freno para carro ferroviario anteriores. La ménsula 18 del tubo se acopla con un tubo 24 de frenos, un cilindro 12 de frenos, un depósito 16 de emergencia y un depósito 14 auxiliar.

La porción 20 de servicio de válvula de control: (a) Suministra aire comprimido a los depósitos 16 y 14 auxiliar y de emergencia, respectivamente, durante la carga inicial del sistema de frenos o durante una recarga del sistema de frenos después de la liberación de frenos; (b) Conecta el depósito 14 auxiliar con el cilindro 12 de frenos cuando una reducción de la presión de aire en el tubo 24 de frenos alcanza un nivel predeterminado; y (c) Libera la presión en el cilindro 12 de frenos cuando se comanda la liberación de frenos.

La porción 22 de emergencia de la válvula de control: (a) Ayuda a llenar el sistema de frenos de aire durante una liberación de frenos después de un frenado de emergencia. (b) Ayuda en la reducción de presión del tubo de frenos durante un frenado de servicio al descargar una cantidad predeterminada de presión de tubo de frenos a la atmósfera; y (c) Deja escapar rápidamente la presión del tubo de frenos a la atmósfera durante un frenado de emergencia.

Con propósitos de aclarar, solamente se describirán la estructura y operación de la porción 20 de servicio, ya que la válvula de una vía de la presente invención se puede utilizar en la porción de servicio.

Con referencia a la Figura 2, la porción 20 de servicio comprende un pistón 26 principal de frenos de servicio, una válvula de liberación acelerada de los frenos de servicio, señalada generalmente con el número 28 de referencia, una válvula rápida limitadora de frenos de servicio, señalada generalmente con el número 30 de referencia, una válvula de liberación de presión del depósito auxiliar, señalada generalmente con el número 32 de referencia, una válvula rápida de frenos de servicio, señalada generalmente con el número 34 de referencia y una válvula de liberación manual, señalada generalmente con el número 42 de referencia.

El pistón 26 principal de frenos de servicio compara la presión del tubo de frenos con la presión del depósito auxiliar. Esto es, la presión del tubo de frenos ejerce una fuerza contra la superficie superior del pistón 26 de servicio y la presión del depósito auxiliar ejerce una fuerza contra la superficie inferior del pistón 26 de servicio. La superficie inferior del pistón 26 de frenos está en contacto directo con un asiento 64a de válvula de solapado y un asiento 64b de válvula de suministro que permite que los depósitos 14 y 16 auxiliar y de emergencia se llenen con la presión de aire del tubo 26 de frenos. Un resorte de solapado impulsa la válvula de solapado hacia una posición cerrada. El pistón 26 principal de frenos de servicio también opera una válvula 48 rápida de frenos de servicio, la cual permite que el flujo de aire fluya desde el tubo de frenos hacia adentro de la cámara 50 de servicio rápido.

La válvula 28 de liberación acelerada' de frenos de servicio está formada de un inserto 52 de metal y una membrana 54 textil/hule y funciona para comparar la presión del tubo de frenos con la de la presión del depósito auxiliar. Cuando esta válvula se abre, se permite el aire del depósito 16 de emergencia fluya dentro del tubo 24 de frenos para así, incrementar la presión del tubo de frenos corriente abajo para acelerar la señal de liberación para los carros ferroviarios que se encuentran más abajo. La válvula 30 rápida limitadora de frenos de servicio está formada de un inserto 56 de metal y de una membrana 58 textil/de hule y se presuriza por el aire desde el cilindro 12 de frenos. Esta válvula funciona para permitir un flujo de aire controlado desde el tubo 24 de frenos al cilindro 12 de frenos y está limitada a una presión predeterminada.

La válvula 32 de liberación de presión del depósito auxiliar está formada de un inserto 60 de metal y de una membrana 62 textil/de hule. Un lado de la válvula 32 de liberación de presión del depósito auxiliar se presuriza por el aire del tubo de frenos y el otro está en comunicación de fluidos con el cilindro 12 de frenos. Después de un frenado de emergencia, y después de la liberación manual, la presión en elevación del tubo de frenos durante la recarga opera la válvula para que la presión del aire auxiliar se transmita dentro del tubo 24 de frenos. Al permitir que la presión del aire auxiliar entre en el tubo 24 de frenos, l'a presión general del tubo de frenos se eleva más rápido que cuando solamente se carga por la fuente de aire en la locomotora.

La válvula 34 rápida de servicio de frenos tiene un pistón que se presuriza en un lado por la presión del depósito auxiliar y controla el flujo de aire del tubo de frenos a la atmósfera cuando la presión del aire auxiliar cae durante un comando de frenado. Tan pronto como el pistón 26 principal de servicio empieza a represurizar el depósito 14 auxiliar, el pistón principal se mueve hacia arriba y libera la válvula 44 de solapado, lo cual detiene el tubo 24 de frenos de escapar hacia la atmósfera.

Un pistón 66 de la válvula 42 de liberación se presuriza en ambos lados por la presión de aire del cilindro 12 de frenos y funciona para cerrar el cilindro de frenos hacia la atmósfera. Cuando la manija 68 de liberación se activa en forma manual, la parte 70 superior del pistón 66 se abre hacia la atmósfera. El pistón 66 permanece en una posición abierta hasta que la presión del cilindro 12 de frenos, que actúa en un lado 72 inferior, cae a través del pistón 26 principal de servicio.

Durante una aplicación de frenado de servicio, una caída en la presión ocurre enxel tubo 24 de frenos, y una vez que la presión cae por debajo de un umbral predeterminado, se inicia la fase de servicio rápido. El ahogador 74 y una válvula 76 de retención de una vía evitan que el depósito auxiliar deje caer su presión tan rápido como la presión del tubo de frenos, lo cual provoca que el pistón 26 principal de servicio se mueva hacia arriba, lo que permite que las válvulas 45 y 46 se cierren. La válvula de retención de una vía permite el flujo de aire desde el tubo de frenos al depósito auxiliar, pero evita el flujo de aire desde el depósito auxiliar hasta el tubo de frenos, lo cual impide una re-aplicación accidental de los frenos debido a un diferencial de presión entre el tubo de frenos y el depósito auxiliar. Esto es, la válvula 76 de retención de una vía evita una aplicación de frenos no deseada y se libera debido a los pequeños cambios en las presiones relativas del tubo de frenos y el depósito auxiliar.

Con referencia a las Figuras 3 a la 5B, se muestran tres modalidades de una válvula 76 de retención de una vía para usarse en la porción de servicio de la válvula de control de frenos neumáticos antes descrita. Por lo general, la válvula 76 de retención de una vía comprende un cuerpo 102· de válvula que tiene un primer extremo 106 y un segundo extremo 108. El primer extremo 106 define un primer orificio 106a y el segundo extremo 108 define un segundo orificio 108a que está en comunicación de fluidos con el primer orificio 106a. Una abertura 124 intermedia acopla el primer orificio 106a con el segundo orificio 108a, en donde el diámetro de la abertura 123 intermedia es menor que el diámetro del primer y del segundo orificios. El segundo orificio 108 define un reborde 108b anular configurado para recibir y retener un empaque 104 anular en el mismo. El empaque 104 define una abertura 104b en el mismo que tiene un diámetro más grande que el segundo orificio de extremo.

En una primera modalidad, como se muestra en la Figura 3, el inserto 114 de metal, ubicado en el primer orificio 112 intermedio a la abertura 124 y la abertura del primer orificio 106a define un primer extremo 114a, un segundo extremo 114c opuesto y una porción 114b media entre ellos. Un primer filtro 110 está ubicado en el primer orificio 106a cerca del primer extremo 114a del inserto de metal y un segundo filtro 112 está ubicado en el primer orificio 106a intermedio al segundo extremo 114c del inserto de metal y la abertura 124. Un orificio 116 axial está formado en el segundo extremo 114c del inserto de metal, lo cual define una abertura 122 cerca del segundo filtro 112. En una modalidad, el orificio 116 axial tiene, aproximadamente de 0.076 cm a 0.15 cm de diámetro, y en un'a modalidad más preferida del orificio 116 axial tiene aproximadamente 1.14 cm.

Un orificio 118 radial está formado a través de la porción 114b media del inserto de metal, interseca al orificio 116 axial y se abre hacia los lados opuestos de la porción media del inserto de metal. El diámetro del orificio 118 radial se selecciona para afectar la velocidad de flujo de aire a través del orificio. En una modalidad, el diámetro del orificio 118 radial se encuentra entre aproximadamente 0.12 cm y 0.25 cm y en una modalidad preferida, el diámetro del orificio radial es de aproximadamente 0.17 cm. Un manguito 120 es recibido alrededor de la porción 114b media del inserto de metal, intermedio al primer y segundo extremos 114a y 114b del inserto de metal y tiene la forma y el tamaño para ser recibido alrededor de la porción 114b media del inserto de metal en una posición que rodea por lo menos las aberturas del orificio 118 radial. El manguito 120 se puede formar de un polímero o elastómero apropiado. En una modalidad, el manguito 120 está formado de hule de Nitrilo o de hule de • silicona con un durómetro de 70 +/- 5 de dureza Shore AS y está entre aproximadamente 0.25 cm y 0.50 cm de largo.

En una segunda modalidad, como se muestra en la Figura 4, un inserto 114 de metal está insertado en un primer orificio 112 y define un primer extremo 114a, opuesto al segundo extremo 114c y una porción 114b media entre ellos. Un primer filtro 110 está ubicado en un primer orificio 106a cerca del primer extremo 114a del inserto de metal y un segundo filtro 112 está ubicado en un primer orificio 106a intermedio al segundo extremo 114c de metal y una abertura 124 intermedia. La porción 114b media y parte del segundo extremo 114c están formados de un metal poroso que permite que el aire fluya a través de ellos. La porosidad del material determina la velocidad de flujo del aire a través del material. En una modalidad, el inserto 114 está formado de acero sinterizado FX 2008- 50 y tiene una densidad de 0.09 kg a 0.11 kg por centímetro cúbico. En una modalidad preferida, la velocidad del flujo de aire a través del extremo 114c del inserto permite un incremento de 9 psi en un volumen de 219 cm3 sobre un período de tiempo de un minuto y medio de una fuente de presión de 70 psi en el primer extremo 114a del inserto.

Un manguito 120 es recibido alrededor de una porción 114b media del inserto de metal intermedia al primer y segundo extremos 114a y 114b del inserto de metal y tiene el tamaño y la forma para ser recibido alrededor de la porción 114b media del inserto de metal en una posición que rodea por lo menos las aberturas del orificio 118 radial. El manguito 120 se puede formar de un polímero o elastómero apropiado. En una modalidad, el manguito 120 está formado de un hule de Nitrilo o de un hule de silicona con una durómétro de 70 +/- 5 de dureza Shore A y tiene aproximadamente 0.25 cm a 0.50 cm de largo. El manguito 120 está diseñado para proporcionar una presión de agrietamiento de 1 psi.

En una tercera modalidad, como se muestra en las Figuras 5A y 5B, un cuerpo 102 de válvula define un asiento 126 anular formado en la intersección de una abertura 124 intermedia y un primer orificio 106a formado en el primer extremo 106 de cuerpo de válvula. En las modalidades preferidas, el cuerpo 102 de válvula puede formarse de un polímero, aluminio, acero inoxidable, etc. Una válvula 128 de pico de pato, la cual tiene un primer extremo 128a y un segundo extremo 128b, es recibida dentro del primer orificio 106a del cuerpo de válvula, de manera que el segundo extremo 128b de la válvula de pico de pato queda a tope con el asiento 126 anular. El diámetro del segundo extremo 128b de la válvula de pico de pato se selecciona para ser menor que el diámetro del primer extremo 106a del cuerpo de válvula para evitar la sobre-compresión del segundo extremo 128b de la válvula de pico de pato cuando se inserta dentro del cuerpo 102 de válvula. El hueco entre el segundo extremo 128b de la válvula de pico de pato y las paredes del primer extremo del orificio 106a del cuerpo de válvula se llenan, como se describe a continuación.

La válvula 128 de pico de pato incluye un orificio 130 formado en el segundo extremo 128b de la válvula de pico de pato que está en comunicación de fluidos con el segundo orificio 108a del cuerpo de válvula a través de la abertura 124 intermedia. La válvula 128 de pico de pato también incluye un cuello 132 alargado que se extiende desde el primer extremo 128a de la válvula de pico de pato hasta una posición intermedia al primer y segundo extremos 128a y 128b. El cuello 132 alargado define un pasaje 134 que está en comunicación de fluidos con el segundo extremo del orificio 130 de la válvula de pico de pato y un cierre 136 que se puede abrir está colocado en el primer extremo 128a de la válvula de pico de pato. El cierre 136 que se puede abrir está definido' por las paredes del pasaje 134 en el primer extremo 128a de la válvula de pico de pato.

En modalidades preferidas, la válvula 128 de pico de pato se puede formar de un hule de silicona que tiene una dureza Shore A de aproximadamente 70 + 5. Se debe entender que la válvula 128 de pico de pato se puede formar de cualquier otro material apropiado, dependiendo de la aplicación de la válvulá. El material seleccionado para formar la válvula 128 de pico de pato y la geometría de la válvula en sí juntos, definen la presión de apertura (la presión necesaria en el segundo extremo del orificio 130 de la válvula de pico de pato para provocar que el pasaje 134 se abra) de la válvula 128 de pico de pato. Sin embargo, la flexibilidad (dureza) del material es el factor principal para definir la presión de apertura. Dicho de otra forma, la presión del aire que actúa en las paredes internas del segundo extremo del orificio 130 de pico de pato proporciona la fuerza requerida para superar la resistencia del pasaje 134 a permanecer en su condición cerrada-moldeada. La resistencia es una función de la dureza (rigidez) del material de pico de pato y la geometría del pasaje 132 a ser moldeado en la condición cerrada. La presión de apertura en una modalidad es de aproximadamente 1 psi.

Un manguito 138 que tiene una abertura 140 formada a través del primer extremo 138a es recibido en el primer extremo del orificio 106a del cuerpo de válvula intermedio a las paredes del orificio 106a y la válvula 128 de pico de pato. El manguito 138 es recibido sobre una porción de la válvula 128 de pico de pato, de modo que una porción del cuello 132 alargado es recibido a través de la abertura 140 del manguito Un segundo extremo 138b del manguito es recibido adyacente al segundo extremo 128b de válvula de pico de pato y llena el hueco intermedio a las paredes del primer extremo del orificio 106a del cuerpo de válvula y el segundo extremo 128b de pico de pato, que a su vez, ayuda a centrar la válvula de pico de pato en el primer extremo del orificio 106a de cuerpo de válvula. En modalidades preferidas, el manguito 138 puede estar hecho de polímeros o metales, tal como el aluminio, acero inoxidable, bronce, etc. El manguito 138 no controla directamente la presión de apertura necesaria para abrir el pasaje 134, pero en su lugar, limita la forma en que el pasaje 134 ancho se puede abrir, lo cual regula el tamaño de la abertura 136 del pasaje.

La primera modalidad opera al permitir que el aire fluya en la dirección de la flecha de flujo mostrada en la Figura 3, mientras evita el flujo de aire en la dirección opuesta. En particular, cuando la presión en el primer orificio 106a es menor que en el segundo orificio 108a, el aire entre en el segundo orificio 108a, viaja a través del segundo filtro 112 dentro de la abertura 122 del orificio axial, viaja dentro del orificio 118 radial y presiona contra el manguito 120. El manguito 120 está diseñado para tener una presión de apertura de 1.0. PSI, en una modalidad, en donde el manguito se expande en forma radial hacia afuera, lo cual permite que el flujo de aire salga a través de las aberturas del orificio radial dentro del espacio por debajo del primer filtro 110. El flujo de aire pasa a través del primer filtro 110 y fuera a través del primer orificio 106a. Cuando, en una alternativa, la presión en el segundo orificio 108a es más baja que en el primer orificio 106a, se evita que el flujo de aire pase a través del orificio 118 radial, ya que el manguito 120 sella las aberturas del orificio 118 radial.

La segunda modalidad funciona en forma similar a la de la primera modalidad en que se permite que el aire fluya en la dirección de la flecha de flujo de las Figuras 3 y 4. Sin embargo, en lugar de que el aire pase a través de los orificios radial y axial, el aire pasa a través del material poroso y se limita la velocidad de flujo con base en la porosidad del material seleccionado Un manguito 120 opera en forma similar al manguito de la primera modalidad, ya que una vez que la presión del aire que actúa en la superficie interna del manguito 120 se excede la presión de apertura predeterminada (en una modalidad preferida, la presión de apertura es de 1 psi), el flujo de aire expandirá radialmente el manguito 120, lo cual permite que el aire pase en la dirección de la flecha de flujo.

En una modalidad preferida, el flujo de aire a través del extremo 114c del inserto proporciona un incremento de 9 psi sobre un intervalo de tiempo de un minuto y medio. Se evita que el aire fluya en la dirección opuesta por el manguito 120.

La tercera modalidad funciona en forma similar a las dos primeras modalidades y para al permitir que el aire fluya en la dirección de la flecha de flujo mientras evita el flujo de aire en la dirección opuesta. En particular, cuando la presión en el primer orificio 106a es más baja que en el segundo orificio 108a, el aire entre en el segundo orificio 108a, viaja a través de la abertura 124 intermedia y el orificio 130 de la válvula 128 de pico de pato y a través del pasaje 134 del cuello 132 alargado, lo que presiona contra el cierre 136 que se puede abrir. En una modalidad, el cierre 136 que se puede abrir se puede diseñar para tener una presión de apertura de 1.0 PSI, tal como en la primera y segunda modalidades del manguito 120. Una vez que la presión excede la presión de apertura, las paredes del pasaje 134 se separan, lo que permite que el cierre 136 que se puede abrir genere una abertura que permite que el aire pase a través en la dirección de la flecha. Se evita que el aire fluya en la dirección opuesta por el cierre 136 que se puede abrir.

Aunque se han descrito una o más modalidades preferidas de la invención, se debe entender que cualquiera y todas las modalidades equivalentes de la presente invención se encuentran incluidas dentro del alcance y espíritu de la misma. Las modalidades ilustradas se presentan como ejemplo y no tienen la intención de ser limitantes de la presente invención. De este modo, las personas experimentadas en la técnica podrán comprender que la presente invención no está limitada a estas modalidades, ya que se pueden realizar ciertas modificaciones. Por lo tanto, se contempla que cualquiera y todas las modalidades estén incluidas en la presente invención siempre que caigan dentro del espíritu y el alcance de la misma.

Claims (27)

REIVINDICACIONES

1. Una válvula de retención de una vía para usarse en una válvula de control para carro ferroviario, la válvula de retención de una vía está caracterizada porque comprende: • a. un cuerpo que tiene: i. un primer extremo; ¡i. un segundo extremo; iii. un orificio extendido desde el primer extremo hasta el segundo extremo; y b. un inserto que tiene: i. un primer extremo; i¡. un segundo extremo; iii. una porción media entre ellos, y iv. un eje que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo; y c. un manguito que opera recibido en el inserto intermedio al primer extremo y al segundo extremo; en donde: el inserto está colocado en el orificio del cuerpo; en donde uno del inserto y del manguito está en una primera posición, el aire fluye en el segundo extremo del cuerpo y fuera del primer extremo del cuerpo; y cuando uno del inserto y del manguito está en la segunda posición, se evita que el aire fluya a través del cuerpo en cualquier dirección.

2. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el inserto también comprende un orificio ciego axial extendido desde el segundo extremo y un orificio radial que interseca con el orificio ciego axial.

3. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el inserto está formado de un metal.

4. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el inserto está formado de un material de polímero.

5. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la flexibilidad de un material utilizado para formar el inserto define la capacidad del inserto de moverse desde la primera posición hasta la segunda posición.

6. ' La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un primer filtro intermedio al primer extremo del cuerpo y el primer extremo del cuerpo y un segundo filtro intermedio al segundo extremo del cuerpo y el segundo extremo del inserto.

7. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un empaque en el segundo extremo del cuerpo.

8. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el manguito se puede expandir. y está formado de un material de polímero.

9. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el manguito se puede expandir y está formado de un material de elastómero.

10. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el manguito comprende una abertura que recibe el inserto y en donde la abertura regula la cantidad de flujo de aire fuera del primer extremo del cuerpo.

11. La válvula de retención de una vía dé conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el diámetro del orificio radial define la velocidad de flujo de aire a través de la válvula de retención.

12. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la porosidad del material que forma una porción de la porción media del inserto y una porción del segundo extremo del inserto se selecciona para permitir que el aire fluya a través de la porción del segundo extremo del inserto y fuera de la porción media del inserto.

13. Una válvula de retención de una vía para usarse en una válvula de control para carro ferroviario, la válvula de retención de una vía está caracterizada porque comprende: a. un cuerpo que tiene: · i. un primer extremo; ii. un segundo extremo; iii. un orificio que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo; y b. un inserto alargado que define una superficie externa, el inserto está configurado para reducir la velocidad del flujo de aire a través del cuerpo; y c. un manguito recibido en la superficie externa del inserto; en donde: el inserto es recibido en el orificio del cuerpo; y en donde uno del manguito y el inserto permite que el aire fluya en una primera dirección desde el segundo extremo del cuerpo hasta el primer extremo del cuerpo y evita el flujo de aire en una segunda dirección opuesta.

14. La 'válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque la presión de aire en el segundo extremo del cuerpo es más alta que la presión del aire predeterminada, uno del inserto y del manguito incrementa en diámetro para permitir que el aire fluya en una primera dirección.

15. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque la flexibilidad del material utilizado para formar el inserto define la capacidad del inserto para permitir que el aire fluya en una primera dirección.

16. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el inserto también comprende un orificio ciego axial extendido desde un extremo del inserto cerca del segundo extremo del cuerpo y un orificio radial que interseca el orificio ciego axial y se abre hacia la superficie exterior del inserto.

17. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el manguito está formado de uno de un material de elastómero y de polímero.

18. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el manguito comprende una abertura que recibe el inserto y en dondeJa abertura regula la cantidad de flujo e aire en una primera dirección desde el segundo extremo del cuerpo hasta el primer extremo del cuerpo.

19. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación .13, caracterizada porque el inserto define un primer extremo ubicado cerca del primer extremo del cuerpo, un segundo extremo cerca del segundo extremo del cuerpo y una porción media entre ellos, en donde una porción del segundo extremo del inserto y una porción de la porción media tiene una porosidad que se selecciona para permitir que el aire fluya a través del inserto entre el segundo extremo y la porción media a una velocidad de flujo predeterminada.

20. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el diámetro del orificio radial define la velocidad de flujo de aire a través de la válvula de retención.

21. Una válvula de control para un carro ferroviario caracterizado porque comprende: a. un puerto de tubo de frenos; b. un puerto de depósito auxiliar; c. un pistón principal intermedio al puerto de tubo de frenos y al puerto de depósito auxiliar, el pistón principal está configurado para comparar la presión del aire suministrada en el puerto de tubo de frenos con una presión de aire suministrada en el puerto de depósito auxiliar; y d. una válvula de retención de una vía colocada intermedia al puerto de tubo de frenos y el puerto de depósito auxiliar, la válvula de retención de una vía, comprende: i. un cuerpo que tiene un primer extremo, un segundo extremo y un orificio extendido desde el primer extremo hasta el segundo extremo; ii. un inserto alargado que define una superficie externa, el inserto está configurado para reducir la velocidad de flujo de aire a través del cuerpo; ¡ii. un manguito recibido en la superficie exterior del inserto; en donde uno del inserto y del manguito se mueve entre una primera posición que permite que el aire fluya en una primera dirección desde el puerto de tubo -de frenos hasta el depósito auxiliar y una segunda posición que evita que el aire fluya en una segunda dirección desde el puerto del depósito auxiliar hasta el puerto de tubo'de frenos.

22. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la presión del aire en el puerto de tubo de frenos es más alta que una presión de aire predeterminada, uno del inserto y del manguito incrementa en diámetro desde la segunda posición a la primera posición para permitir que el aire fluya desde el puerto de tubo de frenos hasta el puerto de depósito auxiliar.

23. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la flexibilidad del material utilizado para formar el inserto, define la capacidad del inserto para moverse desde la primera posición hasta la segunda posición.

24. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el inserto también comprende un orificio ciego axial extendido desde un. extremo del inserto cerca del segundo extremo del cuerpo y un orificio radial que interseca al orificio ciego axial y se abre hacia la superficie exterior del inserto.

25. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el inserto define un primer extremo ubicado cerca del primer extremo del cuerpo, un segundo extremo cerca del segundo extremo del cuerpo y una porción media entre ellos, en donde una porción del segundo extremo del inserto y una porción de la porción media tiene una porosidad que permite que el aire fluya a través del inserto entre el segundo extremo y la porción media a una velocidad de flujo predeterminada.

26. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el manguito comprende una abertura que recibe el inserto y en donde la abertura regula la cantidad de flujo de aire en la primera dirección desde el puerto de tubo de frenos hasta el depósito auxiliar.

27. La válvula de retención de una vía de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada porque el diámetro del orificio radial define la velocidad del flujo de aire a través de la válvula de retención.