电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统

文档序号:840526 发布日期:2021-04-02 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统 (Relay valve structure for electro-pneumatic braking and electro-pneumatic braking control system ) 是由 王文刚 王蒙 丁颖 王洪昆 边志宏 王萌 焦杨 马瑞峰 刘亚梅 蒋勇 朱宇 刘 于 2020-12-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统。电空制动用中继阀结构包括包括阀体及活塞组件。活塞组件包括活塞、膜板、阀杆及弹性复位件,弹性复位件套接于阀杆的顶部,并抵接于阀体;活塞固定于阀杆的上部。膜板与活塞将中空腔分隔为用于连通预控室的上腔及用于连通列车管的下腔。活塞组件还设有用于连通列车管的排风阀口,活塞组件能够在中空腔内运动,使排风阀口的开启或关闭。如此,通过控制预控室的压力变化来间隔控制列车管的压力变化,从而提高列车管排风的同步性。此外,通过缓解列车管内的压力,使列车管的压力与预控室的压力保持一致,这样司机产生的制动指令能够准确传递到每个车辆,加速列车管排风,实现指令的同步性。(The invention relates to a relay valve structure for electro-pneumatic braking and an electro-pneumatic braking control system. The relay valve structure for electro-pneumatic braking comprises a valve body and a piston assembly. The piston assembly comprises a piston, a diaphragm plate, a valve rod and an elastic reset piece, and the elastic reset piece is sleeved on the top of the valve rod and is abutted against the valve body; the piston is fixed on the upper part of the valve rod. The diaphragm plate and the piston divide the hollow cavity into an upper cavity for communicating with the pre-control chamber and a lower cavity for communicating with a train pipe. The piston assembly is also provided with an air exhaust valve port for communicating with a train pipe, and the piston assembly can move in the hollow cavity to open or close the air exhaust valve port. Therefore, the pressure change of the train pipe is controlled at intervals by controlling the pressure change of the pre-control chamber, so that the synchronization of the air exhaust of the train pipe is improved. In addition, the pressure in the train pipe is relieved, so that the pressure of the train pipe is kept consistent with the pressure of the pre-control chamber, the braking instruction generated by a driver can be accurately transmitted to each vehicle, the exhaust of the train pipe is accelerated, and the synchronization of the instruction is realized.)

电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统

技术领域

本发明涉及列车制动技术领域,特别是涉及一种电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统。

背景技术

随着我国铁路货物运输的发展,重载运输以环保、节能及高效的优点,被视为铁路货物运输的重要发展方向。重载运输列车采用电空制动系统,即以压缩空气为动力的列车制动系统,由机车发出的网络信号控制常用和紧急制动。然而,传统的中继阀的控制精度低,无法满足电空制动系统的控制要求,这样司机产生的制动指令无法准确传递到每个车辆。

发明内容

基于此,有必要提供一种电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统,使得司机产生的制动指令能够准确传递到每个车辆,加速列车管排风,实现指令的同步性。

一种电空制动用中继阀结构,所述电空制动用中继阀结构包括:

阀体,所述阀体设有中空腔;及活塞组件,所述活塞组件包括活动地设于所述中空腔的膜板、活塞、阀杆及弹性复位件,所述弹性复位件设于所述阀杆的顶部,并抵接于所述阀体,所述活塞设于所述阀杆的上部;所述膜板的一侧连接于所述阀体,另一侧活动地设于所述活塞内,并与所述活塞将所述中空腔分隔为用于连通预控室的上腔及用于连通列车管的下腔;所述活塞组件还设有用于连通所述列车管的排风阀口,所述阀杆能够在所述中空腔内运动,使所述排风阀口的开启或关闭。

在其中一个实施例中,所述电空制动用中继阀结构还包括对应设于所述预控室的排气电磁阀及用于设在所述列车管的截断控制阀,所述排气电磁阀用于控制所述预控室排气,截断控制阀用于控制所述列车管与所述排风阀口之间通路的连通或隔断。

在其中一个实施例中,所述电空制动用中继阀结构还包括转换电磁阀,所述转换电磁阀连接于所述截断控制阀;其中,在所述转换电磁阀失电状态下,所述排气电磁阀失电,所述截断控制阀处于关闭位;在所述转换电磁阀得电状态下,所述排气电磁阀得电,所述截断控制阀处于打开位。

在其中一个实施例中,所述电空制动用中继阀结构还包括局减控制阀,所述局减控制阀用于控制局减室与所述预控室的连通或隔断。

在其中一个实施例中,所述电空制动用中继阀结构还包括排气电磁阀、截断控制阀及转换电磁阀,所述转换电磁阀分别连接于所述截断控制阀及局减控制阀;其中,在所述转换电磁阀得电状态下,所述排气电磁阀得电,所述截断控制阀及局减控制阀处于开放位;在所述转换电磁阀失电状态下,所述排气电磁阀失电,所述截断控制阀处于关闭位。

在其中一个实施例中,所述活塞组件还包括密封圈及阀座,所述排风阀口设于所述阀座,所述密封圈设于所述阀杆对应所述排风阀口的位置。

在其中一个实施例中,所述阀杆靠近所述阀座的一端设有定位槽,所述定位槽的槽口呈外扩状,所述密封圈设于所述定位槽内。

在其中一个实施例中,所述电空制动用中继阀结构还包括设于所述阀座的滤尘片,所述滤尘片对应所述排风阀口设置;所述阀座设有外缘,所述外缘沿所述排风阀口的边缘设置,所述外缘高于所述排风阀口的顶部。

在其中一个实施例中,所述阀体包括中间体及端盖,所述端盖与所述阀杆滑动连接,所述端盖设于所述中间体并围设形成所述中空腔;所述活塞及膜板为圆形,且所述活塞的外径小于所述中空腔,所述膜板的内缘活动地于所述活塞内,所述膜板的外缘设于所述端盖与所述中间体之间。

一种电空制动控制系统,所述电空制动控制系统包括预控室、列车管及所述的电空制动用中继阀结构,所述预控室与所述上腔连通,所述列车管与所述下腔连通。

上述的电空制动用中继阀结构及电空制动控制系统,膜板的一侧活动地设于活塞内,另一侧连接于阀体,将中空腔分隔为与预控室连通的上腔及与列车管连通的下腔。当预控室的压力降低,并且列车管的气压大于预控室的气压及弹性复位件的弹性力之和时,膜板带动活塞及阀杆在中空腔内向上运动,使得排风阀口打开。此时,列车管的气体通过排风阀口排向大气,同时列车管的气体也进入下腔内。当列车管与预控室的气压处于平衡状态时,在弹性复位件的作用下,膜板带动活塞及阀杆向下运动,使得排风阀口关闭,从而使得列车管与预控室的压力保持一致,保证减压的同步性。如此,通过控制预控室的压力变化来间隔控制列车管的压力变化,从而有效提高列车管排风的同步性。此外,通过缓解列车管内的压力,使得列车管的压力与预控室的压力保持一致,这样司机产生的制动指令能够准确传递到每个车辆,从而加速列车管排风,实现指令的同步性。

附图说明

图1为本发明一实施例的无线电空制动用中继阀结构的剖视图;

图2为本发明一实施例的无线电空制动用中继阀结构中阀座的结构示意图;

图3为本发明一实施例的无线电空制动用中继阀结构阀体的结构示意图;

图4为本发明一实施例的电空制动控制系统的结构示意图。

附图说明:10、阀体;11、中间体;111、定位台阶;12、端盖;13、上腔;14、下腔;20、活塞组件;21、活塞;22、膜板;23、阀杆;24、弹性复位件;25、阀座;251、排风阀口;252、外缘;26、密封圈;30、排气电磁阀;40、截断控制阀;50、局减控制阀;51、局减室;60、转换电磁阀;70、预控室;80、列车管;90、滤尘片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1和图4,本发明一实施例的电空制动用中继阀结构,包括阀体10及活塞组件20。阀体10设有中空腔。活塞组件20包括活动地设于中空腔的活塞21、膜板22、阀杆23及弹性复位件24,弹性复位件24设于阀杆23的顶部,并抵接于阀体10;活塞21设于阀杆23的上部。膜板22的一侧连接于阀体10,另一侧活动地设于活塞21内,并与活塞21将中空腔分隔为用于连通预控室70的上腔13及用于连通列车管80的下腔14。活塞组件20还设有用于连通列车管80的排风阀口251,阀杆23能够在中空腔内运动,使排风阀口251的开启或关闭。

具体地,参阅图1,阀杆23的顶端设有套孔,弹性复位件24设于套孔内。弹性复位件24的一端抵接于套孔的孔壁,另一端抵接于中空腔的腔壁。如此,弹性复位件24能够对阀杆23提供一定的预紧力。

上述的电空制动用中继阀结构,膜板22的一侧活动地设于活塞21内,另一侧连接于阀体10,将中空腔分隔为与预控室70连通的上腔13及与列车管80连通的下腔14。当预控室70的压力降低,并且列车管80的气压大于预控室70的气压及弹性复位件24的弹性力之和时,膜板22带动活塞21及阀杆23在中空腔内向上运动,使得排风阀口251打开。此时,列车管80的气体通过排风阀口251排向大气,同时列车管80的气体也进入下腔14内。当列车管80与预控室70的气压处于平衡状态时,在弹性复位件24的作用下,膜板22带动活塞21及阀杆23向下运动,使得排风阀口251关闭,从而使得列车管80与预控室70的压力保持一致,保证减压的同步性。如此,通过控制预控室70的压力变化来间隔控制列车管80的压力变化,从而有效提高列车管80排风的同步性。此外,通过缓解列车管80内的压力,使得列车管80的压力与预控室70的压力保持一致,这样司机产生的制动指令能够准确传递到每个车辆,从而加速列车管80排风,实现指令的同步性。

在一个实施例中,参阅图1和图4,电空制动用中继阀结构还包括对应设于预控室70的排气电磁阀30及用于对应列车管80设置的截断控制阀40,排气电磁阀30用于控制预控室70排气,截断控制阀40用于控制列车管80与大气之间通路的连通或隔断。可以理解的是,当列车管80的气压小于预控室70的气压时,在弹性复位件24的作用下,膜板22带动活塞21及阀杆23向下运动,使得排风阀口251关闭,此时排气电磁阀30处于失电状态。与此同时,截断控制阀40关闭,使得列车管80与大气之间的通路被隔断。此时,即使排风阀口251密封不严、密封失效等,由于截断控制阀40处于关闭位,这样列车管80的空气无法到达排风阀口251的附近,故排风阀口251的漏泄不会造成的列车管80漏泄,这样能够避免因列车管80漏泄造成的整个ECP控制系统失效,从而保证车辆能够正常缓解,避免出现因列车管80出现漏泄造成的铁路事故。

可选地,上述的截断控制阀40为截断柱塞阀。当然,截断控制阀40不局限于截断柱塞阀,其也可为其它具有相同功能的部件。

进一步地,电空制动用中继阀结构还包括转换电磁阀60,转换电磁阀60连接于截断控制阀40。其中,在转换电磁阀60失电状态下,排气电磁阀30失电,截断控制阀40处于关闭位;在转换电磁阀60得电状态下,排气电磁阀30得电,截断控制阀40处于打开位。可以理解的是,当排气电磁阀30接收制动信号时,转换电磁阀60得电,排气电磁阀30得电产生排风,同时截断控制阀40处于开放位,使得列车管80与大气连通。当转换电磁阀60失电时,排气电磁阀30失电,截断控制阀40关闭,使得列车管80与大气之间的通路被隔断。

需要说明的是,参阅图1和图4,当排气电磁阀30接收到制动信号时,排气电磁阀30得电产生排风,预控室70的气压降低。与此同时,截断控制阀40处于打开位。当列车管80的气压大于预控室70的气压及弹性复位件24的弹性力之和时,膜板22带动活塞21及阀杆23在中空腔内向上运动,使得排风阀口251打开,从而将列车管80内的气体从排风阀口251排向大气,实现列车管80的减压。在这一过程中,列车管80内的气体也会进入下腔14内。当列车管80的气压与预控室70的气压保持平衡时,在弹性复位件24的作用下,膜板22带动活塞21及阀杆23向下运动,使得排风阀口251关闭,实现列车管80与预控室70的压力保持一致,保证车辆减压的同步性。当列车管80内的空气压力达到目标值后,排气电磁阀30失电,截断控制阀40处于关闭位,通过截断控制阀40截断列车管80的通路,有效防止由于排风阀口251密封失效造成的列车管80漏泄,从而保证重载运输车能够正常缓解,避免出现因列车管80出现漏泄造成的铁路事故。

在一个实施例中,参阅图1和图4,电空制动用中继阀结构还包括局减控制阀50,局减控制阀50用于控制局减室51与预控室70的连通或隔断。其中,在转换电磁阀60得电状态下,局减控制阀50处于打开位。具体地,当转换电磁阀60接收制动信号,并得电产生排风时,局减控制阀50打开,使得预控室70与局减室51连通,产生预控室70局部减压,为膜板22的动作提高初始动力。如此,通过设置局减控制阀50及局减室51,能够保证减压初期时预控室70能够产生局部减压,从而给膜板22运动提供初始动力。

可选地,上述的局减控制阀50为局减柱塞阀。当然,局减控制阀50不局限于局减柱塞阀,其也可为其它具有相同功能的部件。

进一步地,电空制动用中继阀结构还包括截断控制阀40、局减控制阀50及转换电磁阀60,转换电磁阀60分别与局减控制阀50及截断控制阀40连接。其中,在转换电磁阀60得电状态下,排气电磁阀30得电,局减控制阀50及截断控制阀40均处于开放位,局减室51与预控室70连通,列车管80与大气连通;在转换电磁阀60失电状态下,排气电磁阀30失电,截断控制阀40及局减控制阀50处于关闭位,从而通过局减控制阀50隔断预控室70与局减室51的通路,截断控制阀40隔断列车管80与大气的通路。

在一个实施例中,参阅图1和图2,阀体10包括中间体11及端盖12,端盖12连接于中间体11,并与中间体11围设形成中空腔;阀杆23与端盖12滑动连接。具体地,中间体11背离端盖12的表面设有连接孔及定位台阶111,在安装的过程中,通过定位台阶111实现阀体10的定位,并将紧固件设于连接孔对阀体10进行固定。如此,取消了传统采用法兰面的安装形式,节省空间,使得无线电空制动中继阀结构更紧凑。

在一个实施例中,参阅图1,活塞组件20还包括密封圈26及阀座25,排风阀口251设于阀座25,密封圈26设于阀杆23对应排风阀口251的位置。具体地,端盖12设有与阀座25适配的安装孔,阀座25设于该安装孔,并通过紧固件将阀座25连接固定于端盖12;阀座25外也设有密封圈26,实现阀座25与端盖12之间的装配密封性。其中,紧固件为螺钉、螺栓等。如此,阀杆23的端部插入排风阀口251,密封圈26抵接于排风阀口251的边缘,这样保证密封圈26能够对排风阀口251提供良好的密封效果,从而有效防止列车管80内的气体通过排风阀口251漏泄。

需要说明的是,阀杆23的端部插入排风阀口251,密封圈26抵接于排风阀口251的边缘,从而对排风阀口251进行密封,进而实现排风阀口251的关闭。当密封圈26脱离排风阀口251的边缘时,阀杆23与排风阀口251之间形成间隙,实现排风阀口251的开启。

进一步地,参阅图1和图3,阀座25设有外缘252,该外缘252沿排风阀口251的周缘设置,并且外缘252高于排风阀口251的顶部。如此,该外缘252能够对排风阀口251起到良好的保护作用,避免排风阀口251出现磕碰的现象。

在一个实施例中,参阅图1,阀杆23靠近阀座25的一端环设有定位槽,并且该定位槽的槽口呈外扩状,密封圈26设于定位槽内。如此,保证密封环26能够稳定且可靠地安装在定位槽。当然,在其它实施例中,也可直接将密封圈26胶接于阀杆23靠近阀座25的一端,不以此为限。

在一个实施例中,参阅图1,无线电空制动用中继阀结构还包括滤尘片90,滤尘片90对应设于排风阀口251。如此,滤尘片90能够对气体中的杂质进行过滤,防止杂质进入中继阀的内部而影响中继阀的控制精度。

在一个实施例中,参阅图1,活塞21和膜板22均为圆形,且活塞21的外径小于中空腔的内径,膜板22的内缘活动套设于活塞21内,膜板22的外缘252设于中间体11与端盖12之间。具体地,当中间体11与端盖12之间装配时,将膜板22的外缘252压紧在两者之间,以实现对膜板22的外缘252进行固定。当然,为实现膜板22的外缘252固定安装,也可通过其他方式对其固定。由于膜板22与活塞21之间采用活动连接的方式,这样当压力变化时,膜板22随着压力伸缩变形,膜板22的内缘部分延伸,不会因为两端固定造成膜板22的过量变形,如此能够延长膜板22的使用寿命。

具体到本实施例中,参阅图1,活塞21的侧面上开设有与其同心的环形槽,膜板22的内缘活动嵌套于该环形槽内,膜板22的内缘厚度和膜板22的外缘252厚度均大于膜板22的中部厚度,且膜板22的内缘呈圆柱状结构。如此,一方面,可实现膜板22的内缘能够与环形槽进行紧密配合并保证良好的密封效果;另一方面,可实现当膜板22受压产生形变时,膜板22的内缘能够在环形槽内滑动过程中仍然保持良好的密封效果;由于膜板22的外缘252加厚处理,保证膜板22在中间体11和端盖12的压紧作用下能够起到良好的密封作用。

参阅图4,本发明提供的电空制动控制系统,包括预控室70、局减室51、列车管80及上述任一实施例的电空制动用中继阀结构。预控室70及局减室51分别与上腔13连通,列车管80与下腔14连通。

上述的电空制动用中继阀结构,膜板22的一侧活动地设于活塞21内,另一侧连接于阀体10,将中空腔分隔为与预控室70连通的上腔13及与列车管80连通的下腔14。当预控室70的压力降低,并且列车管80的气压大于预控室70的气压及弹性复位件24的弹性力之和时,膜板22带动活塞21及阀杆23在中空腔内向上运动,使得排风阀口251打开。此时,列车管80的气体通过排风阀口251排向大气,同时列车管80的气体也进入下腔14内。当列车管80与预控室70的气压处于平衡状态时,在弹性复位件24的作用下,膜板22带动活塞21及阀杆23向下运动,使得排风阀口251关闭,从而使得列车管80与预控室70的压力保持一致,保证减压的同步性。如此,通过控制预控室70的压力变化来间隔控制列车管80的压力变化,从而有效提高列车管80排风的同步性。此外,通过缓解列车管80内的压力,使得列车管80的压力与预控室70的压力保持一致,这样司机产生的制动指令能够准确传递到每个车辆,从而加速列车管80排风,实现指令的同步性。

参阅图4,在本实施例中,电空制动控制系统的工作原理,具体如下:

预控室70充气:当预控室70充入压力气体时,预控室70的气压及弹性复位件24的压力大于列车管80的气压,这样膜板22便带动活塞21及阀杆23向下运动,使得排风阀口251关闭。此时,排气电磁阀30及转换电磁阀60失电,截断控制阀40处于关闭位,则截断列车管80的通路,从而防止由于排风阀口251漏泄造成的列车管80漏泄。

预控室70减压:当列车产生制动时,转换电磁阀60得电,同时排气电磁阀30得电产生排风,局减控制法及截断控制阀40处于开放位,则预控室70与局减室51连通,预控室70局部减压,为膜板22的动作提供初始动力。此时,预控室70压力降低,当列车管80压力大于预控室70的压气压及弹性复位件24的弹性力之和时,膜板22带动活塞21及阀杆23向上运动,橡胶圈脱离排风阀口251,此时列车管80的压力气体通过排风阀口251排向大气,同时列车管80的压力气体进入下腔14方。当列车管80压力与预控室70压力值平衡时,阀杆23向下运动,使得排风阀口251关闭,这样列车管80的气压与预控室70的气压保持一致,从而保证减压的同步性,即通过对预控室70压力控制来实现各车辆列车管80排风的同步性。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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