專利名稱：用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道車輛用的控制閥門，特別是涉及一種適用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)用的直動式機械控制氣閥。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的不斷進步，各種類型的氣閥廣泛應(yīng)用于鐵路機車(含輕軌)的司控器系統(tǒng)，以前通用控制方法是通過司控器在緊急制動時輸出電信號，由電信號控制電磁閥進行緊急放風(fēng)制動。但此控制模式在停電狀態(tài)下，機車將失去控制，后果不堪設(shè)想。因此如何保證機車在任何狀態(tài)均可以進行有效控制，是值得研究的一道課題。如果能開發(fā)出一種不需要電信號就可以進行緊急放風(fēng)制動控制的氣閥是最為理想的控制方式，可是目前世界上無類似大通徑大流量、小外形尺寸、小操作力、小行程同此結(jié)構(gòu)氣閥。一般氣動閥的機械開啟機構(gòu)因為下腔存在較大氣壓，要使閥口關(guān)閉可靠，則需要較大的彈簧力，相應(yīng)的開啟操作力較大。·通過國內(nèi)專利文獻檢索，發(fā)現(xiàn)有關(guān)機車產(chǎn)生緊急制動方面的專利，主要有如下一些
I、中國專利申請?zhí)枮镃N201010601051. 1，名稱為“一種使機車產(chǎn)生緊急制動作用的方法”，該專利公開了一種使機車產(chǎn)生緊急制動作用的方法，當(dāng)列車運行前方突然出現(xiàn)塌方落石、汽車熄火在道口等險情，嚴重威脅到列車行車安全，在列車運行前方、列車緊急制動停車距離范圍內(nèi)，通過使用無線電遙控開關(guān)技術(shù)、開通緊急電空閥電源開關(guān)10、機車制動機11產(chǎn)生緊急制動作用、列車緊急制動停車。主要采用自動觸發(fā)3或人工按鈕4的方法使無線電遙控發(fā)射器I發(fā)出無線電報警信號，駛?cè)肫浒l(fā)射范圍附近的裝有無線電遙控接收控制器2的機車接收到無線電遙控報警信號、開通緊急電空閥電源開關(guān)10、機車制動機11產(chǎn)生緊急制動作用、列車緊急制動停車。從上述專利可以看出，所采用的控制方式仍是采用電控閥門來進行緊急制動控制的。2、中國專利申請?zhí)枮镃N201010255301.0，名稱為“用于電力機車的緊急制動閥”，該專利公開了一種用于電力機車的緊急制動閥，包括閥體、閥芯和驅(qū)動裝置，在閥體的側(cè)壁上設(shè)有貫通氣體通道的安裝孔，閥芯通過所述安裝孔裝設(shè)在氣體通道內(nèi)，且閥芯的軸線與氣體通道的軸線正交，閥芯上徑向設(shè)有可與氣體通道貫通或封閉的貫通孔，閥芯沿閥芯的軸線經(jīng)所述安裝孔分別向兩端延伸至閥體的外部形成兩伸出端，閥芯的一伸出端與驅(qū)動裝置固定連接，其另一伸出端與緊急制動信號發(fā)生裝置相連接；驅(qū)動裝置能帶動所述閥芯旋轉(zhuǎn)，當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)至所述貫通孔與氣體通道相貫通時，閥芯驅(qū)動緊急制動信號發(fā)生裝置動作，并向機車控制系統(tǒng)輸出緊急制動信號。該專利雖然涉及到了機車緊急制動閥，但并沒有涉及其控制裝置，從文獻中只是發(fā)現(xiàn)有一處描述是手動控制，因此不能作為機車的適時自動控制閥門。3、中國專利申請?zhí)枮镃N201110024172. 9，名稱為“軌道交通車輛制動控制系統(tǒng)和方法”，該專利公開了一種軌道交通車輛制動控制系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括貫穿鐵路列車各車廂的緊急制動請求列車線，以及設(shè)置在鐵路列車各車廂內(nèi)的本地制動控制單元，本地制動控制單元通過緊急制動開關(guān)與緊急制動請求列車線連接；并通過列車總線與列車中央控制單元以及報警裝置連接；本地制動控制單元用于監(jiān)測緊急制動開關(guān)的狀態(tài)，并在緊急制動開關(guān)斷開時向列車中央控制單元和報警裝置發(fā)送緊急制動請求。該專利主要涉及的是制動控制的系統(tǒng)和方法，并沒有涉及具體的控制閥門。4、中國專利申請?zhí)枮镃N201020298126. 9，名稱為“DK型機車制動機緊急閥緊急室的充風(fēng)結(jié)構(gòu)”，該專利公開了一種DK型機車制動機緊急閥緊急室的充風(fēng)結(jié)構(gòu)，包括一DK型電空制動機緊急閥和緊急電空閥，該緊急閥的緊急室連通緊急電空閥出風(fēng)口，該緊急電空閥進風(fēng)口連通總風(fēng)管，緊急電空閥的排風(fēng)口封堵，且該緊急閥的微動開關(guān)串入該緊急電空閥的控制回路中，用于使該緊急電空閥失電。該專利倒是的確與緊急制動控制閥門有關(guān)，但仍然是采用的電控閥門，所以依然存在缺電后導(dǎo)致整個控制失效的問題。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)對于如何有效解決緊急制動時，系統(tǒng)缺電而導(dǎo)致電控閥們不能動作的問題尚缺乏有效手段，考慮到現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有必要對其進行進一步改進。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種能在控制模式的停電狀態(tài)下，依然能有效進行緊急放風(fēng)制動控制方法及控制氣閥。該氣閥具有安全可靠、操作力小、行程短、排氣流量足夠大的特點。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明蘇提出的解決技術(shù)方案為一種用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，包括閥體，閥體設(shè)有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口分別安裝在對應(yīng)的進氣腔和出氣腔的進出口上，在進氣腔內(nèi)設(shè)有下腔環(huán)，在出氣腔內(nèi)設(shè)有上腔環(huán)，并在閥體內(nèi)設(shè)有一直動式控制閥，直動式控制閥包括一個控制閥腔，控制閥腔分為上腔和下腔，其中上腔通過上通道與出氣腔內(nèi)的上腔環(huán)連通，下腔通過下通道與進氣腔內(nèi)的下腔環(huán)連通；在控制閥腔內(nèi)設(shè)有一個控制閥芯，控制閥芯與一個控制機構(gòu)相連，并通過控制機構(gòu)使得閥芯可以上下運動，通過閥芯的上下運動可使控制閥腔內(nèi)的上腔和下腔連通或截止。進一步地，所述的控制閥芯的上部設(shè)有一閥口，閥口正好位于控制閥腔的上腔和下腔之間隔離板的上方，口徑與控制閥腔上腔和下腔之間隔離板的內(nèi)徑相配，并可通過上下移動在隔離板與隔離板上方之間的移動，實現(xiàn)上腔和下腔的連通或截止。進一步地，所述的控制機構(gòu)是在控制閥芯的上部設(shè)有一半封閉的環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有一控制壓簧，控制閥芯在壓簧的推力下，始終保持向下運動的趨勢；控制閥芯的下端穿過下端蓋，伸出到閥體外，并可在外力的作用下克服控制壓簧的彈性力，迫使控制閥芯往上運動。進一步地，所述的控制閥芯的上部以活塞方式安裝在控制閥腔上端部的上端蓋活塞缸內(nèi)，使得閥芯上部成為一個活塞在上端蓋內(nèi)可以上下移動；并在控制閥芯的環(huán)形槽上開有閥芯小孔，使得上端蓋與控制閥芯的環(huán)形槽形成一個平衡腔，控制壓簧位于平衡腔內(nèi)。一種使用上述用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥的軌道牽引司機制動控制方法，將氣閥的進氣口連通司控器的風(fēng)缸，出氣口直接與大氣相通；正常情況下氣閥的上腔和下腔是截止狀態(tài)，即進氣口和出氣口之間是關(guān)閉的；氣閥的閥芯與一凸輪機構(gòu)相連，當(dāng)閥芯受到凸輪的推力從而克服彈簧彈簧力和上下腔面的壓力差運動時，閥口打開，風(fēng)缸中的壓縮空氣從進氣口經(jīng)過下腔、閥口、上腔最后從出氣口排到大氣中，使風(fēng)缸迅速泄壓，機車開始實現(xiàn)機械式的直動式制動；在這過程中，閥芯向上運動的行程越大，閥口流量越大，風(fēng)缸的壓力下降越快，制動的效果越好。當(dāng)需要氣閥開啟時，采取直動式壓力補償方式開啟氣閥；具體開啟方式是，當(dāng)壓縮空氣進入下腔后，下腔內(nèi)的氣體迅速經(jīng)閥芯孔進入平衡腔，形成一個與下腔相反方向的氣壓力(合力)，其向下合力和彈簧力使閥口保持可靠的關(guān)閉狀態(tài)，保證閥口能可靠密封；當(dāng)推動閥芯向上運動，閥口打開時，平衡腔內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)過閥芯孔進入上腔并從出氣口排出，從而平衡腔內(nèi)的氣壓力消失，推動閥芯只需克服彈簧的彈簧力即可，能大大減小操作力。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點如下
本發(fā)明以直動式壓力補償機構(gòu)控制氣閥，既能夠保證閥口可靠密封，又能夠具有較小的開啟操作力。在此條件下，采用了此直動壓差補償式制動放風(fēng)閥控制方式，具有操作靈活、操作力小、行程短、流量大和外形尺寸小的特點，可安裝在司控器狹小的空間內(nèi)。尤其是 采用凸輪機構(gòu)直接推動氣閥，有效改變了電控閥的缺點，能夠保證在機車失電的情況下仍能進行制動控制。


圖I為本發(fā)明的主剖視 圖2為本發(fā)明的左剖視 圖3為本發(fā)明沿A-A的剖視 圖4為本發(fā)明的控制閥流道示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明
通過附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，包括閥體，閥體設(shè)有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口分別安裝在對應(yīng)的進氣腔和出氣腔的進出口上，在進氣腔內(nèi)設(shè)有下腔環(huán)，在出氣腔內(nèi)設(shè)有上腔環(huán)，并在閥體內(nèi)設(shè)有一直動式控制閥，直動式控制閥包括一個控制閥腔，控制閥腔分為上腔和下腔，其中上腔通過上通道與出氣腔內(nèi)的上腔環(huán)連通，下腔通過下通道與進氣腔內(nèi)的下腔環(huán)連通；在控制閥腔內(nèi)設(shè)有一個控制閥芯，控制閥芯與一個控制機構(gòu)相連，并通過控制機構(gòu)使得閥芯可以上下運動，通過閥芯的上下運動可使控制閥腔內(nèi)的上腔和下腔連通或截止。進一步地，所述的控制閥芯的上部設(shè)有一閥口，閥口正好位于控制閥腔的上腔和下腔之間隔離板的上方，口徑與控制閥腔上腔和下腔之間隔離板的內(nèi)徑相配，并可通過上下移動在隔離板與隔離板上方之間的移動，實現(xiàn)上腔和下腔的連通或截止。進一步地，所述的控制機構(gòu)是在控制閥芯的上部設(shè)有一半封閉的環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有一控制壓簧，控制閥芯在壓簧的推力下，始終保持向下運動的趨勢；控制閥芯的下端穿過下端蓋，伸出到閥體外，并可在外力的作用下克服控制壓簧的彈性力，迫使控制閥芯往上運動。進一步地，所述的控制閥芯的上部以活塞方式安裝在控制閥腔上端部的上端蓋活塞缸內(nèi)，使得閥芯上部成為一個活塞在上端蓋內(nèi)可以上下移動；并在控制閥芯的環(huán)形槽上開有閥芯小孔，使得上端蓋與控制閥芯的環(huán)形槽形成一個平衡腔，控制壓簧位于平衡腔內(nèi)。一種使用上述用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥的軌道牽引司機制動控制方法，將氣閥的進氣口連通司控器的風(fēng)缸，出氣口直接與大氣相通；正常情況下氣閥的上腔和下腔是截止狀態(tài)，即進氣口和出氣口之間是關(guān)閉的；氣閥的閥芯與一凸輪機構(gòu)相連，當(dāng)閥芯受到凸輪的推力從而克服彈簧彈簧力和上下腔面的壓力差運動時，閥口打開，風(fēng)缸中的壓縮空氣從進氣口經(jīng)過下腔、閥口、上腔最后從出氣口排到大氣中，使風(fēng)缸迅速泄壓，機車開始實現(xiàn)機械式的直動式制動；在這過程中，閥芯向上運動的行程越大，閥口流量越大，風(fēng)缸的壓力下降越快，制動的效果越好。當(dāng)需要氣閥開啟時，采取直動式壓力補償方式開啟氣閥；具體開啟方式是，當(dāng)壓縮空氣進入下腔后，下腔內(nèi)的氣體迅速經(jīng)閥芯孔進入平衡腔，形成一個與下腔相反方向的氣壓力(合力)，其向下合力和彈簧力使閥口保持可靠的關(guān)閉狀態(tài)，保證閥口能可靠密封；當(dāng)推動閥芯向上運動，閥口打開時，平衡腔內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)過閥芯孔進入上腔并從出氣口排出，從而平衡腔內(nèi)的氣壓力消失，推動閥芯只需克服彈簧的彈簧力即可，能大大減小操作力。
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實施例一
如圖I、圖2、圖3和圖4所示，一種用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，包括閥體3，閥體3設(shè)有進氣口 I和出氣口 2 ;進氣口 I和出氣口 2分別安裝在閥體3的進氣腔20和出氣腔19的進口和出口上；在進氣腔I內(nèi)設(shè)有下腔環(huán)18，在出氣腔內(nèi)設(shè)有上腔環(huán)17，并在閥體3內(nèi)設(shè)有一直動式控制閥，直動式控制閥包括一個控制閥腔4，控制閥腔4分為上腔6和下腔7，其中，上腔6通過上通道15與出氣腔2內(nèi)的上腔環(huán)17連通，下腔7通過下通道16與進氣腔I內(nèi)的下腔環(huán)18連通；在控制閥腔4內(nèi)設(shè)有一個控制閥芯5，控制閥芯5與一個控制機構(gòu)相連，并通過控制機構(gòu)使得閥芯5可以上下運動，通過閥芯5的上下運動可使控制閥腔4內(nèi)的上腔6和下腔7連通或截止。進一步地，所述的控制閥芯4的上部設(shè)有一閥口 8，閥口 8正好位于控制閥腔4的上腔6和下腔7之間隔離板12的上方，口徑與控制閥腔4的上腔6和下腔7之間隔離板12的內(nèi)徑相配，并可通過上下移動在隔離板12與隔離板上方之間的移動，實現(xiàn)上腔6和下腔7的連通或截止。進一步地，所述的控制機構(gòu)是在控制閥芯5的上部設(shè)有一半封閉的環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有一控制壓簧10，控制閥芯5在控制壓簧10的推力下，始終保持向下運動的趨勢；控制閥芯5的下端穿過下端蓋14，伸出到閥體3外，并可在外力的作用下克服控制壓簧10的彈性力，迫使控制閥芯5往上運動。進一步地，所述的控制閥芯5的上部以活塞方式安裝在控制閥腔上端部的上端蓋13活塞缸內(nèi)，使得控制閥芯5上部成為一個活塞，在上端蓋13內(nèi)可以上下移動；并在控制閥芯5的環(huán)形槽上開有閥芯小孔9，使得上端蓋13與控制閥芯5的環(huán)形槽形成一個平衡腔11，控制壓簧10位于平衡腔11內(nèi)。本發(fā)明共走原理是
進氣口 I連通司控器的風(fēng)缸，正常情況如下所示，控制閥腔4的上腔6和下腔7是截止狀態(tài)，即進氣口 I和出氣口 2之間是關(guān)閉的。當(dāng)控制閥芯5受到凸輪的推力從而克服控制壓簧10彈簧力和上下腔面的壓力差運動時，閥口 8打開，風(fēng)缸中的壓縮空氣從進氣口 I經(jīng)過下腔7、閥口 8、上腔6最后從出氣口 2排到大氣中，使風(fēng)缸迅速泄壓，機車開始制動；在這過程中，控制閥芯5向上運動的行程越大，閥口 8流量越大，風(fēng)缸的壓力下降越快，制動的效果越好。一般氣動閥的機械開啟機構(gòu)因為下腔7存在較大氣壓，要使閥口 8關(guān)閉可靠，則需要較大的彈簧力，相應(yīng)的開啟操作力較大。以下的直動式壓力補償機構(gòu)既能夠保證閥口可靠密封，又能夠具有較小的開啟操作力。當(dāng)壓縮空氣進入下腔7后，下腔7內(nèi)的氣體迅速經(jīng)閥芯孔進入平衡腔11，形成一個與下腔7相反方向的氣壓力(合力)，其向下合力和彈簧力使閥口 8保持可靠的關(guān)閉狀態(tài)，保證閥口 8能可靠密封；當(dāng)推動控制閥芯5向上運動，閥口 8打開時，平衡腔11內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)過閥芯孔進入上腔6并從出氣口 2排出，從而平衡腔11內(nèi)的氣壓力消失，推動閥芯只需克服控制壓簧10的彈簧力即可,能大大減小操作力。進氣腔與平衡腔連接通道16和出氣腔與平衡腔連接通道15采用方孔流道，為流道提供了大截面通道，同時減少了外部工藝孔空間，在保證同等氣體流量的前提下，大大減小產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間，從而大大縮小了產(chǎn)品外形尺寸和體積?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，包括閥體，閥體設(shè)有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口分別安裝在對應(yīng)的進氣腔和出氣腔的進出口上，其特征是，在進氣腔內(nèi)設(shè)有下腔環(huán)，在出氣腔內(nèi)設(shè)有上腔環(huán)，并在閥體內(nèi)設(shè)有一直動式控制閥，直動式控制閥包括一個控制閥腔，控制閥腔分為上腔和下腔，其中上腔通過上通道與出氣腔內(nèi)的上腔環(huán)連通，下腔通過下通道與進氣腔內(nèi)的下腔環(huán)連通；在控制閥腔內(nèi)設(shè)有一個控制閥芯，控制閥芯與一個控制機構(gòu)相連，并通過控制機構(gòu)使得閥芯可以上下運動，通過閥芯的上下運動可使控制閥腔內(nèi)的上腔和下腔連通或截止。
2.如權(quán)利要求I所述用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，其特征是，所述的控制閥芯的上部設(shè)有一閥口，閥口正好位于控制閥腔的上腔和下腔之間隔離板的上方，口徑與控制閥腔上腔和下腔之間隔離板的內(nèi)徑相配，并可通過上下移動在隔離板與隔離板上方之間的移動，實現(xiàn)上腔和下腔的連通或截止。
3.如權(quán)利要求I所述用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，其特征是，所述的控制機構(gòu)是在控制閥芯的上部設(shè)有一半封閉的環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有一控制壓簧，控制閥芯在壓簧的推力下，始終保持向下運動的趨勢；控制閥芯的下端穿過下端蓋，伸出到閥體夕卜，并可在外力的作用下克服控制壓簧的彈性力，迫使控制閥芯往上運動。
4.如權(quán)利要求3所述用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥，其特征是，所述的控制閥芯的上部以活塞方式安裝在控制閥腔上端部的上端蓋活塞缸內(nèi)，使得閥芯上部成為一個活塞在上端蓋內(nèi)可以上下移動；并在控制閥芯的環(huán)形槽上開有閥芯小孔，使得上端蓋與控制閥芯的環(huán)形槽形成一個平衡腔，控制壓簧位于平衡腔內(nèi)。
5.一種使用權(quán)利要求I所述用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥的軌道牽引司機制動控制方法，其特征是，將氣閥的進氣口連通司控器的風(fēng)缸，出氣口直接與大氣相通；正常情況下氣閥的上腔和下腔是截止狀態(tài)，即進氣口和出氣口之間是關(guān)閉的；氣閥的閥芯與一凸輪機構(gòu)相連，當(dāng)閥芯受到凸輪的推力從而克服彈簧彈簧力和上下腔面的壓力差運動時，閥口打開，風(fēng)缸中的壓縮空氣從進氣口經(jīng)過下腔、閥口、上腔最后從出氣口排到大氣中，使風(fēng)缸迅速泄壓，機車開始實現(xiàn)機械式的直動式制動；在這過程中，閥芯向上運動的行程越大，閥口流量越大，風(fēng)缸的壓力下降越快，制動的效果越好。
6.如權(quán)利要求5所述軌道牽引司機制動控制方法，其特征是，當(dāng)需要氣閥開啟時，采取直動式壓力補償方式開啟氣閥；具體開啟方式是，當(dāng)壓縮空氣進入下腔后，下腔內(nèi)的氣體迅速經(jīng)閥芯孔進入平衡腔，形成一個與下腔相反方向的氣壓力，其向下合力和彈簧力使閥口保持可靠的關(guān)閉狀態(tài)，保證閥口能可靠密封；當(dāng)推動閥芯向上運動，閥口打開時，平衡腔內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)過閥芯孔進入上腔并從出氣口排出，從而平衡腔內(nèi)的氣壓力消失，推動閥芯只需克服彈簧的彈簧力即可，能大大減小操作力。
全文摘要
一種用于軌道牽引司機制動控制器系統(tǒng)的氣閥及其控制方法，包括閥體，閥體設(shè)有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口分別安裝在對應(yīng)的進氣腔和出氣腔的進出口上，其特征是，在進氣腔內(nèi)設(shè)有下腔環(huán)，在出氣腔內(nèi)設(shè)有上腔環(huán)，并在閥體內(nèi)設(shè)有一直動式控制閥，直動式控制閥包括一個控制閥腔，控制閥腔分為上腔和下腔，其中上腔通過上通道與出氣腔內(nèi)的上腔環(huán)連通，下腔通過下通道與進氣腔內(nèi)的下腔環(huán)連通；在控制閥腔內(nèi)設(shè)有一個控制閥芯，控制閥芯與一個控制機構(gòu)相連，并通過控制機構(gòu)使得閥芯可以上下運動，通過閥芯的上下運動可使控制閥腔內(nèi)的上腔和下腔連通或截止。
文檔編號B60T15/06GK102785656SQ20121032381
公開日2012年11月21日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者張述成 申請人:湖南明鼎科技有限公司