一种充气阀及动车组备用空气制动系统的分配阀模块技术方案

本实用新型专利技术为一种充气阀及动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其中，充气阀包括上部具有上充气阀腔、下部具有下充气阀腔以及中部具有第一止回阀和第二止回阀的充气外壳，在上充气阀腔和下充气阀腔内分别设有上充气隔板和下充气隔板，在上充气隔板和下充气隔板上分别能滑动地设有第一充气活塞组件和第二充气活塞组件，上充气隔板和第一充气活塞组件将上充气阀腔分割成第一充气腔、第二充气腔、第三充气腔和第四充气腔，下充气隔板和第二充气活塞组件将下充气阀腔分割成第五充气腔、第六充气腔和第七充气腔。本实用新型专利技术中的充气阀及分配阀模块能够具备列车管和主风管双管同时供风的功能，既节省空间又保证供气能力。

【技术实现步骤摘要】
一种充气阀及动车组备用空气制动系统的分配阀模块
本技术是涉及动车组备用制动系统
，尤其涉及一种充气阀及动车组备用空气制动系统的分配阀模块。
技术介绍
由于高速列车的制动能量和速度的平方成正比，为了满足其制动能力，目前高速列车必须采用能提供强大制动力并能更好利用粘着的复合制动系统：制动时电制动与空气制动联合作用，且以电制动为主。动车组的复合制动系统由电制动系统(再生制动为主)、空气制动系统(盘形制动，包括风源)、防滑系统和基础制动装置等组成。电制动系统的组成与牵引系统一致，由受电弓、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。电制动系统仅在常用制动和列车定速运行时使用。空气制动系统既包括直通式空气制动系统，又包括自动式空气制动系统(即备用空气制动系统)。直通式空气制动系统采用电子控制，动车组的直通式空气制动系统可按制动模式曲线(根据手柄位置或信号系统设定)控制列车减速或停车。如直通式空气制动系统不能正常工作，通过手动转换后，启动备用空气制动系统，其制动指令由列车管传递。备用空气制动系统由分配阀模块、副风缸、列车管、列车管充气控制装置及附件等组成，可根据列车管压力值与减压量施加对应的空气制动，此时复合制动系统由电制动系统切换为用空气制动系统。备用空气制动系统可由采用自动式空气制动系统的机车操纵控制(包括制动与缓解)，满足动车组在救援和回送时的要求。整个动车组的复合制动控制系统由主供风单元提供压缩空气，此外为实现回送和救援，全列额外设一根贯通的列车管，可用于与定压为500kPa的机车或动车组连挂，实现控制。在动车组实施紧急制动时，列车管排空使备用空气制动系统冗余产生紧急制动压力来提高安全性。其中，备用空气制动系统中的分配阀模块主要用于控制压缩空气的分配，实现制动和缓解等作用。在我国常见的分配阀模块主要有120型货车空气控制阀、104型空气分配阀及F8型空气分配阀。104型空气分配阀由主阀、紧急阀和中间体三部分组成，主阀和紧急阀都是用螺栓与中间体连接，中间体用螺栓安装在车底架上。控制形式为间接作用方式，依靠制动管压力变化引起与工作风缸的压力差来产生相应的动作控制制动机的充气缓解、减速充气和减速缓解、常用制动、制动保压和紧急制动等基本作用，在结构上通过增设工作风缸、容积室与均衡部来达到间接控制制动缸作用的目的，同时设有专门的充气部机构，以协调副风缸与工作风缸的充气作用。120型货车空气控制阀由中间体、主阀、半自动缓解阀和紧急阀等四部分组成。采用了二压力直接作用方式，紧急阀采用了带先导阀的二级控制机构，有加速缓解阀和加速缓解风缸。然而，120型货车空气控制阀和104型空气分配阀在结构上采用了二压力控制，不具备阶段缓解功能，其一次性缓解特征适用于长编组列车，对于动车组来说调速制动操作并不方便。对于F8型空气分配阀来说，是由主阀、中间过渡管座和辅助阀组成。其主阀是个直接作用的三压力结构，辅助阀是个二压力结构，虽然具备了阶段缓解功能，但是F8型空气分配阀不具备列车管和主风管双管同时供风的功能，仅具备列车管供风功能。在制动时，列车管排出空气使F8型空气分配阀发生制动作用，各个制动缸内的压力空气取自各车辆本身的副风缸，缓解时，各制动缸中的压力空气经各自的分配阀排出同时由列车管向副风缸补充压力空气。在频繁制动情况下，副风缸压力可能因得不到及时补充而压力降低，严重时会影响制动能力。同时，由于副风缸需要反复给容积室提供压缩空气，对副风缸的容积要求较大，使得副风缸的体积较大，既笨重又占空间。目前对动车组的调速制动要求越来越高，为了能够更加节省空间以及调速制动操作更加方便，动车组备用空气制动系统的分配阀模块亟需满足两个条件：(1)在结构上需要采用三压力控制；(2)能够具备列车管和主风管双管同时供风的功能。显然，现有技术中的上述各分配阀模块无法同时满足上述两个条件。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种充气阀及动车组备用空气制动系统的分配阀模块，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种充气阀及动车组备用空气制动系统的分配阀模块，能够具备列车管和主风管双管同时供风的功能，既节省空间又保证供气能力。本技术的另一目的在于提供一种动车组备用空气制动系统的分配阀模块，在结构上采用了三压力控制，以具备阶段缓解功能，调速制动操作更加方便；同时能够具备列车管和主风管双管同时供风的功能，既节省空间又保证供气能力。本技术的目的可采用下列技术方案来实现：本技术提供了一种充气阀，包括上部具有上充气阀腔、下部具有下充气阀腔以及中部具有第一止回阀和第二止回阀的充气外壳；在上充气阀腔和下充气阀腔内分别设有上充气隔板和下充气隔板，在上充气隔板和下充气隔板上分别能滑动地设有第一充气活塞组件和第二充气活塞组件，上充气隔板和第一充气活塞组件将上充气阀腔分割成第一充气腔、第二充气腔、第三充气腔和第四充气腔，下充气隔板和第二充气活塞组件将下充气阀腔分割成第五充气腔、第六充气腔和第七充气腔；第三充气腔的下端形成有第一充气阀口，第一充气活塞组件的下方设有能弹性抵靠第一充气阀口的第一充气阀芯；第六充气腔的上端形成有第二充气阀口，第二充气活塞组件的上方设有能弹性抵靠第二充气阀口的第二充气阀芯；第四充气腔与第一止回阀的阀口相连通，第一止回阀的阀腔和第二止回阀的阀腔并联后分别与第五充气腔相连通，第七充气腔与第三充气腔相连通。在本技术的一较佳实施方式中，第一充气活塞组件包括能滑动地穿设在上充气隔板的中心孔内的第一充气活塞杆以及从下而上依次套设在第一充气活塞杆上端的第一充气膜板和第一充气活塞，并在第一充气活塞上方抵顶一个第一充气弹簧；在上充气隔板内且位于其中心孔的下方形成一直径扩大的阶梯孔，阶梯孔的底部端口构成所述的第一充气阀口，第一充气腔、第二充气腔、第三充气腔和第四充气腔由第一充气膜板、上充气隔板和第一充气阀口分割形成；第二充气活塞组件包括能滑动地穿设在下充气隔板的中心孔内的第二充气活塞杆以及从上至下依次套设在第二充气活塞杆下端的第二充气膜板和第二充气活塞，下充气隔板的中心孔的顶部端口构成所述的第二充气阀口，第五充气腔、第六充气腔和第七充气腔由第二充气阀口和第二充气膜板分割形成。在本技术的一较佳实施方式中，在第一充气阀芯和上充气阀腔的底部内壁之间夹设有第二充气弹簧，在第二充气阀芯和下充气阀腔的顶部内壁之间夹设有第三充气弹簧。在本技术的一较佳实施方式中，在充气外壳的中部设有沿水平方向延伸的第一止回腔和第二止回腔，在第一止回腔和第二止回腔内分别形成第一止回阀口和第二止回阀口，第一止回阀口的一侧端将第一止回腔分割成第三止回腔和第四止回腔，第二止回阀口的一侧端将第二止回腔分割成第五止回腔和第六止回腔，第四止回腔和第六止回腔分别构成第一止回阀的阀腔和第二止回阀的阀腔；在第一止回阀口和第二止回阀口的一侧分别设有能弹性抵靠第一止回阀口的第一止回阀芯和能弹性抵靠第二止回阀口的第二止回阀芯，第三止回腔与第四充气腔相连通，第四止回腔与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充气阀，其特征在于，包括上部具有上充气阀腔、下部具有下充气阀腔以及中部具有第一止回阀和第二止回阀的充气外壳；/n在上充气阀腔和下充气阀腔内分别设有上充气隔板和下充气隔板，在上充气隔板和下充气隔板上分别能滑动地设有第一充气活塞组件和第二充气活塞组件，上充气隔板和第一充气活塞组件将上充气阀腔分割成第一充气腔、第二充气腔、第三充气腔和第四充气腔，下充气隔板和第二充气活塞组件将下充气阀腔分割成第五充气腔、第六充气腔和第七充气腔；/n第三充气腔的下端形成有第一充气阀口，第一充气活塞组件的下方设有能弹性抵靠第一充气阀口的第一充气阀芯；第六充气腔的上端形成有第二充气阀口，第二充气活塞组件的上方设有能弹性抵靠第二充气阀口的第二充气阀芯；第四充气腔与第一止回阀的阀口相连通，第一止回阀的阀腔和第二止回阀的阀腔并联后分别与第五充气腔相连通，第七充气腔与第三充气腔相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种充气阀，其特征在于，包括上部具有上充气阀腔、下部具有下充气阀腔以及中部具有第一止回阀和第二止回阀的充气外壳；
在上充气阀腔和下充气阀腔内分别设有上充气隔板和下充气隔板，在上充气隔板和下充气隔板上分别能滑动地设有第一充气活塞组件和第二充气活塞组件，上充气隔板和第一充气活塞组件将上充气阀腔分割成第一充气腔、第二充气腔、第三充气腔和第四充气腔，下充气隔板和第二充气活塞组件将下充气阀腔分割成第五充气腔、第六充气腔和第七充气腔；
第三充气腔的下端形成有第一充气阀口，第一充气活塞组件的下方设有能弹性抵靠第一充气阀口的第一充气阀芯；第六充气腔的上端形成有第二充气阀口，第二充气活塞组件的上方设有能弹性抵靠第二充气阀口的第二充气阀芯；第四充气腔与第一止回阀的阀口相连通，第一止回阀的阀腔和第二止回阀的阀腔并联后分别与第五充气腔相连通，第七充气腔与第三充气腔相连通。


2.如权利要求1所述的充气阀，其特征在于，
第一充气活塞组件包括能滑动地穿设在上充气隔板的中心孔内的第一充气活塞杆以及从下而上依次套设在第一充气活塞杆上端的第一充气膜板和第一充气活塞，并在第一充气活塞上方抵顶一个第一充气弹簧；
在上充气隔板内且位于其中心孔的下方形成一直径扩大的阶梯孔，阶梯孔的底部端口构成所述的第一充气阀口，第一充气腔、第二充气腔、第三充气腔和第四充气腔由第一充气膜板、上充气隔板和第一充气阀口分割形成；
第二充气活塞组件包括能滑动地穿设在下充气隔板的中心孔内的第二充气活塞杆以及从上至下依次套设在第二充气活塞杆下端的第二充气膜板和第二充气活塞，下充气隔板的中心孔的顶部端口构成所述的第二充气阀口，第五充气腔、第六充气腔和第七充气腔由第二充气阀口和第二充气膜板分割形成。


3.如权利要求2所述的充气阀，其特征在于，
在第一充气阀芯和上充气阀腔的底部内壁之间夹设有第二充气弹簧，在第二充气阀芯和下充气阀腔的顶部内壁之间夹设有第三充气弹簧。


4.如权利要求1所述的充气阀，其特征在于，
在充气外壳的中部设有沿水平方向延伸的第一止回腔和第二止回腔，在第一止回腔和第二止回腔内分别形成第一止回阀口和第二止回阀口，第一止回阀口的一侧端将第一止回腔分割成第三止回腔和第四止回腔，第二止回阀口的一侧端将第二止回腔分割成第五止回腔和第六止回腔，第四止回腔和第六止回腔分别构成第一止回阀的阀腔和第二止回阀的阀腔；
在第一止回阀口和第二止回阀口的一侧分别设有能弹性抵靠第一止回阀口的第一止回阀芯和能弹性抵靠第二止回阀口的第二止回阀芯，第三止回腔与第四充气腔相连通，第四止回腔与第五充气腔相连通，第六止回腔与第五充气腔相连通；第一止回腔、第一止回阀口和第一止回阀芯构成所述的第一止回阀，第二止回腔、第二止回阀口和第二止回阀芯构成所述的第二止回阀。


5.如权利要求4所述的充气阀，其特征在于，
第一止回阀芯和第一止回腔的内壁之间夹设第一止回弹簧，在第二止回阀芯和第二止回腔的内壁之间夹设第二止回弹簧。


6.一种动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的充气阀、分配阀以及气路板：
所述的充气阀的第二充气腔、第三充气腔、第一止回阀的阀口、第二止回阀的阀口和第六充气腔分别与充气外壳上的第一充气接口、第二充气接口、第三充气接口、第四充气接口和第五充气接口相连通，第一充气腔与大气连通；
分配阀包括内部具有分配阀腔的分配外壳，在分配阀腔内设有多个隔板以及能滑动地穿设在多个隔板上的分配活塞组件，多个隔板和分配活塞组件将分配阀腔分割成第五分配腔、第六分配腔、第七分配腔、第二分配腔、第八分配腔、第九分配腔和第四分配腔，第六分配腔的上端形成分配阀口，分配活塞组件的上方设有能弹性抵靠分配阀口的第一分配阀芯，在分配活塞组件的下方设有能弹性抵靠分配活塞组件下端的第二分配阀芯；
第五分配腔、第六分配腔、第二分配腔、第八分配腔、第九分配腔和第四分配腔分别与分配外壳上的第一分配接口、第二分配接口、第三分配接口、第四分配接口、第五分配接口、第六分配接口相连通，第七分配腔与大气连通；
气路板上设有与分配阀和充气阀上的各接口连接的通道，气路板上还设有工作风缸接口、副风缸接口、容积室接口、局减室接口、列车管接口和主风管接口；
其中，第二分配接口与第一充气接口和容积室接口相连通，第三分配接口与大气连通，第四分配接口与第三充气接口和列车管接口相连通，第五分配接口与第二充气接口和工作风缸接口相连通，第六分配接口与局减室接口相连通；第一充气接口还与容积室接口相连通，第二充气接口还与工作风缸接口相连通，第三充气接口还与列车管接口相连通，第四充气接口与主风管接口相连通，第五充气接口还与副风缸接口相连通。


7.如权利要求6所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，
在第三充气腔和第二充气接口连通的通道上且位于第三充气腔和第七充气腔连通的节点之前设有一直径缩小的充气缩孔。


8.如权利要求6所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，
在分配阀腔内从上至下依次设有第一分配隔板、第二分配隔板和第三分配隔板，并将分配阀腔分割成第一分配腔、所述的第二分配腔、第三分配腔和所述的第四分配腔，在第一分配腔内形成所述的分配阀口；
分配活塞组件包括能滑动地穿设在第一分配隔板和第二分配隔板上的分配活塞管，从下至上依次套设在分配活塞管上端的第一分配活塞、第一分配膜板和弹性复位机构，以及套设在分配活塞管下端的第二分配活塞和第二分配膜板；第五分配腔、第六分配腔和第七分配腔由分配阀口和第一分配膜板分割形成，第八分配腔和第九分配腔由第二分配膜板分割形成；
在第二分配活塞和第二分配隔板之间及设有第二分配弹簧，第二分配活塞的下端穿过第三分配隔板后能弹性抵靠在第二分配阀芯上。


9.如权利要求8所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，
第一分配阀芯和第一分配腔的顶部内壁之间夹设有第一分配弹簧，第二分配阀芯和分配外壳的底部内壁之间夹设有第三分配弹簧。


10.如权利要求8所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，
分配活塞管的内部沿其轴向设有上下间隔的第一轴心孔和第二轴心孔，且第二轴心孔与第二分配活塞上开设的轴向贯穿孔相连通；
在分配活塞管上沿其径向且对应第一轴心孔和第二轴心孔的位置分别开设有第一径向孔和第二径向孔，第一径向孔与第二分配腔相连通，第二径向孔与第八分配腔相连通。


11.如权利要求8所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，
弹性复位机构包括套设在分配活塞管上的第一弹簧座和第二弹簧座以及夹设在第一弹簧座和第一弹簧座之间的第四分配弹簧，在分配活塞管上且位于第一弹簧座和第二弹簧座的上方分别套设固定有第一限位挡圈和第二限位挡圈，第二弹簧座的底面抵靠在第一分配活塞的顶面。


12.如权利要求8所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，分配阀还包括套设在分配活塞管下端的第三分配活塞；
第三分配活塞位于第二分配活塞的上方，第二分配膜板夹设在第二分配活塞和第三分配活塞之间，第二分配弹簧的两端分别抵靠在第二分配隔板底面和第三分配活塞上表面。


13.如权利要求8所述的动车组备用空气制动系统的分配阀模块，其特征在于，分配阀还包括滑套、第三弹簧座和第五分配弹簧；
滑套套设在第二分配活塞下端外壁，且滑套的内壁和外壁分别与第二分配活塞下端外壁和第三分配隔板的中心孔内壁滑动密封连接，滑套的下端能与第二分配阀芯的顶面相抵靠；
第三弹簧座位于第四分配腔内并套设在第二分配阀芯外侧，第三弹簧座的顶面顶靠在滑套的下端，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翊，温铁宏，韩晟，张奕，王强，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，北京纵横机电科技有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11