稳定的制动控制阀的制作方法

专利名称：稳定的制动控制阀的制作方法
技术领域：
本发明内容一般涉及用于响应制动管内的制动管压力用于操作车辆的 气闸的制动控制阀系统，更具体地说，涉及一种对机械振动的增加和制动 管压力波动或者噪声不敏感的制动控制阀系统。
背景技术：
用于具有气闸的制动控制阀系统一般包括响应制动管内的制动管压力 以操作车辆的闸的制动控制阀。为了减小制动管压力，适当地制动所述
闸。为了增加制动管压力，所述闸可被全部地或者逐渐地释放。在美国铁
路协会AAR系统中，所述制动控制阀包括工作部分和应急部分，它们严 格响应服务率的减小和应急率的减、以适当地制动所述闸。每个部分包括 分离的隔膜或者活塞，该隔膜或者活塞响应于一侧上的制动管压力和另一 侧上的参考压力。不仅所述制动管压力必须在工作和应急制动之间进行识 別，而且需要在一定量的时间内做出反应以制动所述闸并把所述信号传播 到整个制动系统。
在历史上，所述控制阀已被设计成以对制动管内会引起不希望的应急 (UDE)制动和不希望的释放(UDR)的气动噪声信号是基本不敏感的。 例如把所述制动管和所述隔膜的基准室相互连接的节流阀或者节流器的各 种机构已被用来调节气动噪声。气动噪声或者沖击源之一是车辆的机械振 动。该机械振动的主要可确定源是在车辆或者火车的不同车厢之间的纵向 运动或者列车冲动。形成于所述制动控制阀以调节所述气动噪声或冲击的 不敏感性或稳定性，对所述设计者是未知的，已经调节和因此遮掩了在所 述制动控制阀上机械产生的振动，其中所述机械产生的振动能产生不希望 的最小(UDM)工作制动。
随着介绍铝和其他的建筑材料以及修改火车车厢的其他部分，所述空 车厢的总重已从55，000到65,000 lbs范围被减小到40,000到45,000 lbs。 对于这些较轻的车厢，已注意到所述控制制动阀已经在^L经历着不希望的最小常用制动。
实验表明所述不希望的最小常用制动是水平G力以及其持续时间的函
数。对于在5到7Gs范围内、持续时间为2.6到2.7毫秒的较低的水平G 力一般不会产生不希望的最小常用制动。对于较大的剩余持续时间，较大 的垂直G力导致在5.2毫秒的剩余4.6毫秒的期间内产生不希望的最小常 用制动。已经观测到了由在大约± 15Gs范围内的水平冲击产生的垂直加速 度。
该增加的垂直力，所述工作活塞和所述罩之间的差动将使所迷工作活 塞在所述振荡阀的向下运动中操作所述快速工作室止回阀。该开口，即使 时间较短，已经足够触发最小的常用制动。因此，除了以前知道的缓冲和 牵引力，所述控制阀在列车沖动期间还受到显著的振动和垂直沖击分力。

发明内容
本设计提供了一种检修阀，该检修阀对产生的机械振动不是很敏感。 所述制动控制阀包括罩、快速制动室以及受所述活塞一侧上的制动管压力 影响的活塞。所述罩中的孔经由第一端处的第一端口连接快速制动室和第 二端处的活塞的一侧。所述孔具有第一直径的第一部分和大于所述第一直 径的第二直径的第二部分。所述第一孔部分把所述活塞的一侧连接到所述 第二孔部分。所述孔内的第一控制器被连接到所述活塞。所述第一控制器 上的密封垫#皮做成所需的尺寸以形成具有第 一孔部分而不具有第二孔部分 的密封垫。所述密封垫定位于所述控制器上以位于第一段活塞位置范围的 第 一孔部分内以及位于第二段活塞位置范围的第二孔部分内。
当被打开时，所述罩内的阀连接制动器缸端口和储存器口。所述罩内 的第二控制器被连接到所述第 一控制器用于打开第二段活塞位置范围内的 所述阀。
所述孔可包括所述第一和第二孔部分之间的渐缩孔部分，所述密封垫 位于一部分的第二段活塞位置范围的渐缩孔部分内。所述第一端口在所述
第二孔部分中并横贯所述第二孔部分。
所述孔包括把所述第二孔部分连接到第二端口并具有第三直径的第三 孔部分，第二端口被连接到所述快速制动体。所述第一控制器具有第四直 径基本等于所述第三直径的尖端部分以及具有第五直径小于所述第四直径的邻近部分。所述尖端部分具有小于所述范围的第一段的长度。
一种装置包括衬套和第 一控制器，该控制器被连接到所述制动控制阀 的活塞并要由所述活塞穿过所述衬套的孔从所述孔的第一端延伸到所述衬 套的第二端处的阀的第二激励器。所述孔具有邻近所述孔的第 一端的第一 直径的第一孔部分以及大于邻近所述孔的第二端的第一直径的第二直径的 第二部分。第一端口连接到所述第二孔部分并横贯所述第二孔部分。所述 第 一控制器上的密封垫被做成所需的尺寸以形成具有第 一孔部分而不具有 第二孔部分的密封垫。所述密封垫定位于所述控制器上从而处于第一段活 塞位置范围的第 一孔部分内以及位于第二段活塞位置范围的第二孔部分 内。
所述孔包括所述第一和第二孔部分之间的渐缩孔部分，所述密封垫位 于 一部分的第二段活塞位置范围的渐缩孔部分内。
所述孔可包括把所述第二孔部分连接到第二端口并具有第三直径的第 三孔部分，第二端口被连接到所述孔并轴向于该孔。所述第一控制器具有 第四直径基本等于所述第三直径的尖端部分以及具有第五直径小于所述第 四直径的邻近部分。所述尖端部分具有小于所述范围的第一段的长度。


从以下当结合附图考虑时的详细描述，本发明的其他目的、优点和新
颖特征将变得很明显。
图1是处于根据现有技术的充气中立位的制动控制阀的一部分工作部
分的示意图2是一种包括村套、第一和第二控制器以及根据本设计的活塞柄的 装置的横截面视图3是处于快速工作的第一阶段的具有图2所示装置的图1的示意
图4是处于快速工作的第二阶段的示意图。
具体实施例方式
本设计是相对于对DB-60控制阀的改进而被描述的，其中所述的DB-60控制阀是来自于纽约沃特敦的克诺尔制动控股公司的一个组成部分的纽约气闸7>司中获得的。整个DB-60的控制阀的详细描述可见于从纽约气闸 中获得的使用说明书MU-21。虽然所述改进已被并入DB-60的工作部分， 本改进可被提供于任何制动控制阀部分，该制动控制阀部分包括响应其中 —侧上的制动管压力的活塞。因此，本设计可被用于其他AAR式的制动 控制阀或非AAR制动控制阀。只有解释本发明操纵的DB-60的工作部分 的那些部分已被包括在所述示意图中，为了简洁，其他的已被故意删除。
所述制动控制阀包括具有工作活塞12的罩10，其中所述工作活塞12 具有通过通道16被连接到所迷制动管BP的顶部室14中的制动管压力。 活塞12的另一侧上的底部室18通过通道20被连接到辅助储存器AR。辅 助储存器充气阀22通过控制器24由活塞12控制并包括弹簧21。辅助储 存器充气阀22通过通道28中的敏感性节流阀26被连接到所述制动管 BP。稳定性节流阀30通过通道32把活塞12顶部上的制动管室14连接到 辅助储存器AR。在当所述敏感性节流阀26互连活塞12的两个室14和18 直到辅助储存器充气阀22打开时，稳定节流阀30互连工作活塞12的所 有工作位置的两个室14、 18并在工作位置12的应急位置处被关闭。所述 节流器26和30限定了工作位置12的敏感性以防所述制动管中的气动噪 声。
快速工作入口阀40包括阀座42并4巴活塞12的顶部或制动管室14连 接到快速工作室或体积44。从工作活塞12延伸的控制器46包括运动到所 述罩的孔50内的导51部分48。导引部分48中的通道52把活塞12的制动 管室14连接到孔50。较小的孔58把孔50连接到所述阀座42。控制器46 包括第一横截面区域或直径的第一部分54以及小于第一横截面区域54的 第二横截面区域或直径的第二连续部分56。第一部分54接合快速工作入 口阀40。这些部分54和56限定了它们自己和孔58之间的节流器。由部 分54形成的节流器足够小从而使流到快速工作室44的气流最小，因此形 成在孔58和部分56之间的节流器允许一定流量以提供快速工作入口阀40 的正常4喿作。
所述激励器的部分54和56的横截面在所述附图中已被放大以图示本 发明。例如，孔58会具有大约5.02毫米的直径，快速部分54会具有4.92 毫米的直径，部分56会具有4.69毫米的直径。第一段54的有效长度会近 似是1.5毫米(2毫米减去阀座42的0.5毫米)。因此，在快速工作入口阀40打开期间，对于活塞12的行程的第一个1.5毫米，通过开口阀40的流 量是由第一部分54和孔58之间的节流器限定。对于剩下的活塞12的行 程，所述流量是由第二部分56和孔58之间的节流器限定的。
该设计在初始的1.5毫米的行程期间提供了比所述标准设计小75 %的
部分54和孔58之间的节流器被选择成不足以减小室14内的制动管压力 从而使活塞12变得不稳定并呈现为制动位置。
弹簧架60把弹簧62连接到快速工作入口阀40并使它偏置成闭合。 滑动件或者第二控制器64被可操作地连接到快速工作入口阀40，并包括 通道66,其在图1中通过所述罩中的通道70把穿过所述罩中的通道68的 排气EXH连接到所述制动器缸。滑动件64上的O环72和K环74密封所 述罩的孔73中的滑动件。包括弹簧78的制动器缸入口阀76经由通道80 把所述制动器缸通道BC70连接到所述辅助储存器。滑动件64操作制动器 缸阀76响应于快速工作入口阀40。
具有弹簧84的平衡阀82包括由工作活塞12控制的控制器86。当平 衡阀82关闭而通道88打开时，控制器86中的通道88经由通道90把工 作活塞12的底部处的辅助储存器室18连接到平衡活塞92。平衡活塞92 具有在其被连接到排气EXH的顶侧上的室94。倚靠弹簧架98的弹簧96 使工作系统12偏向其制动位置。弹簧架98倚靠被连接到工作活塞l2的 元件102的凸肩100,平衡活塞102的延伸部分104将接合弹簧架98以改 变弹簧96的偏置。
如图1所示的制动阀的详细操作被描述于美国专利5,387,030中。
如图2所示，控制器或活塞柄46的凸肩41容纳隔膜12的面板，这 些隔膜12的面板通过未示出的螺母被固定到其中，该螺母容纳在活塞柄 46的螺紋部分43上。导引件48跨于孔部分50中。导引件48可以或不可 以包括通道52。活塞柄46容纳具有部分54和56'的第一控制器或激励 器。在图示的控制器中，部分54和56'的直径相同于并对应于图1的那些 直径。所述第一控制器包括放大直径部分120，该放大直径部分120具有 在其中周边上的密封垫122的。虽然密封垫122被表示为O环，但是它也 可以是K环。部分120具有比部分54和56'大的直径。
衬套110包括由孔部分112和114连接的孔部分50和58。孔部分114是较大的孔部分112和孔部分50之间的渐缩过渡部分。控制器部分 UO和密封垫被做成所需尺寸以形成具有孔部分50而不具有孔部分 112和114的密封垫。控制器部分120和密封垫122定位于所述控制器上 以位于第 一段活塞位置范围的孔部分50内以及位于第二段活塞位置范围 的孔部分112和114内。
除了孔部分58的端部处的端口，所述衬套包括被连接到快速工作室 44的端口 116。所述端口 116横贯所述孔部分114。在本设计中，消除了 快速工作入口阀40。仅当控制器部分120不形成具有孔部分50的密封垫 时，活塞12的顶部室14净皮连接到快速工作室44。如图3和4所示，所述 连接主要是通过具有穿过孔部分58的二次连接的端口 116。如果所述控制 器包括图1的部分54和56,那么二次连接流量会增加。
对于活塞12和控制器56'向上运动范围的较小或第一段，控制器部分 120移进并维持具有孔部分50的密封垫。控制器56'的端部54使所述滑 动件或第二控制器56'移离所述第一段内的衬套110。控制器64没有接触 制动器缸入口阀76，通道66连接制动器缸通道70和排气通道68。
在活塞12和控制器56'向上运动范围的第二段的开始处，控制器部分 120向里移进到渐缩孔部分112并破坏所述密封垫。如图3所示。由于所 述渐缩部，来自活塞12的顶部室14的空气以第一速率主要通过具有第二 连接的端口 116而緩慢地流过孔部分58。这形成顶部室14内的压降加速 并导致活塞12和控制器56'进一步向上运动。
仍在所述第二段的开始，第二控制器64和弹簧架60之间的无效运动 结束。所述第二段中的所有进一步向上运动被弹簧62阻碍。控制器64接 触制动器缸入口阀76并密封通道66。这是从排气通道68和辅助储存器通 道80切断制动器缸通道70的中立位。
随着在活塞12和控制器56'向上运动范围的第二段内的进一步向上运 动，控制器部分120移进较大的孔部分114并在控制器部分120周围不受 限制的流动。如图4所示。来自活塞12的顶部室14的空气以第二更高的 速率通畅地流过孔部分58。这进一步增加了顶部室14内的压降加速并导 致活塞12和控制器56'更快的向上运动。活塞12、控制器56和控制器64 的这种进一步向上运动打开制动器缸入口阀76而连接制动器缸通道70和 辅助储存器通道80。衬套110和第一控制器56可被设置为一种用来升级现有的制动控制 阀的装置。不需要修改所述制动控制阀的其他部分内的罩10。
本设计降低了所述制动控制阀对由所述活塞的运动引起的振动的敏感 性。虽然本公开内容已被详细地描述和图示，但是要清楚地认识到这是仅 仅通过图示和例子而实现的而不是通过限制得到的。本公开内容的范围仅 仅要根据所述附属权利要求予以限制。
权利要求
1. 一种用于响应制动管内的制动管压力而操作车辆的气闸的制动控制阀，所述控制阀包含罩，包括快速制动室；活塞，在所述罩内并受所述活塞一侧上的制动管压力影响；孔，其在经由第一端处的第一端口连接所述快速制动室和第二端处的所述活塞的一侧的所述罩中；所述孔，具有第一直径的第一孔部分和大于所述第一直径的第二直径的第二部分，所述第一孔部分把所述活塞的一侧连接到所述第二孔部分；第一控制器，其在被连接到所述活塞的孔中；密封垫，在所述第一控制器上被做成所需的尺寸以形成具有第一孔部分而不具有第二孔部分的密封垫；和所述密封垫定位于所述控制器上以位于第一段活塞位置范围的第一孔部分内以及位于第二段活塞位置范围的第二孔部分内。
2. 如权利要求1所述的制动控制阀，包括阀，该阀在所述罩中当被 打开时连接制动器缸端口和储存器端口，第二控制器，该第二控制器在被 连接到所述第 一控制器的罩中用于打开所述第二段活塞位置范围的阀。
3. 如权利要求2所述的制动控制阀，其特征在于，所述孔包括所述 第 一和第二孔部分之间的渐缩孔部分，所述密封垫位于一部分的第二段活塞位置范围的渐缩孔部分内。
4. 如权利要求1所述的制动控制阀，其特征在于，所述孔包括所迷 第 一和第二孔部分之间的渐缩孔部分，所迷密封垫位于一部分的第二段活塞位置范围的渐缩孔部分内。
5. 如权利要求1所述的制动控制阀，其特征在于，所述第一端口在 所述第二孔部分内并横贯该第二孔部分。
6. 如权利要求1所述的制动控制阀，其特征在于，所述孔包括把所 述第二孔部分连接到所述第二端口并具有第三直径的第三孔部分；第二端 口被连接到所述快速制动室；所述第一控制器具有第四直径基本等于所述 第三直径的尖端部分以及具有第五直径小于所述第四直径的邻近部分；所 述尖端部分具有小于所述范围的第 一段的长度。
7. —种包括用于制动控制阀的衬套和第一控制器的装置，其特征在 于，所述第 一控制器要被连接到所述制动控制阀的活塞并要由所述活塞穿 过所述衬套的孔从所述孔的第 一端延伸到所述衬套的第二端处的阀的第二激励器；其中所述孔具有邻近所述孔的第一端的第一直径的第一孔部分以及大于邻 近所述孔的第二端的第 一 直径的第二直径的第二部分；所述第 一端口连接到第二孔部分并横贯该第二孔部分；所述第 一控制器上的密封垫被做成所需的尺寸以形成具有第 一孔部分 而不具有第二孔部分的密封垫；以及所述密封垫定位于所述控制器上以位于第一段活塞位置范围的第一孔 部分内以及位于第二段活塞位置范围的第二孔部分内。
8. 如权利要求7的装置，其特征在于，所述孔包括所述第一和第二 孔部分之间的渐缩孔部分，所述密封垫位于 一部分的第二段活塞位置范围 的渐缩孔部分内。
9. 如权利要求8的装置，其特征在于，所述孔包括把所述第二孔部 分连接到所述第二端口并具有第三直径的第三孔部分；第二端口被连接到 所述孔并同轴于该孔；所迷第一控制器具有第四直径基本等于所述第三直 径的尖端部分以及具有第五直径小于所述第四直径的邻近部分；所述尖端 部分具有小于所述范围的第 一段的长度。
全文摘要
一种制动控制阀包括罩、快速制动室以及受所述活塞一侧上的制动管压力影响的活塞。所述罩中的孔经由第一端处的第一端口连接所述快速制动室和第二端处的活塞的一侧。所述孔具有第一直径的第一部分和大于所述第一直径的第二直径的第二部分。所述第一孔部分把所述活塞的一侧连接到所述第二孔部分。所述孔内的第一控制器被连接到所述活塞。所述第一控制器上的密封垫被做成所需的尺寸以形成具有第一孔部分而不具有第二孔部分的密封垫。所述密封垫定位于所述控制器上以位于第一段活塞位置范围的第一孔部分内以及位于第二段活塞位置范围的第二孔部分内。
文档编号B60T15/00GK101417651SQ200810171380
公开日2009年4月29日 申请日期2008年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者迪帕克·库马, 马克·S·托马斯 申请人:纽约气闸公司