缓减保证阀和气压制动系统的制作方法

本实用新型涉及气压制动技术领域，具体而言，涉及一种缓减保证阀和气压制动系统。

背景技术：

在列车气压制动系统中，如果控制主阀出现故障，在制动缸需要缓解时，由于控制主阀故障导致列车管与副风缸压差太小，不足以置作用机构到缓解位。因此，使得制动缸不能与大气相通，制动缸不缓解，将引起车辆抱闸。

有鉴于此，本申请设计制造出了一种缓减保证阀，能够确保制动缸的压力得到缓减，避免车辆抱闸，是目前气压制动技术领域中急需改善的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的包括提供一种缓减保证阀，包括第一控制阀和第二控制阀。当控制主阀出现故障后，能确保制动缸中的压力得到缓减，确保车辆正常运行，提高整个制动系统的安全性和稳定性。

本实用新型的目的还包括提供一种气压制动系统，包括控制主阀和上述的缓减保证阀，当控制主阀出现故障后，该气压制动系统能够在制动后使制动缸顺利缓减，防止车辆抱闸，确保整个制动系统的正常运行，安全性高，稳定性好。

本实用新型改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本实用新型提供的一种缓减保证阀，包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀包括第一腔体、第二腔体和设于所述第二腔体内的第一阀芯，所述第二控制阀包括第三腔体、第四腔体和设于所述第四腔体内的第二阀芯。

所述第一腔体与列车管连通，所述第二腔体连接有加速缓减风缸和副风缸；所述第三腔体与大气连通，所述第四腔体与制动缸连通；并且所述第四腔体选择性地与大气连通。

所述第二腔体与所述第四腔体连接，所述第一阀芯移动以使所述副风缸中的气体能选择性地到达所述第二腔体中，所述第二阀芯移动以使所述第四腔体中的气体能选择性地与大气连通。

进一步地，所述列车管与所述第一腔体之间设有延时风缸。

进一步地，所述延时风缸与所述列车管之间设有第一单向阀和第一节流口，所述第一单向阀使所述延时风缸中的气体进入所述列车管；所述第一单向阀和所述第一节流口并联设置。

进一步地，所述第二腔体与所述加速缓减风缸之间设有第二单向阀和第二节流口，所述第二单向阀使所述加速缓减风缸中的气体进入所述第二腔体；所述第二单向阀和所述第二节流口并联设置。

进一步地，所述第四腔体与所述制动缸之间设有第三单向阀和第三节流口，所述第三单向阀使所述第四腔体中的气体进入所述制动缸；所述第三单向阀和所述第三节流口并联设置。

进一步地，所述加速缓减风缸的压力大于所述列车管的压力，且所述加速缓减风缸与所述列车管的压力差达到第一预设值时，所述第一阀芯向所述第一腔体移动，所述副风缸中的气体被所述第一阀芯阻断，无法到达所述第四腔体。

进一步地，所述第一预设值为10kPa至20kPa。

进一步地，所述制动缸压力达到第二预设值，所述第二阀芯向所述第三腔体移动，所述第四腔体与大气连通；同时，所述第二腔体与所述第四腔体连通，压力减小，所述第一阀芯向所述第二腔体移动，所述副风缸中的气体进入所述第二腔体中。

进一步地，所述第二预设值为50kPa至70kPa。

本实用新型提供的一种气压制动系统，包括控制主阀和上述的缓减保证阀，所述缓减保证阀与所述控制主阀连通；当所述控制主阀出现故障后，所述缓减保证阀能使所述制动缸与大气连通，实现减压。

本实用新型提供的缓减保证阀和气压制动系统具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的缓减保证阀，包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀分别连接有列车管、加速缓解风缸和副风缸，第二控制阀分别连接有制动缸和大气，并且第一控制阀和第二控制阀连接。如果控制主阀出现故障，使得制动缸中的压力得不到缓减，此时缓解保证阀会发生处置动作，排出副风缸中的一部分空气，降低副风缸中的压力，从而使列车管与副风缸压差加大，通过建立足够的压差使制动缸缓解，避免车辆抱闸，提高车辆的安全性和稳定性。

本实用新型提供的气压制动系统，包括控制主阀和上述的缓解保证阀，当控制主阀出现故障后，该气压制动系统能够在制动后使制动缸顺利缓减，防止车辆抱闸，确保整个制动系统的正常运行，安全性高，稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的一种应用场景结构示意图；

图2为控制主阀的应用场景结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的初始状态的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的初制动状态的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的制动末期状态的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的初缓解状态的结构示意图；

图7为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的缓解末期状态的结构示意图；

图8为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀在控制主阀异常情况下，初缓解状态的结构示意图；

图9为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀在控制主阀异常情况下，缓解中期状态的结构示意图。

图标：110-第一控制阀；111-第一腔体；113-第二腔体；115-第一阀芯；117-第一膜板；119-第一弹簧；130-第二控制阀；131-第三腔体；133-第四腔体；135-第二阀芯；137-第二膜板；139-第二弹簧；150-列车管；151-第一节流口；153-第一单向阀；155-延时风缸；160-加速缓减风缸；161-第二单向阀；163-第二节流口；170-副风缸；171-第四节流口；180-制动缸；181-第三单向阀；183-第三节流口；101-控制主阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

本实用新型的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型具体实施例提供的缓减保证阀的一种应用场景结构示意图，请参照图1。

本实施例提供的缓减保证阀，包括第一控制阀110和第二控制阀130，第一控制阀110包括第一腔体111、第二腔体113和设于第二腔体113内的第一阀芯115，第二控制阀130包括第三腔体131、第四腔体133和设于第四腔体133内的第二阀芯135。

第一腔体111与列车管150连通，第二腔体113连接有加速缓减风缸160和副风缸170。第三腔体131与大气连通，第四腔体133与制动缸180连通。并且第四腔体133选择性地与大气连通。

第二腔体113与第四腔体133连接，第一阀芯115移动以使副风缸170中的气体能选择性地到达第二腔体113中，第二阀芯135移动以使第四腔体133中的气体能选择性地与大气连通。

在本实施例中，第一腔体111和第二腔体113通过第一膜板117隔开，第一腔体111内还设有第一弹簧119，第一弹簧119固定安装在第一膜板117上。第一膜板117安装在第一阀芯115的端部，第一阀芯115移动带动第一膜板117移动，拉伸或压缩第一弹簧119。同理，第三腔体131和第四腔体133通过第二膜板137隔开，第三腔体131内还设有第二弹簧139，第二弹簧139固定安装在第二膜板137上。第二膜板137安装在第二阀芯135的端部，第二阀芯135移动带动第二膜板137移动，拉伸或压缩第二弹簧139。

具体地，列车管150与第一腔体111之间设有延时风缸155。延时风缸155用于使第一控制阀110延时开启。延时风缸155与列车管150之间设有第一单向阀153和第一节流口151，第一单向阀153使延时风缸155中的气体进入列车管150。第一单向阀153和第一节流口151并联设置。

当延时风缸155中的压力大于列车管150中的压力时，延时风缸155中的气体从第一单向阀153流向列车管150中。当延时风缸155中的压力小于列车管150中的压力时，列车管150中的气体从第一节流口151流向延时风缸155中。

第二腔体113与加速缓减风缸160之间设有第二单向阀161和第二节流口163，第二单向阀161使加速缓减风缸160中的气体进入第二腔体113；第二单向阀161和第二节流口163并联设置。

当第二腔体113中的压力大于加速缓减风缸160中的压力时，第二腔体113中的气体从第二节流口163流向加速缓减风缸160中。当第二腔体113中的压力小于加速缓减风缸160中的压力时，加速缓减风缸160中的气体从第二单向阀161流向第二腔体113中。

第四腔体133与制动缸180之间设有第三单向阀181和第三节流口183，第三单向阀181使第四腔体133中的气体进入制动缸180；第三单向阀181和第三节流口183并联设置。

当第四腔体133中的压力大于制动缸180中的压力时，第四腔体133中的气体通过第三单向阀181进入制动缸180中。当第四腔体133中的压力小于制动缸180中的压力时，制动缸180中的气体通过第三节流口183进入第四腔体133中。

副风缸170与第一控制阀110之间设有第四节流口171，第四节流口171用于限制副风缸170的排风量。

第二腔体113和第四腔体133连通，形成了副风缸170的一条排气通路。即副风缸170中的气体经第一控制阀110、第二控制阀130后与大气连通。只有当第一控制阀110和第二控制阀130开启后，副风缸170中的气体才能排出。

图2为控制主阀101的应用场景结构示意图，请参照图2。

控制主阀101中的作用机构根据列车管150与副风缸170压力关系而动作：

车辆制动时，列车管150减压，副风缸170压力大于列车管150压力，作用机构置于制动位，制动缸180充风，得到制动压力。车辆缓解时，列车管150升压，列车管150压力大于副风缸170压力，作用机构置于缓解位，制动缸180与大气相通，制动缸180缓解。

缓解时，如果控制主阀101发生故障，导致列车管150与副风缸170压差不足以使作用机构置于缓解位，则制动缸180不能与大气相通，制动缸180不缓解，将引起车辆抱闸。在此工况下，缓解保证阀将发生处置动作，排掉一部分副风缸170中的空气，减小副风缸170的压力，使列车管150与副风缸170压差加大，建立足够的压差保证控制主阀101的作用机构置缓解位，从而使制动缸180缓解。

具体地，第一控制阀110根据车辆的制动状态而通断：

当加速缓减风缸160的压力大于列车管150的压力，且加速缓减风缸160与列车管150的压力差达到第一预设值时，第一控制阀110动作。第一阀芯115向第一腔体111移动，即第一阀芯115上移。第一阀芯115上移后，第一控制阀110关闭。即副风缸170的排气通路被阻断，副风缸170中的气体无法排出。

可选地，第一预设值为10kPa至20kPa。作为优选，本实施例中，当第一预设值为15kPa时，第一控制阀110动作。

第二控制阀130根据制动缸180的压力而通断：

当制动缸180压力大于第二预设值，第二控制阀130动作。第二阀芯135向第三腔体131移动，即第二阀芯135上移，第二控制阀130开启，副风缸170的排气通路在第二控制阀130处开启。同时，由于第二腔体113与第四腔体133连通，第二腔体113的压力减小，第一阀芯115向第二腔体113移动，第一阀芯115下移，副风缸170中的气体进入第二腔体113中，第一控制阀110开启，副风缸170的排气通路在第一控制阀110处开启。副风缸170中的气体可以排出，副风缸170压力减小。

可选地，第二预设值为50kPa至70kPa。作为优选，在本实施例中，当第一预设值为50kPa时，第二控制阀130动作。

本实用新型提供的缓减保证阀，其缓解过程和工作原理如下：

第一，初始状态下，如图3所示，第一控制阀110和第二控制阀130无压力空气，在第一弹簧119作用下，第一控制阀110开启。在第二弹簧139作用下，第二控制阀130关闭。

第二，列车管150充压至定压状态，列车管150中的压力与加速缓减风缸160中的压力相当，第一控制阀110开启，第二控制阀130关闭。

第三，初制动状态，如图4所示，列车管150减压。第一控制阀110中第一腔体111的压力空气通过第一单向阀153迅速下降，第二腔体113的压力和加速缓解风缸压力维持定压，第二腔体113的压力大于第一腔体111的压力，第一阀芯115上移，第一控制阀110关闭。

初制动状态，制动缸180中的压力上升，制动缸180中的空气由第三节流口183进入第二控制阀130的第四腔体133，第四腔体133的压力缓慢上升，但未达到动作压力，第二控制阀130仍处于关闭。第三节流口183的目的是控制第一控制阀110与第二控制阀130的动作顺序，若初制动状态，第二控制阀130迅速动作开启，第一控制阀110还处于缓解位，即开启状态，这将误排副风缸170中的压力空气，造成制动压力损失。

第四，制动末期，如图5所示，第一控制阀110关闭。第四腔体133的压力缓慢上升，直至达到动作压力，第二控制阀130开启。

第五，初缓解状态，如图6所示，列车管150充气，列车管150压力上升，列车管150中的气体通过第一节流口151向第一控制阀110的第一腔体111充气，第一腔体111的压力因节流效应缓慢上升。

控制主阀101置缓解位时，加速缓解风缸中的压力下降至列车管150压力值后，又随列车管150压力上升。在此过程中，第一控制阀110的第二腔体113的压力通过第二节流口163随加速缓解风缸压力缓慢下降，当加速缓解风缸压力升至第二腔体113中的压力后，第二腔体113的压力又通过第二单向阀161随加速缓解风缸压力上升，而此过程中第一腔体111的压力始终小于第二腔体113的压力，第一控制阀110关闭。

第二控制阀130中，第四腔体133的压力跟随制动缸180中的压力下降，降至50kPa后，第二控制阀130关闭。

第六，缓解末期状态，如图7所示，第一控制阀110中，第一腔体111的压力随列车管150的压力上升，当列车管150的压力上升至小于加速缓解风缸压力15kPa时，第一控制阀110开启。第一控制阀110开启前，制动缸180的压力已降至50kPa以下，即第二控制阀130已关闭，副风缸170中的气体无法排出。

需要说明的是，延时风缸155的作用是使得第一控制阀110在一定延时后才开启，这样可以确保缓解时第二控制阀130已关闭。可选地，延时时间为40秒至100秒，当然，并不仅限于此，延时时间可以根据实际情况灵活调整。若延时时间不够，第二控制阀130还处于开启位，第一控制阀110已打开，将导致误排副风缸170中的压力空气。

第七，当控制主阀101出现故障后的初缓解状态，如图8所示。列车管150充气，列车管150的压力上升，列车管150的压力空气通过第一节流口151向第一腔体111充气，第一腔体111的压力因节流效应缓慢上升，第二腔体113中的压力维持定压，第一阀芯115上移，第一控制阀110关闭。由于控制主阀101异常，不能使作用机构置缓解位，制动缸180的压力不能得到缓解，第二阀芯135上移，第二控制阀130开启。

第八，当控制主阀101出现故障后的缓解中期状态，如图9所示。第一腔体111的压力因节流效应缓慢上升，当第一腔体111的压力上升至低于定压15kPa时，即列车管150中的压力低于加速缓解风缸的压力15kPa，第一阀芯115下移，第一控制阀110开启。此时，第一控制阀110和第二控制阀130均开启，副风缸170中的压力空气排出，副风缸170中的压力减小。

当控制主阀101出现故障后的缓解末期状态，副风缸170排出一定的压力空气后，控制主阀101与副风缸170的压差加大，很快建立缓解压差，使作用机构移动到缓解位，制动缸180中的压力缓解，制动缸180中的压力小于50kPa后，第二控制阀130关闭，副风缸170排风结束。为限制副风缸170的排风量，副风缸170的排气通路设置了第四节流口171。

本实施例提供的一种气压制动系统，包括控制主阀101和上述的缓减保证阀，缓减保证阀与控制主阀101连通。当控制主阀101出现故障后，缓减保证阀能使制动缸180与大气连通，实现减压。

综上所述，本实用新型提供的缓减保证阀和气压制动系统具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的缓减保证阀和气压制动系统，当控制主阀101出现故障，不能及时使作用机构置于缓解位时，第一控制阀110和第二控制阀130开启，降低副风缸170中的压力，快速建立列车管150与副风缸170的压差，使得控制主阀101的作用机构置缓解位，使制动缸180缓解，防止车辆抱闸。该缓减保证阀结构可靠，安全性高，有利于提高气压制动系统的安全性和稳定性。该气压制动系统不仅可以用于车辆，还可以用于轮船、飞机、装甲等其他气动控制领域，适用范围广。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。