专利名称：用于高速列车制动系统的防滑放风阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及列车制动技术，尤其涉及一种用于高速列车制动系统的防滑放风阀。
背景技术：
制动系统是列车中必不可少的部分，常见的制动系统通常包括制动缸和气压源， 由气压源为制动缸提供高压气体，制动缸通过气体压力来提供制动力，对车轮或传动轴进 行机械挤压来制动。制动防抱死是目前对制动系统的一个功能要求，即在制动时避免突然抱紧车轮或 传动轴使其完全不能运动，从而避免列车滑动以及避免制动造成轮对踏面擦伤。制动防抱 死主要是通过限制制动缸所提供制动力的上限来实现的。在列车的制动系统中可采用防滑放风阀，通过为制动缸泄压来降低制动力上限， 从而实现制动防抱死。防滑放风阀是防滑制动系统中的执行机构，能防止列车在制动状态 下继续在轨道上滑动。当列车存在滑动趋势时，防滑制动系统根据检测到的速度变化和控 制要求，对气压源和防滑放风阀进行控制，切断制动缸的进风气路，打开制动缸通往大气的 气路，控制防滑放风阀放风，降低制动缸内的压力；若制动缸内的压力下降幅度过大且车轮 转速上升，则切断制动缸通往大气的气路，打开制动缸的进风气路，控制防滑放风阀进风， 增加制动缸内的压力，进而获得最佳的制动力，使制动缸压力经过充、放风达到最佳制动 力。通常防滑制动系统作为制动系统的一部分或独立于制动系统，其包括一防滑控制 器，用于通过检测速度等因素变化来判断列车的滑行趋势并据此控制防滑放风阀，通过防 滑放风阀对单个轴的制动缸压力进行控制，从而减小滑行轮对上的制动力，防止制动力超 过粘着引起的轮对滑行或抱死造成轮对踏面擦伤。但是现有的防滑放风阀结构略嫌复杂，反应速度较慢，不能很好的适应现有的高 速列车的制动系统。
发明内容
本发明提供一种用于高速列车制动系统的防滑放风阀，以优化防滑防风阀的结 构。本发明提供的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，包括阀基体，所述阀基体上 设置有进风口、出风口和排风口；所述进风口与出风口之间，以及所述出风口与排风口之间 通过动态切换通路相连通。本发明所提供的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，优化了防滑放风阀内部结 构，通过调整制动力为列车提供最佳的制动力，达到最佳的制动效果，列车能够安全行驶， 减少了事故的发生。
图1为本发明实施例提供的用于高速列车制动系统的防滑放风阀的结构示意图2为图1局部部分的结构示意图3为图1局部部分的结构示意图。
附图标记
1-阀基体；2-第一电磁阀3--第二电磁阀；
4-线圈；5-静触头；6--动触头；
7-弹性阀塞；8-第一弹性模片； 9--第二弹性模片；
101-第一模片压簧；102-第二模片压簧；
11-连接板；12-防护罩；13-电触头；
Dl-进风口 ；D2-出风口 ；D3-排风口 ；
15-进风阀口 ；16-出风阀口 ；17-衬圈；
801-第一端面802-第二端面803--第三端面；
901-第四端面902-第五端面903--第六端面；
111-第一腔体112-第二腔体113--第三腔体；
114-第四腔体115-第五腔体116--第六腔体；
601-第一开口602-第二开口603--第三开口。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明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 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种用于高速列车制动系统的防滑放风阀，该防滑放风阀包 括阀基体，阀基体上设置有进风口、出风口和排风口 ；进风口与出风口之间，以及出风口与 排风口之间通过动态切换通路相连通。阀基体用于将各部件安装在阀基体的内部，并通过固定连接板来将防滑放风阀安 装在列车的制动系统中。进风口连接压缩气体源的出口，通常为高压压缩气体，也可以是其 他的气压源，不以本实施例为限。出风口与制动缸相连通，向制动缸内充入气体。排风口与 大气相通，提供将大于大气压的气体排出的通道，以降低与之连通通道的气体压力。动态切换通路指能够根据某种工作状态来改变通路的连通或者断开，实现通路的 动态切换，也可以有多种形式，通常通过在切换通路中设置切换装置来控制，例如，通过切 换阀控制通路的导通或者断开。进风口与出风口之间通过动态切换通路连通或断开，当进风口处的压力大于出风 口处压力时，当二者之间的通路连通时，进风口将高压气体提供给出风口，此时，与进风口 相连通的制动缸内气体压力也将增大，从而增加制动力。如果二者之间的通路断开，进风口 不再给出风口提供高压气体，此时，与进风口相连通的制动缸内气体压力不再增大，制动力 维持在原来状态。出风口与排风口之间通过动态切换通路连通或断开，当出风口与排风口之间的通路连通时，出风口内气体将通过排风口排出，与出风口相连通的制动缸内气体压力也将下 降，从而减小制动压力。当二者之间的通路断开时，出风口内气体不再通过排风口排出，与 出风口连通的制动缸内气体压力不再下降，制动力维持在原来状态。由上述技术方案可知，通过改变进风口与出风口，出风口与排风口之间通路的导 通或断开，从而改变制动缸内气体的压力，进而改变制动力的大小，本发明方案结构简单， 并易于操作。在上述技术方案的基础上，下面将通过优选实施例进行详细介绍。如图1所示，在本实施例中，该用于高速列车制动系统的防滑放风阀包括阀基体 1，阀基体1上设置有进风口 D1、出风口 D2和排风口 D3 ；进风口 Dl与出风口 D2之间、出风 口 D2与排风口 D3之间通过动态切换通路相连通。其中，还包括第一切换阀和第二切换阀。第一切换阀嵌设在阀基体1中，用于切换进风口 Dl和出风口 D2之间动态切换通 路的导通和断开；第二切换阀嵌设在阀基体1中，用于切换出风口 D2和排风口 D3之间动态 切换通路的导通和断开。第一切换阀和第二切换阀可以采用各种形式，例如，可以为旋塞，或其他形式，不 限于本实施例。本实施例中优选的是，该第一切换阀和第二切换阀均为弹性膜片，分别为第 一弹性膜片8和第二弹性膜片9，即由弹簧支撑的膜片结构。通过弹性膜片的位置改变切换 对应的动态切换通路的导通和断开。或者，第一切换阀和第二切换阀各自采用不同的形式，例如，第一切换阀为弹性膜 片，第二切换阀为旋塞，并不以本实施例为限。本实施例中，第一切换阀和第二切换阀均为弹性膜片，采用弹性膜片作为切换阀 具有反应灵敏，使用寿命长的优点。并且两切换阀采用相同的材料和结构，也简化了整个防 滑放风阀的内部结构设计。更为具体地是，如图2所示，第一弹性膜片8的两端固定在阀基体1中，第一弹性 膜片8的一侧具有第一端面801和第二端面802，另一侧具有第三端面803，第一端面801 位于与进风口 Dl连通的第一腔体111中；第二端面802位于与出风口 D2连通的第二腔体 112中；第三端面803位于第三腔体113中，第三腔体113切换地与进风口 Dl和排风口 D3 连通以控制该第一弹性膜片8的位置改变。第三腔体113具体是通过除第一腔体111和第 二腔体112以外的其他通路可控地与进风口 Dl和排风口 D3连通。第二弹性膜片9的两端固定在阀基体1中，第二弹性膜片9的一侧具有第四端面 901和第五端面902，另一侧具有第六端面903，第四端面901位于与出风口 D2连通的第四 腔体114中，第五端面902位于与排风口 D3连通的第五腔体115中，第六端面903位于第 六腔体116中，第六腔体116切换地与进风口 Dl和排风口 D3连通以控制所述第二弹性膜 片9的位置改变。第六腔体116具体是通过除第四腔体114和第五腔体115以外的其他通 路可控地与进风口 Dl和排风口 D3连通。为使第一弹性膜片8和第二弹性膜片9在位置改变时移动更加精确，在第一弹性 膜片8的第三端面803与阀基体1之间设置有第一膜片压簧101，第一膜片压簧101弹性支 撑第一弹性膜片8。在第二弹性膜片9的第六端面903与阀基体1之间设置有第二膜片压 簧102，第二膜片压簧102弹性支撑第二弹性膜片9。
采用上述结构，将弹性膜片的两端均嵌设固定装入阀基体中，这样既能保证弹性 膜片能够完成对动态切换通路的密封作用，同时又很好的隔绝了弹性膜片两侧的气路。进一步地，第三腔体113中设置有第一控制阀，第一控制阀切换第三腔体113与进 风口 Dl和排风口 D3之间的连通。第六腔体113中设置有第二控制阀，第二控制阀切换第六腔体116与进风口 Dl和 排风口 D3之间的连通。第一控制阀和第二控制阀可以采用多种形式，例如，可以为，气动调节阀、电动控 制阀、智能控制阀、电磁阀等，优选的是，第一控制阀和第二控制阀均为电磁阀，并且两个电 磁阀的结构相同，当然也可以采用其他的设置方式，例如，第一控制阀和第二控制阀各自采 用不同的形式，第一控制阀为电磁阀，第二控制阀为智能控制阀，并不以本实施例为限。本实施例的具体方案为两个控制阀均采用电磁阀，分别为第一电磁阀2和第二电 磁阀3，每个电磁阀分别具有常开通道和常闭通道，在两个电磁阀不加电时常闭通道导通， 在加电时常开通道导通。具体的，第一电磁阀2中的常开通道连通第三腔体113和进风口 D1，第一电磁阀 2中的常闭通道连通第三腔体113和排风口 D3 ；第二电磁阀3中的常闭通道连通第六腔体 116和进风口 Dl，第二电磁阀3中的常开通道连通所述第六腔体116和排风口 D3。采用电磁阀作为控制阀，反应灵敏，动作一致性好，并且可根据电信号实现对电磁 阀动作的控制，从而控制进风口与出风口之间，出风口与排风口之间动态切换通路的连通 与断开，实现对制动缸内气压的控制，进而改变制动力，因此完全能够满足高速列车制动系 统特别是动车组制动系统对防滑放风阀的技术要求。两个电磁阀常开通道和常闭通道的结构设置可采用不同的方式，优选的是，第一 电磁阀2和第二电磁阀3包括静触头5和动触头6，静触头5通过在铁芯上缠绕线圈4制 成，动触头6为铁芯制成，动触头6的端部上设有弹性阀塞7。静触头5上缠绕的线圈4与设置在阀体外的电触头13连接。通过电触头13的通 电与断电控制动触头6的动作，通过动触头6与静触头5的吸合或分开实现对第一电磁阀 2和第二电磁阀3中常开通道与常闭通道的转换。两个电磁阀的结构相同，如图1、图2和图3所示，第一电磁阀2和第二电磁阀3的 静触头5中具有中空孔，该中空孔分别设有三个开口，记为第一开口 601、第二开口 602和第 三开口 603，第一电磁阀和第二电磁阀的动触头6的两端部分别朝向两个开口，动触头6的 侧壁朝向第三开口 603，动触头6的位置移动切换第三开口 603与另两个开口的导通。第一电磁阀2的第三开口 603与第三腔体113连通，第二电磁阀3的第三开口 603 与第六腔体116连通。当然电磁阀的结构形式也有多种，本实施例只是介绍了一种优选的方案，并不以 本实施例为限。在上述技术方案的基础上，优选是，各弹性膜片与阀基体1之间通过衬圈17相连 接，可使弹性膜片与阀基体1之间的密封效果更好，从而更加有效的保证防滑放风阀通道 内气体的密封。实际应用中，进风口 Dl和出风口 D2处还可以进一步设置有与阀基体1连接的连 接板11，以引导进风口 Dl与出风口 D2之间气体的流向，且方便与气压源和制动缸的管口进行连接。进一步地，在进风口 Dl、出风口 D2和排风口 D3处可以均设置有用于过滤灰尘的防 护罩12，用于过滤气体中的灰尘和杂质，防止气体中的灰尘和杂质进入通道，避免气体中的 灰尘和杂质堵塞进风阀口和出风阀口，从而保证防滑放风阀的正常工作。通过上述的技术方案可知，本发明提供的用于高速列车制动系统的防滑放风阀内 部易损易耗部件少、体积小巧、结构更加简单，因此使用时安装方便、易于维护和检修，并且 该防滑放风阀工作可靠性高、动作响应时间迅速、反应灵敏、功率小。该防滑放风阀可根据电信号实现对出口压力的控制，从而实现对制动力的控制， 因此完全能够满足高速列车特别是动车组的制动系统对防滑放风阀的技术要求。防滑放风阀只有在列车出现滑动趋势的情况时才启用，滑行状况消失以后，防滑 放风阀在正常状态下工作。所以，防滑放风阀分别工作在正常制动/缓解状态、防滑制动 状态和保持状态，以下分别介绍以上几种情况下防滑放风阀的工作过程。第一、正常制动/缓解状态。在列车正常制动或者缓解状态下防滑放风阀不工作，即不向第一电磁阀和第二电 磁阀加电，使防滑放风阀内部部件不动作。当列车正常制动时此时有压缩气体从进风口进入第一腔体，第一腔体的压力增大，由于第三腔体此 时经第一电磁阀连通排气口，其内压力低于第一腔体内压力，所以使第一切换阀的弹性膜 片，即第一弹性膜片向右移动，第一弹性膜片处的进风阀口打开，从而压缩气体通过第一腔 体进入第二腔体，通过第二腔体流入出风口，使压缩气体进入制动缸内，给列车提供制动力。同时，由于此时第二电磁阀不加电，压缩气体将通过第一腔体经过第二电磁阀的 第二开口和第三开口流入第六腔体，从而第二切换阀的弹性膜片，即第二弹性膜片的第六 端面侧的压力将增大，使第二弹性模片向右抵靠，关闭此处的出风阀口，此时关闭了出风口 与排风口之间的通路，不会使制动缸内的气体排入大气，使列车获得一定的制动力。当列车解除或者减弱制动作用时，也就是在列车缓解状态下运行时，此时防滑放 风阀内各部件的状态与正常制动时完全相同，但是此时进风口将不再给制动缸提供压缩气 体，进风口侧的压力将下降，此时制动缸内气体通过出风口流入进风口，直到制动缸内的压 力与进风口压力相平衡。第二、防滑制动状态所谓防滑制动状态，目的是限制制动缸内的压力相对于正常制动而言不超过一个 设定的上限值，以防止制动抱死，此时通过控制第一电磁阀和第二电磁阀使防滑放风阀开 始工作。在防滑制动状态下第一电磁阀和第二电磁阀均得电。此时第一电磁阀和第二电磁 阀的动触头均发生动作。第一电磁阀的第三开口与第三腔体连通；第二电磁阀的第二开口关闭，进而进风 口与第六腔体的通路断开。由于此时有压缩气体从进风口进入第一腔体，压缩气体将从进风口通过第一电磁 阀的第三开口进入第三腔体，从而给第一弹性膜片的第三端面以压力，使第一弹性膜片处 的进风阀口关闭，切断了进风口与出风口之间的通路，使压缩气体不能通过第一腔体进入第二腔体，进而不能进入出风口，不能使压缩气体进入制动缸，给制动缸提供制动力。与此同时，由于压缩气体不能再通过第二电磁阀的第二开口进入第六腔体，第二 弹性膜片的第六端面侧的压力小于第五端面侧的压力，从而第二弹性膜片处的出风阀口打 开，制动缸内的压缩空气从第四腔体进入第五腔体，再从第五腔体通过排风口将压缩气体 排出。故此时，由于制动缸内气体与大气连通，泄掉了制动缸内气体压力，制动缸内的压 力将减小，使制动缸内的压力不超过设定的上限制，从而减小了制动力，实现了制动的防抱 死功能。第三、保持状态所谓防滑放风阀在保持状态下，目的是使制动缸内的压力保持原有状态，即不改 变制动力的大小。在保持状态下，保持第一电磁阀得电，第二电磁阀不得电。此时第一电磁阀发生动 作，而第二电磁阀不动作。第一电磁阀的第三开口与第三腔体连通；第二电磁阀的第二开口打开，进而进风 口与第六腔体的通路连通。由于此时有压缩气体从进风口进入第一腔体，且压缩气体将从进风口通过第一电 磁阀的第三开口进入第三腔体，从而使第一弹性膜片的进风阀口关闭，切断了进风口与出 风口之间的通路，使压缩气体不能通过第一腔体进入第二腔体，从而也不能进入出风口，不 能使压缩气体进入制动缸，给制动缸提供制动力。与此同时，由于压缩气体通过第二电磁阀的第二开口进入第六腔体，第二弹性膜 片的第六端面侧的压力大第五端面侧的压力，从而第二弹性膜片处的出风阀口将关闭，关 闭了出风口与排风口之间的通路，制动缸内的压缩空气不能从第四腔体进入第五腔体，不 再从第五腔体通过排风口将压缩气体排出。故此时，由于制动缸内气体既不能与大气连通，也不能与进风口连通，因此制动缸 内的气体压力保持不变，制动力也不发生变化，维持原制动力。本发明实施例提供的防滑放风阀可用于列车的防滑制动系统，包括防滑控制器、 制动缸和气压源，还包括本发明实施例提供的防滑放风阀；防滑防风阀的进风口与气压源 连接，出风口与制动缸相连，排风口与大气连通。防滑控制器可以包括各种检测器件和信令产生器件，即通过检测车速来产生控制 防滑放风阀动作的信令，使得防滑放风阀能处于适当的状态。具体各状态的工作过程参加 前述描述。应用本发明提供的防滑放风阀的制动系统能避免在制动情况下列车发生滑行，使 车轮在刹车时不被抱死，通过调整制动力为列车提供最佳的制动力，达到最佳的制动效果， 保障有效制动距离；同时还能减少刹车消耗，延长制动盘、闸片和轮对、闸瓦的使用寿命。还可以将上述所述制动系统应用于高速列车中，改善了高速列车制动性能，当列 车在高速行驶状态时，发生制动滑行情况下，列车能够尽快恢复粘着状态，从而有效保障制 动距离，减少事故的发生。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于，包括阀基体，所述阀基体上设置有进风口、出风口和排风口 ；所述进风口与出风口之间，以 及所述出风口与排风口之间通过动态切换通路相连通。
2.根据权利要求1所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于，还包括 第一切换阀，嵌设在所述阀基体中，用于切换所述进风口和出风口之间动态切换通路的导通和断开；第二切换阀，嵌设在所述阀基体中，用于切换所述出风口和排风口之间动态切换通路 的导通和断开。
3.根据权利要求2所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于 所述第一切换阀为第一弹性膜片和/或所述第二切换阀为第二弹性膜片，各弹性膜片的位置改变切换对应的动态切换通路的导通和断开。
4.根据权利要求3所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于所述第一弹性膜片的两端固定在所述阀基体中，所述第一弹性膜片的一侧具有第一端 面和第二端面，另一侧具有第三端面，所述第一端面位于与所述进风口连通的第一腔体中， 所述第二端面位于与所述出风口连通的第二腔体中，所述第三端面位于第三腔体中，所述 第三腔体切换地与所述进风口和排风口连通以控制所述第一弹性膜片的位置改变；所述第二弹性膜片的两端固定在所述阀基体中，所述第二弹性膜片的一侧具有第四端 面和第五端面，另一侧具有第六端面，所述第四端面位于与所述出风口连通的第四腔体中， 所述第五端面位于与所述排风口连通的第五腔体中，所述第六端面位于第六腔体中，所述 第六腔体切换地与所述进风口和排风口连通以控制所述第二弹性膜片的位置改变。
5.根据权利要求4所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于所述第一弹性膜片的第三端面与阀基体之间设置有第一膜片压簧，所述第一膜片压簧 弹性支撑所述第一弹性膜片；所述第二弹性膜片的第六端面与阀基体之间设置有第二膜片压簧，所述第二膜片压簧 弹性支撑所述第二弹性膜片。
6.根据权利要求4所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于所述第三腔体中设置有第一控制阀，所述第一控制阀切换所述第三腔体与进风口和排 风口之间的连通；所述第六腔体中设置有第二控制阀，所述第二控制阀切换所述第六腔体与进风口和排 风口之间的连通。
7.根据权利要求6所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于 第一控制阀为第一电磁阀，所述第一电磁阀中的常开通道连通所述第三腔体和进风口，所述第一电磁阀中的常闭通道连通所述第三腔体和排风口 ；第二控制阀为第二电磁阀，所述第二电磁阀中的常闭通道连通所述第六腔体和进风 口，所述第二电磁阀中的常开通道连通所述第六腔体和排风口。
8.根据权利要求7所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于 所述第一电磁阀和第二电磁阀的结构相同；电磁阀的静触头中具有中空孔，所述中空孔分别设有三个开口，所述电磁阀的动触头 的两端部分别朝向两个开口，动触头的侧壁朝向第三个开口，动触头的位置移动切换所述第三个开口与另两个开口的导通；所述第一电磁阀的第三个开口与所述第三腔体连通，所述第二电磁阀的第三个开口与 所述第六腔体连通。
9.根据权利要求3 8任一所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在于 各弹性膜片与阀基体之间通过衬圈相连接。
10.根据权利要求1 8任一所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在 于所述进风口和出风口处连接有与阀基体连接的连接板。
11.根据权利要求1 8任一所述的用于高速列车制动系统的防滑放风阀，其特征在 于所述进风口、出风口和排风口处均设置有用于过滤灰尘的防护罩。
全文摘要
本发明提供一种用于高速列车制动系统的防滑放风阀，该防滑放风阀，包括阀基体，阀基体上设置有进风口、出风口和排风口；进风口与出风口之间，以及出风口与排风口之间通过动态切换通路相连通。该防滑放风阀体积小巧，结构更加简单，使用时安装方便，易于维护和检修。
文档编号B61H11/10GK102114853SQ201110024118
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者刘作琪, 李业明, 李和平, 范荣巍, 赵春光, 陆啸秋, 韩晓辉 申请人:中国铁道科学研究院机车车辆研究所, 铁道部运输局