铁路列车制动阀的测试装置的制作方法

本实用新型涉及铁路设备技术领域，具体而言，涉及一种铁路列车制动阀的测试装置。

背景技术：

制动阀是铁路货车制动系统的核心部件，是保证货车安全运行的关键因素。我国铁路货车制动阀的寿命和检修周期较短，检修维护成本高，必须开展制动阀疲劳方面研究工作，找出延长寿命和检修周期的有效措施，制动阀疲劳试验台是开展此项研究的准确可靠的手段。目前，铁路货车行业没有制动阀疲劳试验台，无法进行制动阀加速疲劳试验、准确评估制动阀寿命。铁路货车制动阀和内部配件的寿命一直依靠理论评估和线路实际运用两种方式，理论评估可以说是“纸上谈兵”，而线路实际运用方式资源投入大、周期长、极易造成事故，具有很大的危险性。所以迫切需要研制一台铁路货车制动阀疲劳试验台，加快模拟铁路货车制动阀动作状态，对铁路货车制动阀寿命及影响因素进行研究，为延长制动阀寿命和检修周期提供可靠地数据支撑。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种铁路列车制动阀的测试装置，以解决现有技术中的铁路列车制动阀无法进行疲劳试验的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种铁路列车制动阀的测试装置，包括：气源；导风管路，导风管路一端与气源连接，导风管路的另一端与待测试铁路列车制动阀连接；换向阀，连接在导风管路上，换向阀具有使气源与导风管路连通的第一工作位置以及使导风管路与外界连通的第二工作位置；控制装置，与换向阀电连接，控制装置控制换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换。

进一步地，测试装置还包括设置在导风管路上的第一风缸，第一风缸位于待测试铁路列车制动阀的上游。

进一步地，待测试铁路列车制动阀包括直接作用式控制阀，导风管路包括：主管，主管与气源连接，换向阀和第一风缸设置在主管上；第一支管，第一支管的一端连接在主管上，第一支管的另一端连接在直接作用式控制阀上。

进一步地，测试装置还包括与直接作用式控制阀连接的第一副风缸、第一加缓风缸和第一制动缸。

进一步地，第一制动缸为第二风缸，第二风缸上设置有第一压力传感器，第一压力传感器与控制装置电连接。

进一步地，测试装置还包括设置在第一支管上的第一控制阀，第一控制阀位于直接作用式控制阀的上游。

进一步地，待测试铁路列车制动阀还包括间接作用式控制阀，导风管路还包括：第二支管，第二支管的一端连接在主管上，第二支管的另一端连接在间接作用式控制阀上。

进一步地，测试装置还包括与间接作用式控制阀连接的第二副风缸、第二加缓风缸和第二制动缸。

进一步地，第二制动缸为第三风缸，第三风缸上设置有第二压力传感器，第二压力传感器与控制装置电连接。

进一步地，测试装置还包括设置在第二支管上的第二控制阀，第二控制阀位于间接作用式控制阀的上游。

进一步地，测试装置还包括与间接作用式控制阀连接的第四风缸。

进一步地，测试装置还包括设置在主管上的限压阀，限压阀位于气源和换向阀之间。

应用本实用新型的技术方案，控制装置控制换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换，进而模拟导风管路的充风和排风的情况。铁路列车制动阀在导风管路充风时处于缓解状态，在导风管路排风时处于制动状态。控制装置控制换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间不断切换，进而使得铁路列车制动阀不断动作，进而实现对铁路列车制动阀无法进行疲劳试验。因此本实用新型的技术方案解决了现有技术中的铁路列车制动阀无法进行疲劳试验的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的铁路列车制动阀的测试装置的实施例的内部结构示意图；以及

图2示出了图1中测试装置的外部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、气源；20、导风管路；21、主管；22、第一支管；23、第二支管；30、制动阀；31、直接作用式控制阀；32、间接作用式控制阀；40、换向阀；50、控制装置；60、第一风缸；70、第一副风缸；80、第一加缓风缸；90、第一制动缸；91、第一压力传感器；100、第一控制阀；110、第二副风缸；120、第二加缓风缸；130、第二制动缸；131、第二压力传感器；140、第二控制阀；150、第四风缸；160、限压阀；170、柜体；180、操作面板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

我国铁路货车制动阀没有疲劳试验台，不能模拟制动阀的工作状态进行加速试验、无法评估制动阀的疲劳寿命，本提案根据制动阀的工作原理、模拟在铁路货车上的实际工作状态，研制铁路货车制动阀疲劳试验台，用于铁路货车制动阀疲劳试验研究，准确评估铁路货车制动阀和阀内零部件的寿命，为延长制动阀寿命和检修周期提供准确的数据。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

如图1所示，本实施例的铁路列车制动阀的测试装置包括气源10、导风管路20、换向阀40以及控制装置50。其中，导风管路20，导风管路20一端与气源10连接，导风管路20的另一端与待测试铁路列车制动阀30连接。换向阀40连接在导风管路20上，换向阀40具有使气源10与导风管路20连通的第一工作位置以及使导风管路20与外界连通的第二工作位置。控制装置50，与换向阀40电连接，控制装置50控制换向阀40在第一工作位置和第二工作位置之间切换。

应用本实施例的技术方案，控制装置50控制换向阀40在第一工作位置和第二工作位置之间切换，进而模拟导风管路20的充风和排风的情况。铁路列车制动阀30在导风管路20充风时处于缓解状态，在导风管路20排风时处于制动状态。控制装置50控制换向阀40在第一工作位置和第二工作位置之间不断切换，进而使得铁路列车制动阀30不断动作，进而实现对铁路列车制动阀无法进行疲劳试验。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的铁路列车制动阀无法进行疲劳试验的问题。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，测试装置还包括设置在导风管路20上的第一风缸60，第一风缸60位于待测试铁路列车制动阀30的上游。具体地，第一风缸60用于模拟列车内送风管路的容积。在铁路列车中，实际送风管路可能长达十几米，而在试验室中通常没有条件布设如此长度的管路。因此采用第一风缸60来模拟列车送风管路的容积，进而使得试验的环境更加接近列车的实际工作情况。采用第一风缸60能够模拟列车管路内的容积并且不用占用太多的空间。进一步地，第一风缸60在现有技术中也称列风缸。

进一步地，我国铁路货车制动阀主要包括直接作用式控制阀和间接作用式控制阀两类，其中120(120-1)型制动阀是直接作用式控制阀的主要代表，也是目前我国铁路通用货车主型制动阀，而120AK型制动阀是间接作用式控制阀的主要代表，是我国面向国际市场研发的拳头产品。本实施例中的测试装置同时可以对直接作用式控制阀和间接作用式控制阀进行测试，下面将以120阀和120AK阀进行举例说明：

如图1所示，在本实施例的技术方案中，待测试铁路列车制动阀30包括直接作用式控制阀31，导风管路20包括主管21和第一支管22。主管21与气源10连接，换向阀40和第一风缸60设置在主管21上。第一支管22的一端连接在主管21上，第一支管22的另一端连接在直接作用式控制阀31上。其中，气源10经过主管21后在经过第一支管22并与120阀连通。通过控制换向阀40的切换动作实现对120阀的制动和缓解的控制。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，测试装置还包括与直接作用式控制阀31连接的第一副风缸70、第一加缓风缸80和第一制动缸90。具体地，第一副风缸70、第一加缓风缸80和第一制动缸90是为了实现120阀的正常工作而设置的结构。具体地，120阀的实际工作方式为：当气源经过第一支管22后，首先将第一副风缸70和第一加缓风缸80充满。当第一支管22排气时，第一副风缸70的气体进入至第一制动缸90进而实现对车轮的制动。当第一支管22充气时，第一制动缸90进行排气，同时为了加快第一制动缸90内的零件实现快速回位，第一加缓风缸80内的气体进入至第一制动缸90。第一支管22再次充气时，再次循环上述过程。

优选地，第一制动缸90为第二风缸，第二风缸上设置有第一压力传感器91，第一压力传感器91与控制装置50电连接。具体地，铁路货车上的第一制动缸90为运动部件，120阀进行制动缓解动作时第一制动缸90会产生伸出和缩回动作，使用一段时间容易磨损、密封不严导致失效。在试验台上只需要模拟制动缸的容积就可以保证制动阀的工作要求，所以采用一个模拟制动缸容积的风缸代替制动缸，只储存压力空气不发生运动，经久耐用。进一步地，在第二风缸上设置第一压力传感器91。第一压力传感器91感受到第二风缸内达到预定压力时，即认为第一制动缸90已经完成制动工作，此时第一压力传感器91向控制装置50传递信号，第一制动缸90完成一次制动动作。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，测试装置还包括设置在第一支管22上的第一控制阀100，第一控制阀100位于直接作用式控制阀31的上游。具体地，当120阀处于正常试验时，第一控制阀100处于常开状态。当120阀发生故障时，第一控制阀100关闭并将120阀与气源10断开，此时可对120阀进行检修。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，待测试铁路列车制动阀30还包括间接作用式控制阀32，导风管路20还包括第二支管23。第二支管23的一端连接在主管21上，第二支管23的另一端连接在间接作用式控制阀32上。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，测试装置还包括与间接作用式控制阀32连接的第二副风缸110、第二加缓风缸120和第二制动缸130。第二制动缸130为第三风缸，第三风缸上设置有第二压力传感器131，第二压力传感器131与控制装置50电连接。测试装置还包括设置在第二支管23上的第二控制阀140，第二控制阀140位于间接作用式控制阀32的上游。具体地，120AK阀的测试结构大体相同，区别在于测试装置还包括与间接作用式控制阀32连接的第四风缸150。120AK阀的工作原理与120阀的工作原理区别在于，当第二支管23处于排气时，第二副风缸110内的气体并不直接充入第二制动缸130，而是通过第四风缸150内的气体对第二制动缸130进行控制。同时第四风缸150提供的气压与第二副风缸110内气压相同，从而实现间接控制，并且能够对控制压力进行调节。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，测试装置还包括设置在主管21上的限压阀160，限压阀160位于气源10和换向阀40之间。具体地，限压阀对气源10内流出的气体进行压力控制。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，测试装置还包括柜体170，气源10、导风管路20、换向阀40和控制装置50均设置在柜体170内，柜体170上设置有与控制装置50电连接的操作面板180。操作面板180上设置有操作按键以及显示屏，显示屏显示各个控制阀的测试信息，例如测试次数等。

优选地，从图1和图2可以看到，本实施例的测试装置可以对多个120阀和120AK阀进行测试，其中，测试装置可以对单个120阀进行测试，或者对多个120阀进行测试，或者对单个120AK阀进行测试，或者对多个120AK阀进行测试，或者同时对多个120阀和120AK阀进行测试。具体地，主管21上设置有多个第一支管22，每个第一支管22的端部连接有一个120阀。主管21上设置有多个第二支管23，每个第二支管23的端部连接有一个120AK阀。其中，每个120阀、每个120AK阀的设置方式和上述的一致，在此不再赘述。

根据上述结构，本申请的铁路列车控制阀的测试装置有以下特点：

本提案根据120(120-1)型制动阀和120AK型制动阀的工作原理，设计120(120-1)型空气制动系统和120AK型空气制动系统各3套，与模拟列车管的主管路连在一起并与风源连接，由PLC控制系统、电磁阀和传感器配合集中控制，使6套制动阀反复动作并记录次数，实现制动阀疲劳试验功能。

该试验台主要由空气管路系统、控制系统两部分构成。空气管路系统主要包括主管路、限压阀、列风缸、3套120(120-1)型空气制动系统、3套120AK型空气制动系统和6个塞门。主管路主要作用是输送压力空气，风源压力空气进入主管路首先经过限压阀，限压阀可以根据需要调整进入试验台的空气压力，保证试验台在额定空气压力条件下工作；第一风缸60(也即列风缸列风缸)串联在试验台主管路上，是为了模拟铁路货车上的列车管容积设置的，能够起到缓冲作用，保证试验台的制动缓解、动作稳定；主管路分出6个支管路，每个支管路连接1套空气制动系统，分别为3套120(120-1)型空气制动系统和3套120AK型空气制动系统，每个支管路设置独立的塞门，可以将1套空气制动系统截断。

120(120-1)型空气制动系统由120(120-1)型制动阀(试件)、副风缸、加速缓解风缸(简称加缓风缸)、制动缸和配套管路构成、模拟铁路货车上的1套120(120-1)型空气制动系统。其中加速缓解风缸容积采用与铁路货车上配置一样的11升，是120(120-1)型制动阀性能决定的；铁路货车上的制动缸为运动部件，制动阀进行制动缓解动作时制动缸会产生伸出和缩回动作，使用一段时间容易磨损、密封不严导致失效，在试验台上只需要模拟制动缸的容积就可以保证制动阀的工作要求，所以采用个模拟制动缸容积的风缸代替制动缸，只储存压力空气不发生运动，经久耐用；由于本试验台使用的风缸数量较多，在结构设计上排布困难，所以风缸容积应尽量小，根据120(120-1)型制动阀的工作原理，制动缸和副风缸的容积为匹配关系，制动缸选择现有风缸中最小容积5.5升的风缸，计算得出匹配的副风缸容积为17升。

120AK型空气制动系统由120AK型制动阀(试件)、副风缸、加速缓解风缸(简称加缓风缸)、制动缸、储风缸和配套管路构成、模拟铁路货车上的1套120AK型空气制动系统。其中加速缓解风缸容积与120(120-1)型空气制动系统一致，制动缸同样采用5.5升的风缸代替；根据120AK型制动阀的工作原理，副风缸容积应与制动阀内的容积室匹配，经过计算副风缸容积应为11升；储风缸是120AK型空气制动系统特有的部件，作用是制动过程中供给制动缸压力空气，不参与压力平衡，只要容积足够大就能够满足要求，为了节省空间3组120AK型空气制动系统共用1个100升储风缸。

控制系统主要包括PLC控制系统、电磁阀、传感器和信号线路附件等。

PLC控制系统是控制系统的核心，通过信号线分别与电磁阀、传感器连接，向电磁阀发出动作指令，控制电磁阀的充风缓解、常用制动和紧急制动动作，根据传感器反馈的压力信号判断并给出下一步动作指令；电磁阀是三位三通电磁阀，串联在试验台主管路上，是控制系统的执行机构，能够实现充风和模拟常用制动、紧急制动2种排风方式，控制试验台空气制动系统动作，进行试验；传感器是控制系统的反馈机构，安装在6个模拟制动缸的风缸上，向PLC控制系统反馈制动缸压力信号。

本申请的测试装置的工作原理为：第一步，风源压力空气经限压阀调整为额定压力，充入试验台主管路，PLC控制系统向电磁阀发出充风指令，控制主管路充风将压力空气充入试验台空气制动系统，制动阀实现初充风动作，完成试验初期准备。第二步，PLC控制系统向电磁阀发出常用制动(或紧急制动)指令，将试验台风源截断，主管路压力空气以常用制动(或紧急制动)排风速度排出，触发制动阀发生常用制动(或紧急制动)作用，制动缸空气压力上升，当上升至额定值时传感器向PLC控制系统反馈信号，PLC控制系统向电磁阀发出充风指令，控制主管路充风将压力空气充入试验台空气制动系统，制动阀实现缓解动作，制动缸压力空气通过制动阀排出。

当制动缸压力降至最低时传感器向PLC控制系统反馈信号，PLC控制系统重复第二步动作，实现制动阀疲劳试验功能。PLC控制系统自动记录试验次数。6套制动阀同时进行试验，如果个别制动阀出现故障可以利用塞门单独隔离检修，不影响其它制动阀继续试验。

从图2可以看到，本申请的制动阀疲劳试验台采用框架式封闭结构，各类风缸、限压阀、电磁阀、PLC控制系统主板和管路等部件设置在框架内部。风缸采用铁路货车用标准配件，利用螺栓固定在框架内部的固定座上；管路均采用软管连接。

试件安装区和操控区设置在试验台框架外部正面面板上。试件安装区位于面板的左侧，具有6个试件安装工位，上侧3个工位是直接作用式控制阀安装工位，适用于120型制动阀、120-1型制动阀，下侧3个工位是间接作用式控制阀安装工位适用于120AK型制动阀。试件采用螺栓连接在面板上预设的吊座上，空气通路采用软管穿过面板上的圆孔与框架内部的部件连通。操控区位于面板的右侧，包括1个触摸显示屏和操作按钮，利用信号线与框架内部的PLC控制系统主板连接，用于操控试验台。试件安装工位下侧设置操作平台，方便试件安装和调整。

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。