限压阀、列车制动系统以及列车的制作方法

本发明涉及铁路车辆制动领域，具体地，涉及一种限压阀、列车制动系统以及列车。

背景技术：

限压阀应用于铁路列车，分别与120阀、制动缸和降压风缸连通，限压阀的通路根据降压风缸和制动缸的气压打开或者关闭，以适应不同载荷下列车的制动。

由于载荷越大的车所需的制动力越大，即制动缸的气压越大，全空车制动时，限压阀通向制动缸的通路在一定程度后关闭，使得制动缸的气压不再升高，保证空车位时制动缸压力与列车的重量相匹配；重车制动时，限压阀处于一直开通的状态，保证制动缸的气压能够满足列车所需的制动力。缓解时，制动缸和降压风缸的空气通过限压阀通向120阀，最终排入大气。现有技术常用的限压阀在列车缓解时经常出现缓解不彻底的问题，具体原因是传感阀的触头小孔极易在列车运行过程中被灰尘、泥土阻塞。

空车制动位时，120阀通往制动缸的压力空气作用到传感阀活塞，推动活塞上移，进而推动触杆伸出与抑制盘接触，这时触头端部小孔与降压风缸的连通被传感阀密封圈隔断。当120控制阀缓解时，传感阀活塞下移，触头被传感阀活塞带动下移，从而使降压风缸中的压力空气除了通过限压阀排大气外，还能通过触头端部小孔排大气，从而迅速降低作用在限压阀的图中最上部的腔室的压力，限压阀活塞复原上移。当触头小孔堵塞时，降压风缸通过触头端部小孔排大气通路不畅，限压阀最上部的腔室的气压下降速度慢，其作用力长时间加载在限压阀活塞上，当制动缸压力降至不足以顶开限压阀的中心阀时，使得限压阀中心阀关闭，其缓解过程便随即终止，导致制动缸缓解不彻底。

因此，需要一种能够有效解决制动缸缓解不彻底的限压阀。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种限压阀，该限压阀能够有效解决制动缸缓解不彻底的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种限压阀，该限压阀包括：阀体和阀座，所述阀体和阀座彼此配合并形成与降压风缸连通的第一腔室、与所述阀体外部连通的第二腔室、与制动缸连通的第三腔室以及下部腔室；

活塞部，所述活塞部包括活塞和推杆组件，所述活塞、所述阀座彼此配合形成所述下部腔室，所述推杆组件设置在所述阀体的上部并将所述阀体的上部内腔划分为所述第一腔室和所述第二腔室，所述活塞安装于所述推杆组件并通过第一偏压件连接于所述阀体，从而能够通过所述第一偏压件将所述推杆组件保持在与所述阀体接触的初始位置；中心阀，所述中心阀通过第二偏压件安装于所述活塞，所述中心阀能够在与所述阀座贴合的关闭位置和与所述阀座分离的打开位置之间移动；顶杆组件，所述顶杆组件包括顶杆、下盖和第三偏压件，所述下盖安装于所述阀座，所述顶杆通过所述第三偏压件安装于所述下盖，所述顶杆能够在所述第三偏压件的作用下在与所述下盖贴合的第一位置和与所述下盖分离的第二位置之间移动，在所述第一位置，所述顶杆允许所述中心阀能够位于所述关闭位置，在所述第二位置，所述顶杆允许所述中心阀能够保持在所述打开位置；

其中，在所述关闭位置，所述中心阀将所述下部腔室分隔成为第四腔室以及第五腔室，在所述打开位置，所述第四腔室与所述第五腔室连通。

优选地，所述阀体包括上阀体和下阀体，所述第一腔室由所述上阀体和所述推杆组件共同限定，所述第二腔室由所述上阀体、所述下阀体和所述推杆组件共同限定，所述第三腔室由所述下阀体、所述推杆组件和所述活塞共同限定，所述下部腔室由所述下阀体、所述活塞、所述顶杆和所述阀座共同限定。

优选地，所述阀座设置有凸棱，当所述中心阀位于所述打开位置时，所述凸棱与所述中心阀接合。

优选地，当所述顶杆的一端与所述下盖接触时，所述顶杆的另一端低于所述凸棱的位置。

优选地，所述第一偏压件、所述第二偏压件和所述第三偏压件为弹簧。

优选地，所述第一偏压件均匀地支撑在所述活塞与所述阀体之间；所述第二偏压件均匀地支撑在所述中心阀和所述活塞之间；所述第三偏压件均匀地支撑在所述顶杆与所述下盖之间。

优选地，所述下盖具有顶部开放的凹腔，所述顶杆包括主体部和从所述主体部径向突出的能够与所述下盖的顶部接触的凸缘，所述第三偏压件围绕所述主体部设置在所述凸缘和所述凹腔的底部之间。

优选地，所述第二腔室与大气连通。

在以上基础上，本申请还提供一种列车制动系统，该列车制动系统包括如上所述的限压阀以及与所述限压阀连通的制动缸、120阀、降压风缸和传感阀，所述制动缸连通所述第五腔室、所述第三腔室以及所述传感阀的下腔；所述120阀连通所述第四腔室；所述降压风缸的两端分别连通所述第一腔室和所述传感阀的下腔。

在以上基础上，本申请还提供一种列车，该列车包括如上所述的列车制动系统。

通过上述技术方案，利用本申请提供的限压阀，在缓解时，即使发生传感阀的活塞的触头小孔被阻塞的情况，由于顶杆会因为第三偏压件的弹性力而顶开限压阀的中心阀，使得当制动缸压力降至不足以顶开限压阀的中心阀时，中心阀仍处于开启状态，从而使制动缸的气压通过120阀全部排出，解决制动缸缓解不彻底的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本申请优选实施方式的限压阀与制动缸、120阀、降压风缸和传感阀连通关系的示意图；

图2是图1的限压阀在列车初制动位的示意图；

图3是图1的限压阀在处于重车位时的列车制动位的示意图；

图4是图1的限压阀在处于空车位时的列车制动位的示意图；

图5是图1的限压阀在列车缓解位的示意图。

附图标记说明

1第一腔室2第二腔室

3第三腔室4第四腔室

5第五腔室6阀体

7上阀体8下阀体

9阀座10推杆

11活塞12顶杆

13中心阀14凸棱

15凸缘16下盖

21第一偏压件22第二偏压件

23第三偏压件31120阀

32降压风缸33制动缸

34传感阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指图1-5所示的图面方向，“内、外”一般是指图中各个元件以及限压阀中各个腔室的内部和外部。

本申请提供限压阀，该限压阀包括：阀体6和阀座9，所述阀体6和阀座9彼此配合并形成与降压风缸连通的第一腔室1、与所述阀体6外部连通的第二腔室2、与制动缸连通的第三腔室3以及下部腔室；

活塞部，所述活塞部包括活塞11和推杆组件，所述活塞11、所述阀座9彼此配合形成所述下部腔室，所述推杆组件设置在所述阀体6的上部并将所述阀体6的上部内腔划分为所述第一腔室1和所述第二腔室2，所述活塞11安装于所述推杆组件并通过第一偏压件21连接于所述阀体6，从而能够通过所述第一偏压件21将所述推杆组件保持在与所述阀体6接触的初始位置；

中心阀13，所述中心阀13通过第二偏压件22安装于所述活塞11，所述中心阀13能够在与所述阀座9贴合的关闭位置和与所述阀座9分离的打开位置之间移动；

顶杆组件，所述顶杆组件包括顶杆12、下盖16和第三偏压件23，所述下盖16安装于所述阀座9，所述顶杆12通过所述第三偏压件23安装于所述下盖16，所述顶杆12能够在所述第三偏压件23的作用下在与所述下盖16贴合的第一位置和与所述下盖16分离的第二位置之间移动，在所述第一位置，所述顶杆12允许所述中心阀13能够位于所述关闭位置，在所述第二位置，所述顶杆12允许所述中心阀13能够保持在所述打开位置；

其中，在所述关闭位置，所述中心阀13将所述下部腔室分隔成为第四腔室4以及第五腔室5，在所述打开位置，所述第四腔室4与所述第五腔室5连通。

本申请提供的限压阀可以完全实现现有的限压阀的在制动位以及缓解位的各种功能且本申请提供的限压阀的接口与现有的kzw型空重车调整装置限压阀的接口完全相同，因此本申请提供的限压阀所连接的外部装置也不需要改动，任何能够安装使用kzw型限压阀的列车均可以使用本申请提供的限压阀。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种列车制动系统，如图1所示，该列车制动系统包括如上所述的限压阀以及与所述限压阀连通的制动缸33、120阀31、降压风缸32和传感阀34。其中，制动缸33连通第五腔室5、第三腔室3以及传感阀34的下腔；120阀31连通第四腔室4；降压风缸32两端分别连通第一腔室1和传感阀34的下腔。

在制动位初始阶段，如图2所示，推杆组件保持在初始位置，即推杆组件与限压阀的阀体6接触。具体地，活塞11在第一偏压件21的作用下推动推杆组件的推杆10，使得推杆组件与阀体6的上盖接触，此时中心阀13位于与阀座9分离的打开位置，第四腔室4与第五腔室5连通，此时120阀31中的压力空气分别依次通过第四腔室4和第五腔室5，压力空气从第五腔室5可以分别通往第三腔室3、制动缸33以及传感阀34的下腔，使得制动缸33的气压逐渐增加，从而使列车的制动能力逐渐增强。

需要说明的是，虽然在说明书的附图中可能显示第一偏压件21所在的腔室和第二偏压件22所在的腔室被中心阀13隔开，但是事实上这两个腔室是始终保持连通的，第一偏压件21和第二偏压件22均位于第四腔室4。第三腔室3是活塞11以及阀座9共同限定的。

当制动缸33的气压增加到一定值时，由于第四腔室4、第五腔室5、第三腔室3、制动缸33以及传感阀34的下腔此时是连通的因此它们的气压相等。此时气压能够使顶杆12克服第三偏压件23的作用向限压阀的下部移动，直到接触限压阀的下盖16，使得顶杆12位于第一位置。需要说明的是，为了使列车的制动能力能够逐渐增强，传感阀34的阀芯此时保持关闭，分隔传感阀34的上腔和下腔，压力空气不能进入传感阀34的上腔，从而也不能进入与传感阀34的上腔连通的降压风缸32。

重车制动时，如图3所示，此时列车所需的制动力较大，传感阀34的阀芯此时保持关闭，压力空气不能进入到降压风缸32，也就没有压力空气进入到第一腔室1，因此活塞11在第一偏压件21的作用下推动推杆组件的推杆10，使得推杆组件与阀体6的上盖接触，此时中心阀13位于与阀座9分离的打开位置。120阀31可以经限压阀向制动缸33通入压力空气，使得制动缸33提供的制动力满足列车的需求。

半重车或者空车制动时，传感阀34的阀芯开启，120阀31通往制动缸33的压力空气会经由传感阀34的上腔进入降压风缸32。其中，分流到降压风缸32的压力空气的量与列车的实际载重成反比，从而使制动缸33提供的制动力符合列车的需求。

全空车位时，如图5所示，分流到降压风缸32的压力空气的量最多，降压风缸32的压力空气通往第一腔室1，第一腔室1的气压通过推杆组件的推杆10作用于活塞11，第一腔室1的体积变大，而第二腔室2的体积变小。当第一腔室1的气压达到一定值时，即降压风缸32与制动缸33的压力达到一定值时，活塞11能够克服第一偏压件21的作用而下移，中心阀13也随着活塞11下移，直到中心阀13位于与阀座9贴合的关闭位置。此时，第四腔室4和第五腔室5被隔开，120阀31经由限压阀通往制动缸33的气路被切断，制动缸33的压力不再升高。

当空车或者半重车位缓解时，如果为半重车位缓解，第一腔室1内有一定的气压，此时中心阀13位于与阀座9分离的打开位置，制动缸33的压力空气可以直接经由限压阀通往120阀31并通过120阀31的通路排往大气；如果为空车位缓解，第一腔室1内的气压处于最大值，此时中心阀13位于与阀座9贴合的打开位置，首先第四腔室4的压力空气能够通过120阀31的通路排往大气，使得中心阀13的上下两侧形成气压差，当该气压差能够克服第二偏压件22时，中心阀13会被气压顶开，第四腔室4与第五腔室5连通，制动缸33的压力空气经由限压阀通往120阀31并通过120阀31的通路排往大气。随着制动缸33的气压下降，通过传感阀34的开启的阀芯，降压风缸32的压力空气也通过120阀31排出。

对于原有的kzw-a型阀，降压风缸32的压力空气除了经由限压阀后通过120阀31排出之外，还可以由传感阀34的触头上的小孔排出，从而使第一腔室1的气压迅速降低，使活塞11向上移动，保持中心阀13位于与阀座9分离的打开位置，使得制动缸33的压力空气能够持续经由限压阀通过120阀31排出，并最终完全排出。但是，当传感阀34的触头上的小孔被堵塞时，第一腔室1的气压下降的速度慢，第一腔室1的气压长时间压在活塞11上，而制动缸33的压力空气则是以正常速度排入大气，当制动缸33的气压降至一定值时，一般为30kpa时，制动缸33的气压无法克服第一腔室1的气压以及第一偏压件21、第二偏压件22的压力时，中心阀13会在第一腔室1的气压的作用下与阀座9贴合，则制动缸33的压力空气无法通过限压阀，进而无法通过120阀31排出，导致列车的缓解过程中止。

而对于本申请的限压阀，如图5所示，当制动缸33的气压降低到一定值时，该值大于30kpa，第五腔室5的气压就无法克服第三偏压件23的压力，使得顶杆12上移，顶杆12位于与下盖16分离的第二位置，从而顶开中心阀13，使得第四腔室4和第五腔室5保持连通，使得制动缸33的压力空气持续排出。而随着制动缸33的气压越来越小，第三偏压件23就能提供更多的压力使顶杆12顶接中心阀13，保持中心阀13位于与阀座9分离的打开位置，从而保证制动缸33的压力空气完全排出，使得列车完全缓解。

因此，如图1所示，利用本申请提供的列车制动系统，可以在列车制动系统的传感阀34的触杆的小孔被堵塞的情况下，仍能够使制动缸33的压力空气全部排出，使制动缸33彻底的缓解。

本申请提供的限压阀的各个部件可以采用适当的布置形式，优选地，所述阀体6包括上阀体7和下阀体8，所述第一腔室1由所述上阀体7和所述推杆组件共同限定，所述第二腔室2由所述上阀体7、所述下阀体8和所述推杆组件共同限定，所述第三腔室3由所述下阀体8、所述推杆组件和所述活塞11共同限定，所述下部腔室由所述下阀体8、所述活塞11、所述顶杆12和所述阀座9共同限定。如图2-5所示，上阀体7、下阀体8、阀座9以及下盖16共同组成限压阀的本体，上阀体7设置在下阀体8的上部，活塞11横贯在下阀体8的两个内壁之间，将下阀体8、阀座9以及顶杆12共同限定的内腔分隔为第三腔室3和下部腔室。

为了使中心阀13能够在于阀座9贴合的位置分隔第四腔室4和第五腔室5以及在与阀座9分离的位置连通第四腔室4和第五腔室5，优选地，所述阀座9设置有凸棱14，当所述中心阀13位于所述打开位置时，所述凸棱14与所述中心阀13接合。如图2-5所示，凸棱14从顶杆12的两侧凸出在阀座9上，凸棱14的上部应当为平坦的，以便与中心阀13的底部紧密的贴合，防止漏气，还可以在凸棱14上设置橡胶密封垫，以增加气密效果。

为了使顶杆12不干扰中心阀13的与凸棱14的贴合与分离，优选地，当所述顶杆12的一端与所述下盖16接触时，所述顶杆12的另一端低于所述凸棱14的位置。在制动位初始阶段，制动缸33的气压升到一定值时，顶杆12会克服第三偏压件23的作用而向下移动直到接触下盖16；在空车位制动时，第一腔室1的气压使得活塞11向下移动从而使中心阀13与凸棱14贴合，这时顶杆12是与下盖16接触的，如果顶杆12过长会导致中心阀13无法与凸棱14贴合，因此要保持顶杆12的长度设置一端接触下盖16时，另一端不能超过凸棱14所在的位置。

本申请的偏压件可以采用适当的零件，优选地，所述第一偏压件21、所述第二偏压件22和所述第三偏压件23为弹簧。弹簧的适用范围较广，各种型号的弹簧能够满足不同的需求。还可优选地，所述第一偏压件21均匀地支撑在所述活塞11与所述阀体6之间；所述第二偏压件22均匀地支撑在所述中心阀13和所述活塞凹槽的底部之间；所述第三偏压件23均匀地支撑在所述顶杆12与所述阀座9之间。如图2-5所示，第一偏压件21包括两组弹簧分别支撑在活塞11的两个侧壁的端部；第二偏压件22包括两组弹簧支撑在活塞11的凹口的底壁面与中心阀13的上端之间；第三偏压件23支撑在阀座9与顶杆12之间。

为了不影响顶杆12与限压阀的下盖16的接触，优选地，所述下盖16具有顶部开放的凹腔，所述顶杆12包括主体部和从所述主体部径向突出的能够与所述下盖16的顶部接触的凸缘15，所述第三偏压件23围绕所述主体部设置在所述凸缘15和所述凹腔的底部之间。如图2所示，顶杆12包括杆状的主体部，该主体部的两侧均设置有凸缘15，第三偏压件23包括两组弹簧分别设置在凸缘15和阀座9之间，这样第三偏压件23就能从侧面支撑顶杆12，防止了顶杆12与限压阀的下盖16的接触。

当降压风缸32的压力空气增多或者减少时，第一腔室1的体积会增加或者缩小，第二腔室2的体积会相应的减小或者增加。为了能够使第二腔室2的体积会相应的减小或者增加，优选地，所述第二腔室2与大气连通，如图4所示，第二腔室2的体积可以随着第一腔室1的缩小而相应的增大，而当第二腔室2的体积缩小时，第二腔室2内部的气体可以排入大气。

此外，根据本发明的再另一个方面，本申请还提供一种列车，该列车包括如上所述的列车制动系统。利用本申请提供的列车可以避免列车的制动缸33的缓解不彻底的问题，在列车制动系统的传感阀34的触杆的小孔被堵塞的情况下，仍能够使制动缸33的压力空气全部排出，使制动缸33彻底的缓解。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。