牵引车保护阀的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2017年5月9日提交的美国非临时申请no.15/590,388的优先权，其通过引用合并于此。

本申请总体上涉及气动制动系统阀，并特别地，涉及牵引车保护阀。

背景技术：

牵引车保护阀将来自牵引车或重型卡车的空气提供给附接到牵引车的拖车的行车和紧急(或停车)制动系统。美国专利no.6,106,079中描述的一种牵引车保护阀包括防混结特征，以防止拖车的行车和紧急制动器的组合使用。如果拖车的制动系统中有空气损失，则该阀还可以防止牵引车的制动系统内的空气损失，从而使驾驶员可以继续安全地操作牵引车的制动器。

在一种类型的传统制动系统中，牵引车保护阀通过可长达40到60英尺的空气管路和气路接头连接而连接到拖车上的紧急制动器。在拖车的紧急制动器可以完全作用之前，从牵引车到拖车的气路内的任何压缩空气都必须排到大气中。这些空气管路内的空气必须先通过牵引车保护阀，再通过10到20英尺的空气管路到达歧管冲击阀，然后才排放到大气。在另一种传统系统中，必须在拖车和牵引车保护阀之间的空气流动路径中定位单独的排气阀，以在应用拖车的紧急制动之前，将牵引车和拖车之间的空气管路内的空气排出。

技术实现要素：

在此描述的本发明的一个实施例涉及一种牵引车保护阀，其具有停车制动供应口、停车制动递送口、排气口和快速释放阀。快速释放阀具有定位于停车制动器供应口和停车制动递送口之间的隔膜。隔膜能够在允许流体从停车制动供应口流动到停车制动递送口的供应位置与允许流体从停车制动递送口流动到排气口的排气位置之间移动。快速释放阀允许牵引车保护阀快速排出引导到拖车上的停车制动器的空气管路中的空气，使得可以及时接合拖车的停车制动器。优选地，在驾驶员致动歧管冲击阀以接合停车制动器之后约1.5秒或更短的时间内，施加拖车的停车制动器。

本文所述的本发明的另一个实施例涉及一种牵引车保护阀，其具有限定停车制动供应口、停车制动递送口和排气口的壳体。快速释放阀具有阀体，该阀体在停车制动供应口和停车制动递送口之间定位于壳体中的。阀体具有第一通道和第二通道。快速释放阀的至少一部分在允许流体从停车制动供应口通过第一通道流动到停车制动递送口的供应位置与允许流体从停车制动递送口通过第二通道流动到排气口的排气位置之间移动。

在本文所述的本发明的另一个实施例中，牵引机保护阀具有停车制动供应口、停车制动递送口、停车制动排气口、行车制动供应口、行车制动递送口、行车制动排气口和定位在停车制动供应口和停车制动递送口之间的快速释放阀。快速释放阀的至少一部分在允许流体从停车制动供应口流动到停车制动递送口的供应位置与允许流体从停车制动递送口流动到排气口的排气位置之间移动。行车制动阀可在允许流体从行车制动供应口流动到行车制动递送口的供应位置和允许流体从行车制动递送口流动到行车制动排气口的排气位置之间移动。当快速释放阀处于排气位置时，行车制动阀处于排气位置。

本发明的其它方面连同其附带的优点和新颖特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域技术人员在检查以下内容时将变得显而易见，或者可以是从本发明的实践学习的。借助于所附权利要求中特别指出的机构和组合，可以实现和获得本发明的目的和优点。

附图说明

图1是根据本文所述的本发明的实施例的牵引车保护阀的透视图；

图2是图1的牵引车保护阀的后透视图；

图3是图1的牵引车保护阀的俯视图；

图4是图1的牵引车保护阀的侧视图；

图5是沿图3中的线5-5截取的剖视图，其示出了处于供应位置的行车制动阀的活塞；

图6是类似于图5的剖视图，其示出了处于排气位置的活塞；

图7是沿图4的线7-7的剖视图；

图8是图1的牵引车保护阀的壳体和活塞的一部分的局部分解图；

图9是沿图3的线9-9的剖视图，其示出了图1的牵引车保护阀的快速释放阀；

图10是快速释放阀的剖视图，该快速释放阀通过图的中心分开，从而左手部分通过图3中的线9-9截取，右手部分通过图3中的线5-5截取，并且该剖视图示出了在供应位置的隔膜。

图11是快速释放阀的剖视图，该快速释放阀通过图的中心分开，从而左手部分通过图3中的线9-9截取，右手部分通过图3中的线5-5截取，并且该剖视图示出了在排气位置的隔膜。

图12是快速释放阀的阀体的透视图；

图13是图12所示的阀体的侧视图；

图14是图12所示的阀体的仰视图；并且

图15是包括图1的牵引车保护阀的牵引车和拖车的气动制动系统的示意图。

具体实施方式

在此描述和要求保护的根据本发明的实施例的牵引车保护阀总体上由图1中的数字10标识。牵引车保护阀10具有壳体12，该壳体12限定了停车制动供应口14、停车制动递送口16、停车制动排气口18、第一和第二行车制动供应口20和22、行车制动递送口24、行车制动排气口26和停止灯口28。壳体12包括用于容纳紧固件(未示出)的孔30a-b，以将壳体12安装到车辆。如以下详细描述的，牵引车保护阀10包括一体快速释放阀32(图5)，该快速释放阀32邻近停车制动递送口16定位，以允许从将制动递送口16连接到拖车上的全功能阀154的空气管路148和150(图15)快速释放空气。

参照图5，壳体12限定内部通道34，行车制动阀36和快速释放阀32位于该内部通道34中。行车制动阀36包括可在图5所示的供应位置与图6所示的排气位置之间移动的活塞38。在图5所示的供应位置，流体可以从行车制动供应口20和22流到行车制动递送口24。在图6所示的排气位置，流体可以从行车制动递送口24流到行车制动排气口26。弹簧40将活塞38偏压到排气位置。

活塞38包括第一圆柱壁42和从第一圆柱壁42向外延伸的第二圆柱壁44。第一和第二圆柱壁42和44围绕内部空腔46。第一圆柱壁42具有比第二圆柱壁44更大的直径，这形成肩部48。弹簧40位于内部空腔46内，并且其一端抵接肩部48。弹簧40的相对端抵接附接至壳体12的圆形板50。过滤器52附接到圆形板50以防止污染物进入壳体12。圆形板50包括开口，开口中的一个被标识为54，以允许空气通过行车制动排气口26从壳体12排出，如图6所示。

活塞38在其第二圆柱壁44中具有开口56。开口56和内部空腔46形成通道，当活塞38处于图6所示的排气位置时，流体可以从行车制动递送口24通过该通道流过行车制动排气口26。密封组件58安装到壳体12，并且围绕活塞38的第二圆柱壁44的一部分。密封组件58包括安装在壳体12上的套筒60和一对o形密封件62和64，每个o形密封件都与活塞38密封接合。当活塞38处于图5所示的供应位置时，开口56定位于o形圈密封件62和64之间，从而空气不能从行车制动递送口24通过开口56和行车制动排气口26流动。o形环密封件64将开口56与停车制动递送口14密封。当活塞38处于图6所示的排气位置时，开口56定位于o形圈密封件62和64的外部，从而空气可以从行车制动递送口24通过开口56流动。

当停车制动供应口14处的气压在活塞38的肩部48上施加的力超过弹簧40的偏压力时，活塞38从图6所示的排气位置移动到图5所示的供应位置。o形圈密封圈66与活塞38和壳体12密封接合，以将停车制动供应口14与行车制动排气口26密封起来。

参照图7，隔膜68安装在活塞38的与弹簧40相对的端部上。隔膜68的一部分被容纳在活塞38端部的开口70内，以在隔膜68和活塞38之间形成密封。隔膜68包括中央部分72和从中央部分72向外延伸的凸缘74。隔膜68的中央部分72的直径小于壳体12的圆柱壁76的直径，使得空气可以在隔膜68和壁76之间流动。参照图8，在壳体12的围绕隔膜68的凸缘74的部分中形成多个交替的脊78和凹口80。当活塞38处于图5和7所示的供应位置时，空气可以流过围绕凸缘74的周沿82的凹口80。在壳体12中还形成有多个间隔开的突起84，用于在活塞38处于供应位置时支撑凸缘74，从而当空气流到行车制动递送口24时，空气可以围绕凸缘74在突起84之间流动。

当活塞38处于图6所示的排气位置时，隔膜68密封地接合壳体12的圆形脊86，以将行车制动供应口20和22与行车制动递送口24密封起来。在此位置上，隔膜68还将行车制动供应口20和22与行车制动排气口26密封在一起。

如图6所示，壳体12的内部通道34被活塞38、隔膜68和密封组件58分成几部分。停车制动部分88位于密封组件58、活塞38、密封件66和快速释放阀32之间。停车制动供应口14始终与停车制动部分88流体连通。行车制动递送部分90定位于密封组件58、隔膜68和活塞38之间。行车制动递送部分90始终与行车制动递送口24流体连通。如图7所示，行车制动供应部分92定位于隔膜68、停止灯口28和行车制动供应口20和22之间。隔膜94在行车制动供应口92之间定位于行车制动供应部分92内。隔膜94可响应行车制动供应口20和22内的空气压力差而移动，使得来自口20和22中至少一个的空气与隔膜68流体连通。可以移除图7中所示的盖96，并用可选的手动控制口(未示出)代替，该可选的手动控制口可操作以连接至手动控制开关162(图15)，以致动连接到牵引车保护阀10的拖车上的行车制动器160a-d(图15)。当空气从行车制动供应口20和22中的一个供应到行车制动递送口24时，停止灯口28可以连接至制动灯电路(未示出)以激活制动灯。

参照图9，快速释放阀32包括经由弹簧夹100安装在壳体12内的阀体98。阀体98包括容纳o形环密封件102和104的凹槽，其密封地接合壳体12。可动隔膜106定位于阀体98与形成在壳体12中的阀座108之间，该阀座108位于通向停车制动供应口14的通道110上方。阀体98和隔膜106定位于停车制动供应口14和停车制动递送口16之间。快速释放阀32优选配置成通过停车制动递送口16插入壳体12中。

阀体98通常为圆柱形，并且包括连接至顶壁114和底壁116的侧壁112。如图12所示，凹槽118和120形成在侧壁112中，用于容纳密封件102和104。阀体98包括第一供应通道122和第二供应通道124，每个供应通道122和124从顶壁114中的开口延伸穿过阀体98到底壁116中的开口。阀体98包括排气通道126，该排气通道126从底壁116中的多个开口128(图14)向上穿过阀体98延伸至阀体98的中央部分，然后水平向外延伸至侧壁112中的开口130(图10)。侧壁112包括在形成在侧壁112中的与开口130相对的另一开口132(图12)。开口132也与排气通道126流体连通。第一和第二供应通道122和124不与阀体98内的排气通道126相交。

阀体98包括围绕开口128的圆形阀座134。隔膜106是柔性材料片，其可以在图9所示的静止位置、图10所示的供应位置和图11所示的排气位置之间折曲或移动。在图9所示的静止位置，由空气压力施加在隔膜106的每一侧上的力大致相等。隔膜106响应于停车制动供应口14中的空气压力增加而从静止或排气位置移动到供应位置。

在图10所示的供应位置中，由空气压力从停车制动供应口14施加在隔膜106的第一侧136上的力超过从停车制动排气口18处的环境空气施加在隔膜106的相反侧138上的力。这导致隔膜106的周沿向上折曲，使得空气能够从停车制动供应口14通过通道110、围绕隔膜106并通过阀体98中的供应通道122和124流动到停车制动递送口16。在该供应位置，隔膜106的中央部分密封地接合阀体98的阀座134，以将排气通道126与通向停车制动递送口16的空气密封。密封件102和104以及隔膜106将排气通道126和停车制动排气口18与从停车制动供应口14通过第一和第二供应通道122和124流动到停车制动递送口16的空气隔离。

在图11所示的排气位置，由空气压力从停车制动递送口16施加在隔膜106的侧面138上的力超过从停车制动供应口14施加在隔膜106的侧面136上的力。这导致隔膜106向下移动并接合壳体12的阀座108。在该位置，空气可从停车制动递送口16通过阀体98中的供应通道122和124、围绕阀体134、向上通过排气通道126、并通过停车制动排气口18流出。过滤器140位于排气口18中，以防止污染物进入快速释放阀32。隔膜106密封地接合阀座108，以防止通过停车制动排气口18排出的空气进入通道110和停车制动供应口14。密封件102和104在阀体98和壳体12之间形成密封，使得通过排气通道126的空气在停车制动排气口18处离开壳体12。

参照图15，牵引车保护阀10优选地安装到具有气动制动系统并且能够拉动拖车的牵引车或卡车。牵引车保护阀10的停车制动供应口14优选连接到歧管冲击阀142，该歧管冲击阀142经由与空气压缩器和空气干燥器系统146流体连通的一个或多个储气罐144向停车制动供应口14供应空气。停车制动递送口16优选地经由空气管路148和150以及气路接头连接152连接到拖车上的全功能阀154，用于向拖车上的制动致动器的停车制动腔室156a-d供应空气。行车制动供应口20和22优选地连接至脚制动阀158，该脚制动阀158能够响应于牵引车驾驶员的致动而将空气从储气罐144选择性地施加到行车制动供应口20和22。行车制动递送口24优选地经由空气管路和气路接头连接161连接至全功能阀154，用于向拖车上的制动致动器的行车制动腔室160a-d供应空气。定位在牵引车驾驶室内部的手动控制阀162可以连接到牵引车保护阀10，以响应于驾驶员致动而将空气供应到拖车上的行车制动腔室160a-d。脚制动阀158还优选地能够选择性地将空气提供给牵引车上的行车制动腔室164a-d。歧管冲击阀142连接到牵引车上的制动致动器的停车制动腔室166a-b，用于向停车制动腔室166a-b提供空气。歧管冲击阀142优选地安装在牵引车驾驶室中以由驾驶员致动。气路接头连接152和161将安装在牵引车上的部件连接到安装在拖车上的部件。图15中所示的牵引车和拖车空气系统仅是示例性的，因为本文所述的牵引车保护阀10可与替代空气系统结合使用。

在操作中，当期望向拖车上的停车制动腔室156a-d供应空气以释放停车制动器并允许牵引车和拖车移动时，驾驶员通过例如按动歧管冲击阀142上按钮来致动歧管冲击阀142。然后，空气从储气罐144通过歧管冲击阀142流动到牵引车保护阀10上的停车制动供应口14。参照图5，空气进入壳体12的停车制动部分88，并且在活塞38的肩部48上施加力以压缩弹簧40并将活塞38移动到其供应位置。空气接触快速释放阀32的隔膜106，以使其从图9所示的中间位置移动到图10所示的供应位置。隔膜106移至供应位置，因为通道110内的高压空气在隔膜106的侧面136上的力大于停车制动递送口16处的空气和排气通道126内的环境空气在隔膜106的侧面138上的力。空气在隔膜106周围并通过快速释放阀32的第一和第二供应通道122和124流动。空气然后流过停车制动递送口16并流到拖车上的停车制动腔室156a-d，这释放了拖车的停车制动器。

当活塞38处于供应位置且隔膜68不与脊86接合时，空气能够通过牵引车保护阀10从行车制动供应口20和22流动到行车制动递送口24。这允许驾驶员接合拖车上的行车制动器160a-d，以在行驶时制动拖车。驾驶员通过踩下脚制动阀158或致动手控制阀162来接合行车制动器160a-d，这导致空气从储气罐144通过脚制动阀158或手控制阀162流动到牵引车保护阀10上的行车制动供应口20和22。空气然后流动通过牵引车保护阀10上的行车制动递送口24到行车制动腔室160a-d，这接合了拖车的行车制动。

当期望接合车辆上的停车制动时，驾驶员通过例如拉动按钮来致动歧管冲击阀142。这将牵引车保护阀10的停车制动供应口14与歧管冲击阀142的排气口连接。牵引车保护阀10内以及从歧管冲击阀142到牵引车保护阀10的管路中的空气通过歧管冲击阀142排出。将牵引车保护阀10与全功能阀154连接的管路148和150中的空气通过将快速释放阀32的隔膜106从图9所示的中间位置或图10所示的供应位置移动到图11所示的排气位置来排出快速释放阀32。隔膜106移动至排气位置，因为来自管路148和150的高压空气在隔膜106的侧面138上的力大于已通过歧管冲击阀142排出的通道110内的空气在隔膜106的侧面136上的力。在隔膜106处于排气位置的情况下，空气向下流动通过第一和第二供应通道122和124、通过阀座134周围、向上通过排气通道126、并通过停车制动排气口18流出。拖车上的停车制动腔室156a-d内的空气以上述方式通过全功能阀154排放到环境中或通过快速释放阀32排放到环境中。当停车制动腔室156a-d中的空气被排出时，拖车的停车制动器被施加以防止拖车的移动。除了通过致动歧管冲击阀142来施加外，还可以由于空气系统内的压力损失来施加停车制动器。在驾驶员致动歧管缓冲阀142以施加拖车的停车制动器之后，或者在空气系统内的压力损失之后，优选地，通过排空牵引车保护阀10的停车制动部分88、管路148和150、全功能阀154和停车制动腔室156a-d内的空气来花费少于约1.5秒来接合拖车上的停车制动器。通过与通过歧管冲击阀142排出空气相比从拖车停车制动供应空气管路148和150更快地排出空气，快速释放阀32允许拖车停车制动器156a-d更快地接合。

当牵引车保护阀10的停车制动部分88内的空气通过快速释放阀32到排气位置而排出，弹簧40将活塞38从图5中示出的供应位置移动到图6中所示的排气位置。在排气位置，隔膜68抵着壳体12的圆形脊86密封，以防止从行车制动供应口20和22向行车制动递送口24进一步供应空气。在排气位置，活塞38中的开口56定位于密封件62和64的外部，这使行车制动递送口24通过行车制动排气口26与环境流体连通。因此，当活塞38移动到排气位置时，拖车上的行车制动腔室160a-d内的任何加压空气通过流回通过行车制动递送口24、开口56和行车制动排气口26而被排放到环境中。当施加停车制动器156a-d时从行车制动腔室160a-d排出空气防止了停车制动器156a-d和行车制动器160a-d的复合或双重施加，这会损坏制动系统部件。当快速释放阀32处于排气位置时，行车制动阀36移至排气位置，以防止复合。

从前述内容可以看出，本发明非常适合于实现上述所有目的和目标，以及显然的和本发明固有的其他优点。

由于在不脱离本发明的范围的情况下可以对本发明做出许多可能的实施例，应该理解，在此阐述或在附图中示出的所有内容都应被解释为说明性的，而不是限制性的。

虽然已经示出和讨论了特定实施例，但是当然可以进行各种修改，并且本发明不限于这里描述的部件和步骤的具体形式或布置，除非这些限制包括在所附权利要求中。此外，应该理解，某些特征和子组合是有用的，并且可以在不参考其他特征和子组合的情况下使用。这是由权利要求预期的，并且在权利要求的范围内。