獨立連續緊急制動閥的製作方法
2023-10-11 13:16:24
專利名稱：獨立連續緊急制動閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於鐵道列車流體壓力自動制動系統的緊急制動閥，具體涉及在制動中閘管壓力持續降低時能供「連續」緊急制動的緊急制動閥。
用於貨運鐵道車輛，根據列車制動閘管壓力的變化控制車輛制動器的常用標準ABDW控制閥，應用了一個能提供上述「連續」緊急制動功能的緊急制動閥。這種ABDW緊急制動閥與其他類型的「連續」緊急制動閥不同，它在防止制動中不當的應急操作以保持穩定時是由ABDW閥應急活塞的動作產生的速動室「排氣」壓力操縱的。雖然在正常情況下，這時ABDW控制閥(例如用在非定型，多步型和其他專用型車輛)之間的閘管特別長，ABDW控制閥緊急動動作產生的閘管壓力的局部洩壓是適當的，但為了在制動時保證閘管壓降波的傳播，需要附加獨立於車輛控制閥的緊急制動閥，以補充ABDW控制閥的局部制動作用。
先有領域中已知的連續緊急制動閥是以循環方式運作的，一般用至少兩個分開的閥，響應列車閘管線的壓降，輪流將閘管局部卸壓，然後，將閘管壓力與之通過一個控制活塞作比較的一個參考壓力卸壓，在一段時間內停止閘管的卸壓，這段時間的長度，足以保證下一運作循環僅由列車閘管線的連續減壓促成，而與閘管的局部卸壓無關。
這種已知的閥裝置，不僅由於在每一運作循環的不工作階段中沒有閘管的任何緊急制動卸壓而使其運轉效率低，而且也許是更重要的，是當它們用於補充ABDW的緊急制動功能時，由於在每一周期的不工作階段中，操縱ABDW緊急制動閥的「排氣」壓力趨於消散，它們的運轉循環趨向於使ABDW緊急制動閥逐漸停頓。因此，在用這些已知的緊急制動閥來補充ABDW型緊急制動閥時，通過列車閘管線的減壓波的傳播，是衰減了而不是增強了。
本發明的一個目的，是提供一種連續緊急制動閥，它具有能提供高效率從而能與ABDW型緊急制動閥匹配的特性。
本發明的另一目的，是在一個連續緊急制動閥中不失穩定地取得高效率。
本發明的另一目的，是提供一種連續緊急制動閥，它可以調節成在閘管降壓的一個預定範圍內能取得最佳運轉效率。
本發明的又一目的，是提供一種連續緊急制動閥，它能夠在100英尺(30.48米)貨運車輛上提供可與ABDW控制閥在50英尺(15.24米)車輛上所提供的水平相比擬的性能水平。
本發明的又一目的，是提供一種連續緊急制動閥，它允許使用如此小的控制容積，以致可將控制容量結合入閥體內，而不需要另設一個控制容積貯氣室。
本發明的最後一個目的，是提供一種結構簡單，成本低的連續緊急制動閥。
簡而言之，根據本發明，在一個實施例中提供一種新穎的連續型緊急制動閥，具有放在平行的流路中的第一和第二阻氣門。當由於在控制活塞一側上作用的列車閘管壓力相對於作用在另一側上的緊急制動參考室的壓力降低，一個單一活塞操縱的排氣閥響應通過排氣閥控制活塞的壓力差而開啟時，閘管壓力和緊急制動參考室壓力同時通過該平行流路作局部排放。第一和第二阻氣門的尺寸以及緊急制動閥參考室的容積的選擇，應使得將這緊急制動參考室壓力降低到足以使控制活塞復位並從而將排氣閥關閉所需的時間，能建立緊急制動閥的運作循環，應使得在每一循環中排氣閥的開啟時間，比其關閉時間長。因此可以理解，在相對長的排氣閥開放時間中，會發生閘管壓力的局部緊急制動排放。當排氣閥的開放時間增長時，緊急制動閥的效率也提高，從而使本發明的緊急制動閥與ABDW緊急制動閥高度兼容。
在每一循環中當排氣閥關閉時，閘管壓力的局部排放和緊急制動室參考壓力的排放停止。因此，連續運作循環可決定於閘管壓力在列車管線中的持續降低。
在本發明的第二實施例中，在第一和第二阻氣門的下遊，增加一個第三阻氣門，形成一個反壓，緊急制動參考室壓力抵抗它而通過第一阻氣門排放。這有進一步限制緊急制動參考室壓力排放速度而不致增加閥的敏感性的作用。
在第三實施例中，增加一個第四阻氣門，通過它而在控制活塞一側上作用的閘管壓力，排放於第三阻氣門的旁路中，從而使閘管壓力的局部緊急制動排放不受第三阻氣門的阻礙。
本發明的前述目的及其他優點，參閱下文的闡述並結合附圖將變得更清楚，附圖如下
圖1為總成概略的剖視圖，表示本發明第一實施例，它具有一個雙阻氣門結構，它用於建立決定閘管壓力局部緊急制動排放的運作循環;
圖2及3為與圖1相似的視圖，分別表示本發明三阻氣門結構和四阻氣門結構的實施例。
現在參看雙阻氣門結構的實施例，如圖1所示，一個緊急制動閥裝置1，它包括有一個主體部2，一個上蓋3和一個底蓋4。主體部2具有一個安裝面5，列車閘管7的支管6以常用的方法與其連接，閥裝置1因此適合獨立於其他閥裝置而安裝在鐵道貨運車輛自動制動器系統中，特別適合用於在相鄰控制閥裝置之間有相當長閘管的非定型車輛與其他專用車輛的結構中。
在主體部2的上表面和上蓋3的保持器8之間夾持著一個具有增強板10模塑在其中的膜片型活塞9。主體部2上表面上的一個凹部和膜片8底側配合，形成一個控制室11，一條通道12將其與安裝面5連接。
主體部2中設有孔13，其一端通入控制室11，另一端連接一個埋頭孔13a。一個直徑與孔13相同的同心孔14做在底蓋4上。一個套筒15壓入孔13中，在其與埋頭孔13a相鄰的一端上形成一個環形閥座16。一個圓柱形閥承載件17位於孔14中，在裡面作軸向運動，並支持一個通過有管段19a和19b的排氣道控制流體的閥元件18。排氣道段19a的一端通入埋頭孔13a，而排氣道段19b的一端通入孔13。一個偏壓彈簧20經常將承載件17推向保持一個將閥元件18與閥座16接觸以截斷排氣道段19a，19b間的流體接通的方向。一個閥杆21可在套筒15中軸向運作，其一端可和閥元件18接觸，另一端可和控制活塞9的增強板10接觸。
上蓋3與膜片型活塞9的上側配合，形成一個緊急制動參考室22，參考室22的外周在膜片型控制活塞9的外周外面伸展。
主體部2中的通道23及24，平行地與排氣道段19a的另一端連接，通道23與控制室11連接，其中有增壓阻氣門25，通道24在膜片件9外周外面與緊急制動參考室22接通，在其中有一個阻氣門26。排氣道段19b通過傳統排放保護器27接通大氣。
增壓時，將壓縮空氣從閘管7和支通道6通過通道12，控制室11，阻氣門25，通道23和24，以及阻氣門26等，與緊急制動參考室22連通。於是在室11及22中充注壓縮空氣，達到與列車閘管7中相等的壓力。由於在控制活塞9的兩側作用有相同的壓力，彈簧20能夠作用以保持閥元件18與閥座16接觸，從而經常截斷排氣道段19a及19b之間的氣流。
在響應管7中壓力的外部減壓時，例如用常見的(圖中未示)人工操縱控制閥裝置，控制室11中作用在控制活塞9下側的壓力通過通道12，以相應於閘管的減壓速度的速度減壓，而室22中的作用在控制活塞9上側的壓力，也相似地通過阻氣門26，通道24和23，阻氣門25，控制室11和通道12同閘管的壓力一起降低，但由於阻氣門25及26的作用，降壓速度較低。結果在膜片式活塞9的兩側，形成向下作用的壓力差，使閥杆21將閥元件18從閥座16脫離開，從而在排氣道段19a，19b之間建立流體連通。當閥元件18離開閥座時，作用在控制室11中的閘管壓力的局部排放，通過阻氣門25，通道23，排氣道19a，開放排氣閥18，及排氣道19b等而建立，而同時作用在室22中的緊急制動參考壓力通過阻氣門26，通道24，排氣道19a，開放排氣閥18，及排氣道19b等進行局部排放。閘管壓力的這種局部緊急制動排放，對閘管的外列車管線減壓作補充，有助於使全列車的閘管氣壓波作快速而有效的傳播。
當室11及12中的壓力的相對洩放，達到控制活塞9兩側的向下作動的壓力差不再能克服偏壓彈簧20的作用力時，閥元件18被彈簧20壓回閥座16中，截斷排氣道段189a，19b之間的流通，從而停止閘管壓力的局部排放，於是完成獨立緊急制動閥裝置1的一個緊急制動活動循環。如果外閘管的減壓有效地持續，便會使閥裝置按上面解說的方式重複其運作循環。
取得的緊急制動活動的強度和每一運作循環中閥18的開放時間長度相對應，而這又取決於在控制活塞9兩側造成的初始壓差，以及室11及22中壓差排放的相對速度。阻氣門26尺寸小於阻氣門25，它與室22的容積結合，決定緊急制動參考室壓力的排放速度。與此相似，阻氣門25與閘管壓力的大得多的容積結合，決定作用在控制室11中的壓力的排放速度。如果這相對排放速度使控制活塞9兩側壓差僅降低到足以使彈簧20隨外列車管線閘管的減壓終止而關閉，則較理想。但是，這樣將要求阻氣門26尺寸小到足以有害地影響閥的敏感性，尤其在參考室22的容積相當小時，而此容積對減免外容積貯器是不可少的。在實際應用中，阻氣門26的選定，要求使閥運作對閘管在最低量緊急制動減壓以下的減壓不敏感。對阻氣門26規定這種最小尺寸的限制，造成緊急制動參考室22的壓力排放速度，使控制活塞9兩側的壓差降低到使彈簧可將閥18關閉。因為這可能在列車管線閘管減壓不停止的情況下發生，所以實際上緊急制動閥裝置1顯現周期特性，但可以調節成使閥18的開放時間長於閥關閉時間。本發明本實施例的優異性能是通過用一個＃78尺寸鑽頭做阻氣門26，＃57鑽頭做阻氣門25，結合40-45立方英寸(656-738立方釐米)容積的緊急緊動參考室22而獲得。在這意義上，通過閘管壓力的局部排放量可取得較高的效率，而同時保持閥的理想敏感水平。此外，列車管線閘管壓力下降越大，緊急制動強度越大。例如，閘管壓的全緊急制動減低在控制活塞兩側造成的壓差，大於最小緊急制動減壓造成的壓差。因此，在足夠地克服膜片式控制活塞9兩側的較大的壓差以達到彈簧20將閥18再壓到閥座上以前，需要有較長的排放時間，在這段時間中，如前文所曾討論的，會產生閘管壓力通過開放閥18的局部緊急制動排放。
在圖2的實施例中，提供有一個與圖1相似的緊急制動閥裝置，但因在排氣道段19a中埋頭孔13a處增加一個阻氣門28，使性能提高。這種結構的優點，是不需要使阻氣門26的尺寸減小到足以有害地影響閥的敏感性，便可以延緩緊急制動參考室22中壓力排放速度。這結果的取得是因為阻氣門28的尺寸小於阻氣門25，從而對控制室11中的壓力排放進一步限制，產生通道23及24中的反壓，它傾向於使緊急制動參考室22中的壓力排放的延緩達到大於控制室11中壓力排放的延緩的程度。室11與22的相對排壓速度的這種變化，使控制活塞9兩側的給定作動壓差降低到允許彈簧20將排氣閥18關閉所需的時間延長。於是排氣閥18的開放時間增長，在這段時間中，閘管壓力通過離座的排氣閥18作局部緊急制動排放。
本發明本實施例之所以能取得最佳性能，是因為使用尺寸＃79鑽頭做阻氣門26，尺寸＃62鑽頭做阻氣門25，尺寸＃70鑽頭做阻氣門28，緊急制動參考室22容積為40-45立方英寸(656-738立方釐米)。
與圖1實施例比較，圖2中的緊急制動閥裝置展示了取得較長的作動循環而不失穩定性的優秀性能，在一切實際情況下，其運作保持循環特點，無論閘管實際的減壓水平如何。雖然阻氣門28的增加，使在每一運作循環中增長閘管緊急制動活動時間，但可以理解在這較長的緊急制動活動時期中，閘管的洩壓速度因阻氣門28對閘管的局部洩壓的限制作用而有所降低，在這意義上，限制了緊急制動參考室22的洩壓延緩所能實現的全部潛力。
在圖3的實施例中，提供了與圖2相似的緊急制動閥裝置，但有另一修改可實現圖2實施例提出的改進所提供的全部潛力。這種修改包括增加一個其中有阻氣門30的分流道29。通道29的一端對室22開口，另一端接通埋頭孔13a。這種結構使阻氣門30在阻氣門28旁路中建立理想的閘管壓緊急制動排放，從而可以使阻氣門28的選擇僅考慮在通道23，24中形成希望的反壓以控制室11與22間的相對洩放時間，從而控制將閥18保持開放以建立閘管壓的緊急制動排放時間。如以上對照圖2之實施例的討論。由於阻氣管28的尺寸不決定於緊急制動時要求的閘管壓的洩放量，這種要求由阻氣門30解決，故可理解可將室11及22間的相對壓力的洩放時間設定，從而在閘管壓的預定減壓範圍內，除在列車管線閘管減壓停止時，緊急制動閥裝置不會停止循環。在這意義上，閥元件18響應列車管線閘管的有效減壓而開放，在多數情況下循環停止前，保持相當長時間的開放。但是，需要有閘管壓的最大緊急制動排放時，閘管減壓使控制活塞9兩側達到的初始壓差，在室11和22的洩放速度下，不使這初始壓差降低到使彈簧20使閥18關閉。因此，根據圖3的實施例，在這時期中，緊急制動閥裝置1的運作將不循環到產生最大緊急制動活動，而響應閘管的其他減壓水平時，將作循環運作，但在列車管線閘管繼續減壓，提供高水平緊急制動活動時，在一個相當長時間中，閘管的緊急制動洩壓反覆進行。
本發明的本實施例使用尺寸＃79鑽頭做阻氣門26，尺寸＃68鑽頭做阻氣門25，＃70鑽頭做阻氣門28，＃70鑽頭做阻氣門30，結合參考腔22的40-45立方英寸(656-738立方釐米)容積，因而取得最佳性能。
權利要求
1.用於鐵道車輛自動流體壓力制動器系統的，提供列車管線閘管中流體壓力局部洩放的連續緊急制動閥裝置，它包括有(a)一個控制活塞，在其一側界定一個與該閘管連接的控制室，在其另一側界定一個緊急制動參考室；(b)在該控制室與該參考室之間的第一通道，通過該通道用該閘管中的流體壓力將該參考室加壓；(c)一個排氣道，將該第一通道接通大氣；(d)在該排氣道中的閥裝置，在該控制活塞的非作動態下，經常切斷該第一通道的排放，而在該控制活塞的作動狀態下，使該第一通道排放；(e)在該第一通道中的位於該排氣道與該第一通道的該接頭和該參考室之間的第一阻氣門裝置，用於限制流體壓力響應該閘管流體壓力的外部減壓而從該參考室回流，從而形成該控制活塞兩側的作動壓力差，以及實現其作動狀態，因而該控制室中的加壓流體和該參考室中的加壓流體，同時通過該排氣道作局部排放；(f)在該第一通道中，位於該排氣道與第一通道的接頭和該控制室之間的第二阻氣門裝置，用於控制該閘管壓力從該控制室局部排放的速度。
2.如權利要求1所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，選定該第一阻氣門裝置，限制該參考室壓力的排放速度，從而僅在該閘管的外部減壓相當於等於或大於最小緊急制動制動力的制動時，才在該控制活塞的兩側建立該作動壓差。
3.如權利要求2所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該參考室容積包含在該緊急制動閥裝置的主體之內。
4.如權利要求3所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該第一阻氣門裝置為一阻氣門配件所提供，其鑽孔尺寸小於該提供第二阻氣門裝置的阻氣門配件的鑽孔尺寸。
5.如權利要求2所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該第二阻氣門裝置的選擇，要在該閘管的外減壓終止時限制該控制室的洩壓速度，至少限制到的數值為使得該參考室的洩壓速度不足以維持該控制活塞兩側的該作動壓差。
6.如權利要求2所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該第二阻氣門裝置的選擇，要使該閘管的外減壓終止前限制該控制室洩室速度，限制到的數值為，使得該參考室的洩壓速度不足以維持該控制活塞兩側的該作動壓差。
7.如權利要求4所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，在該排氣道中還設有第三阻氣門裝置，用於在該控制活塞的該作動狀態中，限制該第一通道中的該排放，從而在該第一通道中產生反壓，進一步限制該參考室通過該第一阻氣門裝置的局部洩壓速度。
8.如權利要求7所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該第三阻氣門裝置為一阻氣門配件所提供，其鑽孔尺寸小於該第二阻氣門配件的鑽孔尺寸，而大於該第一阻氣門配件的鑽孔尺寸。
9.如權利要求8所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該第三阻氣門裝置位於該閥裝置上遊的該排氣道中。
10.如權利要求9所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，還具有一個第二通道，它在該第三阻氣管裝置與該閥裝置之間將該控制室與該排氣道連接。
11.如權利要求10所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，還在該第二通道中具有第四阻氣門裝置。
12.如權利要求11所述之一緊急制動閥裝置，其特徵為，該第四阻氣門裝置為一阻氣門配件所提供，其鑽孔尺寸小於該第二阻氣門配件的鑽孔尺寸，而大於該第一阻氣門配件的鑽孔尺寸。
13.如權利要求12所述之緊急制動閥裝置，其特徵為，該第四阻氣門裝置的該鑽孔尺寸，不大於該第三阻氣門裝置的鑽孔尺寸。
全文摘要
一種適用於在鐵道車輛上獨產安裝，在閘管連續向外減壓時提供車輛閘管的局部補充洩壓的連續型緊急制動閥。閘管的這種緊急制動減壓，是利用單活塞作動排氣閥取得的，該排氣閥或在開放及關閉狀態之間循環運轉，或保持連續開放，這取決於實際的制動程度。通過有選擇地調節，使排氣閥在每一運轉周期中的開放時間大於排氣閥的關閉時間，或在閘管外減壓期間中保持開放，以取得高運轉效率。
文檔編號B60T15/42GK1044263SQ90100349
公開日1990年8月1日 申請日期1990年1月17日 優先權日1989年1月17日
發明者詹姆斯·E·哈特, 愛德華·W·高根 申請人:美國標準公司