鐵路貨車制動缸的測試裝置及水壓試驗方法與流程
2023-08-10 14:50:41
本發明涉及鐵路運輸設備技術領域，具體而言，涉及一種鐵路貨車制動缸的測試裝置及水壓試驗方法。
背景技術：
制動缸是鐵路車輛制動裝置的最終執行元件，目前鐵路車輛制動缸的缸體有旋壓組焊、鑄造、拉深組焊等幾種形式，但缸體成品均有水壓試驗要求，需要採用不低於1MPa的水壓進行水壓試驗，檢測缸體及焊縫有無變形、裂損、漏洩。一旦缸體強度不足或焊縫開裂則容易造成車輛制動失效，釀成運用安全事故，因此水壓試驗對於鐵路車輛制動缸製造有重要意義。現有技術中的水壓測驗裝置的結構如圖1所示，水壓測試裝置包括：水箱1』和高壓水泵2』連接，高壓水泵2』與鐵路貨車制動閥4』連接，其中，連接管路上設置有壓力泵。高壓水泵2』對水箱1』中的水進行加壓，加壓後的水進入至鐵路貨車制動閥4』內進行水壓試驗，並且試驗壓力通過壓力泵3』顯示。試驗結束後水通過排水管路排出。現有技術中的測試裝置有以下問題：
第一，上述須採用加壓水泵，現場需要接電，安全性不高。第二，測試裝置需要額外對缸體施加壓緊力，抵消缸體內充水後水壓的壓力，操作過程較為複雜。
技術實現要素：
本發明的主要目的在於提供一種鐵路貨車制動缸的測試裝置及水壓試驗方法，以解決現有技術中的鐵路貨車的水壓測試裝置操作複雜，安全性不高的問題。
為了實現上述目的，本發明提供了一種鐵路貨車制動缸的測試裝置，包括：水箱；連通管路，連通管路的一端與水箱連接，連通管路的另一端與待測試鐵路貨車制動缸的無杆腔連通；開關裝置，設置在連通管路上；驅動裝置，驅動裝置與待測試鐵路貨車制動缸的活塞杆連接，驅動裝置驅動活塞杆伸出或者縮回。
進一步地，測試裝置還包括：測壓裝置，設置在連通管路上。
進一步地，測壓裝置為壓力表。
進一步地，驅動裝置包括：擺杆，擺杆的第一端與活塞杆連接；驅動件，驅動件與擺杆的第二端連接並驅動擺杆擺動；固定座，擺杆的中部與固定座鉸接。
進一步地，驅動件為風缸或者液壓缸。
進一步地，測試裝置還包括：限位部，限位部與擺杆配合併限定活塞杆的極限位置。
進一步地，驅動裝置還包括：轉軸，擺杆通過轉軸可轉動地設置在固定座上。
進一步地，開關裝置為塞門。
進一步地，待測試鐵路貨車制動缸還包括缸體和活塞，活塞設置在缸體內並將缸體分隔為無杆腔和有杆腔，活塞和缸體之間設置有密封結構。
進一步地，密封結構為密封圈。
另一方面，本發明還提供了一種鐵路貨車制動缸的水壓試驗方法，水壓試驗方法包括：步驟S1：打開開關裝置，驅動裝置驅動活塞杆伸出，以將水箱內的水吸入至待測試鐵路貨車制動缸的無杆腔內；步驟S2：關閉開關裝置，驅動裝置驅動活塞杆縮回並增大無杆腔內的水壓，通過測壓裝置得到無杆腔內的壓力的數值；步驟S3：打開開關裝置，驅動裝置驅動活塞杆縮回，以使無杆腔內的水排回至水箱內。
應用本發明的技術方案，當需要對鐵路貨車制動缸進行水壓測試時，首先將開關裝置打開，驅動裝置驅動活塞杆伸出，此時水箱內的水被吸入至無杆腔內。然後關閉開關裝置，驅動裝置驅動活塞杆縮回，實現制動缸上壓測試。最後打開開關裝置，使水排回至水箱。上述結構通過制動缸的自身結構實現吸水、上壓排水，進而不必在使用高壓水泵，提高設備的安全性。同時也不必在對制動缸提供壓緊力，進而簡化操作。因此本發明的技術方案解決了現有技術中的鐵路貨車的水壓測試裝置操作複雜，安全性不高的問題。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1示出了現有技術中的鐵路貨車制動缸的水壓測試設備的結構示意圖；
圖2示出了根據本發明的鐵路貨車制動缸的測試裝置的實施例的吸水時的操作示意圖；
圖3示出了圖2中的測試裝置在加壓時的操作示意圖；
圖4示出了圖2中的測試裝置在卸壓時的操作示意圖；以及
圖5示出了圖2中的測試裝置與鐵路貨車制動閥的安裝示意圖。
其中，上述附圖包括以下附圖標記：
1』、水箱；2』、高壓水泵；3』、壓力泵；4』、鐵路貨車制動閥；10、水箱；20、連通管路；30、測試鐵路貨車制動缸；31、無杆腔；32、活塞；33、活塞杆；34、缸體；35、有杆腔；40、開關裝置；50、驅動裝置；51、擺杆；52、驅動件；60、測壓裝置；70、限位部；80、固定座；81、轉軸；90、密封結構。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
制動缸是鐵路車輛制動裝置的最終執行元件，目前鐵路車輛制動缸的缸體有旋壓組焊、鑄造、拉深組焊等幾種形式，但缸體成品均有水壓試驗要求，需要採用不低於1MPa的水壓進行水壓試驗，檢測缸體及焊縫有無變形、裂損、漏洩。一旦缸體強度不足或焊縫開裂則容易造成車輛制動失效，釀成運用安全事故，因此水壓試驗對於鐵路車輛制動缸製造有重要意義。現有技術中的水壓測驗裝置的結構如圖1所示，水壓測試裝置包括：水箱1』和高壓水泵2』連接，高壓水泵2』與鐵路貨車制動閥4』連接，其中，連接管路上設置有壓力泵。高壓水泵2』對水箱1』中的水進行加壓，加壓後的水進入至鐵路貨車制動閥4』內進行水壓試驗，並且試驗壓力通過壓力泵3』顯示。試驗結束後水通過排水管路排出。現有技術中的測試裝置有以下問題：第一，上述須採用加壓水泵，現場需要接電，安全性不高。第二，測試裝置需要額外對缸體施加壓緊力，抵消缸體內充水後水壓的壓力，操作過程較為複雜。為了解決上述問題，本申請提供了一種鐵路貨車制動缸的測試裝置，具體結構如下：
下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本申請及其應用或使用的任何限制。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本申請的範圍。同時，應當明白，為了便於描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸並不是按照實際的比例關係繪製的。對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這裡示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步討論。
在本申請的描述中，需要理解的是，方位詞如「前、後、上、下、左、右」、「橫向、豎向、垂直、水平」和「頂、底」等所指示的方位或位置關係通常是基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本申請和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞並不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請保護範圍的限制；方位詞「內、外」是指相對於各部件本身的輪廓的內外。
為了便於描述，在這裡可以使用空間相對術語，如「在……之上」、「在……上方」、「在……上表面」、「上面的」等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特徵與其他器件或特徵的空間位置關係。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為「在其他器件或構造上方」或「在其他器件或構造之上」的器件之後將被定位為「在其他器件或構造下方」或「在其他器件或構造之下」。因而，示例性術語「在……上方」可以包括「在……上方」和「在……下方」兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處於其他方位)，並且對這裡所使用的空間相對描述作出相應解釋。
此外，需要說明的是，使用「第一」、「第二」等詞語來限定零部件，僅僅是為了便於對相應零部件進行區別，如沒有另行聲明，上述詞語並沒有特殊含義，因此不能理解為對本申請保護範圍的限制。
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：圖1示出了現有技術中的鐵路貨車制動缸的水壓測試設備的結構示意圖；圖2示出了根據本發明的鐵路貨車制動缸的測試裝置的實施例的吸水時的操作示意圖；圖3示出了圖2中的測試裝置在加壓時的操作示意圖；圖4示出了圖2中的測試裝置在卸壓時的操作示意圖；圖5示出了圖2中的測試裝置與鐵路貨車制動閥的安裝示意圖。
如圖2至圖4所示，本申請的鐵路貨車制動缸的測試裝置包括水箱10、連通管路20、開關裝置40和驅動裝置50。其中，連通管路20的一端與水箱10連接，連通管路20的另一端與待測試鐵路貨車制動缸30的無杆腔31連通。開關裝置40設置在連通管路20上。驅動裝置50與待測試鐵路貨車制動缸30的活塞32的活塞杆33連接，驅動裝置50驅動活塞杆33伸出或者縮回。
應用本實施例的技術方案，當需要對鐵路貨車制動缸進行水壓測試時，首先將開關裝置40打開，驅動裝置50驅動活塞杆伸出，此時水箱10內的水被吸入至無杆腔31內。然後關閉開關裝置40，驅動裝置50驅動活塞杆33縮回，實現制動缸上壓測試。最後打開開關裝置40，使水排回至水箱10。上述結構通過制動缸的自身結構實現吸水、上壓排水，進而不必在使用高壓水泵，提高設備的安全性。同時也不必在對制動缸提供壓緊力，進而簡化操作。因此本實施例的技術方案解決了現有技術中的鐵路貨車的水壓測試裝置操作複雜，安全性不高的問題。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，測試裝置還包括測壓裝置60，測壓裝置60設置在連通管路20上。具體地，測壓裝置60設置在連通管路20上，並且測壓裝置60能夠測量連通管路20內的水壓。如圖3所示，當測試裝置加壓時，由於無杆腔31和連通管路20連通。因此測量連通管路20內的壓力也即測量到了無杆腔31內的壓力，進而實現對制動缸的壓力檢測。
優選地，測壓裝置60為壓力表。壓力表連接在連通管路20，並使操作人員能夠隨時讀取壓力表的數值。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，驅動裝置50包括擺杆51和驅動件52。其中，擺杆51的第一端與活塞杆33連接，驅動件52與擺杆51的第二端連接並驅動擺杆51擺動。具體地，擺杆51可轉動地設置，擺杆51的兩端相對於其中部可擺動。驅動件52的驅動端與擺杆51的第二端連接並驅動擺杆51的第一端擺動。擺杆51的第一端與活塞杆33連接。從圖2至圖4可以看到，當擺杆51朝向順時針擺動時，活塞杆33被向外拉，也即活塞杆33被驅動處於伸出狀態。此時無杆腔31內產生負壓，進而將水箱10內的水吸入。當擺杆51朝向逆時針擺動時，活塞杆33被向回推，也即活塞杆33被驅動處於縮回位置。此時，若開關裝置40被關閉，制動缸內被加壓，若開關裝置40被打開，則無杆腔31內的水被排出。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，驅動件52為風缸或者液壓缸。其中，風缸或者液壓缸都具有缸體和推桿，推桿與擺杆51的第二端連接並驅動擺杆51擺動。當然，驅動件52也可以選用現有技術中的其他的常規驅動結構，例如步進電機等。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，測試裝置還包括限位部70，限位部70與擺杆51配合併限定擺杆51的擺動位置。具體地，限位部70位於擺杆51的外側並限定擺杆51沿順時針方向的擺動極限位置。進一步地，限位部70位於擺杆51的第一端，並且活塞杆33和限位部70分別位於擺杆51的兩側。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，測試裝置還包括固定座80和轉軸81，擺杆51通過轉軸81可轉動地設置在固定座80上。上述結構實現了擺杆51的擺動設置，並使擺杆51的兩端可繞其中心位置擺動。
優選地，開關裝置40為塞門。塞門結構簡單，便於實現開關操作。當然，開關裝置40也可以選用其他的閥門結構。
如圖2和圖5所示，在本實施例的技術方案中，待測試鐵路貨車制動缸30還包括缸體34，活塞32設置在缸體34內並將活塞32分隔為無杆腔31和有杆腔35，活塞32和缸體34之間設置有密封結構90。具體地，當缸體34被加壓時，無杆腔31內的水壓的壓力傳遞到密封結構90上，進而使得密封結構90的密封效果更好。
優選地，密封結構90為密封圈。密封圈為「O」型密封圈或者唇形密封圈。密封圈套設在活塞32外並與缸體34的內側壁密封配合。
進一步地，當需要對管路進行水壓測試時，可以將被測試管路連接在連通管路20上，並使被測試管路位於開關裝置40和制動缸之間，即可實現對測試管路的加壓。
本申請還提供了一種鐵路貨車制動缸的水壓試驗方法，水壓試驗方法包括：步驟S1：打開開關裝置40，驅動裝置50驅動活塞杆33伸出，以將水箱10內的水吸入至待測試鐵路貨車制動缸30內；步驟S2：關閉開關裝置40，驅動裝置50驅動活塞杆33縮回；步驟S3：打開開關裝置40，驅動裝置50驅動活塞杆33縮回，以使待測試鐵路貨車制動缸30內的水排回至水箱10內。
根據上述結構，本申請的鐵路貨車制動缸的測試裝置有以下特點：
本申請主要為了解決兩個問題：一是取消加壓泵，實現現場無電作業，避免漏電等安全隱患；二是合理利用能量，利用試驗時的水壓壓力進行密封，免去額外施加的壓緊力。將試壓件安裝在本裝置上，將活塞塞入缸體內腔推至底部，水箱內注滿水。
(1)吸水：打開塞門，雙向風缸推動槓桿帶動活塞右移，由於活塞上套有兩個相背安裝的唇形密封圈，活塞右移時活塞上右側的唇形密封圈隔絕空氣進入活塞左側，因而在活塞左側形成真空，外界大氣壓力將水箱內水壓入缸體內，隨著活塞不斷右移，水箱內水將不斷被壓入缸體內，直至受達限位擋限制不能再右移。
(2)加壓：關閉塞門，雙向風缸換向，推動槓桿帶動活塞左移，由於活塞上左側的唇形密封圈隔絕左側液體流向右側，活塞左移時壓縮左側液體。由於進水塞門已關閉，液體也無法流回水箱，因此缸體內液體將在活塞的壓縮下產生壓強以抵消活塞左側來自雙向風缸的壓力，壓強將在壓力表中顯示出來。通過改變雙向風缸壓力或改變槓桿比例則可使缸體內液體產生不同的壓強。
本申請的鐵路貨車制動缸的測試裝置具有以下優點：
(1)免去高壓水泵，只需壓力空氣即可實現打壓，實現了無電作業，結構簡單造價低，操作簡單方便，作業過程安全可靠。
(2)藉助雙向密封裝置和注射器原理將內腔壓力轉換為密封力合夾緊力，作業過程中能源消耗大大減少。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。