[發明專利]氣路切換閥及其使用方法

有效

• 申請號: 201410386747.5
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104179745B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 陳定芝
• 申請（專利權）人: 廣東省肇慶方大氣動有限公司
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司44100
• 代理人: 華輝,林玉芳

技術領域

本發明屬于氣動技術自動化領域的控制元器件，尤其涉及一種應用在剎車氣動部件領域、主要通過氣壓差作為制動動力的氣路切換閥及其使用方法。

背景技術

氣壓傳動與控制技術簡稱氣動技術，它以壓縮空氣為工作介質來進行能量與信號的傳遞，實現生產過程機械化、自動化的一門技術。氣動技術是流體傳動與控制學科的一個重要組成部分。由于氣動技術相對于機械傳動、電傳動以及液壓傳動而言具有許多突出的優點，氣動技術被廣泛應用在機械、冶金、紡織、食品、化工、鐵道機車、航天航空、國防建設等領域。

但是，某些領域對氣動元件的要求十分嚴格，例如：在鐵道機車中經常應用氣路切換閥進行剎車，一旦氣路切換閥出現故障，則無法保證鐵道機車能夠及時剎停，導致發生脫軌現象，對人生安全造成嚴重的威脅，因此，為保證鐵道機車能夠快速剎車并保證乘客與駕駛人員的安全，則氣路切換閥的質量要求和作用效果尤為重要。而現有的氣路切換閥一般利用壓力空氣壓縮彈簧儲蓄能量，彈簧伸長或壓縮時釋放能量，從而作用到轉向架基礎制動裝置上轉化為停車制動力，實現機車的停車，但是，由于彈簧在不同的工作環境下，其彈性和使用壽命會受到不同的影響，尤其在嚴寒的環境下工作的彈簧的性能較差，容易導致機車無法正常剎車；而且，彈簧釋放能量時需要一定的時間，這樣便使剎車動作產生一定的延時。因此，這種僅依靠彈簧蓄能式停車時的制動存在著較大的安全隱患，且檢修工作強度大。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺點和不足，提供一種利用氣壓差實現制動和復位，減少環境因素影響，使用壽命長，降低檢修強度的氣路切換閥。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種氣路切換閥，包括閥體；所述閥體中設有閥腔、閥桿和閥芯；所述閥腔包括依次連通且軸線共線的制動腔、供氣腔、出氣腔和排氣腔；所述制動腔側面設有一與其連通的制動接口；所述供氣腔側面設有一與其連通的供氣接口；所述出氣腔側面設有一與其連通的出氣接口，且出氣腔的內徑小于供氣腔和排氣腔的內徑；所述排氣腔側面設有一與其連通的排氣接口；

所述閥桿設置在閥腔中，其一端位于制動腔中，另一端位于排氣腔中，且其軸線與制動腔軸線共線；且所述閥桿位于排氣腔的一端固定套設有一密封座，密封座上固設有一朝向出氣腔與排氣腔之間的通口的第二密封皮拍；

所述閥芯軸線與閥桿軸線共線，并固定套設在閥桿外圍，其一端外圍與制動腔內壁面密封連接，另一端端面嵌設有一朝向供氣腔與出氣腔之間的通口的第一密封皮拍；

所述閥桿驅動所述第一密封皮拍控制供氣腔與出氣腔之間的通斷，并同時驅動所述第二密封皮拍控制出氣腔與排氣腔之間的通斷。

通過對制動接口和供氣接口，在制動時，分別對其接入不同的壓差，使制動腔與供氣腔形成足夠的壓差，驅動閥桿往排氣腔移動，密封住供氣腔與出氣腔之間的通口，并同時帶動第二密封皮拍打開出氣腔與排氣腔之間的通口，實現將制動腔的氣體推送到出氣腔和排氣腔，且出氣腔的氣體被推出到出氣接口，進入到外部制動剎車管路中；在復位時，對制動接口停止接入氣體，供氣接口保持接入氣體，利用供氣腔與制動腔之間形成的壓力差推動閥桿往制動腔回推，閥桿帶動第一密封皮拍打開密封供氣腔與出氣腔之間的通口，并同時帶動第二密封皮拍密封出氣腔與排氣腔之間的通口，實現復位。因此，通過上述結構，利用壓差對氣路切換閥的氣路進行切換，實現了制動和復位，減少環境因素影響，延長了使用壽命，降低了檢修強度。

所述供氣腔的面積比制動腔的面積大0.5倍～1.5倍。設氣壓壓強為P，氣壓壓強作用在一個面積為S的面上，氣壓壓強在這個面產生的力為F，則P、S和F滿足公式F＝P/S，由上述公式可知，當氣壓壓強P一定時，面積S越小，則該面所受到的作用力F就越大；故由于供氣腔的面積比制動腔的面積大0.5倍～1.5倍，則對供氣腔和制動腔中充入壓強一樣的氣體時，閥桿在制動腔中受到的推力比閥桿在供氣腔中所受到的作用力大0.5倍～1.5倍，輕易地將閥桿往出氣腔推去，實現了迅速制動，并進一步保證了氣路切換閥制動工作的正常進行。