CN102725572B - 可多级控制的先导控制的阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种先导控制的阀装置，具有至少一个安装在阀壳体（1）中的阀机械结构，用于多级控制在压力供给接口（2）与工作管路接口（3）之间的压缩空气流，其中，可通过节流装置在至少一个控制级中控制被节流的压缩空气流，其中，气动的先导控制装置包括第一控制活塞（8），该第一控制活塞安装在设计在阀壳体（1）中的第一控制腔（9）中，并且该第一控制活塞包括用于形成第二控制腔（10）的同轴的凹槽，在该第二控制腔中安装有第二控制活塞（11），由此，对控制腔（9，10）的附加的控制压力加载促使从第二控制活塞（11）出发的挺杆（6）可伸缩地向外伸出，以用于为阀机械结构产生多级的控制行程，从而在阀机械结构的至少一个位于关闭的和开启的阀位置之间的控制级上实现被节流的压缩空气流。

Description

可多级控制的先导控制的阀装置

技术领域

本发明涉及一种先导控制的阀装置，具有至少一个安装在阀壳体中的阀机械结构，用于多级控制在压力供给接口与工作管路接口之间的压缩空气流，其中，可通过节流装置在至少一个控制级中控制被节流的压缩空气流。

背景技术

本发明的适用范围为轨道车辆技术。在气动制动设备领域中，多个不同的多路阀被用于控制制动压力以及与此相关的辅助压力。为了给压缩空气机组充气或放气，除需使用具有2/2阀功能的简单的分配阀外，还需要更复杂的多路阀。本发明尤其适用于气动制动设备的关闭阀。

根据一般已知的现有技术，为了实现气动制动设备的关闭模块，存在阀装置，其可以多级地控制，以便也还能实现被节流的压缩空气流。为此通常将两个2/2路阀根据控制级并联并且分开进行控制，其中，两个2/2路阀之一和节流阀串联，以便实现被节流的压缩空气流的控制级。这种阀装置体积相当大并且单独的部件的、特别是其管路的安装费用看起来相当高。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种具有节流阀级的可多级控制的阀装置，该阀装置利用简单的部件构成且结构特别紧凑。

该目的基于根据权利要求1的前序部分所述的一种阀装置并结合其特征部分来实现。后面的从属权利要求给出了本发明的有利的改进方案。

本发明包括以下技术理论：可多级控制的阀装置的气动的先导控制装置包括第一控制活塞，该第一控制活塞安装在设计在阀壳体中的第一控制腔中，并且第一控制活塞包括用于形成第二控制腔的同轴的凹槽，在第二控制腔中安装有第二控制活塞，由此，对两个控制腔的附加的控制压力加载促使从第二控制活塞出发的挺杆可伸缩地向外伸出，以用于为阀机械结构产生相应的多级的控制行程，从而在阀机械结构的至少一个位于关闭的和开启的阀位置之间的控制级上实现被节流的压缩空气流。

有利地，在根据本发明的解决方法中，该用于被节流的压缩空气流的开关级也就由此实现，即阀机械结构适宜地占据中间位置，其中提供了相对于完全打开的阀位置的更小的流动横截面。对于这样对压缩空气流进行节流而言，因此不需要单独的节流阀或者隔板，其-如在现有技术中-和传统的控制阀组合。通过根据本发明的阀装置的功能集成的结构形式，实现了结构空间的高效的充分利用，从而根据本发明的解决方法可以非常结构紧凑地实现。借助于一个和同一个阀机械结构实现的、所有阀位置、也就是说关闭的、至少一个被节流的和打开的阀位置的连接提高了阀装置的防止失灵的安全性，这是因为不再必须将单独的阀和节流阀相互联接。由此提高了相对于根据现有技术的解决方法的装置安全性。

通过气动的先导控制装置操纵的阀机械结构根据一个改进本发明的措施按照座阀的类型来设计，其包括固定在壳体上的环形的阀座，该阀座具有带有弹性体的配属的闭塞件，其通过前述的挺杆操纵气动的先导控制装置。这种座阀对于根据本发明的应用被证明为是特别坚固的并且具有被节流的压缩空气流的控制级可以利用座阀处于较低的控制行程之下，从而可以在狭窄的公差区域中借助于节流装置实现精确的节流。

优选地，该座阀应该具有正常关闭的阀功能，这由此实现，即集成在阀壳体中的阀复位弹簧在无压力的先导控制的情况下将闭塞件保持在关闭的控制位置上。在先导控制失灵的情况下，该阀装置也就自动地占据关闭的控制位置，从而不再可能有压力介质流从压力供给接口流向工作管路接口。

利用根据本发明的阀装置可以实现至少一个控制级，该控制级具有被节流的压缩空气流、然而最大地可以实现两个这种控制级。第一开关级的第一被节流的压缩空气流是可以实现的，这由此实现，即仅仅加载了先导控制装置的第二控制活塞，也就是说承受了专属的控制压力加载。相反地，在第一控制活塞的这种第一控制级中不加载控制压力。

对于能实现另一个被节流的压缩空气流（该压缩空气流根据控制行程大于或小于前述的第一被节流的压缩空气流）的第二控制级而言，单独地对先导控制装置的第一控制活塞加载控制压力，相反地，第二控制活塞不加载控制压力。在第二控制级中，闭塞件也仅仅近似地从配属的阀座上抬起，以便为压缩空气流提供相对于完全打开的阀位置的更小流动横截面。

能实现未被节流的压缩空气流的完全打开的阀位置优选地达到第三控制级中，其中先导控制装置的两个控制活塞共同加载了控制压力。在此，第一控制活塞的控制行程和第二控制活塞的控制行程相加，从而挺杆完全执行其最大行程，以便将阀机械结构转入完全打开的阀位置上。

根据本发明的另一方面提出，以不同的方式测定控制活塞以及它的相应的控制行程，以便与控制压力以及特别是对此相反地作用到控制活塞上的弹簧力相一致地实现控制安全的阀特性，而不必为此需要很多结构空间。优选地，直径较大的第一控制活塞的控制行程比直径较小的第二控制活塞的控制行程大，其根据本发明使用在第一控制活塞中并且因此必须具有在结构方面受限制的、被第一控制活塞更小的几何尺寸。利用第二控制活塞的更小的控制行程，可以在阀机械结构方面实现相应高的节流阀作用。因此，气动的先导控制装置的根据本发明的设计方案有利于能利用阀装置实现的高的节流程度。

根据另一个改进本发明的措施，两个控制活塞中的每一个可分配有一个复位弹簧。因此提出了，即直径较小的第二控制活塞可通过挺杆克服阀复位弹簧的力而加载控制压力。因此，对于第二控制活塞的复位弹簧而言不需要设置自身的弹簧件。阀复位弹簧以功能集成的方式承担该任务。

相反地，直径较大的第一控制活塞分配有自身的活塞复位弹簧。提出了，即该活塞复位弹簧安装在阀机械结构和先导控制装置的区域之间的阀壳体中。活塞复位弹簧一方面支撑到阀壳体上并且另一方面支撑到第一控制活塞的底部上，其相对地加载控制压力。这种活塞复位弹簧的安装在此是特别节省空间的。

为了转换为三个以上的阀位置，即关闭的、一个以上的被节流的和打开的阀位置，根据本发明的阀装置可以备选地配有另一个控制行程。该另外的控制行程通过在活塞一侧的和/或在壳体一侧的凸肩在第一控制活塞和第二控制活塞之间形成。另外的控制行程在此小于第一控制活塞的控制行程。如果另外的控制行程的尺寸然而大于第一控制活塞的控制行程，则可能根据阀机械结构的另一个实施方式排除掉具有另一个（第二个）被节流的压缩空气流的控制级，这是因为基于其余的结构参数，第二控制活塞的控制压力可能具有优先权。

附图说明

其它的改进本发明的措施在下面与本发明的优选的实施例的说明相结合地根据唯一的附图来详细示出。

附图示出了穿过可多级控制的先导控制的阀装置的纵剖面图。该阀装置设计为座阀。

具体实施方式

根据图中所示，阀壳体1（在此仅仅部分地示出了阀机械结构的区域）具有压力供给接口2，工作管路接口3。该阀机械结构具有通常关闭的2/2阀功能，该功能由座阀产生。座阀包括固定在壳体上的阀座4，其可根据气动先导控制装置利用其配属的闭塞件5通过同轴延伸的并且可轴向移动的挺杆6从在此示出的完全封闭的阀位置越过被节流的阀中间位置进入到开启的阀位置。同样集成在阀壳体1中的阀复位弹簧7在无压力的先导控制时将座阀的闭塞件5保持在关闭的控制位置。

气动先导控制装置由第一控制活塞8构成，该第一控制活塞位于形成在阀壳体1中的第一控制腔9中，该第一控制活塞8包括同轴凹槽，该同轴凹槽用于形成第二控制腔10。在该第二控制腔10中设置有第二控制活塞11。挺杆6在阀机械结构的方向上从第二控制活塞11中延伸出来。

由两个控制腔9与10的叠加施加的控制压力导致控制活塞8和11的可伸缩的运动，由此可以产生用于阀机械结构的多级控制行程。通过多级控制行程可使位于闭合的与开启的阀位置之间的控制位置用于对压缩空气流进行节流控制。

对于被节流的压缩空气流来说，在第一控制级中实现先导控制装置的第二控制活塞的专属的控制压力加载。在本实施例中，与之前提及的第一被节流的压缩空气流相对的另外的被节流的压缩空气流具有较大的流动横截面，并由此实现，即在第二控制级中实现第一控制活塞8的专属的控制压力加载。对应于完全开启的阀位置的未被节流的压缩空气流通过第三控制级实现，在该第三控制级中，两个控制活塞8和11被加载控制压力。该控制逻辑对应于以下矩阵：

在该实施例中，直径较大的第一控制活塞8的控制行程A大于直径较小的第二控制活塞11的控制行程B。若只对控制活塞1施加压力，那么产生的另外的控制行程A减C。若对两个控制活塞施加压力，则产生第四个并且是最大的控制行程。

在无压力先导控制时，两个控制活塞8与11的复位通过弹簧力实现。为此，通过挺杆6利用阀复位弹簧7对直径较小的第二控制活塞11进行加载。而直径较大的第一控制活塞8则通过为其配属的活塞复位弹簧12相反于控制压力的作用方向进行加载。活塞复位弹簧12在阀壳体1中占据较小空间地设置在阀机械结构与先导控制装置之间。根据本发明，在闭塞件5的区域中设置有作为节流件的节流板3。

本发明并不局限于之前描述的实施例。在此也可以考虑多种不同的变化方案，这些变化方案已经包括在从属权利要求的保护范围中。在此例如根据本发明的设计原理，也可以实现超过三个或者在此最多四个设想的阀位置。替代座阀机械结构，阀机械结构也可以设计为滑阀机械结构。

参考标号表

1阀壳体

2压力供给接口

3工作管路接口

4阀座

5闭塞件

6挺杆

7阀复位弹簧

8第一控制活塞

9第一控制腔

10第二控制腔

11第二控制活塞

12活塞复位弹簧

13节流件

A第一控制活塞的控制行程

B第二控制活塞的控制行程

C另外的控制行程

Claims (11)

1.一种先导控制的阀装置，具有至少一个安装在阀壳体（1）中的阀机械结构，用于多级控制在压力供给接口（2）与工作管路接口（3）之间的压缩空气流，其中，通过节流装置在至少一个控制级中控制被节流的压缩空气流，其特征在于，气动的先导控制装置包括第一控制活塞（8），所述第一控制活塞安装在设计在所述阀壳体（1）中的第一控制腔（9）中，并且所述第一控制活塞包括用于形成第二控制腔（10）的同轴的凹槽，在所述第二控制腔中安装有第二控制活塞（11），由此，对所述控制腔（9，10）的附加的控制压力加载促使从所述第二控制活塞（11）出发的挺杆（6）可伸缩地向外伸出，以用于为所述阀机械结构产生多级的控制行程，从而在所述阀机械结构的至少一个位于关闭的和开启的阀位置之间的控制级上实现所述被节流的压缩空气流。

2.根据权利要求1所述的先导控制的阀装置，其特征在于，所述阀机械结构按照座阀的类型设计，包括固定在阀壳体（1）上的阀座（4），所述阀座具有配属的闭塞件（5），所述闭塞件通过所述挺杆（6）来操纵所述气动的先导控制装置。

3.根据权利要求2所述的先导控制的阀装置，其特征在于，集成在所述阀壳体（1）中的阀复位弹簧（7）在无压力的先导控制的情况下将所述座阀的所述闭塞件（5）保持在关闭的控制位置上。

4.根据权利要求1所述的先导控制的阀装置，其特征在于，对于在第一控制级中的第一被节流的压缩空气流而言，进行所述先导控制装置的所述第二控制活塞（11）的专属的控制压力加载。

5.根据权利要求1所述的先导控制的阀装置，其特征在于，对于在第二控制级中的另一个被节流的压缩空气流而言，进行所述先导控制装置的所述第一控制活塞（8）的专属的控制压力加载。

6.根据权利要求1所述的先导控制的阀装置，其特征在于，对于在第三控制级中的未被节流的压缩空气流而言，进行所述先导控制装置的两个控制活塞（8，11）的控制压力加载。

7.根据权利要求1所述的先导控制的阀装置，其特征在于，直径较大的所述第一控制活塞（8）的控制行程（A）比直径较小的所述第二控制活塞（11）的控制行程（B）大。

8.根据权利要求3所述的先导控制的阀装置，其特征在于，直径较小的所述第二控制活塞（11）通过挺杆（6）克服所述阀复位弹簧（7）的力而加载控制压力。

9.根据前述权利要求中任一项所述的先导控制的阀装置，其特征在于，直径较大的所述第一控制活塞（8）可克服在所述阀壳体（1）中在所述阀机械结构和所述先导控制装置的区域之间布置的并且在底部一侧抵靠在所述第一控制活塞（8）上的活塞复位弹簧（12）的力而加载控制压力。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的先导控制的阀装置，其特征在于，在所述第一控制活塞（8）与所述第二控制活塞（11）之间的轴向距离形成另一个控制行程（C）。

11.根据权利要求9所述的先导控制的阀装置，其特征在于，在所述第一控制活塞（8）与所述第二控制活塞（11）之间的轴向距离形成另一个控制行程（C）。