活塞式溢流閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種活塞式溢流閥，其包括：上閥體，其內設有壓力調整機構；下閥體，其具有閥本體及連接在所述閥本體上端的連接部，所述下閥體通過所述連接部連接在所述上閥體的下端，所述閥本體的上端面設有活塞，所述活塞可豎直移動地設置在所述連接部內，所述壓力調整機構頂抵在所述活塞的上端，所述閥本體具有輸入通道和輸出通道，所述輸入通道和所述輸出通道分別與所述閥本體的上端面相連通。本實用新型的活塞式溢流閥，具有良好的開啟及關閉性能，該活塞式溢流閥結構簡單、密封性好、反應靈敏且動作值穩(wěn)定可靠，其檢修維護方便。
【專利說明】
活塞式溢流閥
技術領域
[0001]本實用新型有關于一種溢流閥，尤其有關于一種軌道交通車輛領域中的車輛制動系統(tǒng)用的活塞式溢流閥。
【背景技術】
[0002]在軌道交通車輛制動系統(tǒng)中，為控制管路下游是否有空氣介質輸入，尤其涉及總風管路給空簧供風時，往往通過溢流閥給下游供風。溢流閥具有預先設定的開啟壓力和關閉壓力，當總風管路的輸入壓力超過溢流閥的開啟壓力設定值時，溢流閥開啟并保持導通狀態(tài)，總風持續(xù)給空簧供風，當空簧耗風后會及時得到補充，以保證車輛運營過程中乘客的舒適性。當總風管路的輸入壓力低于溢流閥開啟壓力設定值時，溢流閥能夠及時靈敏可靠的關閉，總風將不再給空簧供風，而優(yōu)先用于緊急制動用風，以確保車輛的安全運營。
[0003]現(xiàn)有溢流閥根據閥口密封結構可分為膜板式溢流閥和閥瓣式溢流閥。膜板式溢流閥是通過橡膠膜板密封溢流閥閥口(含輸入口和輸出口)，而膜板邊緣則嵌入上、下閥體之間被壓緊密封，當輸入壓力大于溢流閥設定值時，輸入壓力作用在膜板有效面積上，通過克服膜板上方的彈簧壓縮力而將閥口打開，因此僅有對應閥腔尺寸的膜板部分上、下移動，而被緊固的膜板邊緣部分則保持不動。閥瓣式溢流閥雖然也是通過橡膠件密封閥口，但是當輸入壓力大于溢流閥設定值時，輸入壓力會作用在閥瓣有效面積上，通過克服閥瓣上方的彈簧壓縮力而將閥口打開，在這個過程中，橡膠密封件會整體同閥瓣一起上、下移動。
[0004]現(xiàn)有技術中的膜板式溢流閥，對夾布膜板工藝質量要求較高，如硬度、拉伸強度、撕裂強度、壓縮永久變形、脆性溫度、熱空氣老化等，上述指標都會影響到溢流閥的性能穩(wěn)定性。因此，在使用過程中，夾布膜板的制造和維護成本較高。
[0005]因此，有必要提供一種新型的溢流閥，來克服上述缺陷。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種活塞式溢流閥，具有良好的開啟及關閉性能，該活塞式溢流閥結構簡單、密封性好、反應靈敏且動作值穩(wěn)定可靠，其檢修維護方便。
[0007]本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現(xiàn):
[0008]本實用新型提供一種活塞式溢流閥，所述活塞式溢流閥包括:
[0009]上閥體，其內設有壓力調整機構；
[0010]下閥體，其具有閥本體及連接在所述閥本體上端的連接部，所述下閥體通過所述連接部連接在所述上閥體的下端，所述閥本體的上端面設有活塞，所述活塞可豎直移動地設置在所述連接部內，所述壓力調整機構頂抵在所述活塞的上端，所述閥本體具有輸入通道和輸出通道，所述輸入通道和所述輸出通道分別與所述閥本體的上端面相連通。
[0011]在優(yōu)選的實施方式中，所述壓力調整機構包括:
[0012]上彈簧座，其位于所述上閥體內；
[0013]彈簧，其位于所述上閥體內，所述彈簧的上端頂抵在所述上彈簧座上，所述彈簧的下端頂抵在所述活塞上；
[0014]調整螺釘，其連接在所述上閥體的上端并伸入所述上閥體內，所述調整螺釘頂抵在所述上彈簧座上。
[0015]在優(yōu)選的實施方式中，所述活塞的外緣套設有K形密封圈，所述K形密封圈的內環(huán)壁形成有環(huán)凹槽，在所述環(huán)凹槽內充入壓力氣體的狀態(tài)下，所述K形密封圈與所述連接部的內壁密封配合。
[0016]在優(yōu)選的實施方式中，所述上閥體的下端具有外螺紋段，所述外螺紋段的上端沿圓周方向設有多個溢流孔，所述連接部的內壁形成有內螺紋段，所述內螺紋段與所述外螺紋段相螺接，所述連接部的上端面沿圓周方向設有多個凸塊，所述凸塊頂抵在所述上閥體上，兩兩相鄰的所述凸塊之間形成有溢流槽，所述溢流孔與所述溢流槽相對連通。
[0017]在優(yōu)選的實施方式中，所述閥本體的上端面凸設有閥口環(huán)，所述閥口環(huán)位于所述輸出通道的外邊緣，所述活塞的下端設有橡膠墊，所述閥口環(huán)與所述橡膠墊相對設置。
[0018]在優(yōu)選的實施方式中，所述閥本體的上端面沿圓周方向凸設有多個凸臺，多個所述凸臺位于所述閥口環(huán)的外側。
[0019]在優(yōu)選的實施方式中，所述閥本體上設有輸入口，所述輸入口與所述輸入通道相連通，所述輸入口位于所述閥本體的側壁或所述輸入口位于所述閥本體的下端面。
[0020]在優(yōu)選的實施方式中，所述閥本體上設有輸出口，所述輸出口與所述輸出通道相連通，所述輸出口位于所述閥本體的側壁或所述輸出口位于所述閥本體的下端面。
[0021]在優(yōu)選的實施方式中，所述輸入通道和所述輸出通道內分別設有濾芯。
[0022]在優(yōu)選的實施方式中，所述濾芯由銅基粉末冶金材料制成。
[0023]本實用新型的活塞式溢流閥的特點及優(yōu)點是:該活塞式溢流閥具有良好的開啟及關閉性能，其結構簡單、密封性好、反應靈敏且動作值穩(wěn)定可靠，其檢修維護方便，充分考慮到了車輛運營過程中的不可預見性的復雜環(huán)境，更因為采用空氣過濾、安全冗余、限位保護、密封件保護等優(yōu)化設計，從而大大提高了溢流閥的性能，降低了維護、運營成本。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實用新型的活塞式溢流閥的主視剖視圖。
[0026]圖2為本實用新型的活塞式溢流閥的上閥體的主視剖視圖。
[0027]圖3為本實用新型的活塞式溢流閥的下閥體的立體圖。
[0028]圖4為本實用新型的活塞式溢流閥的下閥體的主視剖視圖。
[0029]圖5為圖1的A部放大圖。
[0030]圖6為圖1的B部放大圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0032]如圖1所示，本實用新型提供一種活塞式溢流閥，其包括上閥體I和下閥體2，其中:上閥體I內設有壓力調整機構3;下閥體2具有閥本體21及連接在所述閥本體21上端的連接部22，所述下閥體2通過所述連接部22連接在所述上閥體I的下端，所述閥本體21的上端面設有活塞4，所述活塞4可豎直移動地設置在所述連接部22內，所述壓力調整機構3頂抵在所述活塞4的上端，所述閥本體21具有輸入通道211和輸出通道212，所述輸入通道211和所述輸出通道212分別與所述閥本體21的上端面相連通。
[0033]具體是，如圖2所示，上閥體I大體呈上端封閉且下端開口的圓柱體形，該上閥體I具有內腔11，在上閥體I的上端頂壁處開設有螺紋孔12;在本實用新型中，該上閥體I的下端具有外螺紋段13，該外螺紋段13的上端沿圓周方向設有多個溢流孔14，也即，在上閥體I的外螺紋段13的螺紋退刀槽處開設溢流孔14，在本實施例中，該上閥體I上沿圓周方向等間隔設有四個溢流孔14，當然在其他的實施例中，溢流孔14的數量并不以此為限，溢流孔14的數量可根據實際需要選擇設置。
[0034]如圖3和圖4所示，下閥體2包括閥本體21和連接部22，連接部22為一環(huán)形筒狀，其連接在閥本體21的上端面，該連接部22的上端內壁具有內螺紋段221，下閥體2通過連接部22的內螺紋段221螺紋連接在上閥體I下端的外螺紋段13上，螺紋連接緊固牢固、拆卸簡單，可以方便上閥體I和下閥體2的拆裝。在本實用新型中，連接部22的上端面沿圓周方向設有多個凸塊222，該些凸塊222等間隔設置，兩兩相鄰的凸塊222之間形成有溢流槽223，在本實施例中，在連接部22的上端面等間隔設置有四個凸塊222，當然在其他的實施例中，凸塊222的數量并不以此為限，凸塊222的數量可根據實際需要選擇設置。如圖5所示，當下閥體2螺紋連接在上閥體I的下端后，下閥體2的多個凸塊222會頂抵于上閥體I，且兩兩相鄰凸塊222間形成的溢流槽223會與上閥體I的多個溢流孔14相對連通，以便使上閥體I的內腔11與溢流閥的外部形成連通狀態(tài)。
[0035]該輸入通道211和輸出通道212位于閥本體21內，輸入通道211和輸出通道212分別與閥本體21的上端面相連通。在本實施例中，閥本體21的上端面凸設有閥口環(huán)213，該閥口環(huán)213位于輸出通道212的外邊緣，也即，在輸出通道212與閥本體21的上端面之間形成的外邊緣上設置該閥口環(huán)213。
[0036]進一步的，該閥本體21的上端面沿圓周方向凸設有多個凸臺214，多個凸臺214位于閥口環(huán)213的外側。在本實施例中，該凸臺214大體呈弧形形狀，多個凸臺214沿圓周方向等間隔凸設在閥本體21的上端面，多個凸臺214圍設形成的假想圓的圓心與閥口環(huán)213的圓心同心設置。
[0037]該閥本體21上設有輸入口 215和輸出口 216，其中，輸入口 215與輸入通道211相連通，輸出口216與輸出通道212相連通。在一實施例中，該輸入口215位于閥本體21的一側壁，輸出口 216位于閥本體21的另一側壁，該輸入口 215與輸出口 216分置于閥本體21的相對兩側;在另一實施例中，該輸入口 215和輸出口 216可分別位于閥本體21的下端面。
[0038]進一步的，如圖3所示，在輸入口 215與輸出口 216分置于閥本體21的相對的兩側壁的實施例中，于閥本體21的前側壁可設有氣流方向標識部217，該氣流方向標識部217用于表示氣體流經閥本體21的方向，在本實施例中，該氣流方向標識部217為一箭頭，該箭頭的指向為自輸入口 215指向輸出口 216。
[0039]壓力調整機構3設置在上閥體I的內腔11中，其頂抵在設置于閥本體I上端面的活塞4上端，請配合參閱圖6，其中，活塞4由金屬材料制成，其下端面設有橡膠墊43，該橡膠墊43通過硫化的方式結合于活塞4的下端面凹槽中，從而該橡膠墊43與活塞4的下端面呈一水平面狀，位于閥本體21上端面的閥口環(huán)213與橡膠墊43相對設置。
[0040]在本實用新型中，如圖1所示，該壓力調整機構3包括上彈簧座31、彈簧32和調整螺釘33，其中:上彈簧座31位于上閥體I的內腔11中；彈簧32位于上閥體I的內腔11中，彈簧32的上端頂抵在上彈簧座31上，彈簧33的下端頂抵在活塞4上；調整螺釘33連接在上閥體I的上端并伸入上閥體I內，該調整螺釘33頂抵在上彈簧座31上。
[0041]具體是，調整螺釘33螺接在上閥體I的螺紋孔12內，上彈簧座31頂抵在上閥體I的內腔11上端，當上閥體I和下閥體2連接后，彈簧32夾設在上彈簧座31和活塞4之間。通過調整螺釘33和上彈簧座31來調節(jié)彈簧32的初始狀態(tài)，由此可精確且連續(xù)的調整溢流閥的開啟壓力值。
[0042]該壓力調整機構3通過旋轉調整螺釘33，使調整螺釘33的末端球頭抵靠在上彈簧座31的凹面上，調整螺釘33伸入上閥體I內腔11的力會作用于上彈簧座31，從而通過該上彈簧座31給彈簧32—個預壓力，彈簧32會推動活塞4下移而封堵在閥口環(huán)213上，從而堵住閥本體21的輸出通道212;由于活塞4的橡膠墊43與閥本體21上的閥口環(huán)213相接觸，此時，活塞4的下端面與閥本體21的上端面之間形成一個環(huán)形腔218，該環(huán)形腔218與輸入通道211相連通。
[0043]該活塞式溢流閥在工作過程中，當輸入口215中的氣壓小于所設置的溢流閥開啟壓力時，活塞4與閥口環(huán)213接觸，閥口保持關閉狀態(tài)。隨著輸入口 215中壓力的上升，當達到溢流閥額定開啟壓力時，環(huán)形腔218的高壓氣體會推動活塞4克服彈簧32的預壓力，從而打破閥口關閉的狀態(tài)，活塞4與閥口環(huán)213分離，閥口開啟，在開啟過程中，氣壓作用于活塞4的有效總面積同時擴大，由于該放大效應，得到了溢流閥的改善、特別是快速的響應，避免了活塞4的顫動現(xiàn)象，最終實現(xiàn)了溢流閥的開啟，此時，溢流閥的輸入口 215和輸出口 216保持導通狀態(tài)。
[0044]在本實用新型中，活塞4的外緣套設有K形密封圈5，該K形密封圈5的內環(huán)壁形成有環(huán)凹槽51，在該環(huán)凹槽51內充入壓力氣體的狀態(tài)下，K形密封圈5會與連接部22的內壁密封配合。
[0045]具體是，活塞4的外緣設有環(huán)凹槽41，K形密封圈5大體呈環(huán)形并置于該環(huán)凹槽41內，該活塞4的下端面外緣處設有進氣孔42，該進氣孔42與環(huán)凹槽41相連通，當壓縮空氣經輸入口 215、輸入通道211和環(huán)形腔218通過進氣孔42進入環(huán)凹槽41內后，該壓縮空氣會充入K形密封圈5的環(huán)凹槽51，此時K形密封圈5會徑向向外擴張，從而與下閥體2的連接部22的內壁之間進行抱死密封。
[0046]在本實用新型的一實施方式中，該輸入通道211和輸出通道212內分別設有濾芯6，該濾芯6由銅基粉末冶金材料制成。
[0047]具體是，在輸入通道211和輸出通道212的內壁上均設有環(huán)槽，在本實施例中，該濾芯6可呈圓臺筒體狀，將濾芯6的開口邊緣置于輸入通道211和輸出通道212內壁的環(huán)槽內，之后通過彈性擋圈7頂抵濾芯6，防止濾芯脫出。
[0048]車輛在運營過程中，每到一定的檢修周期，都會對系統(tǒng)中的各個部件進行檢修和維護，在拆裝及更換部件過程中不可避免會出現(xiàn)異物進入管路系統(tǒng)的情況。當制動系統(tǒng)用風源空氣過濾器失效，或者制動系統(tǒng)濾清器失效時，異物顆粒同樣會進入到管路系統(tǒng)中。當管路系統(tǒng)中的異物隨著氣流進入到本實用新型的活塞式溢流閥內時，當異物粘連閥口環(huán)213與橡膠墊43的密封處時，會影響到溢流閥的正常開啟和關閉；當異物堵塞活塞4的進氣孔42時，壓縮空氣將無法有效作用于K形密封圈5，從而導致溢流閥漏泄、開啟值超差，甚至溢流閥無法開啟等現(xiàn)象；當異物填充在活塞4與下閥體2的閥本體21上端面之間的間隙時，會導致活塞4的卡滯現(xiàn)象，影響溢流閥的正常開啟和關閉；當異物殘留在凸臺214和活塞4的接觸面之間時，會導致活塞4的傾斜和偏磨，影響溢流閥性能。本實用新型由銅基粉末冶金材料制成的濾芯6可有效的凈化空氣雜質，避免外界異物進入溢流閥，影響溢流閥的正常開啟和關閉。該濾芯6通過彈性擋圈7固定，拆裝便捷，易于定期更換和維護。
[0049]本實用新型的活塞式溢流閥，具有如下特點和優(yōu)點:
[0050]1、該活塞式溢流閥在開啟過程中，因活塞4為金屬件，故無論是開啟前作用于活塞4的環(huán)形有效面積還是開啟后作用于活塞4的圓形有效面積均保持不變，從而在同等彈簧預壓力條件下，更能精準的控制溢流閥的開啟值和關閉值。
[0051 ] 2、該活塞式溢流閥正常開啟后，閥本體21的輸入口 215和輸出口 216會保持導通狀態(tài)，總風能夠持續(xù)的保證給空簧供風，隨著載客量的變化，空簧會通過高度閥排風以調整車體高度，防止車輛側傾以保證車輛的平穩(wěn)運營。當K形密封圈5破損失效后，輸入壓力會由輸入口215，經進氣孔42以及活塞4和連接部22之間的間隙進入到活塞4上部的內腔11中，從而有壓力作用在活塞4的上端面形成背壓，這樣會導致溢流閥的開啟壓力增加，極端情形下，溢流閥無法開啟，車輛運營過程中，當空簧儲風耗盡后，會導致車體抖動，乘客舒適性大幅降低。為此，在上閥體I的下端設有多個沿圓周方向均勻分布的溢流孔14，在下閥體2的連接部22的上端面設有多個均勻分布的凸塊222，從而保證上閥體I和下閥體2通過螺紋連接后保留有一定的間隙(也即溢流槽223)，這樣作用于活塞4上端面的空氣壓力可以通過上述溢流孔14、溢流槽223快速溢流到大氣中去，消除活塞4的背壓力，保證了溢流閥的正常開啟；另外，由于溢流槽223的截面面積遠大于溢流孔14的截面面積，大氣中的異物會殘留到溢流槽223內，僅有少部分異物會進入溢流孔14內，因此，該溢流槽223和溢流孔14的設計還可相對減少大氣中的異物進入內腔11中可能。
[0052]3、該活塞式溢流閥的下閥體2的凸臺214可用于保護橡膠墊43的密封性能，防止橡膠墊43的永久變形及損傷。當本實用新型的活塞式溢流閥長時間不開啟后，閥口環(huán)213和橡膠墊43之間易于存在粘連現(xiàn)象，導致溢流閥首次開啟值偏高。隨著溢流閥開啟值的增加，施加于彈簧32的預壓力也不斷增加，彈簧32的預壓力通過活塞4傳導至橡膠墊43與閥口環(huán)213之間，當預壓力超過橡膠墊43的承受界限時，閥口環(huán)213會對橡膠墊43造成永久變形，這樣會影響溢流閥的開啟值大小;進一步的，隨著時間推移或者橡膠件老化，閥口環(huán)213會切傷橡膠墊43，造成橡膠墊43破損，影響溢流閥的正常關閉；再有，該些凸臺214還可有效的避免因調整螺釘33的誤操作(如旋轉方向錯誤)而對橡膠墊43進行保護。
[0053]4、為防止本實用新型的活塞式溢流閥在過高壓力下影響性能指標，保證彈簧32在有限范圍內動作，確保溢流閥動作值穩(wěn)定可靠，對活塞4在上移過程中進行了限位保護。即通過上閥體I與下閥體2的螺紋配合組裝后，用上閥體I的下端面對活塞4的上端面進行行程限制。該行程距離可根據溢流閥的設計尺寸及正常工作壓力計算得出，在上述行程范圍內，要保證上閥體I與活塞4配合面的加工精度，超出上述行程范圍后，上閥體I配合面的加工精度可適當降低，從而降低加工成本。進一步的當系統(tǒng)異常出現(xiàn)過高的空氣壓力經過溢流閥時，過高的工作壓力施加在活塞4上進而作用在活塞4上部的彈簧32上，彈簧32的壓縮量超過理論設計范圍，很容易造成溢流閥動作值的上下波動。
[0054]以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的內容可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
【主權項】
1.一種活塞式溢流閥，其特征在于，所述活塞式溢流閥包括: 上閥體，其內設有壓力調整機構； 下閥體，其具有閥本體及連接在所述閥本體上端的連接部，所述下閥體通過所述連接部連接在所述上閥體的下端，所述閥本體的上端面設有活塞，所述活塞可豎直移動地設置在所述連接部內，所述壓力調整機構頂抵在所述活塞的上端，所述閥本體具有輸入通道和輸出通道，所述輸入通道和所述輸出通道分別與所述閥本體的上端面相連通。2.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述壓力調整機構包括: 上彈簧座，其位于所述上閥體內； 彈簧，其位于所述上閥體內，所述彈簧的上端頂抵在所述上彈簧座上，所述彈簧的下端頂抵在所述活塞上； 調整螺釘，其連接在所述上閥體的上端并伸入所述上閥體內，所述調整螺釘頂抵在所述上彈簧座上。3.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述活塞的外緣套設有K形密封圈，所述K形密封圈的內環(huán)壁形成有環(huán)凹槽，在所述環(huán)凹槽內充入壓力氣體的狀態(tài)下，所述K形密封圈與所述連接部的內壁密封配合。4.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述上閥體的下端具有外螺紋段，所述外螺紋段的上端沿圓周方向設有多個溢流孔，所述連接部的內壁形成有內螺紋段，所述內螺紋段與所述外螺紋段相螺接，所述連接部的上端面沿圓周方向設有多個凸塊，所述凸塊頂抵在所述上閥體上，兩兩相鄰的所述凸塊之間形成有溢流槽，所述溢流孔與所述溢流槽相對連通。5.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述閥本體的上端面凸設有閥口環(huán)，所述閥口環(huán)位于所述輸出通道的外邊緣，所述活塞的下端設有橡膠墊，所述閥口環(huán)與所述橡膠墊相對設置。6.如權利要求5所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述閥本體的上端面沿圓周方向凸設有多個凸臺，多個所述凸臺位于所述閥口環(huán)的外側。7.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述閥本體上設有輸入口，所述輸入口與所述輸入通道相連通，所述輸入口位于所述閥本體的側壁或所述輸入口位于所述閥本體的下端面。8.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述閥本體上設有輸出口，所述輸出口與所述輸出通道相連通，所述輸出口位于所述閥本體的側壁或所述輸出口位于所述閥本體的下端面。9.如權利要求1所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述輸入通道和所述輸出通道內分別設有濾芯。10.如權利要求9所述的活塞式溢流閥，其特征在于，所述濾芯由銅基粉末冶金材料制成。
【文檔編號】B60T11/28GK205669610SQ201620597232
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】孫棟棟, 李邦國, 楊偉君
【申請人】中國鐵道科學研究院, 北京縱橫機電技術開發(fā)公司, 中國鐵道科學研究院機車車輛研究所