相關(guān)申請的交叉引用

本申請案要求2015年3月19日申請的標(biāo)題為“熱車輪保護(hù)閥(hotwheelprotectionvalve)”的美國專利申請案第14/662,438號的優(yōu)先權(quán)，所述申請案的公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。

本公開針對用于軌道車的閥，并且更確切地說，針對一種用于軌道車的熱車輪保護(hù)閥。

背景技術(shù)：

當(dāng)前用于軌道車輛的制動系統(tǒng)會出現(xiàn)加壓流體滲漏到制動系統(tǒng)的制動缸中的情況。美國鐵路協(xié)會針對單個軌道車的規(guī)格將進(jìn)入/出自制動缸的可允許滲漏指定在+/-1-psi/分鐘的速率。在此速率下，準(zhǔn)許可接受的制動缸壓力損失，同時仍安全地維持用于軌道車輛的制動系統(tǒng)的操作的制動缸壓力級。然而，當(dāng)過長時間在斜坡上操作軌道車輛時，在一分鐘內(nèi)進(jìn)入制動缸的極小程度的滲漏可增大到足夠高的壓力而使得過量的壓力產(chǎn)生過量的熱。此過量的壓力會產(chǎn)生比所要的高的閘瓦力，從而造成“熱車輪”狀況，其中制動缸內(nèi)的力致使軌道車輛的制動缸和車輪遭受過量的熱。通過從制動缸泄放壓力，避免此“熱車輪”狀況。

美國專利案第5,083,843號中公開先前存在的制動缸減壓閥的實例。制動缸減壓閥用于控制制動缸壓力的緩解。在制動缸壓力的階段緩解之后，制動管壓力即刻由機(jī)車制動閥恢復(fù)。緩解閥的控制閥移動到其完全緩解位，且制動缸壓力快速減小。制動缸壓力的減小降低由制動缸壓力對第一腔中的膜片施加的向下力，從而允許階段容積氣壓向上移動閥桿。因此，第一腔被密封，且空氣在制動缸中保持在等于制動管壓力的剩余減小量的值。因此，通過安放階段止回閥，制動缸壓力的進(jìn)一步排氣得以防止，并且閥保持在穩(wěn)定位置。制動缸壓力可按與制動管壓力增大量的預(yù)定比例減小。因此，此緩解閥并未被配置成在制動缸超出預(yù)定量后即刻緩解制動缸壓力。制動缸根據(jù)制動管壓力的增大而非通過制動缸壓力的增大來緩解。

美國專利案第6,609,769號中公開先前存在的制動缸減壓閥的另一實例。用于貨運(yùn)火車制動系統(tǒng)的氣動階段制動壓力緩解閥用于緩解來自制動缸的壓力。階段緩解閥門控制制動缸壓力的排放。階段緩解閥的計量閥部分排出大體上與制動管壓力的增大量成比例的制動缸壓力。在一側(cè)，階段活塞由來自緊急風(fēng)缸的壓力固定在位。在相對側(cè)，來自制動管的壓力和制動缸的排氣推動活塞。一旦已應(yīng)用制動，如果需要減小制動缸壓力，就必須增大制動管壓力。制動管壓力的這種增大使作用于活塞上的壓力失衡，且致使制動缸排氣到大氣中。然而，制動缸將僅排氣直到制動缸壓力與制動管壓力的增大量成比例減小為止。從制動缸排出的壓力大體上隨制動管壓力的增大而變。此階段緩解閥并未被配置成在制動缸壓力因加壓流體滲漏到制動缸中而增大后即刻減小制動缸壓力。此外，此類型的階段緩解閥并不考慮使用偏置部件來抵消制動管和制動缸的壓力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

先前存在的階段制動缸緩解閥(上文已論述了其中一些)未被配置成在加壓流體滲漏到制動缸中后即刻排出制動缸壓力。許多先前存在的階段制動缸緩解閥緩解與制動管壓力的增大量成比例的制動缸壓力。此外，沒有一種先前存在的制動缸緩解閥使用偏置部件來提供對著制動管和制動缸的壓力偏置的力。此類型的偏置部件可用于提供對應(yīng)于一定量的加壓流體的預(yù)定量的壓力，所述一定量的加壓流體可能在制動缸排氣之前滲漏到制動缸中。

在一個實施例中，一種熱車輪保護(hù)閥包含：主體，其界定活塞通道和定位在所述活塞通道內(nèi)的至少一個活塞；第一偏置部件，其定位在所述至少一個活塞的第一端上并且朝向所述至少一個活塞的第二端偏置；制動管，其與所述至少一個活塞的所述第二端流體連通；制動缸，其與所述至少一個活塞的所述第二端流體連通；以及排放口，其被界定于所述主體中并且定位在所述閥的第一端與第二端之間。在制動缸壓力和制動管壓力的組合超出所述第一偏置部件所施加的力之后，加壓流體可即刻經(jīng)由所述排放口從所述制動缸泄放。

第一偏置部件可以是彈簧。制動缸壓力可朝向閥的第一端推動所述至少一個活塞，直到制動缸壓力和制動管壓力的組合等于第一偏置部件所施加的力。緊急風(fēng)缸可與閥的第一端流體連通。在制動管壓力和制動缸壓力的組合超出緊急風(fēng)缸壓力和第一偏置部件所施加的力的組合之后，加壓空氣可即刻經(jīng)由排放口從制動缸泄放。第二偏置部件可定位在閥的第二端中。第二偏置部件可朝向閥的第一端偏置。在制動管壓力、制動缸壓力和第二偏置部件所施加的力的組合超出第一偏置部件所施加的力之后，加壓流體可即刻經(jīng)由排放口從制動缸泄放。第二偏置部件可以是彈簧。保持器壓力管可與所述至少一個活塞的第一端以及保持器腔流體連通。閥的使用可通過將加壓流體從保持器壓力管供應(yīng)到所述至少一個活塞的第一端而失效。至少一個襯套可定位在活塞通道中。所述至少一個襯套可包含與排放口和活塞通道流體連通的至少一個襯套通道。加壓流體可經(jīng)由所述至少一個襯套的至少一個襯套通道和排放口從制動缸泄放。

在另一實施例中，一種具有熱車輪保護(hù)閥的軌道車輛包含：主體，其界定活塞通道和定位在所述活塞通道內(nèi)的至少一個活塞；第一偏置部件，其抵著所述至少一個活塞的第一端定位并且朝向所述至少一個活塞的第二端偏置；制動管，其與軌道車輛和所述至少一個活塞的所述第二端流體連通；制動缸，其與所述至少一個活塞的所述第二端流體連通；以及排放口，其被界定于所述主體中并且定位在所述閥的第一端與第二端之間。在制動缸壓力和制動管壓力的組合超出所述第一偏置部件所施加的力之后，加壓流體可即刻經(jīng)由所述排放口從所述制動缸泄放。制動缸壓力可朝向閥的第一端推動所述至少一個活塞，直到制動缸壓力和制動管壓力的組合等于第一偏置部件所施加的力。

在又一實施例中，一種從軌道車輛的制動缸泄放額外加壓空氣的方法包含以下步驟：提供熱車輪保護(hù)閥；以及在制動缸壓力超出所述第一偏置部件所施加的力之后，即刻經(jīng)由所述排放口從所述制動缸泄放加壓流體。所述熱車輪保護(hù)閥可包含：至少一個活塞，其定位在所述閥的第一端與第二端之間；第一偏置部件，其抵著所述至少一個活塞的第一端偏置；制動缸，其與所述至少一個活塞的第二端流體連通；以及排放口，其定位在所述閥的所述第一端與第二端之間。

所述方法的另一步驟可包含：提供抵著所述至少一個活塞的第二端偏置的第二偏置部件；以及在所述制動缸壓力和所述第二偏置部件所施加的力的組合超出所述第一偏置部件所施加的所述力之后即刻經(jīng)由所述排放口從所述制動缸泄放加壓流體。所述方法的另一步驟可包含提供抵著所述至少一個活塞的第二端偏置的第二偏置部件和與所述至少一個活塞的所述第一端流體連通的緊急風(fēng)缸。所述方法的另一步驟可包含在所述制動缸壓力和所述第二偏置部件所施加的力的組合超出所述第一偏置部件所施加的所述力和緊急風(fēng)缸壓力的組合之后即刻經(jīng)由排放口從所述制動缸泄放加壓流體。而所述方法的另一步驟可包含將加壓流體從保持器壓力管提供到所述至少一個活塞的所述第一端。所述閥的使用可因所述第一偏置部件所施加的力和所述保持器壓力的組合遠(yuǎn)超出所述制動缸壓力而失效。

在參考附圖考慮以下描述和所附權(quán)利要求書之后，所述熱車輪保護(hù)閥的這些特征和特性、其它特征和特性以及相關(guān)結(jié)構(gòu)元件的操作方法和功能、各部分的組合和制造經(jīng)濟(jì)性將變得更加顯而易見，所有這些形成本說明書的一部分，其中相同參考數(shù)字在各圖中指代對應(yīng)部分。然而，應(yīng)明確地理解，圖式僅用于說明和描述目的，且不意圖作為本公開的限制的定義。除非上下文另外明確規(guī)定，否則在本說明書和權(quán)利要求書中使用時，單數(shù)形式“一”和“所述”包含多個指示物。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施例的熱車輪保護(hù)閥的前透視圖。

圖2是圖1的熱車輪保護(hù)閥的頂視圖。

圖3是圖1的熱車輪保護(hù)閥的側(cè)視圖。

圖4是圖1的熱車輪保護(hù)閥的另一側(cè)視圖。

圖5是圖1的熱車輪保護(hù)閥的后視圖。

圖6是展示圖1的熱車輪保護(hù)閥的若干組件的分解視圖。

圖7是圖1的熱車輪保護(hù)閥沿著圖2中的線7-7的橫截面圖。

圖8是根據(jù)另一實施例的圖1的熱車輪保護(hù)閥的橫截面圖。

圖9是圖1的熱車輪保護(hù)閥沿著圖2中的線9-9的橫截面圖。

具體實施方式

為了下文的描述，術(shù)語“上”、“下”、“右”、“左”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“橫向”、“縱向”以及其衍生詞將依照本發(fā)明在附圖中的定向來涉及本發(fā)明。然而，應(yīng)理解，本發(fā)明可采用替代變化和步驟順序，除了相反地明確指定的情況之外。還應(yīng)理解，附圖中所說明的以及在以下說明書中描述的特定裝置和過程僅僅是本發(fā)明的示范性實施例。因此，與本文中公開的實施例相關(guān)的特定尺寸和其它物理特性不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。

參看圖式(其中貫穿所述圖式的若干視圖，相同參考字符指代相同部分)，本公開大體上涉及一種與軌道車輛一起使用以泄放可能滲漏到所述軌道車輛的制動缸中的額外加壓流體的熱車輪保護(hù)閥。

先參看圖1到5，展示熱車輪保護(hù)閥2的實施例。如本文所描述，熱車輪保護(hù)閥2旨在用于軌道車的制動系統(tǒng)中，如軌道車輛領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解。熱車輪保護(hù)閥2適于在用于乘客和/或貨物運(yùn)輸?shù)能壍儡囕v中使用。然而，這種使用旨在為非限制性的，并且熱車輪保護(hù)閥2可普遍應(yīng)用于軌道車中。所描繪的實施例中的熱車輪保護(hù)閥2大體上包括主體4、頂蓋6和底蓋8。在描繪的這個實施例中，熱車輪保護(hù)閥2大體上為矩形。多個緊固件10a到10h可用于將主體4耦合到頂蓋6和底蓋8。此外，預(yù)期主體4、頂蓋6和底蓋8可形成為一個單體結(jié)構(gòu)。如圖7到9中所展示，活塞通道12可被界定在主體4中，并且可從主體4的頂部表面5a縱向延伸到主體4的底部表面5b。在一個實施例中，活塞通道12可大體上為圓柱形。

可在頂蓋6的一側(cè)中界定保持器/緊急風(fēng)缸開口14?？稍谥黧w4的一側(cè)中界定排氣開口16。可在底蓋8的一側(cè)中界定第一制動缸開口18。在一個實施例中，保持器/緊急風(fēng)缸開口14、排氣開口16和第一制動缸開口18被界定在熱車輪保護(hù)閥2的同一側(cè)?？稍谥黧w4的與排氣開口16相對的一側(cè)中界定第二制動缸開口20?？稍谥黧w4的與第二制動缸開口20相同的側(cè)中界定制動管開口22。在一個實施例中，第二制動缸開口20和制動管開口22被界定在熱車輪保護(hù)閥2的同一側(cè)中。在另一實施例中，保持器/緊急風(fēng)缸開口14、排氣開口16和第一制動缸開口18被界定在熱車輪保護(hù)閥2的與第二制動缸開口20和制動管開口22相對的一側(cè)中。如圖5中所展示，可在主體4的背側(cè)表面中界定開口23。

在圖8中所展示的一個實施例中，緊急風(fēng)缸24可經(jīng)由保持器/緊急風(fēng)缸開口14與熱車輪保護(hù)閥2流體連通。在另一實施例中，保持器壓力管26經(jīng)由保持器/緊急風(fēng)缸開口14與保持器腔27和熱車輪保護(hù)閥2流體連通。歸因于可能在緊急風(fēng)缸24中發(fā)生的滲漏，緊急風(fēng)缸24可能損失加壓流體，由此使提供到熱車輪保護(hù)閥2的加壓流體量出現(xiàn)波動。因此，優(yōu)選的是建立熱車輪保護(hù)閥2與保持器腔27之間的流體連通。經(jīng)由保持器壓力通道28將加壓流體供應(yīng)到頂蓋6中所界定的內(nèi)腔30。內(nèi)腔30可與活塞通道12流體連通，由此允許來自保持器壓力管26的加壓流體從保持器壓力通道28流到活塞通道12。在一個優(yōu)選實施例中，可在頂蓋6的內(nèi)腔30中提供第一偏置部件31。第一偏置部件31可擱置在第一活塞50的頂部表面上，并且延伸以鄰接頂蓋6的內(nèi)腔30的頂部表面。第一偏置部件31可提供抵抗第一活塞50的偏置力，所述偏置力將第一活塞50朝向活塞通道12的下端偏置。在一個實施例中，第一偏置部件31可為彈簧。在另一實施例中，第一偏置部件31可不與熱車輪保護(hù)閥2一起使用。

排氣通道32可提供排氣開口16與活塞通道12之間的流體連通。第一制動缸管34可經(jīng)由第一制動缸通道36與底蓋8的內(nèi)腔38流體連通。來自制動缸34的加壓流體可經(jīng)由底蓋8的內(nèi)腔38從制動缸通道36流到活塞通道12。來自制動缸33的加壓流體可經(jīng)由排氣開口16排出。第二制動缸管40可經(jīng)由第二制動缸開口20與第二制動缸通道42流體連通。加壓流體經(jīng)由第二制動缸通道42從第二制動缸管40供應(yīng)到活塞通道12。制動管44可經(jīng)由制動管開口22與制動管通道46流體連通。，保持器壓力管26、第一制動缸管34、第二制動缸管40和制動管44可焊接到熱車輪保護(hù)閥2上、擰入所述熱車輪保護(hù)閥中或經(jīng)由法蘭緊固到所述熱車輪保護(hù)閥，此外還有所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白的其它連接方法。通道67可經(jīng)由開口23從活塞通道12提供流體連通。

參看圖6到9，熱車輪保護(hù)閥2的一個實施例包含用于從軌道車輛的制動缸33排出加壓流體的若干組件。下文更詳細(xì)地描述一種用于排出加壓流體的方法?？稍陧斏w6的底部表面中所界定的腔中提供第一墊片48。第一墊片48可用于在頂蓋6與主體4之間提供密封，由此防止來自熱車輪保護(hù)閥2的加壓流體滲漏。

第一活塞50可定位在活塞通道12的上部部分中。第一活塞50可在活塞通道12內(nèi)縱向滑動。第一活塞50可為t形，且第一活塞50的上部部分接觸活塞通道12的環(huán)形內(nèi)表面?？稍诘谝换钊?0的外表面中界定多個環(huán)形凹槽?？稍诳v向沿著第一活塞50的不同位置處提供所述凹槽。多個o形環(huán)52a、52b、52c、52d可定位在第一活塞50中所界定的凹槽內(nèi)。提供o形環(huán)52a、52b、52c、52d以防止來自活塞通道12和熱車輪保護(hù)閥2的加壓流體滲漏。雖然展示四個凹槽和o形環(huán)與第一活塞50連接，但應(yīng)理解，可提供更多或更少凹槽和/或o形環(huán)以在第一活塞50與活塞通道12之間形成較緊密的密封。

第一活塞50的下部部分可定位在襯套54內(nèi)。襯套54在形狀上可為圓柱形，以便配合于活塞通道12內(nèi)。襯套54可在活塞通道12內(nèi)滑動。襯套54可圍封第一活塞50的下部部分?？稍谝r套54中界定多個襯套通道56a、56b、56c、56d。襯套通道56a、56b、56c、56d準(zhǔn)許加壓流體穿過襯套54并且由此離開熱車輪保護(hù)閥2。雖然展示四個襯套通道與襯套54連接，但應(yīng)理解，可提供更多或更少襯套通道以更高效地允許加壓流體穿過襯套54。支座58提供于活塞通道12的內(nèi)表面上，襯套54可擱置在所述支座上。

第二活塞60可定位在活塞通道12的下部部分中。第二活塞60可沿著活塞通道12縱向滑動。第二活塞60的頂部表面可對接第一活塞50的底部表面。類似于第一活塞50，第二活塞60可包含縱向沿著第二活塞60界定的多個環(huán)形凹槽。在一個實施例中，o形環(huán)62可定位在所述凹槽中的一者中以在第二活塞60與活塞通道12之間形成密封，由此防止來自熱車輪保護(hù)閥2的加壓流體滲漏。雖然展示一個o形環(huán)定位在第二活塞60上，但應(yīng)理解，可使用更多o形環(huán)以在第二活塞60與活塞通道12之間提供更強(qiáng)的密封。

可在底蓋8的頂部表面中所界定的腔中提供第二墊片64。第二墊片64可用于在底蓋8與主體4之間提供密封，由此防止來自熱車輪保護(hù)閥2的加壓流體滲漏。在一個實施例中，第二偏置部件66可在底蓋8的內(nèi)腔38中提供。內(nèi)腔38可與活塞通道12和第一制動缸通道36流體連通。第二偏置部件66可擱置在內(nèi)腔38的底部表面上、延伸到活塞通道12中并且鄰接第二活塞60的底部表面。在一個實施例中，第二偏置部件66可朝向活塞通道12的上部部分偏置，由此提供抵抗第二活塞60的底部表面的偏置力。在一個實施例中，第二偏置部件66可為彈簧。然而，應(yīng)預(yù)期可使用替代性偏置部件，其提供可被壓縮和擴(kuò)展以沿第二活塞60的方向提供偏置力的彈性部件。此外，預(yù)期熱車輪保護(hù)閥2可在無第二偏置部件66的情況下操作。

下文描述一種使用熱車輪保護(hù)閥2來排出軌道車輛的制動系統(tǒng)的制動缸壓力的方法。如先前論述，通過使用熱車輪保護(hù)閥2，滲漏到軌道車輛的制動缸中的任何額外加壓流體可從制動系統(tǒng)中排出，由此避免軌道車輛的熱車輪情況。

參看圖7到9，在使用此方法期間，第一偏置部件31可將預(yù)定向下力施加于第一活塞50上?？苫诘谝黄貌考?1的剛度和回彈性而提供所述預(yù)定向下力。由第一偏置部件31對第一活塞50施加的向下力繼而在第二活塞60上提供向下力。此外，預(yù)期緊急風(fēng)缸24所供應(yīng)的緊急風(fēng)缸壓力也可在第一活塞50上提供向下力。制動管44供應(yīng)加壓流體到活塞通道12以對第一活塞50施加向上力。由第一偏置部件31施加的向下力與由制動管44供應(yīng)的壓力所施加的向上力之間因此形成壓力差。第一制動缸管道34和第二制動缸管道40供應(yīng)加壓流體到活塞通道12，由此對第一活塞50和第二活塞60施加對應(yīng)于制動缸33壓力的向上力。在一個實施例中，第二偏置部件66也對第二活塞60施加預(yù)定向上力。由第二偏置部件66供應(yīng)的力的量取決于第二偏置部件66的剛度和回彈性。在這個實施例中，在第一活塞50的一側(cè)上的第一偏置部件31與在第一活塞50的相對側(cè)上的制動管44、第一制動缸管道34和第二制動缸管道40以及第二偏置部件66之間產(chǎn)生壓力差。每當(dāng)壓力差上的相反力大體上相等，熱車輪保護(hù)閥2就定位在中立位。在此情況下，通向排氣通道32的襯套通道56c被第一活塞50的外表面封閉。

在軌道車輛的操作期間，加壓流體可緩慢滲漏到第一制動缸管34中，由此使制動缸33達(dá)到過量壓力級。為了避免熱車輪狀況，應(yīng)從制動缸33泄放此過量壓力。隨著制動缸33中的壓力增大，來自第一制動缸管道34和第二制動缸管道40所供應(yīng)的加壓流體的向上力增大，并且使熱車輪保護(hù)閥2中的壓力差失衡。第二活塞60向上推動第一活塞50。隨著第一活塞50向上移動，襯套通道56c打開，并且活塞通道12與排氣通道32之間形成流體連通。第一活塞50上的凹槽53允許從制動缸33穿過第二制動缸通道42、穿過襯套通道56b、穿過活塞通道12、穿過排氣通道32到排氣開口16的流體連通。此流體連通允許來自第二制動缸管40的加壓流體經(jīng)由襯套通道56c泄放以經(jīng)由排氣通道32排放到大氣。隨著加壓流體從制動缸33泄放，施加于第二活塞60上的向上壓力相應(yīng)地減小。由于施加于第二活塞60上的向上壓力減小，壓力差回到中立位，其中由第一偏置部件31施加的向下壓力大體上等于由制動管44、第一制動缸管道34和第二制動缸管道40以及第二偏置部件66供應(yīng)的向上壓力。熱車輪保護(hù)閥2可經(jīng)配置以在制動缸33壓力停止增大并且減小第二活塞60上的壓力時達(dá)到中立位。熱車輪保護(hù)閥2可“計量”或連續(xù)地泄放以匹配進(jìn)入制動缸33的滲漏，并且防止制動缸33中超過預(yù)定水平的增大。

在一個實施例中，由保持器腔27供應(yīng)的壓力可設(shè)置成高壓力設(shè)置。在這個實施例中，除偏置部件31之外，由保持器腔27的加壓流體施加的向下力比由制動管44、第一制動缸管道34和第二制動缸管道40以及第二偏置部件66施加的向上力大出許多，以至于熱車輪保護(hù)閥2的使用基本上失效，因為由制動管44、第一制動缸管道34和第二制動缸管道40以及第二偏置部件66向上施加于第一活塞50上的壓力并不足以克服除偏置部件31之外由保持器腔27供應(yīng)的壓力。因此，操作者可選擇通過將保持器壓力管26設(shè)置到高壓力位置來切斷與熱車輪保護(hù)閥2的連接。

雖然前文描述中提供熱車輪保護(hù)閥2的各種實施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對這些實施例作出修改和更改。舉例來說，應(yīng)理解，本發(fā)明盡可能地預(yù)期任何實施例的一個或多個特征可與任何其它實施例的一個或多個特征組合。因此，前文描述旨在具說明性而非限制性。上文描述的本公開由所附權(quán)利要求書界定，并且屬于權(quán)利要求書的等效含義和范圍內(nèi)的對本發(fā)明的所有改變均應(yīng)涵蓋在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)。