本發(fā)明屬于鐵路貨車風(fēng)動控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種用120閥控制整組煤炭漏斗車底門開閉的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

既有煤炭漏斗車卸貨方式主要有單輛風(fēng)、手動卸貨或地面觸碰式卸貨兩種方式。其中風(fēng)動卸車方式由于其風(fēng)源壓力來自制動主管，沒有聯(lián)通多輛車的信號傳輸，而不能實現(xiàn)多個連掛車輛同時卸貨。觸碰式卸貨結(jié)構(gòu)主要依靠地面機構(gòu)設(shè)施與車輛上傳動柄接觸，并在車輛移動力的作用下才能打開底門，因此也無法實現(xiàn)整列同時卸車的要求。根據(jù)我國鐵路貨車運用條件和車輛本身設(shè)計規(guī)范的影響，若實現(xiàn)多個連掛車輛同時卸貨的要求，就需要不改變既有車輛卸貨開閉方式和傳動機構(gòu)的基礎(chǔ)，利用壓力空氣作為風(fēng)動卸車的動力源和信號源實現(xiàn)漏斗車底門的開閉作用。同時根據(jù)車輛運行安全可靠的原則，車輛運行時需要底門可靠關(guān)閉，卸貨時要求開門迅速的條件，就需要設(shè)計一套既能傳遞整列開關(guān)底門信號又能推動雙向風(fēng)缸驅(qū)動傳動機構(gòu)實現(xiàn)底門開閉功能的控制系統(tǒng)；同時確保車輛卸貨完畢后通過閥的作用使多個車輛底門可靠完全關(guān)閉，同時確保關(guān)門壓力不損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了實現(xiàn)整列貨車卸貨過程中的底門開閉功能，提出了一種用120閥控制整組煤炭漏斗車底門開閉的控制系統(tǒng)，包括與車頭空壓機連接的列車主管，列車主管上設(shè)有控制與各節(jié)車輛通斷連接的折角塞門，所述列車主管外接有若干底門開閉控制單元，每個底門開閉控制單元對應(yīng)控制一節(jié)車輛的底門開閉，所述的底門開閉控制單元具有控制底門開閉的功能和底門關(guān)閉時的保壓自鎖功能，底門開閉控制單元的輸入信號為列車主管提供的空氣壓力變化。

所述的底門開閉控制單元包括儲風(fēng)缸、120控制閥和雙向風(fēng)缸，所述雙向風(fēng)缸包括由鞲鞴分隔成的開門氣室和關(guān)門氣室，雙向風(fēng)缸的鞲鞴桿設(shè)于關(guān)門氣室內(nèi)、鞲鞴桿外置端與底門連接；120控制閥的進風(fēng)端與列車主管連接，雙向風(fēng)缸的關(guān)門氣室和儲風(fēng)缸與120控制閥連接，雙向風(fēng)缸的開門氣室與列車主管連接，120控制閥控制開門氣室和關(guān)門氣室內(nèi)的壓力變化，進而驅(qū)動鞲鞴桿運動，各連接回路中分別設(shè)有控制回路通斷的塞門。

所述的120控制閥包括中間體、緊急閥、半自動緩解閥和主閥，中間體上有進風(fēng)口、出風(fēng)口b和出風(fēng)口c，進風(fēng)口與列車主管連接，出風(fēng)口b與雙向風(fēng)缸的關(guān)門氣室連接，出風(fēng)口c與儲風(fēng)缸連接；所述緊急閥和主閥與中間體的兩相鄰面對應(yīng)連接，緩解閥與主閥連接。即進風(fēng)口為列車主管連接端口，出風(fēng)口b為制動缸連接端口，出風(fēng)口c為儲風(fēng)缸連接端口。

所述進風(fēng)口與列車主管連接的回路中連接有組合式集塵器。組合式集塵器可采用常規(guī)鐵路運輸用集塵裝置，其主要起過濾系統(tǒng)內(nèi)空氣和可以手動控制空氣通路關(guān)閉的功能。

各車輛的列車主管之間、列車主管與底門開閉控制單元的車廂主進風(fēng)管之間分別通過法蘭三通連接，方便拆裝、維修、更換局部管路。

所述120控制閥具有充氣及緩解位、減速充氣及緩解位、常用制動位、保壓位和緊急制動位五個作用位置，底門開閉控制單元利用120控制閥的充氣及緩解位、常用制動位和保壓位三個作用位置完成對整組漏斗車底門的開閉控制，具體控制過程如下：

打開底門：風(fēng)動控制整組卸車前，首先將尾車的風(fēng)動控制列車主管上的折角塞門關(guān)閉，各車廂的主進風(fēng)管與列車主管接通，首車的風(fēng)動控制主進風(fēng)管與地面風(fēng)源或機車接通，使各節(jié)車輛底門開閉控制單元的主進風(fēng)管內(nèi)充有壓力空氣；使底門開閉控制單元的各塞門、組合集塵器手把置于開通位，120控制閥處于充氣緩解位，這時120控制閥將溝通列車主管和儲風(fēng)缸，同時雙向風(fēng)缸前端的關(guān)門氣室通過120控制閥與大氣連通，列車主管中的壓力空氣還有一路直接到達雙向風(fēng)缸后端的開門氣室，推動雙向風(fēng)缸鞲鞴桿前移，從而驅(qū)動底門機構(gòu)打開底門；

關(guān)閉底門：當(dāng)卸車完畢需要關(guān)門時，將列車主管內(nèi)的壓力空氣排出，使120控制閥處于了制動位，這時雙向風(fēng)缸后端的開門氣室通過列車主管接通大氣，120控制閥將儲風(fēng)缸與雙向風(fēng)缸前端的關(guān)門氣室連通，儲風(fēng)缸的壓力空氣進入雙向風(fēng)缸前端的關(guān)門氣室推動雙向風(fēng)缸鞲鞴桿后移，從而驅(qū)動底門機構(gòu)關(guān)閉底門。

底門關(guān)閉時，120控制閥施行常用制動減壓，列車主管停止減壓，120控制閥的主閥切斷了列車主管與關(guān)門氣室的通氣回路，保證關(guān)門氣室內(nèi)的關(guān)門壓力不損失，進而實現(xiàn)底門關(guān)閉時的保壓自鎖功能。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明實現(xiàn)了煤炭漏斗車整列編組卸車開關(guān)底門的要求，提高了車輛卸車效率，減少了作業(yè)人員，同時可以避免卸車粉塵對人員的傷害；

2、在列車運行過程中，底門始終處于關(guān)閉位置，且能有一部分壓力空氣封在雙向風(fēng)缸前蓋內(nèi)，解決了當(dāng)轉(zhuǎn)換為手動開關(guān)底門狀態(tài)時，雙向風(fēng)缸活塞兩側(cè)壓力空氣皆為零壓力狀態(tài)，起到阻止底門打開的功能，進一步保證了車輛行車安全；

3、本發(fā)明將車輛風(fēng)控管系連接設(shè)計成獨有型式，可有效避免與車輛制動系統(tǒng)誤接，影響車輛安全運行；

4、本發(fā)明風(fēng)控系統(tǒng)中的零部件較少（儲風(fēng)缸、120控制閥和雙向風(fēng)缸等），降低了管路和部件的漏泄可能；

5、本發(fā)明是利用鐵路制動系統(tǒng)的成熟核心配件120閥、組合式集塵器、法蘭三通等連接組成，管系通徑和各閥體通徑進行校核設(shè)計就能滿足車輛快速卸車和關(guān)閉底門的風(fēng)量要求，確保了風(fēng)控系統(tǒng)配件的可靠性及檢修通用性，降低了新型配件的研制成本。

附圖說明

圖1為底門開閉控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為漏斗車底門打開時的控制單元原理圖；

圖3為漏斗車底門關(guān)閉時的控制單元原理圖；

圖4為120閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的a向視圖；

圖6為圖4的b向視圖；

圖中：1.儲風(fēng)缸、2.壓力表、3.儲風(fēng)缸支管、4.120控制閥、5.車廂主進風(fēng)管、6.組合式集塵器，7.管卡、9.列車主管、10.折角塞門、12.法蘭彎頭、13.dn32×dn25法蘭三通、14.雙向風(fēng)缸前蓋支管、15.dn32×dn15法蘭三通、17.雙向風(fēng)缸、18.雙向風(fēng)缸后蓋支管、19.雙向風(fēng)缸支管、a.關(guān)門氣室、b.開門氣室；

41.中間體、42.緊急閥、43.半自動緩解閥、44.主閥、45.出風(fēng)口c、46-出風(fēng)口b、47.進風(fēng)口。

具體實施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

鐵路貨車制動系統(tǒng)是車輛關(guān)鍵系統(tǒng)，其使用的120控制閥為鐵道車輛制動系統(tǒng)核心部件。在制動系統(tǒng)中120閥根據(jù)列車主管中空氣壓力的變化，來操縱本車制動裝置的制動和緩解作用，它是制動機的主要控制機構(gòu)。列車主管既是一根貫通全列車的壓力空氣輸送管，向各車輛制動機供給壓力空氣，也是一根傳遞列車制動、保壓或緩解指令的控制管。

120控制閥的結(jié)構(gòu)如圖4、5、6所示，由中間體、主閥、半自動緩解閥和緊急閥4部分組成。中間體上有進風(fēng)口、出風(fēng)口b和出風(fēng)口c，進風(fēng)口與列車主管連接，出風(fēng)口b與雙向風(fēng)缸的關(guān)門氣室連接，出風(fēng)口c與儲風(fēng)缸連接。

120型控制閥的工作過程包括充氣緩解、減速充氣緩解、常用制動、制動保壓和緊急制動等5個狀態(tài)。

充氣緩解狀態(tài)：司機操縱制動機向制動管充風(fēng)時，壓縮空氣經(jīng)中間體進入主閥和緊急閥。

減速充氣緩解狀態(tài)：制動管增壓，前部車輛增壓速度較快，主活塞兩側(cè)形成較大壓力差，主活塞推動滑閥、節(jié)制閥迅速下移，越過充氣緩解位，壓縮減速彈簧到下方極端位，形成減速充氣緩解狀態(tài)。

常用制動狀態(tài)：司機操縱制動機，使制動管施行常用減壓。

制動保壓狀態(tài)：制動管施行常用制動減壓時，制動管停止減壓。因作用部仍處于制動位，副風(fēng)缸繼續(xù)向制動缸充氣，使副風(fēng)缸壓力繼續(xù)下降，滑閥室的壓力繼續(xù)下降。當(dāng)降至與主活塞上部的壓力接近平衡時，在主活塞、節(jié)制閥自重及被壓縮的穩(wěn)定彈簧彈力作用下，主活塞帶動節(jié)制閥下移（滑閥不動），節(jié)制閥蓋住了滑閥背面的制動孔，切斷了副風(fēng)缸向制動缸充氣的通路，形成了制動保壓狀態(tài)。

緊急制動狀態(tài)：制動管緊急減壓，與常用制動相仿，只是由于制動管減壓速度快，第一階段局部減壓和第二階段局部減壓及制動作用的產(chǎn)生過程更迅速，而且兩個階段局部減壓作用不明顯。

機車制動裝置通過列車管向儲風(fēng)缸(室)充氣。若列車管經(jīng)過了減壓，列車進行了制動作用，其運行速度在逐漸降低或已停車，如需要緩解(即制動缸排氣，緩解制動)，這時，上述各容器都留有一定量的壓力空氣，在這種情況下，列車管向這些容器充氣稱為“再充氣”。在再充氣的同時，制動缸壓力空氣經(jīng)緩解通路排入大氣，實現(xiàn)緩解作用。本發(fā)明用到了120閥充氣及緩解位、常用制動位、保壓位三個個作用位置。

本發(fā)明通過研究制動系統(tǒng)中120閥作用原理及其閥內(nèi)通風(fēng)孔徑通風(fēng)量和響應(yīng)時間，判斷120控制閥可以作為整組煤炭漏斗車開關(guān)底門用控制閥，提出了一種用120閥控制整組煤炭漏斗車底門開閉的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與車頭空壓機連接的列車主管，列車主管與各節(jié)車廂的主進風(fēng)管貫通并為各節(jié)車廂制動機供給壓力空氣，列車主管上均設(shè)有控制與各節(jié)車廂通斷連接的折角塞門，所述列車主管外接有若干底門開閉控制單元，每個底門開閉控制單元對應(yīng)控制一節(jié)車廂的底門開閉，所述的底門開閉控制單元具有控制底門開閉的功能和底門關(guān)閉時的保壓自鎖功能，底門開閉控制單元的輸入信號為列車主管提供的空氣壓力變化。

底門開閉控制單元如圖1所示，主要由儲風(fēng)缸、壓力表、儲風(fēng)缸支管、120控制閥、車廂主進風(fēng)管、dn25組合式集塵器、管卡、列車主管、左旋折角塞門、法蘭彎頭、dn32×dn25法蘭三通、雙向風(fēng)缸前蓋支管、dn32×dn15法蘭三通、主風(fēng)管、雙向風(fēng)缸、雙向風(fēng)缸后蓋支管等組成，所述雙向風(fēng)缸包括由鞲鞴分隔成的開門氣室和關(guān)門氣室，雙向風(fēng)缸的鞲鞴桿設(shè)于關(guān)門氣室內(nèi)、鞲鞴桿外置端與底門連接；120控制閥的進風(fēng)端與列車主管連接，雙向風(fēng)缸的關(guān)門氣室和儲風(fēng)缸與120控制閥的出風(fēng)端連接，雙向風(fēng)缸的開門氣室與列車主管連接，各連接回路中分別設(shè)有控制回路通斷的塞門。所述的120控制閥包括中間體、緊急閥、半自動緩解閥和主閥，所述緊急閥和主閥與中間體的兩相鄰面對應(yīng)連接，緩解閥與主閥連接；中間體上有進風(fēng)口、出風(fēng)口b和出風(fēng)口c，進風(fēng)口與列車主管連接，出風(fēng)口b與雙向風(fēng)缸的關(guān)門氣室連接，出風(fēng)口c與儲風(fēng)缸連接；所述緊急閥和主閥與中間體的兩相鄰面對應(yīng)連接，緩解閥與主閥連接。進風(fēng)口與列車主管連接的回路中連接有組合式集塵器。各車輛的列車主管之間、列車主管與底門開閉控制單元的車廂主進風(fēng)管之間分別通過法蘭三通連接。

該系統(tǒng)的具體控制過程如下：

打開底門工作原理：風(fēng)動控制整組卸車前，首先將尾車廂段的風(fēng)動控制列車主管上的折角塞門關(guān)閉，各車廂的主進風(fēng)管與列車主管接通，首車的風(fēng)動控制主進風(fēng)管與地面風(fēng)源或機車接通，使各車廂底門開閉控制單元的車廂主進風(fēng)管內(nèi)充有壓力空氣；使底門開閉控制單元的各塞門、組合集塵器手把置于開通位，120控制閥處于充氣緩解位，這時120控制閥將溝通列車主管和儲風(fēng)缸，同時雙向風(fēng)缸前端的關(guān)門氣室通過120控制閥與大氣連通，列車主管中的壓力空氣還有一路直接到達雙向風(fēng)缸后端的開門氣室，推動雙向風(fēng)缸鞲鞴桿前移，從而驅(qū)動底門機構(gòu)打開底門，圖2為開門時的風(fēng)動控制原理圖。

底門關(guān)閉工作原理：當(dāng)卸車完畢需要關(guān)門時，將列車主管內(nèi)的壓力空氣排出，使120控制閥處于了制動位，這時雙向風(fēng)缸后端的開門氣室通過列車主管接通大氣，120控制閥將儲風(fēng)缸與雙向風(fēng)缸前端的關(guān)門氣室連通，儲風(fēng)缸的壓力空氣進入雙向風(fēng)缸前端的關(guān)門氣室推動雙向風(fēng)缸鞲鞴桿后移，從而驅(qū)動底門機構(gòu)關(guān)閉底門，圖3為關(guān)門時的風(fēng)動控制原理圖。

底門關(guān)閉時，施行常用制動減壓，列車主管停止減壓，120控制閥的主閥切斷了列車主管與關(guān)門氣室的通氣回路，保證關(guān)門氣室內(nèi)的關(guān)門壓力不損失，進而實現(xiàn)底門關(guān)閉時的保壓自鎖功能。

根據(jù)上述設(shè)計控制系統(tǒng)開關(guān)底門原理圖，使得連通整列車的列車主管充、排氣作為整列貨車開關(guān)底門的信號源和動力源，采用120閥制動、緩解功能中的氣路變化實現(xiàn)整列卸中雙向風(fēng)缸動作通路變化要求，采用160升儲風(fēng)缸作為關(guān)閉底門的儲風(fēng)源，通過支管路、塞門、風(fēng)表等配件實現(xiàn)系統(tǒng)的連接及壓力判斷。當(dāng)列車端部進行充風(fēng)時，壓力空氣首先經(jīng)120閥給儲風(fēng)缸充風(fēng)，同時直接向雙向風(fēng)缸的后蓋充風(fēng)，打開底門。當(dāng)列車端部排掉列車主管壓力空氣時，120閥在主進風(fēng)管壓力下降及儲風(fēng)缸共同作用下，實現(xiàn)儲風(fēng)缸與雙向風(fēng)缸的前蓋連通，關(guān)閉底門。

列車主管和各車廂主進風(fēng)管支管管系采用鐵路貨車通用的法蘭連接方式，既保證了風(fēng)控系統(tǒng)的密封性，也滿足車輛現(xiàn)有檢修手段。

其中，120控制閥本身結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明僅僅對其基本結(jié)構(gòu)和工作原理作了簡單描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可結(jié)合120控制閥的現(xiàn)有工作原理理解并實施本發(fā)明技術(shù)方案，基于120閥原理的同等替換均屬于本發(fā)明保護范圍。