一种自动隔离阀、液压控制系统及轨道车辆的制作方法

1.本发明属于自动阀领域，具体涉及一种自动隔离阀、液压控制系统及轨道车辆。


背景技术：

2.隔离阀是流体处理系统中的一种阀门，用于阻止过程介质流向给定位置，通常用于维护或安全目的，它们还可用于提供流动逻辑，并将外部设备连接到系统；现有的隔离阀有机械式的隔离阀，也有非机械式的隔离阀；
3.在专利202122937469.6中，公开了一种船用液动隔离阀，包括阀体和阀芯，阀体内设有阀腔，阀腔设有工作腔和端盖腔，工作腔由3个相同大小的腔体构成，中间的腔体连接进油口，两侧的腔体分别连接a出油口和b出油口，两端的端盖腔上分别连接有左控制油口和右控制油口；所述阀芯滑动设置在阀腔内，阀芯上设有3段与腔体相对应的密封段，本发明能够将主液压系统和副液压系统分开，当其中一个油路系统发生故障时，故障油路可以被完全隔离，并同时自动启用另一个油路系统保持船舶正常航行；但是该阀体存在以下问题：
4.1.该阀体只允许一路设备工作，另一路设备处于备用状态，因此，若使用此阀体，需始终有一半的设备处于闲置状态，增加一定的成本，例如当用于轨道车辆时，将严重增加轨道车辆的成本和重量；
5.2.该隔离阀通过移动阀芯来实现油路的截断，但是阀芯一般质量相对比较大，一方面，相应时间长，另外一方面该阀体正常工作需将右控制油口和左控制油口分别通过额外增加管路连接至出油口和出油口，来控制出油口和出油口的压力，增加了外部连接设备，可靠性降低。
6.3.若安装空间比较紧张时，例如轨道车辆的安装空间，此隔离阀额外增加的管路连接将无法实现阀体集成在设备内部，仅能采用外部安装，造成空间浪费。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自动隔离阀、液压控制系统及轨道车辆，该自动隔离阀响应时间短，密封性好。
8.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
9.第一方面，本发明的实施例提供了一种自动隔离阀；包括阀体、阀芯、隔膜；在阀体内设有阀芯，阀芯的顶部设置与其配合的阀盖，且在阀芯内部设有隔膜，隔膜的一侧是阀芯与阀体形成的第一油腔，相对的另一侧是阀芯与阀体形成的第二油腔；且在第一油腔内设有第一复位件，在第二油腔内设有第二复位件；当第一油腔和第二油腔的压力具有压力差时，隔膜自动向压力低的油腔侧移动，实现对第一油腔或第二油腔的截断；当第一油腔和第二油腔的压力相等时，隔膜在第一复位件或第二复位件的作用下复位。
10.作为进一步的技术方案，所述的阀体和阀芯之间还形成有第一卸油通道和第二卸油通道，第一卸油通道和第二卸油通道位于隔膜的两侧，在第一卸油通道内安装有第一单
向阀，在第二卸油通道内安装有第二单向阀。
11.作为进一步的技术方案，所述的第一卸油通道与第一油腔、第一进油口、第一出油口连通。
12.作为进一步的技术方案，所述的第二卸油通道与第二油腔、第二进油口、第二出油口连通。
13.作为进一步的技术方案，所述的第一油腔和第二油腔共用一个进油口，或者各设置一个进油口。
14.作为进一步的技术方案，所述的第一单向阀、第二单向阀安装于阀体和阀芯之间，可拆装，且第一单向阀、第二单向阀与阀体和阀芯之间设有密封圈。
15.作为进一步的技术方案，在第一油腔上安装有第一限流阀，在第二油腔上安装有第二限流阀。
16.作为进一步的技术方案，所述的第一复位件位于第一限流阀与隔膜之间；所述的第二复位件位于第二限流阀与隔膜之间。
17.作为进一步的技术方案，所述的第一复位件、第二复位件均为复位弹簧。
18.作为进一步的技术方案，所述隔膜设置在相阀体、阀芯的轴线上。
19.第二方面，本发明实施例还提供了一种液压控制系统，包括前面所述的自动隔离阀。
20.第三方面，本发明实施例还提供了一种轨道车辆，其包括前面所述的液压控制系统。
21.上述本发明的实施例的有益效果如下：
22.1.该截断阀的第一油腔、第二油腔，可以同时连接外部的管路，当其中一个管路出现液漏现象时，可以通过管路压力的变化自动控制隔膜的移动，迅速的切断此路供油，不影响另一路设备工作，响应时间短，密封性好。
23.2.本发明基于轨道车辆液压控制的需求，可实现一个液压控制单元(连接油口p)同时控制两个转向架液压驱动设备(分别连接油口o和o’)，两个转向架液压驱动设备可以同步工作；
24.3.根据轨道车辆液压控制系统的特点，往往在给驱动设备充油时需要控制流量，泄压时应迅速，所以本自动截断阀内部集成有限流阀和大通径的单向阀。
25.4.本截断阀结构简单，可集成于液压单元内部，也可在管路中独立安装工作。
附图说明
26.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
27.图1是本发明的结构示意图；
28.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
29.1阀芯；2-1限流阀、2-2限流阀；3-1复位弹簧、3-2复位弹簧；4-1第一单向阀、4-2单向阀；5隔膜；6阀盖；7阀体；
30.p进油口，p’进油口，b第一单向阀的进油口，b’第二单向阀的进油口，
31.c隔膜与阀芯形成的出油口，c’隔膜与阀芯形成的出油口，d油道，d’油道，o出油
口，o’出油口。
具体实施方式
32.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
34.为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.正如背景技术所介绍的，现有技术中的自动隔离阀存在各种不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种自动隔离阀、液压控制系统及轨道车辆。
36.本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例中公开的自动截断阀如图1所示，其整体上为一个左右对称结构，包括阀体7、阀芯1、隔膜5；在阀芯1位于阀体7内，阀盖6位于阀芯1的顶部且与阀体7配合，阀盖6与阀体7之间形成有进油口p和进油口p’；在阀芯1内部设有隔膜5，隔膜5的一端固定在阀盖6 上，另一端固定在阀体7上；且隔膜5设置在中心对称线位置；隔膜5的一侧是阀芯1与阀体7形成的第一油腔，相对的另一侧是阀芯1与阀体7形成的第二油腔，优选的，第一油腔和第二油腔对称设置；在本实施例中，图1左侧的油腔为第一油腔，右侧的油腔为第二油腔；当第一油腔和第二油腔的压力具有压力差时，隔膜5会向压力低的油腔侧移动，实现对第一油腔或第二油腔的截断；当第一油腔和第二油腔的压力相等时，隔膜5在复位弹簧3-1或复位弹簧3-2的作用下实现复位。
37.具体的油路流通如下：
38.第一油腔的入口为进油口p，依次经过第一限流阀2-1的第一限流阀的进油口b、隔膜与阀芯形成的出油口c、阀芯和阀体间的油道d，通过出油口o输出至其他输油管道；
39.第二油腔的入口为进油口p’，依次经过限流阀2-2的第二限流阀的进油口b’、隔膜与阀芯形成的出油口c’、阀芯和阀体间的油道d’，通过出油口o’输出至其他输油管道；
40.进一步，本实施例中的阀体7和阀芯1之间还形成有两个卸油通道，且两个卸油通道位于隔膜5的两侧，泄压时，外部设备内的液压油可通过两个卸油通道进行卸油。
41.进一步的，在上述的其中一个卸油通道内安装有单向阀4-1，在另外一个卸油通道内安装有单向阀4-2；泄压时，外部设备内的液压油可通过出油口o和出油口o’经单向阀4-1、进油口p和单向阀4-2、进油口p’流回油箱，实现快速泄压；无论泄漏如否，均可通过单向阀实现快速卸压。
42.进一步的，上述的单向阀4-1、单向阀4-2也安装于阀体和阀芯之间，可进行外部拆装，且单向阀4-1、单向阀4-2与阀体7和阀芯1之间还设有密封圈，避免液压油泄漏。
43.进一步的，位于隔膜5左侧的卸油通道与第一油腔共用部分油道；位于隔膜5右侧
的卸油通道与第二油腔共用部分油道，具体参见图1。
44.进一步的，在上述的第一油腔上安装有限流阀2-1，在上述的第二油腔上安装有限流阀2-2，用于限流；其中限流阀2-1、限流阀2-2的结构完全相同，相对于隔膜5对称设置；上述的限流阀2-1安装在隔膜左侧的油腔内，且安装在阀芯形成的凹槽内，实现其在阀芯1内的安装，其与阀芯1过盈配合；上述的限流阀2-2安装在隔膜5右侧的油腔内，且也安装在阀芯1形成的凹槽内，实现其在阀芯1内的安装，其与阀芯1过盈配合；且限流阀2-1和限流阀2-2左右对称设置，限流阀2-1、限流阀2-2的进油口直径小于其出油口直径，起到限流的作用，如图1所示，沿着液压油流动方向，前半部分是等径小孔，中间部分是直径逐渐变大的变径口，后半部分是等径大孔。但是需要说明的是，限流阀2-1和限流阀2-2油腔b的孔径可根据实际需求调整。
45.进一步的，隔膜与阀芯形成的出油口c的直径小于限流阀2-1的进油口直径，起到增压的作用。
46.进一步的，隔膜与阀芯形成的出油口c’的直径小于限流阀2-2的进油口直径，起到增压的作用。
47.进一步的，上述的隔膜5可以由柔性材料制作，例如橡胶、聚四氟乙烯等材料，也可以采用非柔性材料制作，无论是柔性材料还是非柔性材料，均需要保证液压油无法渗流，当隔膜采用柔性材料制作时，其两端固定(一端固定在阀盖上，另一端固定在阀芯上)，当其中一侧压力发生变化时，位于隔膜与阀芯形成的出油口c’和隔膜与阀芯形成的出油口c位置的隔膜，向压力低的一侧移动，进而相应的出油口进行封堵，移动距离较小；当隔膜采用非柔性材料制作时，其两端不固定(一端可移动的安装在阀盖上，另一端可移动的安装在阀芯上，在阀盖和阀芯上设置安装槽)，其可以整体做微小距离的移动。
48.进一步的，在上述的限流阀2-1与隔膜5之间设有复位弹簧3-1，按照图1 所示的方位，复位弹簧3-1水平设置在第一限流阀2-1与隔膜5之间；在上述的限流阀2-2与隔膜5之间设有复位弹簧3-2；复位弹簧3-2水平设置在限流阀 2-2与隔膜5之间；通过设置复位弹簧3-1、复位弹簧3-2实现对隔膜5的复位，复位弹簧3-1、复位弹簧3-2的型号大小等完全相同，对称设置在隔膜5的两侧。
49.上述的自动截断阀5的具体工作原理如下：
50.当与第一油腔相连的管路和与第二油腔相连的管路无泄漏时，出油口o和出油口o’的压力无差别，隔膜5不会动作，且基本位于阀芯的中心线位置；
51.当出油口o’对应的外部管路侧泄漏，使出油口o’的压力降低，使得出油口o和出油口o’压力不一致(出油口o的压力大于出油口o’的压力)，进而隔膜与阀芯形成的出油口c’的压力降低，而此时另外一侧的压力依旧保持不变，所以导致隔膜5两侧的第一油腔和第二油腔之间出现压差，由于压差的原因，使隔膜5受力不均匀，隔膜5向压力低的一侧(出油口o’所在的一侧)移动(对应附图1，隔膜5-5向右侧移动)，隔膜与阀芯形成的出油口c’处的油路被截断，进而截断出油口o’油口的液压油输出，起到截断作用。
52.当出油口o对应的外部管路侧泄漏，压力降低时，使得出油口o和出油口o’压力不一致(出油口o的压力小于出油口o’的压力)，而隔膜与阀芯形成的出油口c的压力降低，进而导致隔膜5两侧的第一油腔和第二油腔之间出现压差，由于压差的原因，使隔膜5受力不均匀，隔膜5向压力低的一侧(出油口o所在的一侧)移动(对应附图1，隔膜5向左侧移动)，隔
膜与阀芯形成的出油口 c处的油路被截断，进而截断出油口o油口的液压油输出，起到截断作用。
53.泄压时，外部设备内的液压油可通过出油口o和出油口o’经单向阀4-1、进油口p和单向阀4-2、进油口p’流回油箱，实现快速泄压；无论泄漏如否，均可通过单向阀实现快速卸压。
54.上述的自动截断阀采用纯机械结构，利用管路中的压力变化情况，进行自动截断控制，无需电气控制和软件控制，不存在电磁干扰等问题，工作环境适应性强。
55.进一步的，该系统中使用自动截断阀的数量不受外部设备的限制，可根据需求使用一个或多个自动截断阀控制两个或多个设备。
56.本实施例还提供了一种液压系统，所述的液压系统包括前面所述的自动隔离阀。由于该液压系统中设置有如上所述的自动隔离阀，因此该液压系统同样具备如上所述的全部优势。
57.本实施例还提供了一种轨道车辆，所述的轨道车辆包括前面所述的液压系统。由于该轨道车辆中设置有如上所述的液压系统，因此该轨道车辆同样具备如上所述的全部优势。在一些实施例中，本发明提供的轨道车辆可以是任何适当类型的车辆，例如普速火车、动车、地铁车辆、城铁车辆等，本发明不局限于某种或某些特定的轨道车辆类型。
58.实施例2
59.由于传统液压系统往往只采用一路进油口，所以在实施例1中的进油口p’可通过螺堵封堵，当进油口p’封堵之后，从进油口p进来的油分两路分别进入到第一油腔和第二油腔，在此时，阀芯顶部和阀盖之间形成一个道道，可以使得进油口p’进来的液压油进入到第二油腔。
60.或为了方便检测压力，实施例1中进油口p’外接测试设备检测进油口压力，如传感器、测试点、压力表等，实现对进油口p的封堵。
61.本实施例还提供了一种液压系统，所述的液压系统包括前面所述的自动隔离阀。由于该液压系统中设置有如上所述的自动隔离阀，因此该液压系统同样具备如上所述的全部优势。
62.本实施例还提供了一种轨道车辆，所述的轨道车辆包括前面所述的液压系统。由于该轨道车辆中设置有如上所述的液压系统，因此该轨道车辆同样具备如上所述的全部优势。在一些实施例中，本发明提供的轨道车辆可以是任何适当类型的车辆，例如普速火车、动车、地铁车辆、城铁车辆等，本发明不局限于某种或某些特定的轨道车辆类型。
63.最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
64.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。