用于控制阀的阀壳体和控制阀的制作方法

1.本发明涉及一种用于控制阀的阀壳体，所述控制阀特别是用于轨道车气动制动系统，以及包括这种阀壳体的控制阀。


背景技术：

2.气动制动系统中的控制阀必须对制动管道压力的变化做出精确反应，并提供对应的制动缸压力。现代气动制动系统使用电动阀，电动阀通过线或无线电接收制动信号来控制至制动缸和自制动缸的空气流。为了提供安全作用且可靠的气动制动系统，需要监测和检查阀和连接到阀的管道系统。
3.对于这样的电控制动系统，ep 3 608 184 a1提出了一种阀诊断和监测系统，尤其是用于轨道车的气动制动系统中的分配器阀。监测系统可以监测和检查不同的参数，尤其是控制阀和与控制阀流体连通的管道系统中的不同压力。
4.参考的解决方案仅给出了这种诊断和监测系统的总体概述，但没有该概念在控制阀内的具体机械实施，或者关于如何将监测系统实施到控制阀中的解决方案。另一个问题是，尤其是在轨道车气动制动系统中，用于控制阀的安装空间有限，使得难以在控制阀与其旁边的制动系统的其他部件不发生干涉的情况下整合该监测系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，特别是提供一种机械解决方案，以将监测系统整合在控制阀内，并提供跨所有阀产品的标准化接口，优选地，以便容易地接近需要由监测系统监测的所有压力，从而提供可靠的气动制动系统。这个目的通过独立权利要求的主题来解决。有利实施例依据从属权利要求，并且将在下文中阐述。
6.根据本发明，提供一种用于控制阀的阀壳体，控制阀特别是用于轨道车气动制动系统，包括至少一个流体接口，用于能够与诸如分配器阀和/或继动阀组件的阀组件流体连通，其中继动阀组件可以包括一个或多个继动阀。继动阀可以快速增加或减少空气压力。它们有助于缩短制动缸的压力施加时间，并且在制动器释放时还可以用作快速排放阀。经由流体接口，制动系统的流体，特别是空气流，可以从阀壳体通到阀组件和/或从阀组件通到阀壳体。阀壳体还可以包括一个或多个另外的流体接口，用于能够与一个或多个另外的阀组件，诸如分配器阀和/或继动阀组件流体连通。流体接口可以通过至少一个流体入口或出口来实现，以在阀壳体与阀组件之间提供不间断的流体流动。流体接口还可以包括一个或多个另外的流体入口和/或出口。优选地，阀壳体的一个或多个流体接口可以标准化，以提供控制阀的模块化构造。阀壳体可由钢、铝、聚合物或其他材料制成，以适用于-50℃与70
°
c之间的工作温度。特别地，阀壳体可以由热压铝制成，以使阀壳体更轻。
7.优选地，阀壳体包括与流体入口和/或出口的另一流体接口，以能够与制动系统的其他部件，例如制动器、辅助储器或应急储器流体连通。因此，这种连通可经由管道系统实现。例如，管道系统将阀壳体与制动器连接，其中制动管道将空气流从阀壳体导引至制动
器，以及与应急储器、辅助储器和制动缸连接，其中管道将空气流导引至阀壳体。阀壳体还可以包括一个或多个流体通道，优选地是一个流体通道，以引导制动系统的空气流进入阀壳体。
8.经由流体接口与阀壳体流体连通的阀组件可以安装在流体接口上，用于控制通过阀壳体的流体流动。优选地，阀组件以可易于拆卸的方式，例如通过螺钉，安装在流体接口上，提供控制阀的模块化构造。因此，流体接口可包括预定机械连接部，该预定机械连接部适应阀组件的预定机械连接部。这种模块化构造允许容易地更换阀组件，并且具有如下优点：控制阀可以灵活地适应潜在的要求，并且所有需要维护的阀组件都是容易拆卸的。模块化构造还允许使控制阀更紧凑，因为用于阀组件的安装空间可以至少部分地在阀壳体内。这减少了控制阀所需的安装空间，并且防止为了将控制阀装配到制动系统中而必须进行的修改。
9.根据本发明的一个方面，阀壳体还包括电子接口，电子接口用于连接到例如监测和/或诊断系统的电子模块。优选地，电子模块安装到电子接口，特别是以可易于拆卸的方式。因此，电子接口可包括预定机械连接部，该预定机械连接部可适应例如监测系统的电子模块的预定机械连接部。优选地，电子接口允许接近阀壳体与安装到阀壳体的所有阀组件之间的流体连通以及与管道系统的流体连通。例如，电子接口可以被设计成接近需要由监测系统监测的所有压力，以提供可靠的制动系统。因此，电子接口优选地与阀壳体的流体接口流体连通。电子接口还可以允许接近呼吸器和安全阀，以平衡控制阀的内部压力与环境，并在例如管道爆裂时释放内部过压。电子接口可以容易地适应电子模块的预定接口，例如适应监测系统的接口。因此，根据本发明的阀壳体提供了将监测系统整合在控制阀内的机械解决方案，并提供了跨所有阀产品的标准化接口。
10.可以在具有根据本发明的阀壳体的控制阀内实施的监测和/或诊断系统可以监测和检查控制阀和管道系统中的不同参数，以便提供可靠的制动系统。这些参数可与控制阀或管道系统中不同点处的流体流动和/或压力相关。其它参数可包括但不限于控制阀或管道系统中不同点处的温度、湿度或振动。还可以监测一个或多个另外的压力和/或一个或多个另外的其他参数。在示例实施例中，存在需要由监测系统监测的各种压力，以便提供可靠的制动系统。这些压力包括但不限于控制阀、继动阀、制动缸、制动管道和分配器阀的辅助储器和应急储器的压力。在此实施例中，根据本发明的阀壳体能够容易地接近需要由监测系统监测的所有压力，以提供可靠的气动制动系统，因为它们都可以经由电子接口接近。
11.在示例实施例中，阀壳体还包括至少一个流体通道，特别是至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个流体通道。阀壳体还可以包括一个或多个另外的流体通道。流体通道使得流体能够不间断地流过阀壳体。优选地，流体通道将阀壳体的流体接口与电子接口连接，以例如提供由监测系统对流体连通的接近。每个流体通道被配置成与流体消耗器和/或流体源流体连通。这种流体消耗器和流体源可以是但不限于阀组件，诸如分配器阀或继动阀，或经由管道系统连接的制动系统的其他部件，诸如制动器、辅助储器或应急储器。例如，流体通道的数量可以适应需要由监测系统监测的压力的数量。优选地，流体通道位于阀壳体内部，以减小控制阀的安装空间。
12.在另一示例实施例中，电子接口包括预定机械连接部，该预定机械连接部特别地适应预定机械电子模块连接部以提供控制阀的模块化构造。如果不需要电子模块，也可以
向电子接口安装具有相同预定机械连接部的掩盖物，以覆盖电子接口，从而防止空气进入制动系统。掩盖物优选地包括基本上均匀的板结构。
13.在另一示例实施例中，电子接口被设计成使得电子模块，例如监测系统，可以接近，特别是测量和/或监测流体流动的至少一个参数，诸如压力。电子接口也可以被设计成使得电子模块可以接近流体流动的一个或多个另外的参数，诸如压力。电子接口还可以被设计成接近流体流动的其他参数，这些参数可以包括但不限于温度、振动和/或湿度。电子接口还被设计成使得电子模块可以接近通过阀壳体，特别是通过至少两个流体通道的流体流动的参数。还可以存在穿过阀壳体的一个或多个另外的流体通道，使得电子模块可以接近流体流动的另外的参数。
14.在另一示例实施例中，电子接口设计适应流体通道的数量，以能够容易地接近需要由监测系统监测的流体流动的所有参数，特别是需要监测的所有压力。
15.在另一示例实施例中，电子接口包括优选地平坦的板，该板提供将电子模块(例如监测系统)整合在控制阀内的简单的机械解决方案。电子接口还包括至少一个开口，特别是至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个开口，开口被配置成接收流体流动并将流体流动分流到电子模块。电子接口还可以包括一个或多个另外的开口，一个或多个另外的开口被配置成接收流体流动并将流体流动分流到电子模块。优选地，每个开口连接到流体通道。这允许将电子模块(例如监测系统)放置在控制阀内的任何位置处，以防止控制阀与控制阀旁边的制动系统的其他部件发生干涉。因此，它允许以最佳方式使用有限的安装空间，尤其是在轨道车气动制动系统中。它还减少了用于控制阀的安装空间。
16.根据可以与本发明的前述方面和示例实施例组合的本发明的另一个方面，提供了一种特别地用于轨道车气动制动系统的控制阀。
17.控制阀包括阀壳体，阀壳体具有至少一个流体接口，至少一个流体接口能够与诸如分配器阀和/或继动阀组件的阀组件流体连通，其中继动阀组件可以包括一个或多个继动阀。阀壳体还可以具有一个或多个另外的流体接口，一个或多个另外的流体接口能够与一个或多个另外的阀组件，诸如分配器阀和/或继动阀组件流体连通。阀组件安装在流体接口上，用于控制通过阀壳体的流体流动。优选地，阀布置以可易于拆卸的方式安装，例如通过螺钉，以提供控制阀的模块化构造。优选地，阀壳体包括另外的流体接口，以能够与制动系统的其它部件流体连通。这种连通可以通过管道系统来实现。阀壳体还包括连接到例如监测系统的电子模块的电子接口，或者用于占据电子接口的掩盖物。优选地，电子接口与阀壳体的其他接口流体连通，提供对阀壳体与阀组件之间的流体连通以及对与管道系统的流体连通的接近。特别地，电子接口可以使得能够接近需要测量的流体流动的各种参数，以便提供可靠的制动系统，例如各种压力。根据本发明的控制阀提供了将监测系统整合在控制阀内的机械解决方案。它还提供了跨所有阀产品的标准化接口，因为电子接口可以很容易地适应电子模块的预定接口，例如监测系统的接口。它还能够容易地接近需要由监测系统监测的所有压力，以提供可靠的气动制动系统，因为它们都可以经由电子接口接近。
18.在示例实施例中，电子模块包括测量和/或监测设备，特别是数据中心，其被配置成确定和/或监测流体流动的至少一个参数，诸如压力。测量和/或监测设备还可以确定和/或监测流体流动的一个或多个另外的参数，诸如压力。可以确定和/或监测的流体流动的其他参数可以包括但不限于温度、振动和/或湿度。在示例实施例中，需要测量和/或监测的压
力包括但不限于控制阀、继动阀组件、分配器阀、制动缸和制动管道的辅助储器和应急储器的压力。
19.在另一示例实施例中，控制阀还包括用于连接到压缩空气管道系统的至少一个压力管线。控制阀还可以包括用于连接到压缩空气管道系统的一个或多个另外的压力管线。至少一个压力管线使得能够与制动系统的其它部件诸如制动器、辅助储器或应急储器流体连通。
20.在另一示例实施例中，测量和/或监测设备，特别是数据中心，包括至少一个传感器，特别是压力传感器的预定传感器布置。预定传感器布置还可以包括一个或多个另外的传感器，特别是一个或多个另外的压力传感器。预定传感器布置还可以包括其他传感器，包括但不限于温度传感器、加速度计和/或湿度传感器。数据中心有助于整合来自所有传感器的数据并对其进行处理。它还可以无线地或通过线将数据传输到处理单元。在此实施例中，电子接口设计适应监测系统的预定传感器布置，使得能够容易地接近需要由监测系统监测的所有参数，特别是压力。电子模块还可以包括能量收集模块，以向传感器和数据中心供应能量。
21.在另一示例实施例中，电子接口包括优选地平坦的板，该板提供将监测系统整合在控制阀内的简单的机械解决方案。电子接口还包括至少一个开口，特别是至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个开口，开口被配置成接收流体流动并将流体流动分流到电子模块。电子接口还可以包括一个或多个另外的开口，一个或多个另外的开口被配置成接收流体流动并将流体流动分流到电子模块。这允许将监测系统布置在控制阀内的任何位置处，以防止控制阀与控制阀旁边的制动系统的其他部件发生干涉。因此，它允许以最佳方式使用有限的安装空间，尤其是在轨道车气动制动系统中。它还减少了用于控制阀的安装空间。在此实施例中，开口适应监测系统的预定传感器布置。
22.在另一个示例实施例中，预定传感器布置的压力传感器各自被分配给一个电子接口开口，使得能够容易地接近需要由监测系统监测的所有参数，例如所有压力，以便提供可靠的制动系统。
23.在另一示例实施例中，阀壳体根据前述方面或示例实施例中的一个配置成利用上述优点。
附图说明
24.下面的详细描述参考附图。在不同的附图中可以使用相同的附图标记来标识相同或相似的元件。在下面的描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了具体的细节，诸如特定的结构、功能等以便提供对所要求保护的发明的各个方面的透彻理解。然而，对于受益于本公开的本领域技术人员来说，显而易见的是，所要求保护的本发明的各个方面可以在背离这些具体细节的其他示例中实践。在某些情况下，省略了对公知设备和方法的描述，以免不必要的细节模糊了对本发明的描述。
25.图1示出了根据本发明用于控制阀的阀壳体的示例实施例，该阀壳体被配置成在控制阀内实施监测系统。
26.图2示出了根据本发明的控制阀的示例实施例，该控制阀包括被配置成在控制阀内实施监测系统的阀壳体。
27.图3示出了包括电子模块的根据本发明的控制阀的示意图。
28.图4示出了适应监测系统的预定接口的阀壳体的电子接口。
具体实施方式
29.在以下对本发明的优选实施例的描述中，根据本发明的用于控制阀的阀壳体整体上用附图标记1表示。此外，包括这种阀壳体1的控制阀整体上用附图标记10表示。
30.图1示出了用于特别是轨道车气动制动系统的控制阀的阀壳体1。阀壳体1被设计成保持控制阀的所有模块，以提供模块化构造，并使控制阀尽可能灵活地适应潜在的要求。阀壳体1还被设计成将控制阀安装到例如轨道车的底盘结构，并将控制阀连接到制动系统的其他部件。
31.阀壳体1包括三个流体接口。阀壳体还可以包括第四流体接口(未示出)。阀壳体1的两个(或三个，如果阀壳体1包括四个流体接口)，优选地标准化的流体接口3、5能够与控制阀10的模块，在示例实施例中(在图2中示出)，即两个阀组件13、15流体连通。第一流体接口3能够与包括一个继动阀的继动阀组件13流体连通。第二流体接口5能够与分配器阀15流体连通。如果控制阀10包括四个流体接口，则第四优选地标准化的流体接口可能够与邻近第一继动阀13的第二继动阀(未示出)流体连通。经由流体接口3、5，流体，特别是来自气动制动系统的压缩空气的空气流，可以从阀壳体1通到继动阀13并回到阀壳体1，以及从阀壳体1通到分配器阀15并返回到阀壳体1。第三流体接口7能够与连接到制动系统的其它部件(在图1和图2中未示出)的管道系统流体连通。特别地，管道系统将阀壳体1与制动器连接，其中制动管道将空气流从阀壳体1导引到制动器，以及应急储器、辅助储器和制动缸，其中管道将空气流导引到阀壳体1。所有三个(或四个)流体接口3、5、7包括各种流体入口和/或出口，以能够进行不间断的流体流动。
32.阀壳体1还包括另一接口，电子接口9(在图4中详细示出)，用于连接到电子模块19，特别是监测系统，监测系统可以测量和/或监测控制阀10和管道系统中的不同参数，以便提供可靠的气动制动系统。特别地，监测系统19测量控制阀10和管道系统中的不同压力。这些是与阀壳体1(图1和图2中未示出)流体连通的管道系统中的四个压力，以及阀壳体1与分配器阀15之间以及阀壳体1与继动阀13之间的流体流的压力。电子接口9能够接近阀壳体1与阀组件13、15之间以及阀壳体与管道系统(图1和图2中未示出)之间的流体连通。为了能够实现对流体连通的这种接近，阀壳体1包括通过阀壳体1连接流体接口3、5、7和电子接口9的多个流体通道，其中每个流体通道与一个流体消耗器和/或流体源(在此示例中，阀组件13、15和/或经由管道系统连接的制动系统的其它部件)流体连通。流体通道优选地位于阀壳体1内，以减小控制阀10的安装空间。
33.阀壳体1还包括附加的流体通道11，以将流体，特别是压缩空气的空气流从气动制动系统引导到阀壳体1中。从那里，它穿过阀壳体1到达继动阀13和分配器阀15，并且然后回到阀壳体1，并穿过阀壳体1和管道系统到达制动器。
34.图2示出了控制阀10，特别是用于轨道车气动制动系统的控制阀10，其包括阀壳体1、继动阀13、分配器阀15和经由流体接口3、5、7彼此流体连通的管道系统。控制阀10还包括监测系统19，该监测系统19接近阀壳体1与阀组件13、15之间以及阀壳体1与管道系统之间的流体连通。这种接近由电子接口9提供。控制阀10的模块13、15、19以可易于拆卸的方式安
装到阀壳体1。继动阀13和分配器阀15通过螺钉安装到阀壳体的对应流体接口3、5，以控制通过阀壳体1的流体流动。监测系统19通过螺钉安装到电子接口9。因此，电子接口9包括具有四个孔43、45、47、49(在图4中详细示出)的预定机械连接部，该预定机械连接部适应监测系统19的预定机械连接部。
35.图3示出了控制阀10的示意图，控制阀10包括阀壳体1、分配器阀15和监测系统19。图3还示出了监测系统19的部件。监测系统19包括预定的传感器布置21，该预定的传感器布置21具有一个压力传感器，用于需要监测的每个压力，以便提供可靠的制动系统。监测系统19还包括数据中心(data hub)23，以整合来自所有传感器的数据，并对其进行处理和传输。监测系统19还包括能量收集模块25，以向预定传感器布置21的传感器和数据中心23供应能量。
36.图4示出了适应监测系统19的预定传感器布置21的电子接口9。它具有多个开口，这些开口适应需要由监测系统19监测的压力的数量。这些开口适应监测系统19的预定传感器布置21，其中每个压力传感器被分配给电子接口9的一个开口。存在用于分配器阀15(35，37)的两个开口，用于监测阀壳体1与分配器阀15之间的空气流动压力。还存在用于继动阀13(31，33)的两个开口，以监测阀壳体1与继动阀13之间的空气流动。如果控制阀10包括邻近第一继动阀13的第二继动阀，则电子接口9包括邻近用于第一继动阀15的开口31、33的两个另外的开口。电子接口9的开口还能够与管道系统流体连通。对于将空气流从阀壳体1导引至制动器的制动管道(35)的压力以及制动缸(31)、预控压力(37)、应急储器(39)和辅助储器(41)的压力，各存在一个开口，其中这些管道将空气流导引至阀壳体1。
37.此外，电子接口9包括用于呼吸器和安全阀(未示出)的两个开口27、29，以使控制阀10的内部压力与环境平衡，并在例如管道爆裂的情况下释放内部过压。
38.另外，存在包括四个孔43、45、47、49的预定机械连接部，以将监测系统19安装在电子接口9上。在备选实施例(未示出)中，可以将掩盖物(dummy)，优选地，掩盖板(dummy plate)安装到电子接口9。在没有监测系统的制动系统中，掩盖板防止空气进入制动系统。
39.应该清楚的是，图4中的电子接口9仅仅是适应示例性监测系统19的电子接口的一个示例，以解释这种电子接口的功能。在电子接口的另一个示例中，接口可以包括更多或更少的开口以监测更多或更少的压力或其它参数，和/或开口可以以不同的方式布置。
40.在以上描述、附图和权利要求中公开的特征对于本发明在其不同实施例的单独实现以及以任何组合的实现可能是重要的。
41.附图标记列表
42.1阀壳体
43.3连接到继动阀的流体接口
44.5连接到分配器阀的流体接口
45.7连接到管道系统流体接口
46.9电子接口
47.10控制阀
48.11流体通道
49.13继动阀
50.15分配器阀
51.19监测系统
52.21预定传感器布置
53.23数据中心
54.25能量收集模块
55.27、29用于呼吸器和安全阀的开口
56.3133用于继动阀的开口
57.35、37用于分配器阀的开口
58.39用于应急贮存器的开口
59.41用于辅助贮存器的开口
60.43、45、47、49用于安装监测系统的孔

技术特征：
1.一种用于控制阀的阀壳体(1)，所述控制阀特别是用于轨道车气动制动系统，所述阀壳体包括电子接口(9)和至少一个流体接口，所述流体接口用于能够与安装在所述流体接口上的用于控制通过所述阀壳体的流体流动的阀组件流体连通，所述阀组件诸如为分配器阀和/或继动阀组件，所述电子接口用于连接到电子模块。2.根据权利要求1所述的阀壳体(1)，还包括至少一个流体通道，特别是包括至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个流体通道，每个流体通道被配置成与流体消耗器和/或流体源流体连通。3.根据权利要求1或2所述的阀壳体(1)，其中，所述电子接口(9)包括预定机械连接部，所述预定机械连接部特别地适应预定的机械电子模块连接部。4.根据前述权利要求中任一项所述的阀壳体(1)，其中，所述电子接口(9)被设计成使得所述电子模块可接近、特别是测量和/或监测通过所述阀壳体(1)、特别是通过所述至少两个流体通道的所述流体流动的至少一个参数，诸如压力。5.根据前述权利要求中任一项所述的阀壳体(1)，其中，所述电子接口(9)设计适应所述流体通道的数量。6.根据前述权利要求中任一项所述的阀壳体(1)，其中，所述电子接口(9)包括优选地平坦的板和至少一个开口，特别是至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个开口，所述开口被配置成接收所述流体流动并将所述流体流动分出到所述电子模块。7.一种控制阀(10)，特别是用于轨道车气动制动系统的控制阀，所述控制阀包括壳体(1)，所述壳体(1)具有至少一个流体接口和连接到电子模块的电子接口(9)或用于占据所述电子接口(9)的掩盖物，所述流体接口能够与安装在所述流体接口上、用于控制通过所述壳体(1)的流体流动的阀组件流体连通，阀组件诸如为分配器阀和/或继动阀组件。8.根据权利要求7所述的控制阀(10)，其中，所述电子模块包括测量和/或监测设备(19)，特别是数据中心，所述测量和/或监测设备被配置成确定和/或监测所述流体流动的至少一个参数，诸如压力。9.根据权利要求7或8所述的控制阀(10)，还包括用于连接到压缩空气管道系统的至少一条压力管线。10.根据权利要求8至9中任一项所述的控制阀(10)，其中，所述测量和/或监测设备(19)，特别是所述数据中心，包括至少一个传感器的预定传感器布置(21)，所述传感器特别是压力传感器，并且所述电子接口(9)设计为适应所述预定传感器布置(21)。11.根据权利要求10所述的控制阀(10)，其中，所述电子接口(9)包括优选地平坦的板和至少一个开口，特别是至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个开口，所述开口被配置成接收所述流体流动并将所述流体流动分出到所述电子模块，其中，所述开口的布置适应所述预定传感器布置(21)。12.根据权利要求10至11中任一项所述的控制阀(10)，其中，所述预定传感器布置(21)的所述压力传感器各自被分配给一个电子接口开口。13.根据权利要求7至12中任一项所述的控制阀(10)，其中，所述壳体(1)为根据前述权利要求之一配置的阀壳体(1)。

技术总结
本发明涉及一种用于控制阀的阀壳体，所述控制阀特别是用于轨道车气动制动系统，包括电子接口和至少一个流体接口，流体接口用于能够与待安装在流体接口上、用于控制通过壳体的流体流动的阀组件流体连通，所述阀组件诸如为分配器阀和/或继动阀组件，电子接口用于连接到电子模块。电子模块。电子模块。


技术研发人员：I
受保护的技术使用者：克诺尔轨道车辆系统有限公司
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2023/10/20