本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車(chē)輛流體壓力制動(dòng)系統(tǒng)的控制閥。
載重車(chē)輛通常裝備空氣閘。這些空氣制動(dòng)系統(tǒng)通常包含應(yīng)用彈力，使氣閘釋放壓力緊急停車(chē)制動(dòng)器（下文將此稱(chēng)作彈性制動(dòng)器），這類(lèi)制動(dòng)器通過(guò)安裝在車(chē)輛儀表板上的控制閥進(jìn)行控制。此類(lèi)型的一典型閥公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利RE25，969中而且在其權(quán)利要求1的特征前部份作了描述。當(dāng)這種制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力降低到一預(yù)定水平以下時(shí)，這種類(lèi)型閥自動(dòng)地運(yùn)動(dòng)到一能將連通的釋抑壓力泄放到彈性制動(dòng)器，或者當(dāng)要使車(chē)輛停車(chē)處置彈性閥時(shí)，可以用手動(dòng)使其動(dòng)作。由于當(dāng)此閥運(yùn)行時(shí)，閥內(nèi)壓力很快從很高數(shù)值變化到很低數(shù)值，使這種現(xiàn)有閥的密封機(jī)構(gòu)頗為復(fù)雜和昂貴。
本發(fā)明提供一種在一個(gè)位于閥動(dòng)作柱塞內(nèi)的比較簡(jiǎn)單的凹槽內(nèi)放置一比較簡(jiǎn)單的彈性密封元件的價(jià)格便宜的閥。該閥也被設(shè)計(jì)成可以用比較便宜，諸如塑料那樣的非金屬材料制造。
在現(xiàn)有將彈性體或彈性密封放在凹槽內(nèi)的閥中，當(dāng)該密封處于一高壓環(huán)境中時(shí)，高壓趨向于躍遷入該凹槽，當(dāng)高壓突然降低時(shí)，在密封背后的凹槽內(nèi)的高壓不易泄放。因此，在密封一邊的低壓和凹槽內(nèi)比較高壓力之間的高壓差迫使密封脫離凹槽。
因此，本發(fā)明的特征是一種密封安排，它包含一位于柱塞上的凹槽，一由彈性材料制成，有一放置在該凹槽內(nèi)的主體部分的密封，該密封靠密封的彈性保持在所述凹槽內(nèi)，該密封包含一從所述凹槽伸出的為了和一位于所述外殼上的閥座表面密封接合的部分。
該密封的另一個(gè)特征在于它包含一個(gè)從該密封主體部分伸出且沿四周擴(kuò)展的并和位于凹槽內(nèi)的密封表面密封接合的邊圈，這樣當(dāng)密封作用到它密封表面上時(shí)，位于密封主體相對(duì)邊上的邊圈相應(yīng)地和位于閥外殼壁上的密封表面以及和位于凹槽上的密封表面密封接合，但是當(dāng)閥釋放時(shí)，容納密封的凹槽內(nèi)流體的高壓能使與位于柱塞上的密封表面密封接合的邊圈偏離，因而提供一為泄放該凹槽內(nèi)高壓的出口。由于凹槽內(nèi)的高壓能泄放到低壓區(qū)，不存在趨向迫使密封脫離凹槽的壓差。
因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了一個(gè)比那些在現(xiàn)有技術(shù)中適用的簡(jiǎn)化且更有效的密封機(jī)構(gòu)，因而降低了在這里談過(guò)的這種類(lèi)型制動(dòng)控制閥的成本和增加其可靠性。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這里已談過(guò)的簡(jiǎn)化的密封結(jié)構(gòu)，能使閥體由非金屬材料或塑料制造，因而進(jìn)一步降低閥的成本。
本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點(diǎn)，從以下結(jié)合附圖的說(shuō)明將更為清楚。附圖中：
圖1是按照本發(fā)明構(gòu)思制造的制動(dòng)控制閥的縱剖面圖。
圖2是圖1畫(huà)圈部分的放大圖。
現(xiàn)參照附圖，用編號(hào)10表示的一制動(dòng)控制閥通常包含一在其內(nèi)形成一腔14的外殼12。腔14和一與大氣相通的排出口16相連通。腔14也與一出口或排放口18，以及和一入口或供應(yīng)口20相連通，腔14分段形成一較大直徑部分22和一較小直徑部分24，兩者配合在其間形成一向四周擴(kuò)展的肩26。肩26形成一將在下文說(shuō)明的閥密封區(qū)。
一個(gè)用編號(hào)28表示的柱塞通?？苫瑒?dòng)地放置在腔14內(nèi)，它包含一從外殼12的端緣32伸出的桿30。安放在桿30頂端的把手34供車(chē)輛操作員以通常的方式操作。此柱塞分段形成一較小直徑部分36和一較大直徑部分38，在其間有一肩40。組件42封住外殼12的開(kāi)口端，并提供一讓桿30伸出去的開(kāi)口44。組件42的部分被切去，為形成一通過(guò)通道48與腔14的較大部分22連通的室46，通道48在圖1中用虛線表示。一彈簧50依靠著肩40且能產(chǎn)生推柱塞28向上到圖1所示的位置。一通道52穿過(guò)柱塞28并在一之間用普通的O型密封圈54，56隔開(kāi)的地區(qū)和柱塞28的周?chē)糠诌B通。
現(xiàn)參看圖2中所示的細(xì)節(jié)。柱塞28的肩40被切去一部分，用耒形成一用編號(hào)58表示的沿四周擴(kuò)展的凹槽。該凹槽使具有一在肩40內(nèi)沿四周擴(kuò)展的開(kāi)口60和一用編號(hào)62表示的凹進(jìn)去的腔。一個(gè)用編號(hào)64表示的彈性體密封，該密封具有一在形狀上和腔62相一致因而能投放入凹槽58的座內(nèi)的主體部分66。一對(duì)從主體部分66的相對(duì)邊伸出的邊圈68，70。邊圈68為適應(yīng)和在凹槽58的壁上形成的密封表面72密封接合，而邊圈70通過(guò)向四周擴(kuò)展的開(kāi)口60伸出。
在操作中，閥10的各種部件于是呈圖中所示的各種位置，例如，車(chē)輛因彈性制動(dòng)器作用而停車(chē)時(shí)，因而釋抑壓力從彈性制動(dòng)器泄放。在此情況下，由于柱塞28的具有O型密封圈54，56的部分是處于組件42內(nèi)的開(kāi)口44內(nèi)，因此在入口或供應(yīng)口20內(nèi)的流體壓力是被密封住的，并和通道52相密封隔開(kāi)。由于密封64是脫離位于肩26上的密封表面，在排出口16和出口或排放口18間的流體幾乎可以毫無(wú)阻礙地相通，因此在上面提到的彈性制動(dòng)器內(nèi)的釋抑壓力通過(guò)出口或排放口18進(jìn)入排出口16。
參看附圖當(dāng)車(chē)輛啟動(dòng)，由車(chē)量操作人員，使柱塞28向下運(yùn)動(dòng)，因此迫使位于密封64上的邊圈70形成與肩26上的密封表面密封接合。邊圈70與肩26上的密封表面密封接合產(chǎn)生一軸向力，并通過(guò)密封64的彈性傳遞因而也形成一邊圈68同密封表面72間的密封接合。因此，排出口16和出口或排放口18間的連通被切斷，柱塞28的向下運(yùn)動(dòng)也引起通道52成為與室46連通，如上所述，室46是與腔14的較大直徑部分22連通。由于出口或排放口18也和腔14的較大直徑部分22連通，因此在入口或供應(yīng)口20和出口或排放口18間允許連通，從而將釋抑壓力連到車(chē)輛制動(dòng)器。雖然彈簧50要使柱塞28向上，腔14內(nèi)的流體壓力作用在柱塞28的不平衡表面上克服彈簧50的作用力，所以密封64保持與閥座表面26的密封接合。
還應(yīng)當(dāng)指出，不論密封64多么完善，當(dāng)密封64是處于和閥座表面26密封接合，腔14內(nèi)的流體壓力不可避免地將躍遷入腔62。由于邊圈68和70與它們各自相應(yīng)的表面72，26密封接合，流體將被封在腔62內(nèi)，還由于雙重密封，流體壓力幾乎不會(huì)漏泄到排出口16。然而，當(dāng)車(chē)量停車(chē)和彈性制動(dòng)器作用時(shí)，參看附圖，柱塞28被向上拉，在腔14的較大直徑部分22內(nèi)的流體壓力值會(huì)突然降低，這是因?yàn)槠鋬?nèi)的壓力直接連到排出口16。在現(xiàn)有用于類(lèi)似環(huán)境的密封技術(shù)中，其內(nèi)的高壓突然降低到一十分低的水平時(shí)，不可避免被封在腔62內(nèi)的流體壓力不能通過(guò)密封泄放，因而有一個(gè)迫使密封脫離腔的趨勢(shì)，因此使閥不能動(dòng)作。然而由于柱塞28向上運(yùn)動(dòng)消除作用在邊圈68和70上使邊圈68保持與密封表面72密封接合的軸向力，參看圖，被封在腔62上部的壓力能使邊圈68偏離且使壓力逸放，而被封在凹槽低部的壓力能通過(guò)開(kāi)口60逸放。因此不存在傾向迫使密封脫離凹槽的力。
綜上所述，這種類(lèi)型的現(xiàn)有技術(shù)的閥，由于上面提到的原因，需要比較復(fù)雜的需用螺栓將其固定在柱塞上的密封結(jié)構(gòu)。因此，這種閥的柱塞不可能由非金屬材料制造，因而這種類(lèi)型的閥比能夠用非金屬型材料制造的相應(yīng)的閥較貴。然而由于在本申請(qǐng)中所闡述的簡(jiǎn)化的密封結(jié)構(gòu)，不需要復(fù)雜的密封固定機(jī)構(gòu)，因此柱塞現(xiàn)能由非金屬材料制造，盡管這對(duì)本發(fā)明申請(qǐng)來(lái)說(shuō)并不是必需的。
1、控制閥10包括一外殼(12)，該外殼(12)有一為與一流體壓力源連通的入口(20)，一出口(18)和一排出口(16)，所述外殼(12)限定一和所述入口(20)，出口(18)和排出口(16)連通的腔(14)，一可滑動(dòng)安裝在所述腔14內(nèi)且有較大(38)和較小(36)直徑部分，并在其間限定一肩(40)的閥操作柱塞(28)，一位于所述外殼(12)上的閥座表面(26)，一位于所述肩(40)上的向四周擴(kuò)展的凹槽(58)，一位于所述柱塞(28)內(nèi)、和所述凹槽(58)連通的向四周擴(kuò)展的腔(62)，一包含容納在所述腔(62)內(nèi)的主體部分(66)的向四周擴(kuò)展的密封(64)，和一當(dāng)位于柱塞(28)上的肩(40)被對(duì)著推進(jìn)因而使排出口(16)與入口(20)及出口(18)相密封隔開(kāi)時(shí)，通過(guò)所述凹槽(58)從所述密封(64)主體部分(66)伸出向四周擴(kuò)展為了與閥密封表面(26)密封接合的邊(70)，所述柱塞(28)可運(yùn)動(dòng)到一位置，使位于柱塞(28)上的肩(40)離開(kāi)閥座表面(26)，從而破壞后者(26)和所述邊(70)間的密封接合，結(jié)果使排出口(16)和出口(18)相通。
2、在權(quán)利要求1中所要求的控制閥，其特征在于所述的柱塞（28）限定一和所述腔（62）相鄰的密封表面（72），所述的密封（64）包含一從所述主體部分（66）伸出、與所述密封表面（72）密封接合的第二邊圈（68），當(dāng)位于柱塞（28）上的肩（40）運(yùn)動(dòng)離開(kāi)閥座表面（26），從而防止流體壓力從所述腔作用所述密封時(shí)，從所述密封表面（72）偏離的所述第二邊圈（68）從所述腔（62）泄放壓力。
3、在權(quán)利要求2中所要求的控制閥，其特征在于所述密封表面（72）是一基本上平行于所述的閥座表面（26）的平面，據(jù)此，所述的邊（70）被作用形成與所述的閥座表面（26）密封接合，所述的邊（68，70）都被壓向與它們相應(yīng)的表面。
4、在權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所要求的控制閥，其特征在于所述的密封（64）是由一彈性材料制成，及密封（64）的主體部分（66）靠密封的彈性保持在所述的腔內(nèi)。
5、在權(quán)利要求1中所要求的控制閥，其特征在于所述的密封（64）和所述的柱塞（28）包含配合結(jié)構(gòu)（68，70），當(dāng)在所述柱塞（28）上的壓力值下降，防止在所述腔（62）內(nèi)的流體壓力從所述腔作用密封（64）時(shí)，從所述腔（62）泄放壓力。
6、在權(quán)利要求5中所要求的控制閥，其特征在于所述的配合結(jié)構(gòu)包含一位于密封的所述主體（66）上的，和位于所述柱塞（28）上的一密封表面配合的第二邊圈（68）。
7、在上面所列權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求中所要求的控制閥，其特征在于所述的腔（14）分段限定較大（22）和較?。?4）部分，所述較大（22）和較?。?4）部分在其中協(xié)同配合限定所述的閥座表面（26），所述的閥座表面（26）朝向所述的位于柱塞（28）上的肩（40）。
8、在權(quán)利要求7中所要求的控制閥，其特征在于所述的入口（20）和所述腔（14）的所述較小部分（24）相通，所述柱塞（28）含有和腔（14）的較小部分（24）相通因而和所述入口（20）相通的通道（52），當(dāng)柱塞（28）處于所述的位置，即所述肩（40）與閥座表面（26）密封接合時(shí)，所述通道（52）與腔（14）的所述較大部分（22）相通，而當(dāng)柱塞（28）離開(kāi)所述位置時(shí)，所述通道（52）與腔密封隔開(kāi)。