专利名称：一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法
技术领域：
本发明涉及一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法，属于铁路客车自动上水控制领域。
背景技术：
现有的客车上水系统以手工操作为主，客车到站以后，上水员把橡胶软管用力插入客车 的注水口，利用橡胶软管与注水口间的挤压来保证上水过程中水管不脱落，上水员再回到水 栓井处打开阀门开始上水，等发现车上溢水管开始溢水，再返回水栓井处关闭阀门角力把橡 胶软管从客车注水口拔出，上水过程方可结束。手工操作客车上水费时费力，劳动强度大。 上水员发现车上溢水管开始溢水时再去关阀，会造成大量水资源浪费，并且橡胶软管中的水 不能够回流，溢水管中的水和软管中剩余的水都会排到路基上，造成路基下沉。特别是在北 方的冬季，残留在软管中的水会造成上水设备的冻裂，无法上水。排放到路基上的水会造成 路基的大面积结冰，对铁路行车安全造成隐患。
为克服手工操作存在的问题，适应现代化铁路改进的要求， 一些铁路客车智能化上水系 统随之产生，如专利号为01267273.4的中国专利"智能型上水装置"此专利通过在车上两个 注水管和溢流管处安装测水传感器来感知车上水满信号，然后发送给上水控制装置，实现自 动停止上水。再有专利号为94200408. 6的中国专利"铁路客车上水地面控制装置"此专利利 用在车上水箱安装满水导电板，当水满时，导电板导通，水未满，不导通，进而给控制系统 发送水满信号。上面两个专利中所提到的信号都是通过有线的方式从车上传递到地面控制系 统，对车上改动较大，也不利于行车安全。车上水满信号如何与地面供水系统之间更有效结 合就成为提高铁路客车自动上水效率的关键问题。
发明内容
为了克服现有操作所引起的劳动强度大、客车上水过程无法有效控制的问题，本发明提 出一种提高客车上水效率的系统控制方法，解决了车上水箱水位信号与地面供水系统之间的 信号联系问题，实现了客车上水过程的有效控制，在控制系统的作用下实现自动上水、自动 水满停水、自动回水、接头自动脱落，不仅提高了上水效率，而且解决了现有操作存在的关 键问题。
本发明提出的设计方案本发明所提出的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法是 利用水的流动与静止作为上水控制反馈信号，水箱注水时，水流动；水箱注满后，水静止， 这是客车上水过程中，车上和车下的唯一关联特性。通过监测水的状态实现车上储水系统和 地面供水系统的有效结合。客车上水系统由供水控制阀、流动检测装置、回水控制阀、控制 柜、橡胶软管、电磁快速接头、水箱控制阀、水位检测装置、水箱组成。水位监测装臂.和水 箱控制阀安装于车上水箱上，车上水位的高低决定水箱控制阀的丌关，水位高于设定值，水 箱控制阀关，上水流通被阻断；水位低于设定值，水箱控制阀开，供水能够流动；流动检测 装置装于车下供水管道的支路上，可根据地面供水管路中水的流动与否给控制柜发送水满的 信号。供水控制阀和回水控制阀分别安装在地面供水管和回水管支路上，控制柜统一控制系 统的运作。水箱的水位控制采用电控方式和机械控制均可实现，是成熟技术。水的流动性检 测采用液体流动传感器，电磁快速接头利用弱电控制电磁力与客车连接，断电自动脱落。供 水控制阀和回水控制阀都釆用电磁阀，技术成熟。控制柜采用PLC控制技术。
本发明的有益效果是
(1 )采用水箱水位监测装置与水箱控制阀组合使用，水箱水满后水箱控制阀会立刻关闭， 不会存在水满后从溢水管溢出的现象，上水结束后残留在橡胶软管中的水会自动回水，从根 本上杜绝水资源浪费，节省花费。(2) 采用简单的控制思想解决了车上储水系统对车下供水系统的信号反馈问题，取消了 一般采用的有线或者无线的信号专递途径，实现了上水系统的有效控制，縮短上水时间，控 制方便，安全系数高。
(3) 采用监测地面供水系统中水的状态作为控制信号，既方便又简单，大大简化了系统 的复杂程度，具有较高的经济价值。
(4) 实现了上水过程的自动化。上水过程只需要上水员把电磁快速接头与车上注水口连 接，控制系统会完成上水、水满关闭、自回水和接头的自动脱落。从根本上减轻了上水作业 的劳动强度，减少了不必要的上水辅助时间，提高了上水效率。 .
(5) 现有客车改造的可操作性强，要实现客车上水过程的自动化，必须要对车上和车下 进行必要的改造，采用本发明提出的铁路客车上水系统控制方法对现有客车构造的改动性较 少，使现有客车的改造成为可能，对改变铁路客车水箱的供水方法有重要意义。
下面结合附图对本发明做进一步说明。 附图1为本发明的系统控制框图； 附图2为本发明的系统控制结构图。
附图2中1.供水控制阀，2.流动检测装置，3.回水控制阀，4.控制柜，5.橡胶胶管，6. 电磁快速接头，7.水箱控制阀，8.水位检测装置，9.水箱。
具体实施例方式
如附图1所示的系统控制框图系统开始后，车下供水阀开始供水，经供水流动监测装 置进入水箱，水位控制阀开始判断水位是否到位，若到位，水箱控制阀关闭，进而地面流动 监测装置判断有水流动，给控制系统发送信号，关闭车下供水阀；若车上水位没有到位，水 箱控制阀开启继续上水，流动监测装置判断有水的流动，不会发送水满信号给控制系统，车 下供水阀继续开启。控制系统会根据流动监测装置的信号统一控制供水阀和回水阀协调动作， 实现上水过程的有效控制。
如附图2所示的系统控制结构图客车水箱(9)上装有水位监测装置(8)和水箱控制 阀(7)，并且水箱控制阀(7)与上水管串联；流动监测装置(2)与供水控制阀(1)串联于
地面供水管路上，回水控制阀(3)串联于回水管路上，并且在上水时处于闭合状态；电磁快
速接头(6)安装于橡胶软管(5)的末端；流动监测装置(2)的信号输入控制柜(4)中。 根据系统控制框图和系统控制结构图对本发明做详细的描述
铁路客车开始供水时，上水员将装有电磁快速接头(6)的站台供水橡胶软管(5)和车 上进水管联结，连接的同时开启供水控制阀(1)，此时在控制系统的作用下回水控制阀(3) 处于关闭状态。进水通过供水控制阀(1)，经供水流动检测装置(2)、橡胶软管(5)、进车 上水管，到水箱控制阔(8)。若水箱(9)水位低于设定值时，水箱控制阔(8)打丌，水箱 控制阀(8)处于开启状态，进水经进水管路流入水箱(9)，开始进水。随着进水的流入，水 箱(9)水位升高，待水位升高到设定值时，水箱控制阀(8)关闭，进水在供水控制阀(1) 和水箱控制阀(8)之间停止流动，流动检测装置(2)发出信号送给控制柜(4)，经PLC控 制柜(4)处理后将供水控制阀(1)关闭，同时回水控制阔(3)开启，使残留在橡胶软管中 的水经回水控制阀(3)回流地面回水管，回水控制阀(3)开启时间由PLC延时控制，延时 控制结束后发信号使电磁快速接头(6)自动脱开，结束上水过程。
铁路客车靠站时间有时会很短，供水控制阀(1)采用电磁阀控制方式，可以遥控丌启或 闭合。如果客车在开车前还没有上满水箱(9)，可遥控关闭供水控制阀(1)，此时管中的水 不流动，供水流动监测装置(2)发信号给控制柜，关闭供水控制阀(1)同时回水控制阀(3)打开，延时控制使电磁快速接头(6)自动脱开，结束上水过程。
最后要说明的是本发明所提到的流动监测装置、供水控制阀、回水控制阔、水箱监测装置、水箱控制阀都是成熟技术，在此不对其结构做必要的说明，以上实施仅以用来说明本发明的设计方案而非限制，但不应脱离本发明的设计方案。
权利要求
1. 本发明提出一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法，其特征是利用水的流动与静止作为上水控制反馈信号，水箱注水时，水流动；水箱注满后，水静止，这是客车上水过程中，车上和车下的唯一关联特性。通过监测水的状态实现车上储水系统和地面供水系统的有效结合，达到客车上水过程的有效控制。客车上水系统由供水控制阀(1)、流动检测装置(2)、回水控制阀(3)、控制柜(4)、橡胶软管(5)、电磁快速接头(6)、水箱控制阀(7)、水位检测装置(8)、水箱(9)组成。
2. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于流动监测 装置(2)与供水控制阀(1)串联于地面供水管路上，流动监测装置(2)采用液体流动传感 器，不断监测地面供水管道中水的状态，水满不流动，未满水流动，从而获得车上水箱(9) 的水满信号。
3. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于客车水箱 (9)上装有水位监测装置(8)和水箱控制阀(7)，并且水箱控制阀(7)与上水管串联。
4. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在子电磁快速 接头(6)安装于橡胶软管的末端与注水口相连，上水时在弱电磁力作用下实现紧密连接，当 上水结束后在控制信号的作用下自动脱落。
5. 如求利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于在回水控 制阀(3)串联于回水管路上，并且在上水时处于闭合状态，上水结束后，回水控制阀(3) 延长开启的时间以便残留在水管中的水可以通过回水阀回流。
6. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于整个上水 过程的控制柜(4)采用PLC控制系统，流动监测装置(2)的水满信号直接送入控制柜(4) 中，控制柜(4)直接控制供水控制阔(1)、回水控制阀(3)、电磁快速接头(6)的动作。'
7. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于水箱的水 位控制采用电控方式或机械控制均可实现，技术成熟，安装方便。
8. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于供水控制 阀(1)、回水控制阀(3)采用电磁阀控制方式，方便开启。
9. 如权利要求1所述的一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法其特征在于系统采用 简单设备的连接，对车上上水管路改动少，适用于现有客车的改造.
全文摘要
本发明涉及一种提高铁路客车上水效率的系统控制方法，属于铁路客车自动上水控制领域。技术方案是利用水的流动与静止作为上水控制反馈信号，水箱注水时，水流动；水箱注满后，水静止。通过监测水的状态实现车上储水系统和地面供水系统的有效结合。客车上水系统由供水控制阀、流动检测装置、回水控制阀、控制柜、橡胶软管、电磁快速接头、水箱控制阀、水位检测装置、水箱组成，在控制柜的作用下，对电磁快速接头、回水控制阀、供水控制阀进行统一控制。克服了现有操作所引起的劳动强度大、客车上水过程无法有效控制的问题，实现了客车上水过程的有效控制，自动上水、自动水满停水、自动回水、接头自动脱落，解决了现有操作存在的关键问题。
文档编号B61C17/02GK101544240SQ200910141218
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者刘艳妍, 晋 杨 申请人:兰州交通大学