一种高寒动车组用加热地板结构的制作方法

本发明涉及轨道车辆地板，尤其是涉及一种高寒地区使用的高寒车用加热地板。

背景技术：

高寒动车组是轨道列车的一种，是由至少两节机车或带动力的车厢和若干节不带动力的车厢所组成的列车。为了提高乘客乘坐的舒适度，动车组在寒冷环境下运行时，一般是通过设置空调系统进行供暖。但是在高寒的环境下，车内热量受车体热传导系数的局限，列车内部温度损失较大，车内地板表面温度偏低，一般的暖风系统需要消耗更大功率的能源，以及需要占用更大的布置空间和通风面积来满足乘客舒适度要求，同时其设备成本及保养开支也较大，且空调工作过程中车内会产生较大的噪音，长期的冷热交替条件导致车体产生大量的冷凝水，影响车体保温材料的性能，影响乘坐的舒适性。

因此，如何提供一种在寒冷或者高寒环境下，供热成本低、且舒适性高的动车组是本领域目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高寒动车组用加热地板结构，补偿车内底架热量损失，提供车内部分供热功能，节省暖风系统占用空间，降低能耗，降低车内噪音，提高车内乘客舒适性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高寒动车组用加热地板结构，其特征在于：加热地板本体包括上承载层、上屏蔽/接地层、电加热层、下屏蔽/接地层、下承载层，加热地板本体上部铺设覆盖层，加热地板下部由上至下依次铺设隔音层、保温层、吸音层和沥水层，所述加热地板本体长度方向的一端或两端设置有用于与相邻地板相互拼接的插接结构，所述加热地板本体宽度方向的一侧或两侧设置有用于与车体上的地板安装件相连接的安装结构。

所述电加热层包括石墨烯加热膜和分别设置于所述石墨烯加热膜上下两面的绝缘板，所述石墨烯加热膜的两端设置有导通引线端子的导电母排。

所述屏蔽/接地层包括铜网和分别设置于所述铜网上下两面的绝缘板，所述铜网设置有接地线，用于屏蔽电磁干扰和漏电保护。

所述加热地板本体与车体底架之间设置有衰减车体振动的支撑。

所述插接结构是一块地板一端为公插头，另一块地板一端为母插口，所述公插头的上下两侧具有错位设置的限位台阶，所述母插口的上下两侧设置有分别与所述限位台阶相抵的插口外壁，所述公插头与所述母插口间隙配合。

所述承载层具体为多层实木复合的胶合板。

所述沥水层具体为瓦楞形的醋酸纤维导水板；所述吸音层具体由开孔型、弹性三聚氰胺树脂海绵、三维细链网结构组成，表面使用铝箔强化制成；所述保温层具体为低导热系数的聚酯纤维棉；所述隔音层具体为高声学性能的隔音垫。

所述导电母排包括第一母排和第二母排，所述第一母排包括完全接触并导通所述石墨烯薄膜一端的第一导通段和第一引线连接段，所述第二母排包括完全接触并导通所述石墨烯薄膜另一端的第二导通段和第二引线连接段。

本发明在动车地板中设有电加热层，利用电加热层对地板进行加热，使地板具有均匀发热功能，进而通过热传导和热辐射对车厢内部进行加热，可代替空调系统的少部分功能进行供暖，其结构简单，设备成本和维护成本均较低，能耗少，能够显著降低空调系统的能耗费用和供热设备的投资成本及保养开支；同时，由于电加热层在发热时几乎不产生噪音，因此与热风供暖的方式相比，能够大幅降低噪音，提高车厢的热效能和乘坐的舒适性；同时，由于其下部设有沥水层、吸音层、保温层和隔音层，因此可有效导出冷凝水、吸收和隔离外界声音、减少热量损失，特别是防止车辆底部噪音从地板进入车体内部，进一步提高车厢内部的保温和静音效果，达到乘坐舒适度要求，接地层在地板被导电物体穿透是具有漏电保护功能。

附图说明

图1为本发明所提供的加热地板结构具体实施方式的主视图；

图2为加热地板具体实施方式中电加热板的俯视局部剖视图；

图3为加热地板具体实施方式的布置图；

图4为图3的a-a剖视图；

图5为图3的b-b剖视图。

图中：

1.承载层2.电加热层3.覆盖层4.沥水层5.吸音层

6.保温层7.隔音层8.支撑9.安装件10.公插口

11.母插口12.上屏蔽/接地层13.下屏蔽/接地层

21.石墨烯薄膜22.绝缘板23.第一导通段

24.第一引线连接段25.第二导通段26.第二引线连接段

为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明具体实施方式提供一种动车组加热地板，包括上承载层1、电加热层2、下承载层1，加热地板本体上部铺设覆盖层3，加热地板本体下部铺设沥水层4、吸音层5、保温层6和隔音层7，以及加热地板本体的支撑8和安装件9，上屏蔽/接地层12和下屏蔽/接地层13。

在加热地板本体承载层1中间复合电加热层，加热层与地板等面积，且加热层可根据地板实际安装情况设置加热区域。

通过电加热层2的加热实现车厢内供暖，结构简单，设备成本和维护成本均较低，消耗的能源少，避免暖风系统产生的噪音，提高舒适性。

具体地，电加热层2可以包括石墨烯薄膜21和分别设置于石墨烯薄膜21上下两面的绝缘板22，石墨烯薄膜21的两端设置有导通引线端子的导电母排，两个绝缘板22完全地包裹石墨烯薄膜21和导电母排，同时导电母排通过引线连接引线端子，引线端子连接车内电源，为设备提供电能。

石墨烯薄膜21两端通电，在电的激励下，碳分子团产生布朗运动，由碳分子相互撞击和摩擦产生热能，转化效率高达99%，相较于传统的加热设备具有较高的热转化率，能够减少能源的消耗。其中石墨烯薄膜21为由片状石墨烯印刷而成的薄膜。

采用石墨烯薄膜21加热，由于不需要占用专门的安装空间，可以贴于车厢内的顶板或侧墙上安装，体积小，热转化效率高，使用寿命长；更安全、环保，且热传递快、面均匀加热，舒适感更强，耐候性更好。当然加热层也可采用网状的碳纤维和颗粒状的碳晶作为加热部件。

在本发明具体实施方式提供的地板中，各部件可以选用多种材质，承载板1具体为胶合板，导电母排具体为铜箔，绝缘板22具体为环氧树脂玻璃纤维复合材料绝缘板或酚醛树脂玻璃纤维复合材料绝缘板。上述材料具有不吸水、不受潮、不发霉、不变形等优点；降低人工安装成本，且重量轻，具有优良的隔热性能，也可根据情况采用其他材质，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式提供的地板中，加热地板本体下部按顺序由下至上铺设沥水层4、吸音层5、保温层6、隔音层7；沥水层4具体为瓦楞形的醋酸纤维导水板，在列车内外冷热交替所产生的冷凝水可通过沥水板导出车体，防止冷凝水长时间停留车内破坏吸音层和保温层的功能；吸音层5具体由开孔型、弹性三聚氰胺树脂海绵，三维细链网结构组成，表面使用铝箔强化制成，可吸收一部分来自外界的噪音；所述保温层6具体为低导热系数的聚酯纤维棉，可有效降低车厢内外的热量交替，起到车内保温作用；所述隔音层7具体为高声学性能的隔音垫，铺设在加热地板下部，可隔离部分来自底架的噪音。

在上述各具体实施方式提供的地板的基础上，导电母排包括第一母排和第二母排，第一母排包括完全接触并导通石墨烯薄膜21一端的第一导通段23和第一引线连接段24，第二母排包括完全接触并导通石墨烯薄膜21另一端的第二导通段25和第二引线连接段26。通过第一导通段23和第二导通段25提供良好的导电接触，使石墨烯薄膜21两端的边缘均能够受到电激励，提高石墨烯薄膜21的利用率。同时第一引线连接段24和第二引线连接段26通过引线连接引线端子，以实现供电。

具体地，在电加热层2的上下分别设置上屏蔽/接地层12和下屏蔽/接地层13，在加热地板工作状态下受到外界类似于螺钉的导电物体刺穿时，起到漏电保护功能，防止因漏电造成人员受伤。同时，屏蔽/接地层12和13可以起到电磁干扰的隔离作用，既能隔离加热地板对车内控制设备的电磁干扰，也能隔离车内控制设备对加热地板本身的电磁干扰。

具体地，第一引线连接段24设置于第一导通段23外侧的中部，即第一导通段23远离石墨烯薄膜21的一侧，第二引线连接段26的首端设置于第二导通段25的端部并向第一引线连接段24延伸，第二引线连接段26与石墨烯薄膜21及第一母排之间设置有绝缘间隔，即第二引线连接段26围绕石墨烯薄膜21设置，使其末端靠近第一引线连接段24，同时通过绝缘间隔保证各部件互不影响，完成工作。通过上述方式使第一引线连接段24和第二引线连接段26位于石墨烯薄膜21的同一端，便于布线及后续供电。

地板长度方向的一端或两端设置有用于与相邻地板相互拼接的插接结构，轨道列车地板宽度方向的一侧或两侧设置有用于与车体上的地板安装件9相连接的安装孔，长度方向上相邻的两个动车组地板通过插接结构相互拼接，并可在动车组地板内预埋金属件和钻孔，便于地板的安装。地板中间位置铺设支撑8，不仅能支撑地板进行承载，还能消减来自轨道和车体在高速运行是所产生的振动，从而提高乘坐舒适型，支撑8为木骨，也可为弹性支撑座。动车组地板一端的插接结构为公插头10，另一端的插接结构为母插口11；公插头10的上下两侧具有错位设置的限位台阶，母插口11的上下两侧设置有分别与限位台阶相抵的插口外壁，公插头10与母插口11间隙配合。

还可设置相应的控制系统，根据车辆内部空调系统的温度信号输入控制加热地板的供电功率，进而调节地板的加热效果，进一步提高舒适性。

以上对本发明所提供的动车组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。