专利名称:机车风源净化装置的制作方法
本实用新型用于机车风源的净化，特别适用于制动风源的净化，为列车制动系统提供净化和干燥的空气源。它是参考美国WABCO公司产品样本(见1983年《国外铁道车辆》第6期38～42页)公开的“D－2－B”为制动风源干燥装置技术而研究设计的。这种现有技术在性能上对风源净化干燥效果并不理想，因为在风源进入干燥器前未对有形的油份、水份分离去除，降低了干燥剂的吸附效能；在结构上由于两个干燥器受双向止回阀动作限制转换迟缓，造成较多的再生空气流量损耗达15％；由于进、排气阀为硬性止阀结构关闭时冲击力大，易于漏泄、动作不灵敏。
本发明的任务在于设计一套结构简单、安装方便、效能较高的风源净化干燥装置。其净化空气含油率应低于1PPM；其含尘埃粒度在10μ以下；空气相对湿度降低至30％以下或露点降达20℃以上；再生空气量消耗控制在8％之内。本装置设计处理能力为5m8／min，以适应我国目前各型内燃、电力机车使用要求。
本装置的技术方案是在原机车风源系统中保留原有的油水分离器，并在第一总风缸到第二总风缸之间增设一个油气分离器、两个并联的干燥器和一个滤尘器，构成一个由五个环节组成的机车风源净化系统的流程，流程中的每一个环节，既有它独立的净化作用，又为其下一环节工作创造条件。为保证各环节的效能，在干燥器上安装进、排气控制阀和排风阀在电气装置的控制下，使2个干燥器“定时”“定次”的交替转换以达到干燥器的“吸附”与“脱附”，使干燥器吸附能力始终处于正常状态。
这种技术方案与美国样本公开技术相比具有如下优点1、本装置设计结构紧凑，在机车上的安装布置既可集中、也可分散， 油气分离器、干燥器、滤尘器的滤芯和各控制阀均可单独拆卸，便于清洗、检修。
2、该装置经实验，压缩空气的净化指标均超过国外同类产品。如净化后的空气含油率实际达到1PPM以下；净化空气中的10μ以上固体尘埃基本得到清除；净化空气相对湿度可降低至30％以下；再生空气消耗量为8％左右。
3、进、排气控制阀和排风阀由于采用了无压差橡胶止阀，“K”形密封圈止回阀和“O”形圈柱塞阀，结构简单，开闭灵敏，作用可靠，检修方便。
现结合以下附图详细描述本发明的实施例图1、机车风源净化装置系统；图2、油气分离器；图3、干燥器；图4、滤尘器；图5、进、排气控制阀；图6、排风阀；本装置的流程设计是以我国目前现有各型内燃、电力机车风源系统为基础的，如图1即保留了原有的油水分离器，并在第一总风缸(1)到第二总风缸(12)之间分别增设一个油气分离器(2)、两个并联的干燥器(4、7)和一个滤尘器(9)，构成一个由五个环节组成的机车风源净化系统的流程，流程中的每一个环节，既有它独立的净化作用，又为其下一环节工作制造条件，各环节净化的作用如下
第一总风缸(1)是风缸泵缩的空气经管路直接进入的“大贮存容器”。由于压缩空气在此体积骤然增大，其压力、流速和温度降低，使一部份油份、水份和尘埃凝聚沉落于缸内达到初步净化；油气分离器(2)由第一总风缸来的压缩空气，经过本分离器的滤芯将细小的油雾、水气和尘埃进行阻拦，扑捉和吸附，然后形成较大的液滴落入底部，这样就可减轻下一环节干燥器吸附水份的负担，同时可避免油雾对干燥剂的污染；干燥器(4、7)内部装有以硅胶或铝胶为吸附剂的干燥室，压缩空气流经干燥室时，干燥剂对其中的水气进行吸附，以降低压缩空气的相对湿度，成为干空气；滤尘器(9)主要为清除因干燥剂在气流作用下相互磨擦产生的“粉尘”而设置的，避免污染干燥后的风源；本发明装置的主要部件结构及工作过程如下一、油气分离器(图2)油气分离器由分离器盖(1)、分离器体(2)、滤芯(3)三大部分组成，其结构如图2所示分离器盖(1)既是各部件的安装基础，同时又是本身的管座。盖的内部分二腔，外腔为进气腔，内腔为排气腔，二腔均设有管座，分别连接总风进排气管，盖的顶部有两个带螺孔的安装凸台，整个分离器通过此台悬吊在安装架上检修分离器时可不拆下此盖。
滤芯与分离器体用8根M12的螺栓安装在分离器盖的下部。
滤芯由10层无浆羊毛毡组合而成，每层用毛毡条卷成圆盘状，层与层之间用多孔铝板隔开，并由一根芯轴串成一个整体，然后装入滤芯外壳内，并用螺母(7)将其固定住，检修时，可将芯子整体从分离器中取下。
分离器体(2)为钢瓶式压力容器结构，由安装法蓝(上部)、筒体(中部)和底壳三部分组焊而成，底壳上装有排污塞门。
压缩空气由分离器盖上的进气口进入盖的外腔，然后通过滤芯外壳上的一圈通孔进入分离器体的底部，由底部再折返而上，经过层层毛毡过滤后，再由盖上的排气管输出，从而完成了油、气、尘的分离。
二、空气干燥器(图3)该结构中设有两个结构完全相同的空气干燥器，它们并联在总风管路上。空气干燥器由干燥器盖(1)、干燥器体(3)和干燥室(2)三大部分组成，其结构如图3所示干燥器盖(1)为铸铁件，它是联接各个部件的干燥器本身的安装基础，检修时不必拆下，盖的两侧有进气口法蓝和排气口法蓝，分别安装进气控制阀和排气控制阀，并通过盖的外腔和内腔，盖的顶部中心处设有再生空气管的接头螺孔，两侧法蓝的上方设有带螺孔的安装凸台，整个干燥器便以此台悬吊在安装架上。
干燥室(2)与干燥器体(3)用8根M12的螺栓安装在干燥器盖的下部。干燥室是盛装干燥剂(硅胶或铝胶颗粒)的桶装容器。上、下有加滤网的多孔隔板，既防止颗粒漏出，又能使空气通过，上隔板的上部有一弹簧(5)和弹簧罩(8)，组装时，弹簧罩对弹簧予压缩后，用档圈(9)将其扣在干燥桶内，从而使干燥室构成一个组装整体，弹簧对上隔板施加的予压力，是使干燥剂处于压紧状态，以减少由于气流作用所引起干燥剂颗粒之间的磨擦，弹簧罩的顶部设有“O”形密封圈(10)，它是分隔进、排气腔的密封元件，组装时应注意将它坎入槽内，并用粘结剂粘牢。
干燥器体(3)为钢瓶式压力容器结构，由安装法蓝(上部)、筒体(中部)、底壳(下部)以及底壳上的排风阀座组焊而成。
三、滤尘器(图4)滤尘器由滤尘器盖(1)、滤尘器体(2)和滤芯(3)、(4)三大部分组成，其结构如图4所示滤尘器盖(1)为铸铁件，它是安装各部件的基础，同时又是本身的管座，盖内设两腔，外腔为进气腔，内腔为排气腔，分别与两侧的进、排气管座相通。
滤芯由内、外滤网组成，外滤网(3)为粗滤，内滤网(4)为精滤，二者同装在上、下网座(5、6)之间，中间以芯柱(7)、(8)等连接。
滤尘器体(2)为钢瓶式压力容器结构，由法蓝、筒体和底壳三部分组焊而成，底壳上设有排尘堵(9)，运用中可定期排放壳内积聚的粉尘，整个滤尘器体用6根M12螺栓紧固在滤尘器盖的下部。
四、控制装置(图5、图6)控制装置的作用是自动控制两个并联干燥器分别进入“吸附”和“再生”工作状态，并使之定时或定次进行转换。
控制装置分机械部分和电器部分。
(1)机械控制部分机械控制部分由进气控制阀、排气控制阀和排风阀组成，并统一装在干燥器各阀座上，它们受二位三通电磁阀的控制，使两个干燥器不断交换“吸附”或“再生”的工作状态。
进、排气控制阀结构及作用(如图5)进气和排气控制阀的结构完全相同，它是一种无压差止阀“O”形圈柱塞阀的结构形式，由阀体(3)、阀座(4)、无压差止阀(8)、止阀胶垫(6)、止阀压盖(5)、勾贝(7)、勾贝套(2)以及大弹簧(9)、勾贝“O”形圈、下阀盖等组成。其中勾贝套(10)在环绕园周直径上有两排浅槽并钻有数个贯通小孔，勾贝套(10)与体(3)压装后，下排小孔槽与A管座连通，上排小孔槽与B管座连通，两排孔之间有相当的间距，当进、排气阀勾贝(7)处于下端位时，勾贝上的“O”形外圈处于两排小孔的中间位置，以隔断两排小孔的相互连通。当勾贝(7)上移时，也连同下部“O”形圈一同上移，则两排小孔此时相互沟通。
控制阀作用(图1、图5)进气控制阀装在干燥器的总风入口处，它的作用是“开通”或“截断”总风进入干燥室的通道，排气控制阀装于干燥器的总风出口处，它的作用是阻止总风逆流入干燥室。
进、排气控制阀安装位置不同，所起的作用也不同，阀上有A、B、C、D四条通道，其A、B为控制风道，C、D为总风通道，当A处于“充入”或“排出”控制风时，该阀形成两个作用位。
关闭位A处充以控制风，控制风经勾贝套(10)上第一排小孔进入勾贝(7)的下方，推动勾贝上移，带动止阀(8)闭合于阀座(4)上，从而截断C到D的通路，勾贝上移后，被勾贝上的“O”形密封遮盖的勾贝套上的第二排小孔露出，从而沟通了A到B的通道，控制风由B通道输出。
开启位A处排出控制风，勾贝下方失去控制风压，勾贝在其上方总风风压作用下，压缩勾贝弹簧(9)而下移，并带动阀(8)开启阀口，从而开通C到D的通路，然后，由于勾贝下移，勾贝上的“O”形圈遮断了勾贝套上两排小孔之间的联系，并使第二排小孔通大气，即排出由B处回流的控制风。
排风阀(图6)排风阀装于干燥器下部的排风阀座上(见图1)，它的作用是“开通”或“截断”干燥室到大气的通道。该阀由阀体(8)、盖(4)、排风阀套(5)、排风阀(6)、压盖(7)、胶垫(3)、顶杆式勾贝(9)、“O”形圈(1)以及勾贝弹簧(2)等组成，下端设“K”形圈止回阀(10)。
该阀设有a、b、c、d四条通道，其中a、b为控制通道，c通干燥室，d通大气，在a到b之间设有“K”形圈止回阀(10)，用以限制控制风的流向，即由a可流向b，不能逆流。当a处“充入”或“排出”控制风时，使排风阀形成下述两个作用位开启位a处充以控制风，勾贝(9)被控制风推动上移，顶开排风阀(6)，从而开通c到d的通道，即干燥室通大气。
关闭位b处排出控制风，勾贝(9)经弹簧(2)作用而下移，排风阀(6)随即闭合于阀座(12)上，关闭了c到d的通路，即截断干燥室到大气的通道。
(2)电器控制部分(图1)电器控制部分的作用是适时地供给或排放使机械控制部分动作的控制风，以形成干燥器的“吸附”与“再生”的条件。
电器控制部分由压力继电器(1个)，时间控制器(1个)，二位三通电磁阀(2个)等组成，它们之间的控制关系是风泵调压器→压力继电器→时间控制器→电磁阀→机械控制部分，它们之间的电路联接参见图1。
风泵调压器既控制风泵的起动与停止，同时又对时间控制器进行“供电”与“断电”即当总风缸压力低于7.5kg／cm2时，风泵开始启动，时间控制器通电。当总风缸压力达到9kg／cm2时，风泵停止工作，时间控制器断电。
在风泵调压器到时间控制器的电路上，还串联一个压力继电器，因此风泵调压器对时间控制器的控制，还要受到压力继电器的限制，只有当总风缸的压力上升到某一值(规定6kg／cm2)时，压力继电器的“常开”触头才予闭合，从而接通风泵调压器到时间控制器的电源电路。
时间控制器由脉冲发生器和步进继电器组成。脉冲讯号周期为2分钟，当脉冲发生器发出讯号后，步进继电器递进一位，从而控制2个电磁阀“供电”与“断电”，而且按周期转换。由两个电磁阀再分别控制干燥器上的进、排气控制阀分别呈开启位或关闭位，使干燥器分别进入“吸附”或“脱附”工作状态。
本发明装置的工作过程①吸附状态当风泵开启后，总风缸压力自零升至6kg／cm2时，压力继电器闭合，时间控制器通电，使一个电磁阀通电，一个为断电，其中断电者为“吸附”状态，通电者为“再生”状态。
当电磁阀断电后，首先关闭阀口，切断来自第二总风缸的控制风源，然后排出机械控制部分的控制风，进气控制阀勾贝下方的控制风经A通道由电空阀首先排出，勾贝下移后，勾贝上的“O”形圈又开启了B通道，通向阀体上的排气孔，而B通道是连通排气控制阀勾贝下方的A孔，所以排气控制阀勾贝下方的控制风，是由进气控制阀排出的。因此排气控制阀的开启，要比进气控制阀的开启略为滞后一些。另外，排风阀勾贝下方的控制风由两路排出，一路由b通道经电空阀直接排出，另一路由a通道经排气控制阀上的b通道及阀体上的小孔排出，这样排风阀的关闭速度要比进气控制阀的开启更快一些。由此给出三阀的动作顺序如下排风阀(关)→进气控制阀(开)→排气控制阀(开)，此干燥器进入“吸附”状态。
②再生状态电磁阀通电，阀口开启，来自第二总风缸的控制风经电磁阀、进气控制阀A通道进入勾贝下方，推动勾贝上移，关闭阀口，切断总风进入干燥室通道，停止“吸附”过程，同时勾贝上移后，又开通勾贝套上第二排小孔，控制风由此孔经B通道进入排气控制阀勾贝的下方，同样，顶起勾贝，关闭排气阀口，阻止第二总风缸的压缩空气逆流进入干燥室。排气控制阀勾贝上移后，又开通了勾贝上的第二排小孔，控制风由此孔经B通道进入排风阀勾贝的下方，推动勾贝上移，顶开排风阀口，使干燥室通大气，电空阀还有一路控制风直通排风阀的A通道，但由于受“K”型止回阀的限制，不能进入勾贝下方，对排风阀的开启不起作用，故三阀的动作，是按控制风流动的路线分先后顺序进行的，即电磁阀(开)→进气控制阀(关)→排气控制阀(关)→排风阀(开)。当上述动作完成后，此干燥器便进入再生状态。这时，由另一干燥器干燥后的部分干空气，经再生管进入干燥室，带走“脱附”的水分子，由排风阀排入大气。
③转换方式“吸附”与“再生”，有两种控制方式，一种为“定时转换”；一种为“定次转换”。
定时转换当风泵工作时间超过2分钟时，以2分钟为周期进行转换，这种转换是由长脉冲发生器每2分钟发出一次脉冲讯号，使步进继电器递进一位而控制两个电空阀的转换工作；定次转换当风泵工作时间不超过2分钟停机时，则以风泵工作次数为转换依据。故风泵工作时间不足2分钟长脉冲发生器尚未发生讯号，风泵调压继电器切断控制电源，当风泵再次启动工作时，主线路给出通电讯号，使步进继电器递进一位，自动按风泵工作的“开”“停”次数转换两电磁阀工作状态。从而使每个干燥器的“吸附”与“再生”机率相等。
权利要求
1.一种机车风源的净化装置，其特征在于，由油气分离器、干燥器、进、排气控制阀、排风阀等部分组成。
2.根据权利要求
1所述的净化装置，其特征在于干燥器在时间控制器和电磁阀的作用下，能分别以定时、定次进行“吸附”和“再生”。
3.根据权利要求
1所述的净化装置，其特征在于设两个并联的空气干燥器，干燥室(2)是盛装干燥剂的桶装容器，上下有装滤网的多孔隔板(4、6)，上隔板的上部有一圆弹簧(5)和压紧弹簧(8)，用档圈(9)将其扣在干燥筒内，在压紧弹簧罩的顶部设有用以分隔进、排气腔的“O”形圈(10)，干燥器盖(1)下平面和两侧设进、排气法蓝、盖内外腔和内腔、盖的顶部设一用于“再生”空气节流的限制孔φ1.5～2毫米，干燥器体下部设有用以联接排风阀的排风法蓝。
4.根据权利要求
1所述的净化装置，其特征在于排风阀下盖两端气路(a与b)被φ26“K”形圈(11)组成的止回阀(10)，沟通或遮断。
5.根据权利要求
1所述的净化装置，其特征在于油气分离器的滤芯(3)是由10层无浆羊毛毡(6)组合而成，层与层之间用多孔铝板(5)隔开，并由一根芯轴(4)串成一个整体，装入滤芯外壳。
专利摘要
本装置是由油气分离器，干燥器，进、排气控制阀，排风阀，滤尘器等与现有的总风缸及油水分离器配套组成风源净化系统。机车风泵风源经过五个环节的净化和干燥后；使净化后的空气含油率实际低于1PPM；10μ以上的固体尘埃基本得到清除；相对湿度可降至30％以下；“再生”空气消耗量在8％左右。该装置净化、干燥的核心部分是干燥器，在电磁阀和控制阀的作用下，使两个干燥器分别以“定时”“定次”转入“吸附”及“再生”的工作状态，以达到去湿的效果。
文档编号B60T13/00GK86200701SQ86200701
公开日1987年6月3日 申请日期1986年2月7日
发明者解思立, 王荣思, 戴原安, 赵雪涛, 林扬 申请人:铁道部四方车辆研究所, 铁道部四方机车辆厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan