专利名称：智能型客车上水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能型客车上水装置。
背景技术：
长期以来，火车的客车补水都是采用手动控制，当客车上水箱里的水被补满后，由于上水工不能及时观察到，往往是等到水从客车另一侧的上水管溢出后、或者是从一流管溢出后才开始拔出上水软管，再到水井处关闭上水阀门，其结果是会有部分的水流到火车的路基上，这不但造成了水资源的浪费，北方的火车路基常年处于存水状态还会造成在冬天路基因结冰而胀裂，此外上水工人在零下十几度的低温下手动操作上水，作业环境非常艰苦，造成工作效率下降。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种对客车水箱上水过程实行自动化控制，使其在水满后立即停止上水，并将水管中的剩余水回流到水槽中，避免管中的剩余水流到铁路地基上因结冰而胀裂地基的智能型客车上水装置。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能型客车上水装置，具有上水管、左进水管、右进水管，所述左进水管或右进水管与客车水箱相连接，所述客车水箱上设有溢流管，还包括上水控制装置和自动阀门，所述上水控制装置包括单片机CPU，所述单片机CPU的输入端分别与三组测水传感器控制电路相连接，所述单片机CPU的输出端分别与二组常开电磁阀控制电路相连接，所述上水管的一端与自动阀门的出液口相连接，所述左进水管和右进水管上各自设有一个测水传感器和所述常开式电磁阀，所述溢流管上设有测水传感器。
作为本实用新型的改进，所述自动阀门包括阀体和阀芯，所述阀体的下端设有进液腔、出液腔和溢流腔，所述进液腔经上过流孔与出液腔相通，出液腔经下过流孔与溢流腔相通，所述阀芯的下端同轴设有分别与上过流孔和下过流孔相配合的上密封盘和下密封盘，所述上密封盘的上端同轴设有一端顶在所述上密封盘上的小弹簧，所述小弹簧的另一端顶在与所述阀芯滑动地相配合的导向套的下端面上，所述导向套固定在所述阀体内，所述导向套的上端面设有带锥孔的钢垫，所述钢垫与固定在所述阀芯上的钢锥相配合，所述钢垫的上方及所述钢锥的外侧滚动地设有若干个滚珠，所述滚珠套装在钢环内下端，所述钢环滑动地套装在所述阀芯上，所述钢环上端外侧设有膜片，所述膜片利用托盘固定在所述钢环上，所述膜片利用上膜盖固定在所述阀体上，所述膜片的上方密封地设有上压室，所述上压室通过管路与进液腔相通，所述膜片的下方密封地设有下压室，所述下压室通过管路与出液腔相通，所述下压室内同轴设有大弹簧，所述大弹簧的上端顶在所述托盘的下端面上，所述大弹簧的下端顶在所述导向套上端面上，所述阀芯在探出所述阀体的上端设有手柄。
作为本实用新型的进一步改进，所述每个测水传感器控制电路各自具有一个测水传感器，所述每个测水传感器的一端各自与一个比较器的输入端串接，所述每个测水传感器的另一端相互并联，所述三个电阻各自与所述比较器相连接，所述三个比较器各自串接一个电阻后接地，所述每个比较器的输出端各自与一个放大器的输入端串接，所述每个放大器的输出端各自与单片机CPU的一个输入端插脚串接。
作为本实用新型的进一步改进，所述二组常开电磁阀控制电路包括两个放大器，所述每个放大器的输入端各自与单片机CPU的两个输出端插脚串接，所述每个放大器的输出端各自与一个基极电阻串接，所述每个基极电阻各自与一个NPN三极管的发射极和一个接地电阻并联，所述每个电阻接地，所述每个NPN三极管的集电极各自与一个二极管和一个继电器并联，所述每个NPN三极管的发射极接地，所述每个继电器的常开触点各自连接一个常开式电磁阀。
作为本实用新型的再进一步改进，所述单片机CPU的另一个输出端插脚与显示电路相连接，所述显示电路包括反向器，所述反向器与电阻串接，所述电阻与发光二极管串接。
作为本实用新型的更进一步改进，所述钢垫的锥孔壁及所述钢锥的外锥面与所述阀芯的轴线成30°-60°角。
作为本实用新型的又进一步改进，所述滚珠为3-12 。
本实用新型的一种智能型客车上水装置，由于具有上水控制装置、上水管、左进水管、右进水管和自动阀门，可及时的关闭上水管，故具有节约用水，避免冬天路基因结冰而胀裂，可改善上水工人的劳动条件和环境卫生等特点。
以下结合附图对本实用新型的一种智能型客车上水装置作进一步说明。
图1是本实用新型的一种智能型客车上水装置工作原理的结构示意图；图2是本实用新型的一种智能型客车上水装置的电路工作原理图；图3是本实用新型的一种智能型客车上水装置的自动阀门的结构示意图的主视图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的智能型客车上水装置包括上水管1、分布在火车两侧的左进水管31和右进水管32以及自动阀门2，上水管1的一端与自动阀门2的出液口30相连接，另一端与左进水管31相连接，但也可以和右进水管32相连接，左进水管31和右进水管32上各自设有一个测水传感器JC1、JC2和常开式电磁阀DC1、DC2，左进水管31和右进水管32都与客车水箱20相通，客车水箱20上设有溢流管29，溢流管29上设有测水传感器JC3。
由图2可以看出，本实用新型的智能型客车上水控制装置包括单片机CPU，单片机CPU的输入端分别与三组测水传感器控制电路相连接，单片机CPU的输出端分别与二组常开电磁阀控制电路相连接。每个测水传感器控制电路各自具有一个测水传感器JC1、JC2、JC3，每个测水传感器JC1、JC2、JC3的一端各自与一个比较器BJ1、BJ2、BJ3的输入端串接，每个测水传感器JC1、JC2、JC3的另一端相互并联，三个电阻R1、R2、R3各自与比较器BJ1、BJ2、BJ3相连接，三个比较器BJ1、BJ2、BJ3各自串接一个电阻R4、R5、R6后接地，每个比较器BJ1、BJ2、BJ3的输出端各自与一个放大器FD1、FD2、FD3的输入端串接，每个放大器FD1、FD2、FD3的输出端各自经插脚P00、P01和P02与单片机CPU的一个输入端插脚串接。
二组常开电磁阀控制电路包括两个放大器FD4、FD5，每个放大器FD4、FD5的输入端各自经插脚P10、P12与单片机CPU的两个输出端串接，每个放大器FD4、FD5的输出端各自与一个基极电阻R7、R9串接，每个基极电阻R7、R9各自与一个NPN三极管G1、G2的发射极和一个接地电阻R8、R10并联，每个电阻R8、R10接地，每个NPN三极管G1、G2的集电极各自与一个二极管D1、D2和一个继电器J1、J2并联，每个NPN三极管G1、G2的发射极接地，每个继电器J1、J2的常开触点各自连接一个常开式电磁阀DC1、DC2。
单片机CPU的另一个输出端插脚P13与显示电路相连接，显示电路包括反向器FX6，反向器FX6与电阻R11串接，电阻R11与发光二极管FGD1串接。用于显示二组常开电磁阀控制电路的状态。
由图3可知，本实用新型的一种智能型客车上水装置的自动阀门包括阀体8和阀芯9，阀体8下端设有进液腔10、出液腔11和溢流腔12，进液腔10经上过流孔13与出液腔11相通，出液腔11经下过流孔14与溢流腔12相通，阀芯9的下端同轴设有分别与上过流孔13和下过流孔14相配合的上密封盘15和下密封盘16，在上密封盘15和下密封盘16与上过流孔13和下过流孔14相配合的结合面上设有密封件，上密封盘15的上端同轴设有一端顶在上密封盘15上的小弹簧17，小弹簧17的另一端顶在与阀芯9滑动地相配合的导向套18的下端面上，导向套18固定在阀体8内的中部，导向套18的上端面设有带锥孔的钢垫19，钢垫19的锥孔与固定在阀芯9上的钢锥6外锥面相配合，钢垫19的锥孔壁及钢锥6外锥面与阀芯9的轴线成45°角，也可以是成30°-60°角，钢垫19的上方及钢锥6的外侧滚动地设有7个滚珠5，也可以是3-12个滚珠5，滚珠5套装在钢环21内下端，钢环21滑动地套装在阀芯9上，钢环21上端外侧设有膜片4，膜片4采用氯丁橡胶+锦纶加层制成，膜片4的中心利用托盘23及锁母35固定在钢环21上，膜片4的外沿利用上膜盖24固定在阀体8的上部，膜片4的上方密封地设有上压室25，上压室25通过穿过阀芯9的管路27与进液腔10相通，膜片4的下方密封地设有下压室26，下压室26通过穿过阀体8的管路28与出液腔11相通，下压室26内同轴设有大弹簧3，大弹簧3的上端顶在托盘23的下端面上，大弹簧3的下端顶在导向套18上端面上，阀芯9在探出阀体8的上端设有手柄7。
本实用新型的一种智能型客车上水装置，自动阀2在未上水时，进液腔10与出液腔11被上密封盘15隔断，出液腔11与溢流腔12之间相通，进液腔10经过阀芯9中的管路27与上压室25相通，进液腔10的水压传入上压室25令膜片4向下变形，经托盘23压迫大弹簧3，同时钢环21向下移动，将滚珠5挤到与钢锥6之间的间隙中。在需要给客车水箱20上水时，先通过手柄7手动提起阀芯9，钢锥6也随之被提起，位于钢垫19的上方及钢锥6的外侧的7个滚珠5滚入钢垫19的锥孔与固定在阀芯9上的钢锥6外锥面下端的间隙中，将钢锥6连同阀芯9顶起，滚珠5顶起阀芯9的高度使上密封盘15与上过流孔13脱离配合，使下密封盘16与下过流孔14密贴，关闭下过流孔14，位于钢垫19与上密封盘15之间的小弹簧17被压缩，同时钢环21在上压室25中液压作用下向下运动，套压住滚珠5，将阀芯9定位在上位；水流则由进液腔10经出液腔11的出液口30流入上水管1，上水管1的另一端与左进水管31相连接(也可以是右进水管32)，在左进水管31设有一个测水传感器JC1、和常开式电磁阀DC1，并与客车水箱20相连接，客车水箱20上设有溢流管29，溢流管29上也设有测水传感器JC3，当水流进入左进水管31后，首先会触动左进水管31上设有的测水传感器JC1，被触动的测水传感器JC1会通过测水传感器控制电路给单片机CPU发出开始上水的信息，单片机CPU开始对测水传感器JC2和测水传感器JC3扫描，当客车水箱20的水触动其中一个测水传感器时，被触动的测水传感器JC2或测水传感器JC3立即通过测水传感器控制电路给单片机CPU发出水已上满的信息，单片机CPU发出指令，通过常开电磁阀控制电路将常开式电磁阀DC1关闭。于是，出液腔11中的压力迅速升高，压力经管路28传递到下压室26，使上压室25与下压室26水压相等，膜片4在大弹簧3的推力作用下恢复原位，将与膜片4相连的钢环21向上抬起，使滚珠5在钢锥6的外锥面的挤压下向外侧滚动，阀芯9连同上密封盘15与下密封盘16在小弹簧17的作用下向下运动，使上密封盘15与上过流孔13相配合，关闭上过流孔13，同时使下密封盘16与下过流孔14脱离配合，打开下过流孔14，使出液腔11与溢流腔12相通，常开式电磁阀DC1在关闭一定时间的延时后，在单片机CPU的指令下恢复常开状态，于是积存在左进水管31、上水管1和出液腔11中的水经溢流腔12流入水槽。
权利要求1.智能型客车上水装置，具有上水管(1)、左进水管(31)、右进水管(32)，所述左进水管(31)或右进水管(32)与客车水箱(20)相连接，所述客车水箱(20)设有溢流管(29)，其特征在于还包括上水控制装置和自动阀门(2)，所述上水控制装置包括单片机CPU，所述单片机CPU的输入端分别与三组测水传感器控制电路相连接，所述单片机CPU的输出端分别与二组常开电磁阀控制电路相连接，所述上水管(1)的一端与自动阀门(2)的出液口(30)相连接，所述左进水管(31)和右进水管(32)上各自设有一个测水传感器(JC1、JC2)和所述常开式电磁阀(DC1、DC2)，所述溢流管(29)上设有测水传感器(JC3)。
2.按照权利要求1所述的智能型客车上水装置，其特征在于所述自动阀门包括阀体(8)和阀芯(9)，所述阀体(8)的下端设有进液腔(10)、出液腔(11)和溢流腔(12)，所述阀芯(9)的下端同轴设有分别与上过流孔(13)和下过流孔(14)相配合的上密封盘(15)和下密封盘(16)，所述上密封盘(15)的上端同轴设有一端顶在所述上密封盘(15)上的小弹簧(17)，所述小弹簧(17)的另一端顶在与所述阀芯(9)滑动地相配合的导向套(18)的下端面上，所述导向套(18)固定在所述阀体(8)内，所述导向套(18)的上端面设有带锥孔的钢垫(19)，所述钢垫(19)与固定在所述阀芯(9)上的钢锥(6)相配合，所述钢垫(19)的上方及所述钢锥(6)的外侧滚动地设有若干个滚珠(5)，所述滚珠(5)套装在钢环(21)内下端，所述钢环(21)滑动地套装在所述阀芯(9)上，所述钢环(21)上端外侧设有膜片(4)，所述膜片(4)利用托盘(23)固定在所述钢环(21)上，所述膜片(4)利用上膜盖(24)固定在所述阀体(8)上，所述膜片(4)的上方密封地设有上压室(25)，所述上压室(25)通过管路(27)与进液腔(10)相通，所述膜片(4)的下方密封地设有下压室(26)，所述下压室(26)通过管路(28)与出液腔(11)相通，所述下压室(26)内同轴设有大弹簧(3)，所述大弹簧(3)的上端顶在所述托盘(23)的下端面上，所述大弹簧(3)的下端顶在所述导向套(18)上端面上，所述阀芯(9)在探出所述阀体(8)的上端设有手柄(7)。
3.按照权利要求2所述的智能型客车上水装置，其特征在于所述每个测水传感器控制电路各自具有一个测水传感器(JC1、JC2、JC3)，所述每个测水传感器(JC1、JC2、JC3)的一端各自与一个比较器(BJ1、BJ2、BJ3)的输入端串接，所述每个测水传感器(JC1、JC2、JC3)的另一端相互并联，所述三个电阻(R1、R2、R3)各自与所述比较器(BJ1、BJ2、BJ3)相连接，所述三个比较器(BJ1、BJ2、BJ3)各自串接一个电阻(R4、R5、R6)后接地，所述每个比较器(BJ1、BJ2、BJ3)的输出端各自与一个放大器(FD1、FD2、FD3)的输入端串接，所述每个放大器(FD1、FD2、FD3)的输出端各自与单片机CPU的一个输入端插脚串接。
4.按照权利要求3所述的智能型客车上水装置，其特征在于所述二组常开电磁阀控制电路包括两个放大器(FD4、FD5)，所述每个放大器(FD4、FD5)的输入端各自与单片机CPU的两个输出端插脚串接，所述每个放大器(FD4、FD5)的输出端各自与一个基极电阻(R7、R9)串接，所述每个基极电阻(R7、R9)各自与一个NPN三极管(G1、G2)的发射极和一个接地电阻(R8、R10)并联，所述每个电阻(R8、R10)接地，所述每个NPN三极管(G1、G2)的集电极各自与一个二极管(D1、D2)和一个继电器(J1、J2)并联，所述每个NPN三极管(G1、G2)的发射极接地，所述每个继电器(J1、J2)的常开触点各自连接一个常开式电磁阀(DC1、DC2)。
5.按照权利要求4所述的智能型客车上水装置，其特征在于所述单片机CPU的另一个输出端插脚与显示电路相连接，所述显示电路包括反向器(FX6)，所述反向器(FX6)与电阻(R11)串接，所述电阻(R11)与发光二极管(FGD1)串接。
6.按照权利要求5所述的智能型客车上水装置，其特征在于所述钢垫(19)的锥孔壁及所述钢锥(6)的外锥面与所述阀芯(9)的轴线成30°-60°角。
7.按照权利要求6所述的智能型客车上水装置，其特征在于所述滚珠(5)为3-12。
专利摘要一种智能型客车上水装置,具有上水管、左进水管、右进水管,还包括上水控制装置和自动阀门,上水控制装置包括单片机CPU,单片机CPU的输入端分别与三组测水传感器控制电路相连接,单片机CPU的输出端分别与二组常开电磁阀控制电路相连接,上水管的一端与自动阀门的出液口相连接,左进水管或右进水管上各自设有一个测水传感器和常开式电磁阀,左进水管或右进水管与客车水箱相连接,客车水箱上设有溢流管,溢流管上设有测水传感器。其目的是提供一种对客车水箱上水过程实行自动化控制,使其在水满后立即停止上水,并将水管中的剩余水回流到水槽中,避免管中的剩余水流到铁路地基上因结冰而胀裂地基的智能型客车上水装置。
文档编号B61K11/00GK2516417SQ0126727
公开日2002年10月16日 申请日期2001年10月29日 优先权日2001年10月29日
发明者桑振寰, 宋玉新 申请人:北京鹏海设备安装工程有限公司