专利名称：脉动压力波列车尾部监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种列车尾部监控装置，特别是一种能防止列车在运行中出现尾部车辆丢失、折角塞门被误关闭的脉动压力波列车尾部监控装置。
背景技术：
现在铁路系统的货物列车已经取消了运转车长实行了无守运行，因没有了运转车长的监护，列车在运行中时有列车尾部的车辆丢失、车辆制动主管折角塞门被关闭等事故的发生。为此铁路系统在货物列车装备了无线列尾装置，但无线列尾装置因其利用的是无线电波技术，使用中存在与列车无线调度电话之间、无线列尾装置互相之间干扰及受地形或建筑物等影响联系困难的问题，由此铁路系统的无守车货物列车已经发生了后果严重的行车事故。
发明内容
为确保无守列车的安全运行，本发明提供一种脉动压力波列车尾部监控装置。该装置能自动监测列车尾部车辆和车辆制动主管的贯通状况，遇列车尾部车辆丢失或折角塞门被误关闭时能及时向司机报警，并对列车尾部的车辆施行制动措施，可确保列车的运行安全。
为研究脉动压力波列车尾部监控装置，首先分析了铁路运行列车的必备条件。目前在铁路运行的列车是由机车和车辆共同组成的，各个车辆之间由车钩连接，每节车辆上都设有一条输送压缩空气的主管路称制动主管，在每辆车制动主管的两端各设有一个折角塞门，折角塞门连接着制动软管，在制动软管上设有连接器，各个车辆之间的制动主管利用连接器连接在一起，再将折角塞门置于开通位置。完整的列车是指机车与所有车辆之间的车钩连接好，全列车车辆的制动主管呈贯通的状况。如果两辆车之间的折角塞门出现被关闭，被关闭以后车辆的制动功能就失去控制，就会发生事故。
在这里可以看到列车安全运行的重要条件，是全列车车辆之间的折角塞门必须置于开通位，使列车制动主管呈贯通的状况，列车才能安全运行。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是在列车的尾部加装一套列车尾部装置，它利用微处理器控制电控喷气阀瞬时排出列车制动主管少量的一些压力空气，在列车制动主管里产生脉动压力波信号，脉动压力波信号以330M/S的速度沿制动主管的管路向前部传输，因列车前后的车辆制动主管呈贯通状态，这个信号可以一直传播到列车前部的机车制动主管；在机车加装一套机车接收装置，机车接收装置利用机车制动主管可以接收到列车尾部装置发出的脉动压力波信号，向司机显示列车的尾部正常，同时机车接收装置发出回示的脉动压力波信号，列车尾部装置接收到机车接收装置发出的回示脉动压力波信号后，再发出脉动压力波信号，这样列车可以正常的运行。当列车在运行中时出现列车尾部的车辆丢失、车辆制动主管折角塞门被误关闭时，因列车制动主管不能呈贯通状态，机车接收装置接收不到列车尾部装置发出的脉动压力波信号，立即向司机报警，司机可以采取相应的安全措施；同时列车尾部装置在接收不到机车接收装置回示的脉动压力波信号后，自动对后部的车辆施行制动措施，可达到确保无守列车安全运行目的。
脉动压力波信号的发生过程是在列车运行时，列车尾部装置通过微处理器控制电控喷气阀定时定量的喷气，由于车辆制动主管内600Kpa的压力空气与管外大气内外的压差，使电控喷气阀喷气处的压力突降，车辆制动主管内的压力空气由于压差的存在，向电控喷气阀喷气处补充，这样在车辆制动主管内产生了一个压力波信号，确切的讲为负压力波信号，这个信号因列车前后的车辆制动主管呈贯通状态，信号可以一直传播到列车前部的机车制动主管。利用微处理器控制电控喷气阀定时定量的喷气，可以有规律的在列车制动主管里可以产生间断的负压力波信号，也就是脉动负压力波信号。微处理器通过控制电控喷气阀的喷气时间和间隔时间，发出连续的几个脉动负压力波进行编码设计。这样列车尾部装置利用发出编码的脉动压力波信号，将列车尾部的多种信息反馈给机车接收装置。
本发明的有益效果是，利用电控喷气阀排制动主管的压力空气喷气，在车辆制动主管内产生脉动压力波信号，又用制动主管的管路进行传输，解决了无线列尾装置互相之间的干扰或受地形或建筑物等影响联系困难的问题。
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
图1是本发明的系统框中1.机车接收装置，2.机车自动制动阀，3.机车总风缸，4.折角塞门，5.列车尾部装置，6.车辆制动主管，7.软管连接器，8.机车制动主管。
图2是脉动压力波列车尾部监控装置作用原理示意中1.机车接收装置，2.机车自动制动阀，3.机车总风缸，4.折角塞门，5.列车尾部装置，6.车辆制动主管，7.软管连接器，8.机车制动主管。
图3是本发明列车尾部装置部分实施例的构造原理中1.蓄电池，2.电控喷气阀，3.高压软管，4.三通，5.调压阀，6.调压缸，7.紧急排气阀，8.微差压变送器，9.微处理器。
图4是本发明机车接收装置部分实施例的构造原理中1.电源，2.电控喷气阀，3.三通，4.调压阀，5.调压缸，6.微差压变送器，7.扬声器，8.显示屏，9.微处理器。
具体实施方案首先分析列车车辆制动主管的直径与长度和空气压力与机车自动制动机的操作情况。货物车辆制动主管的直径为32毫米；单车辆制动主管的长度约为14米，全列车车辆制动主管的长度为50辆700米左右；运行时制动主管内空气的压力为500或600Kpa，；施行制动时机车自动制动阀的排风口的直径为6～8毫米，车辆制动主管的压力低于定压40Kpa就可以引起车辆发生制动作用。
由此得出结论，控制电控喷气阀的喷气时造成制动主管的压力下降必须小于40Kpa，否则会使列车车辆发生制动作用。
参照图1该方案脉动压力波列车尾部监控装置由机车接收装置(1)与列车尾部装置(5)构成。机车接收装置(1)安装在机车上，机车接收装置(1)与机车制动主管(8)连通；列车尾部装置(5)加装在尾部车辆的车钩上，列车尾部装置(5)的高压软管与车辆制动主管(6)接通。列车运行时折角塞门(4)处于开通位置，车辆制动主管呈贯通的状态，机车接收装置(1)通过机车制动主管(8)和制动主管(6)与列车尾部装置(5)沟通，可以传输各自发出的脉动压力波查询信号或回示信号进行信息传输。
参照图2机车接收装置1安装在机车的驾驶室内，机车接收装置(1)与机车制动主管(8)连通，接收到列车尾部装置(5)发出的压力波信号，从而判断制动主管处于贯通状态，列车车辆尾部完整良好。机车接收装置(1)也通过微处理器控制电控喷气阀定时定量的喷气，发出回示的压力波信号，这个回示信号经机车制动主管(8)沿车辆制动主管(6)的管路向后部传播，列车尾部装置(5)接收到机车接收装置(1)的回示信号后，再次通过微处理器控制电控喷气阀定时定量的喷气，重新发出压力波信号。这样列车尾部装置(5)与机车接收装置(1)，利用列车制动主管的高压空气作载体，传输它们发出的负压力波查询信号或回示信号，形成了一种信息的联络。
列车尾部装置(5)与机车接收装置(1)的控制核心均为微处理器，可以有规律的控制各自电控喷气阀定时定量的喷气，在列车制动主管里可以产生间断的负压力波信号，也就是脉动负压力波信号。微处理器通过控制电控喷气阀的喷气时间和间隔时间，发出连续的几个脉动负压力波进行编码设计。这样列车尾部装置(5)利用发出编码的脉动压力波信号，将列车尾部的多种信息反馈给机车接收装置(1)。
参照图3该列车尾部装置主要由蓄电池(1)，电控喷气阀(2)，高压软管(3)，三通(4)，调压阀(5)，调压缸(6)，紧急排气阀(7)，微差压变送器(8)，微处理器(9)等组成。微处理器(9)选用AVR90系列单片机，电控喷气阀(2)选用快速电磁阀，紧急排气阀(7)选用直径不小于6毫米的电磁阀。微差压变送器(8)的量程小于100Kpa。该微差压变送器(8)有P1、P2两个接口，可直接与被测现场的高、低压端联连。高压软管(3)与三通(4)接通，电控喷气阀(2)、紧急排气阀(7)、调压阀(5)与三通(4)连接。调压阀(5)内有一个弹簧，可以调整开启值，在这里调整开启值为100Kpa，调压阀(5)有单向导通调压的功能。
高压软管(3)来的压力空气，经过三通(4)、调压阀(5)的调整降压后进入调压缸(6)内，这样保证了调压缸(6)空气压力跟踪制动主管的压力，低于制动主管100Kpa，有了高、低压两路的压力端。再将微差压变送器(8)的P1、P2两个接口与高、低压两路的压力端接通。蓄电池(1)为高能蓄电池，可以较长时间的供电给列车尾部装置。
微处理器(9)通过微差压变送器(8)测试到制动主管内空气的压力达到550Kpa时，控制电控喷气阀(2)定时定量的喷气发出脉动压力波查询信号，这个脉动压力波信号会在制动主管内出现一个压降波动，这种压降波动和正常压力波动大不一样具有几乎垂直的前缘。这样人为的控制电控喷气阀(2)定时定量的喷气，就可以产生有规律的脉动压力波信号。
当机车接收装置接收到列车尾部装置的查询信号后发出回示信号，回示的脉动压力波信号传输到制动主管尾部时，微差压变送器(8)的比较器翻转输出一个查知信号，微差压变送器(8)准确的输出一个量程值。这样微处理器(9)接收到回示信号后，由此判断制动主管前后贯通列车前后完整，延时一段时间，控制电控喷气阀(2)喷气，再次发出脉动压力波查询信号。
在设定的时间内如果不能收到机车接收装置发出的回示信号，微处理器(9)由此判断为列车尾部车辆与列车前部发生分离或折角塞门被误关闭，微处理器(9)控制紧急排气阀(7)排气，车辆制动主管的压力空气被排出后，使列车后半部分的车辆发生制动作用，从而确保了列车的运行安全。
在司机对列车车辆施行制动措施时，操纵机车自动制动阀排出制动主管的一部分压力空气，制动主管的空气压力会下降，微处理器(9)通过微差压变送器(8)查询到制动主管空气压力低于550Kpa时，控制电控喷气阀(2)处于关闭状态，当制动主管空气压力上升高于550Kpa时，微处理器(9)重新进行前述的，控制电控喷气阀(2)定时定量的喷气发出脉动压力波信号，然后等待机车接收装置发出的回示信号的工作状态。
参照图4该机车接收装置主要由电源(1)，电控喷气阀(2)，三通(3)，调压阀(4)，调压缸(5)，微差压变送器(6)，扬声器(7)，显示屏(8)，微处理器(9)等组成。
微处理器(9)也选用AVR90系列单片机，电控喷气阀(2)也选用快速电磁阀，微差压变送器(6)量程也是小于100Kpa。三通(3)与机车制动主管、电控喷气阀(2)、调压阀(4)连接，微差压变送器(6)的P1、P2两个接口，也是与利用调压阀(4)的调整降压后高、低压两路的压力端接通。电源(1)取机车50V或110V的DC电源，可以长时间的供电给机车接收装置。
微处理器(9)通过微差压变送器(6)测试到制动主管的空气压力达到580Kpa时，进入等待接收列车尾部装置发出的脉动压力波信号的状态。
当接收到列车尾部装置发出的脉动压力波信号后，微处理器(9)由此判断制动主管前后呈贯通状态，控制扬声器(7)向司机发出语音提示，同时显示屏(8)显示列车为完整状态。微处理器(9)随后控制电控喷气阀(2)喷气发出脉动压力波回示信号，然后等待接收列车尾部装置继续发出的脉动压力波信号，微处理器(9)在接受到列车尾部装置再次发来的脉动压力波信号后，控制电控喷气阀(2)再次定时定量的喷气发出脉动压力波回示信号，然后等待列车尾部装置继续发出的查询信号，进入监控列车尾部工作的状态。
微处理器(9)，在设定的时间内如果不能收到列车尾部装置发出的查询信号，微处理器(9)由此判断列车尾部车辆丢失或折角塞门被误关闭，控制扬声器(7)向司机发出报警提示同时显示屏(8)显示列车尾部异常状态，司机在听到报警提示后可以采取相应的安全措施。从而确保了列车的运行安全。
司机操纵机车的自动制动阀对列车车辆施行制动措施时，制动主管的空气压力会下降，微处理器(9)通过差压变送器(6)查询到制动主管空气压力低于550Kpa时，则控制电控喷气阀(2)处于关闭状态，防止电控喷气阀(2)的喷气影响司机正常的操纵机车的自动制动机。当司机操纵机车的自动制动阀对列车车辆施行缓解，列车制动主管空气压力上升达580Kpa时，微处理器(9)重新进行前述的，等待接收列车尾部装置发出的脉动压力波信号的状态。
权利要求
1.一种由微处理器、电控喷气阀、微差压变送器、调压阀、调压缸等组装的列车尾部装置与机车接收装置共同组成的脉动压力波列车尾部监控装置，其特征在于它的列车尾部装置与机车接收装置都设计有电控喷气阀，微处理器控制电控喷气阀瞬时排出列车制动主管的压力空气，使制动主管内的压力空气出现压降波动，这种压降波动可在列车制动主管里产生脉动压力波信号。
2.根据权力要求1所述的脉动压力波列车尾部监控装置，其特征在于它利用车辆制动主管的管路进行传输脉动压力波信号，使列车尾部装置与与机车接收装置的之间可以进行信息的联络。
3.根据权力要求1所述的脉动压力波列车尾部监控装置，其特征在于它的列车尾部装置与与机车接收装置的微处理器，控制电控喷气阀瞬时排出列车制动主管的压力空气时，造成制动主管的压力下降小于40Kpa。
4.根据权力要求1所述的脉动压力波列车尾部监控装置，其特征在于它的列车尾部装置在接收不到机车接收装置发出的脉动压力波信号时，可以自动利用紧急排气阀排出列车制动主管的压力空气，对尾部的车辆施行制动。
5.根据权力要求1所述的脉动压力波列车尾部监控装置，其特征在于它的机车接收装置在接收不到列车尾部装置发出的脉动压力波信号时，可以用扬声器向司机发出报警提示。
全文摘要
一种确保列车的安全运行的脉动压力波列车尾部监控装置。它由微处理器、电控喷气阀、微差压变送器、调压阀、调压缸等组装的列车尾部装置与机车接收装置共同组成，它控制电控喷气阀瞬时排出列车制动主管的压力空气，使制动主管内的压力空气出现压降波动，在制动主管里产生脉动压力波信号，利用车辆制动主管的管路进行传输脉动压力波信号，使列车尾部装置与与机车接收装置之间可以进行信息联络，在列车运行中出现尾部车辆丢失、折角塞门被误关闭时，它的列车尾部装置可以自动利用紧急排气阀排出列车制动主管的压力空气，对尾部的车辆施行制动，机车接收装置可以向司机报警提示司机可以采取相应的安全措施。
文档编号B61K13/00GK1765671SQ200410086538
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月25日 优先权日2004年10月25日
发明者杜明义, 董佑 申请人:杜明义, 董佑