一种列车供水装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种列车供水装置及其控制方法，包括净水箱，水箱Ⅰ，水箱Ⅱ，喷射器，连接管路和阀件，所述水箱Ⅰ通过吸水管路及中间管路分别与净水箱及水箱Ⅱ连接，所述水箱Ⅱ通过供水管路与用水器具连接，所述水箱Ⅰ的上部通过抽空管路及给水供气管路Ⅰ分别与喷射器的抽真空口及列车气源连接，所述水箱Ⅱ的上部通过排气管路和给水供气管路Ⅱ分别与大气及列车气源连接；所述水箱Ⅰ由上至下设液位开关Ⅰ和液位开关Ⅱ，所述水箱Ⅱ由上至下设液位开关Ⅲ，液位开关Ⅳ和液位开关Ⅴ；能够不间断供水，运行可靠、使用维护成本低，对净水箱无特殊承压要求，可根据需要安装于列车底部。
【专利说明】一种列车供水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种供水装置及其控制方法，尤其涉及一种列车上利用压缩空气进行连续供水的列车供水装置。
【背景技术】
[0002]列车供水系统用于为列车的卫生间、厨房、电开水炉等提供净水。传统的列车供水系统一般采用列车底部设大净水箱，列车顶部小净水箱，使用水泵抽取列车底部大净水箱中的水输送至列车顶部小净水箱，再利用重力自流的方式由小水箱向各用水点供水的方法。随着高速列车的发展，为减小列车断面，降低车辆重心，车顶已经没有足够的空间放置满足需要的小净水箱。为此，在设计高速列车时大多将净水箱全部置于列车底部，这样既降低了列车的重心，又有利于提高车辆运行平稳性。现有技术的列车底部的供水方式分电泵和气压两种方式实现。其中，电泵方式通过电动水泵加压供水，存在的缺陷是电泵对输送介质较敏感，为了使电泵正常运行需配置较为复杂的系统，因此设备投资及维护成本较高。尽管如此，电泵系统常存在水泵启动频繁、堵塞以致烧损、水泵启动排气不畅、漏水、空转等问题。同时，由于电泵自吸能力较差，所以一般与净水箱一同悬挂安装在列车地板之下。列车行驶时电泵发生故障，无法在线维修。如中国专利文献CN200820115114.0公开了 “铁道客车给水系统水泵缺水保护控制装置及方法”，它包括水箱，水泵，水泵控制装置，吸水管路，供水管路，供水压力传感器，供水流量传感器，水位检测传感器，吸气压力传感器，压力缓冲罐。它采用水位检测和管路内空气压力检测相结合的方式进行水泵缺水保护。这种供水系统虽然实现了列车底部的增压供水，但是系统较复杂，电泵系统故障率较高，如电泵发生故障只能停车维修。
[0003]气压供水则是利用列车供风系统的压缩空气直接对列车底部净水箱内的净水加压，其存在的缺陷是，该方式对净水箱、管道及相关阀件具都有承压要求，由于净水箱一般体积较大，具有承压要求的净水箱会大大增加其重量，且有泄漏隐患，同时在列车停车，进行净水箱注水操作时，供水会因此中断，不符合用户用水习惯。如国际专利文献W02010070075A1 公开了“移动用无栗供水装置(Pump-less water supply device formobile use) ”，它包括一个储存净水的净水箱和将水输送至用户的连接管路，连接管路上设有两个中间缓冲容器，并与净水箱连接。一个压力控制装置分别与净水箱和两个中间缓冲容器连接，通过净水箱与中间缓冲容器间的压差将水从净水箱输送至中间缓冲容器，再由中间缓冲容器将水输送至用户。这种供水装置虽然可以实现将水由净水箱输送至用户，但需要对净水箱加压，且供水会在对净水箱进行注水时中断。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的是解决上述现有技术存在的不足；提供一种列车供水装置；可根据需要安装于车底部，使用维护成本低，运行可靠，对净水箱无特殊承压要求，能够不间断供水。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种列车供水装置，包括净水箱，水箱I，水箱II和喷射器，所述水箱I通过吸水管路与净水箱相连，且水箱I通过中间管路与水箱II连接，所述的水箱II通过供水管路与用水器具连接，所述水箱I的上部通过抽空管路与喷射器的抽真空口相连，所述喷射器的气源接口通过抽空供气管路与列车的气源连接；且水箱I的上部通过给水供气管路I与列车气源连接，所述水箱II的上部通过排气管路与大气相通；且水箱II通过给水供气管路II与列车气源连接；所述水箱I由上至下设液位开关I和液位开关II，所述水箱II由上至下设液位开关III，液位开关IV和液位开关V。
[0007]所述净水箱的顶部与大气连通。
[0008]所述中间管路上有单向阀I。
[0009]所述供水管路上有单向阀II和二通阀II。
[0010]所述喷射器的排气口通车外大气。
[0011]所述抽空管路上设二通阀VI ;所述抽空供气管路上设抽真空过滤减压阀和二通阀
III。
[0012]所述给水供气管路I上设有二通阀V和给水过滤减压阀；所述给水供气管路II上设二通阀VL并与给水供气管路I共用给水过滤减压阀。
[0013]所述吸水管路上设有二通阀I及水过滤器；所述排气管路上设节流阀和二通阀IV。
[0014]所述的列车供水装置的控制方法，如下:
[0015]水箱I的控制方法如下:
[0016]步骤1-1:系统开始工作后首先判断水箱I内的液位是否达到液位开关I指示的上液位；若未达到该上液位，则将水箱II设为供水状态，将水箱I设为准备状态，同时开启二通阀VL关闭二通阀V，进入步骤1-3 ;若已达到该上液位，则进入步骤1-2 ；
[0017]步骤1-2:判断水箱I内的液位是否低于液位开关II指示的下液位。若是，则将水箱II设为供水状态，将水箱I设为准备状态，同时开启二通阀VL关闭二通阀V，进入步骤1-3 ;若否，则将水箱I设为供水状态，将水箱II设为准备状态，同时开启二通阀V，关闭二通阀VL返回步骤1-2 ；
[0018]步骤1-3:开启二通阀VI并延时h，将水箱I内的压缩空气排出。开启二通阀III，喷射器开始对水箱I抽真空；延时t2后再开启二通阀I，净水箱中的水开始在大气压的作用下通过吸水管路流入水箱I中，直至水箱I内的液位达到液位开关I指示的上液位后关闭二通阀VI ;延时t3后关闭二通阀III，喷射器停止工作；由于喷射器刚关闭时；延时t4后关闭二通阀I，吸水管路中的水停止流动，进入步骤1-4 ；
[0019]步骤1-4:判断控制系统是否接收到停机指令，若否则返回步骤1-2，若是则流程终止；
[0020]水箱II的控制方法是:
[0021]步骤2-1:系统开始工作后首先判断水箱II内的液位是否达到液位开关III指示的上液位。若是，则进入步骤2-2 ;若否到，说明水箱II内存水较少，将等待水箱I为供水状态时，开启二通阀IV，将水箱II内的气体排出，直至水箱II内的液位H2达到液位开关III指示的上液位后，再进入步骤2-2;
[0022]步骤2-2:判断水箱II内的液位是否低于液位开关IV指示的中液位；若否，则开启二通阀II进行供水，返回2-1 ;若是，则再判断水箱II内的液位是否达到液位开关V指示的下液位；若否，说明水箱II中水量不足，则关闭二通阀II，暂停供水并发出“供水装置水位低”报警，再进入步骤2-3 ;若是，则开启二通阀II进行供水，并进入步骤2-3 ；
[0023]步骤2-3:判断此时水箱I是否处于供水状态；若否，则返回步骤2-2 ;若是，则开启二通阀IV使水箱II中的气体通过排气管路排出，水箱I中的水通过中间管路进入水箱II，水箱II内的液位升高；再判断水箱II内的液位是达到液位开关IV指示的中液位；若否，则返回步骤2-2 ;若是，则再判断二通阀II是否处于开启状态；若否，则开启二通阀II并清除“供水装置水位低”报警，进入步骤2-4 ;若是，则直接进入步骤2-4 ；
[0024]步骤2-4:判断水箱II内的液位是否达到液位开关III指示的上液位；若否，则返回步骤2-2，继续排气；若是，则关闭二通阀IV，排气停止，进入步骤2-5 ；
[0025]步骤2-5:判断控制系统是否接收到停机指令，若否则返回步骤2-2，若是则流程终止。
[0026]优选地，喷射器采用多级形式，其具有极限真空高、效率高的特点。
[0027]优选地，将抽真空过滤减压阀，二通阀III，喷射器，二通阀IV，节流阀，给水过滤减压阀，二通阀V，二通阀VI，二通阀Vn集成在一个集成气路版上，使结构更加紧凑，便于维护。
[0028]本实用新型有益效果是:
[0029]1.无需在列车顶部设水箱，降低了列车的重心，提高车辆运行平稳性，特别适用于高速铁路列车。
[0030]2.相比既有电泵方式，系统构成更简单，由无运动部件的喷射器及高可靠性的阀件构成，不存在电泵方式固有的电机故障、传动故障、旋转部件的密封故障，因而更为可靠，维护成本低。
[0031]3.相比既有电泵方式，系统布局更合理，可根据需要(如餐车等对供水可靠性要求较高的场合)，将净水箱设在列车地板之下，而其他水箱及阀件等设在列车地板之上。如列车行驶过程中供水装置发生故障，维修无需停车。
[0032]4.相比既有气压方式，无需对净水箱加压，对净水箱无特殊承压要求，使净水箱重量轻，运行和使用安全可靠，特别适用于高速铁路列车。尤其是在列车停车、进行净水箱注水操作时供水不间断，方便旅客随时用水。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型结构示意图；
[0034]图2为本实用新型的水箱I的工作流程图；
[0035]图3为本实用新型的水箱II的工作流程图。
[0036]图中，1.净水箱，2.用水器具，3.车外大气，4.气源，5.水箱I，6.水箱ΙΙ，7.水过滤器,8.二通阀I，9.单向阀I，10.单向阀II，11.二通阀II，12.抽真空过滤减压阀，13.二通阀III，14.喷射器，15.二通阀IV，16.节流阀，17.给水过滤减压阀，18.二通阀V，19.二通阀VI，20.二通阀VL 21a.液位开关I，21b.液位开关II，22a.液位开关III，22b.液位开关IV，22c.液位开关V。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明:
[0038]如图1所不,一种列车供水装置,包括净水箱1，水箱I 5,水箱II 6,喷射器14。
[0039]所述净水箱I的顶部与大气联通，保持常压，无承压要求，因而净水箱重量较轻。
[0040]所述水箱I 5通过吸水管路与净水箱I连接，用于暂存由净水箱I流出的净水。吸水管路用于将净水由净水箱I输送至水箱I 5，吸水管路上设有水过滤器7和二通阀I 8。
[0041]所述水箱I 5和水箱II 6通过中间管路连接。中间管路上有单向阀I 9，可使水不能由水箱II 6流至水箱I 5。
[0042]所述水箱II 6通过供水管路与用水器具2连接。供水管路上有单向阀II 10和二通阀II 11。所述单向阀II 10可使水不能由用水器具2回流至本供水装置。
[0043]所述水箱I 5的上部通过抽空管路与喷射器14的抽真空口连接。喷射器14的气源接口通过抽空供气管路与列车的气源4 (压力如0.5?1.0MPa)连接。喷射器14的排气口通车外大气3。喷射器14用于使水箱I 5内产生负压，进而使水通过吸水管路由净水箱I流至水箱I 5。抽空管路上设二通阀VI 19。抽空供气管路上设抽真空过滤减压阀12和二通阀III 13。抽空过滤减压阀12用于过滤压缩空气并调节至喷射器14工作所需压力(如
0.4^0.7MPa)。水箱I 5的上部还通过给水供气管路I与给水过滤减压阀17的出口连接。给水过滤减压阀17的入口与列车的气源4连接，用于去除其中油雾和杂质，洁净压缩空气，并调节至供水所需压力(如5(T200KPa)。给水供气管路I上设二通阀V 18。
[0044]所述水箱II 6的上部通过给水供气管路II与给水过滤减压阀17的出口连接。给水供气管路II上设二通阀Vn 20。水箱II 6的上部还通过排气管路将其他排出车外3。排气管路上设节流阀16和二通阀IV 15。节流阀16用于控制水箱II 6的排气速度，保证排气时供水压力较为稳定。
[0045]所述水箱I 5上由上至下设液位开关I 21a和液位开关II 21b，分别用于检测水箱I 5的上液位和下液位。所述水箱II 6上由上至下设液位开关III 22a，液位开关IV 22b和液位开关V 22c，分别用于检测水箱II 6的上液位，中液位和下液位。
[0046]本实用新型的工作流程分水箱I 5工作流程和水箱II 6工作流程两部分。两部分并行执行，在功能上相对独立又有所关联。水箱I 5及水箱II 6在开机时均处于准备状态，在运行过程中仅有一个处于供水状态。
[0047]水箱I的控制方法是:开机时，若水箱I 5内的液位低于水箱I 5的上液位时，通过喷射器工作使水箱I 5内产生负压，将净水箱I内的水吸入水箱I 5，直至水箱I 5内的液位达到水箱I 5的上液位，再加入后续流程。在后续流程中，当水箱I 5内的液位低于水箱I 5的下液位时，会将水箱II 6设为供水状态，水箱I 5设为准备状态，再通过喷射器工作使水箱I 5内产生负压，将净水箱内的水吸入水箱I，直至水箱I 5内的液位达到水箱I 5的上液位。当水箱I 5内的液位不低于水箱I 5的下液位时，会将水箱I 5设为供水状态，水箱II 6设为准备状态，水由水箱I 5流向用水器具；
[0048]水箱II的工作流程是:开机时，若水箱II 6内的液位低于水箱II 6的上液位，且水箱I 5处于供水状态，则开启二通阀IV 15，通过排气管路将水箱II 6内的气体排出，直至水箱II 6内的液位达到水箱II 6的上液位，再关闭二通阀IV 15，进入后续过程。在后续工作过程中，若水箱II 6内的液位不低于水箱II 6的中液位，则开启二通阀II 11，通过供水管路供水。若水箱II 6内的液位低于水箱II 6的下液位，则关闭二通阀II 11，暂停供水，并发出“供水装置水位低”报警。若水箱II 6内的液位低于水箱II 6的中液位而不低于下液位，则开启二通阀II 11，通过供水管路供水，且当水箱I 5处于供水状态时，开启二通阀IV，通过排气管路将水箱II 6内的气体排出，水箱II 6内的液位升高。当水箱II 6内的液位升高至水箱II 6的中液位后，若二通阀II 11处于关闭状态，则开启二通阀II 11，并解除可能存在的“供水装置水位低”报警，直至水箱II 6内的液位升高至水箱II 6的上液位，再关闭二通阀IV 15，排气停止。
[0049]如图2，水箱I 5的具体工作流程是:
[0050]步骤1-1:系统开始工作后首先判断水箱I 5内的液位氏是否达到液位开关I 21a指示的上液位。若未达到该上液位，则将水箱II 6设为供水状态，将水箱I 5设为准备状态，同时开启二通阀VII 20，关闭二通阀V 18，进入步骤1-3。若已达到该上液位，则进入步骤1-2。
[0051]步骤1-2:判断水箱I 5内的液位H1是否低于液位开关II 21b指示的下液位。若是，则将水箱II 6设为供水状态，将水箱I 5设为准备状态，同时开启二通阀Vn 20，关闭二通阀V 18，进入步骤1-3。若否，则将水箱I 5设为供水状态，将水箱II 6设为准备状态，同时开启二通阀V 18，关闭二通阀VII 20，返回步骤1-2。
[0052]步骤1-3:开启二通阀VI 19并延时& (如t1=2s)，将水箱I 5内的压缩空气排出。开启二通阀III 13，喷射器14开始对水箱I 5抽真空。延时t2 (如t2=2s)后再开启二通阀I 8，净水箱I中的水开始在大气压的作用下通过吸水管路流入水箱I 5中，直至水箱I 5内的液位H1达到液位开关I 21a指示的上液位后关闭二通阀VI 19。延时t3 (如t3=0.2s)后关闭二通阀III 13，喷射器14停止工作。由于喷射器14刚关闭时，水箱I 5中仍具有一定负压，净水箱I中的水依然在大气压的作用下流入水箱I 5中，并消耗水箱I 5中的负压。延时t4 (如t4=2s)后关闭二通阀I 8,吸水管路中的水停止流动,进入步骤1-4。
[0053]步骤1-4:判断控制系统是否接收到停机指令，若否则返回步骤1-2，若是则流程终止。
[0054]如图3，水箱II 6的具体工作流程是:
[0055]步骤2-1:系统开始工作后首先判断水箱II 6内的液位H2是否达到液位开关III 22a指示的上液位。若是，则进入步骤2-2。若否到，说明水箱II 6内存水较少，将等待水箱I 5为供水状态时，开启二通阀IV 15，将水箱II 6内的气体排出，直至水箱II 6内的液位4达到液位开关III 22a指示的上液位后，再进入步骤2-2。
[0056]步骤2-2:判断水箱II 6内的液位H2是否低于液位开关IV 22b指示的中液位。若否，则开启二通阀II 11进行供水，返回2-2。若是，则再判断水箱II 6内的液位H2是否达到液位开关V 22c指示的下液位。若否，说明水箱II 6中水量不足，则关闭二通阀II 11，暂停供水并发出“供水装置水位低”报警，再进入步骤2-3。若是，则开启二通阀II 11进行供水，并进入步骤2-3。
[0057]步骤2-3:判断此时水箱I 5是否处于供水状态。若否，则返回步骤2-2。若是，则开启二通阀IV 15使水箱II 6中的气体通过排气管路排出，水箱I 5中的水通过中间管路进入水箱II 6，水箱II 6内的液位升高。再判断水箱II 6内的液位H2是达到液位开关IV 22b指示的中液位。若否，则返回步骤2-2。若是，则再判断二通阀II 11是否处于开启状态。若否，则开启二通阀II 11并清除可能存在的“供水装置水位低”报警，进入步骤2-4。若是，则直接进入步骤2-4。
[0058]步骤2-4:判断水箱II 6内的液位H2是否达到液位开关III 22a指示的上液位。若否，则返回步骤2-2，继续排气。若是，则关闭二通阀IV 15，排气停止，进入步骤2-5。
[0059]步骤2-5:判断控制系统是否接收到停机指令，若否则返回步骤2-2，若是则流程终止。
[0060]液位开关I 21a，液位开关II 21b，液位开关III 22a，液位开关IV 22b，液位开关V 22C均具有抗干扰功能，当开关状态发生变化时，均需要一定延时(如0.5s)才会触发控制动作。
[0061]上述虽然结合附图对实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种列车供水装置，包括净水箱，水箱I，水箱II和喷射器，所述水箱I通过吸水管路与净水箱相连，且水箱I通过中间管路与水箱II连接，所述的水箱II通过供水管路与用水器具连接，其特征是，所述水箱I的上部通过抽空管路与喷射器的抽真空口相连，所述喷射器的气源接口通过抽空供气管路与列车的气源连接；且水箱I的上部通过给水供气管路I与列车气源连接，所述水箱II的上部通过排气管路与大气相通；且水箱II通过给水供气管路II与列车气源连接；所述水箱I由上至下设液位开关I和液位开关II，所述水箱II由上至下设液位开关III，液位开关IV和液位开关V ;所述中间管路上有单向阀I。
2.如权利要求1所述的列车供水装置，其特征是，所述净水箱的顶部与大气连通。
3.如权利要求1所述的列车供水装置，其特征是，所述供水管路上有单向阀II和二通阀II。
4.如权利要求1所述的列车供水装置，其特征是，所述喷射器的排气口通车外大气。
5.如权利要求1所述的列车供水装置，其特征是，所述抽空管路上设二通阀VI;所述抽空供气管路上设抽真空过滤减压阀和二通阀III。
6.如权利要求1所述的列车供水装置，其特征是，所述给水供气管路I上设有二通阀V和给水过滤减压阀；所述给水供气管路II上设二通阀VL并与给水供气管路I共用给水过滤减压阀。
7.如权利要求1所述的列车供水装置，其特征是，所述吸水管路上设有二通阀I及水过滤器；所述排气管路上设节流阀和二通阀IV。
【文档编号】B61C17/02GK203996238SQ201320670124
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】李旻, 王艳, 郑金霞, 邢喆, 严巾堪, 曲凯 申请人:山东华腾环保科技有限公司