铁路客车上水溢流自动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁路客车及站场领域，特别是涉及客车上水溢流自动控制系统。
【背景技术】
[0002]多年来，铁路客车上水多是采用人工操作，客车水箱注满水后，水从溢流管流出，上水工发现溢流管出水后，再关闭上水阀。因为车厢多上水工少顾不过来，造成了水资源的浪费，以上水流量1.5L/S、溢流时间20s计，每节客车每次上水浪费30L，每列车每次上水浪费近500L。另外，北方地区冬季寒冷，溢流出的水极易结冰，成为车站行车和整备作业的安全隐患，以至于有的车站不得不采用人工刨冰等措施。
[0003]为节省宝贵的水资源，铁路系统各单位多年来做过许多研宄，但均未解决此问题，目前仍需操作人员观察到溢流产生后方停止上水，既浪费了宝贵的水资源，也严重地影响了铁路窗口形象和铁路现代化水平，铁路客车上水设备溢流控制的问题亟待解决。铁道科学研宄院研宄开发了铁路客车上水溢流自动控制装置(专利号ZL201120015606.4)，车上和车下之间无需有线和无线信号传输，以水流为信息传递媒介，根据上水流量和压力的变化感知水箱上满水的信息，当水箱上满水后，对管路中的水流流场进行干扰，传感器采集分析流场前后的变化后系统自动停止上水。该系统由车上部件和车下部件组成，车上部件由液位传感器、液位显示控制仪和流量调节装置组成，车下部件由压力传感器、上水电磁阀和上水控制箱组成。液位传感器采集水箱内液位上传至液位显示控制仪；液位显示控制仪当水箱低液位时仅显示水箱液位，当水箱水满时启动流量调节装置；流量调节装置水箱未上满水时不启动，上满水后接受液位传感器的信号并启动，管路中流量和压力发生变化；压力传感器将采集到的压力传至上水控制箱；上水控制箱接收压力传感器信号并进行判识，满足阂值条件后输出信号至上水电磁阀；上水电磁阀启动停止上水。
[0004]该系统虽然有效可靠地实现了溢流控制，但也存在着车上系统较复杂的问题。一是车上需要加装的部件较多，而且需要安装在不同的部位上，液位传感器需要安装在水箱内；液位显示控制仪需要安装在乘务间；流量调节装置需要安装在上水管路上；二是各部件均需使用车上的电源，各部件之间均需信号线或电线连接；三是维修更换较困难。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题是:提供一种铁路客车上水溢流自动控制装置，该装置适用于各种铁路客车和车站及车辆整备场，具有简单、可靠、体积小、造价低、易安装更换的特点，采用水流传递信息，不受其他无线和有线信号干扰，实现上水设备和上水客车的一一对应，解决客车上水溢流问题，有效避免水资源的浪费。
[0006]本发明的技术解决方案是:
[0007]铁路客车上水溢流自动控制装置，由车上部件和车下部件组成，其特征是:所述的车上部件由排气上水装置组成，该排气上水装置安装在客车水箱两根上水管上，与上水、排气管相连，所述的车下部件由压力传感器、上水电磁阀和上水控制箱组成，所述压力传感器和上水电磁阀均和车下上水软管及上水栓相连，所述上水控制箱接收所述压力传感器信号并控制所述上水电磁阀。上水时位于排气上水管上的排气上水装置正常上水，位于另一上水排气管上的排气上水装置排气，当所述客车上水箱水满后，排气上水装置停止排气，客车上水箱液位上升，管路中水压增加，上水控制箱对压力传感器输出的信号进行判识，在满足判识准则和阂值时，启动该上水电磁阀停止上水。
[0008]所述的排气上水装置内部呈“回”字型，且为亚克力材质的模块，内部有圆形孔道，可供水流和气流通过，进出口分别位于底部和侧面，在侧面垂直的圆柱孔内有一密度小于水的浮球，该圆柱孔上部呈中空的环状曲面，下部留一个小孔，小球落下时封闭，浮起时打开，所述浮球只能在垂直圆柱孔内上下活动，所述排气上水装置下部水平方向圆柱孔的孔径小于浮球的直径，所述排气上水装置上部设有真空破坏器。
[0009]所述的排气上水装置除底部泄水孔直径为8mm外，其余内部孔径均为DN25mm ;所述圆柱孔上部呈中空的环状曲面内孔径为18mm ;所述浮球直径为22mm。
[0010]每节车厢水箱上的两根水管上各安装一个排气上水装置，底部管口和通向车下的上水管连接，右侧管口和通向水箱的水管连接。当该装置所在水管用作上水时，可正常上水；当另一上水管上水时，水箱未满时，该水阀用作排气；当水箱水满时，该阀停止排气且停止排水，水箱液位上升，管路中压力发生变化，车下压力传感器采集数据后送至控制箱，控制箱将变化前后的数据进行比较，判定为水箱水满后启动电磁阀停止上水。
[0011]本发明与现有技术相比具有如下优点:1.本发明采用的装置使用部件少，和原有技术相比，仅采用排气上水装置取代了液位采集器、液位显示控制仪和流量调节装置，同样可实现水箱高液位采集和水箱上满水后干扰流场的功能，使得车下传感器接收到水满信号，具有简单、可靠、体积小、造价低的特点。2.只需将排气上水装置安装在上水管的任何位置上，故更换维修十分方便。3.该排气上水装置工作原理简单可靠，不需电源，采用水流驱动，实现排气和排水功能的转换，改变管路中流体的水力学要素，通过系统各部件的联动，实现溢流自动控制，避免了以前所需的电源线和信号线，减少了设备故障点。
【附图说明】
[0012]图1为溢流自动控制系统组成示意图；
[0013]图2为客车水箱结构示意图；
[0014]图3为排气上水装置结构图；
[0015]图4为图3中A-A剖视图；
[0016]图5为图3中B局部放大图。
[0017]附图标记:1.客车上水箱；2.上水、排气管；3.排气上水装置；4.客车注水口 ；5.上水快速接头；6.上水软管；7.上水电磁阀；8.压力传感器；9.进水管口 ；10.上水控制箱；11.圆柱孔；12.浮球；13.真空破坏器。
具体实施方案
[0018]下面结合附图详细描述本发明的实施。
[0019]图1说明如下:附图标记I?4均为车上设备，视不同的车型各设备的安装位置、尺寸、管路布置等有所不同，排气上水装置可垂直安装在上水管路的任何位置。附图标记5?10均为车下设备，上水控制箱、压力传感器和电磁阀均安装在上水栓井内，上水软管有的放置在地面上，也有的平时放置在上水栓井内，使用时拉出，上水作业完成后，再回收至上水栓井内。
[0020]上水时，上水员工把上水软管6拉至注水口 4处，将上水快速接头5和注水口 4连接，采用遥控器或手动阀门开始上水，水箱上满水后，排气上水装置3启动，压力传感器8将检测到管路中的变化数据发送至控制箱，控制箱10采用预先设定的判识准则和阂值进行判识，认定水满后关闭上水电磁阀7停止上水。
[0021]图2说明如下:客车水箱多置位于客车顶部，除了水管外，水箱是封闭的，以防止水质污染。每个水箱均设两根进出水管，顶部位于同一高度，管口安装注水口，分别位于车厢端部下部的两侧，为方便操作，任何一根均可作为上水管，另一根则为排气排水管。上水过程中，上水管上水，随着水箱内液位上升，和进入到水箱中的同等体积的空气从排气排水管排出。在未安装溢流控制系统的情况下，当水箱上满水时，水位达到最高点，排气排水管开始排水，直至上水员工观察到溢流停止后停止上水。在安装排气排水装置的情况下，当水箱上满水时，水位达到最高点，水开始流至排气排水装置，排气排水装置中的浮球上升直至堵住上部出水口，停止排气和排水，水箱内水位继续升高，借助于车下的压力传感器和控制箱，系统自动停止上水。
[0022]图3说明如下:该装置外形尺寸为250*280*50mm ;除底部泄水孔直径为8mm外，其余孔径均为DN25mm;下部管口连接车下，右侧管口连接水箱；所有直