专利名称：电力机车的空气净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种电力机车的空气净化装置，特别是指一种安装在电 力机车车体外部的的电力机车的空气净化装置。
背景技术：
众所周知，电力机车上使用的与空气压縮机配套的空气净化装置的主要功 能是清除压缩空气中掺杂的油份、水份及尘埃等有害杂质，以避免机车车辆空 气管系发生冻结和锈蚀现象，亦可防止因空气中的杂质引起制动失灵而危及形 成安全。近几年，我国电力机车发展迅速，尤其是准高速客运那电力机车的投入使用，更是使得我国铁路建设步入了一个暂新的阶段，但是，由于运行速度高、 持续功率大，且由于整车设备布置的原因，机车干燥器需要安装在车外，同时还必须满足机车冬季-40°C的运用要求，而目前国内机车上普遍使用的空气净化 装置无法满足上述需要。发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种电力机车的空气净化装置，其 根据机车设备布置要求，能够适用于给定的、有限的空间，且满足干燥器各项 性能，同时采用大功率防寒加热装置，以满足车外安装要求。本实用新型的技术解决方案是 一种电力机车的空气净化装置，其包括外 部箱体、箱体内设置的空气干燥器、油水分离器及电控器，所述空气干燥器由 两个结构相同的干燥塔构成双塔式结构，且所述箱体内壁设有高保温防寒填料， 箱体内设有大功率加热器。优选地，所述干燥塔为圆筒钢瓶式结构，包括上部的塔盖、中部的筒体及下部的封头，所述干燥塔上设有三个对外通道口下侧的进气口、上侧的出气 口及底部的排污口， 二干燥塔通过进气连接体及出气连接体相连接，其中该 进气口连接空气压縮机，并由进气连接体上所设的进气阀控制；所述出气口通 往总风缸，由出气连接体上所设的出气止回阀控制；所述封头上的排污口通过 接头体连通至排气阀，由排气阀控制干燥塔内是否与大气相通；所述干燥塔内 部装有干燥剂，塔盖下方设有压紧弹簧通过盘状出气滤网压设于该干燥剂上部， 进气口内设有进气滤筒，出气口内设有出气滤筒。本实用新型的特点和优点是本实用新型的机车空气净化装置是一种无热 再生双塔式可连续工作的压縮空气除湿装置。机车上以双塔式空气干燥器为核 心，与其它辅助设备，如散热管(器)、油水分离器、电磁排污阀等，构成机 车风源净化系统，用以清除压縮空气中的油分、水分、尘埃等有害杂质。经处 理的压縮空气，可达到下述净化指标a、 空气的相对湿度RH《35X;b、 含尘埃的颗粒度不大于10iim;c、 含油率不超过10ppm。 本实用新型的空气干燥器在工作中，具有"定时转换"、"时间累计"和"状态记忆"等多种功能，可适应机车空气压缩机各种工况。同时，两塔在交替工 作过程中，具有柔性转换的特性，可减少气流对干燥剂的冲击和避免粉末进入 管系。此外本实用新型的结构参数和工作参数选配合理，在机车各种环境和工 况条件下，均能输出符合湿度标准的干燥空气。
图1A为本实用新型的电力机车空气净化装置总体结构示意图之一。 图1B为本实用新型的电力机车空气净化装置总体结构示意图之二。 图2为本实用新型的电力机车空气净化装置的干燥塔的结构示意图。 图3为本实用新型的电力机车空气净化装置的进气阀的结构示意图。图4本实用新型的电力机车空气净化装置的出气止回阀的结构示意图。图5本实用新型的电力机车空气净化装置的排气阀的结构示意图。 图6为本实用新型的电力机车空气净化装置的电控器的组成结构示意图。 图7为本实用新型的电力机车空气净化装置的油水分离器的结构示意图。 图8A、图8B、图8C为本实用新型的电力机车空气净化装置的排污电空阀 的不同方向的结构示意图。图9为本实用新型的电力机车空气净化装置的电磁排污阀的结构示意图。 图IO为本实用新型的电力机车空气净化装置的进气(出气)连接体的结构示意图。附图标号说明:1、箱体11、进气连接体111、管锥口113、第一通道115、第二通道13、出气连接体2、干燥塔201、进气口202、出气口203、排污口21、塔盖22、压紧弹簧23、出气滤筒24、出气滤网25、干燥剂26、进气滤筒27、筒体28、封头29.接头体3、进气阀4、出气止回阀5、排气阀6、电控器7、油水分离器70、筒体71、上盖74、滤芯75、滤芯筒76、上挡板77、下挡板8、电空阀9、电磁排污阀91、电空阀92、排污阀10、大功率加热器具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明。如图1A、图1B所示，本实用新型提出一种电力机车的空气净化装置，其至少包括外部箱体1、箱体1内设置空气干燥器、油水分离器7及安装于电器控制箱内的电控器6，该空气干燥器为双塔式结构，包括两个结构相同且交替 切换使用的干燥塔，而且，箱体1内布置有高保温防寒填料和大功率加热器， 保温防寒填料可采用橡塑海绵，通过胶粘在干燥器箱体1内壁以防止热量流失。空气干燥器为本实用新型的空气净化装置的主体，在本实用新型的一具体 实施例中，该空气净化装置的主体是由两个结构完全相同的干燥塔组成，如图 2所示，干燥塔2为圆筒钢瓶式结构，包括上部的塔盖21、中部的筒体27及下 部的封头28， 二干燥塔2通过进气连接体11及出气连接体13相连接，干燥塔 2上设有三个对外通道口下侧的进气口 201、上侧的出气口 202及底部的排污 口 203，其中来自空气压縮机的压縮空气通过该进气口进入干燥塔，该进气 口由进气连接体11上所设的进气阀3控制；干燥塔的出气口通往总风缸，且该 出气口由出气连接体13上所设的出气止回阀4控制；所述封头连接有接头体 29，该接头体29上设有排气阀5，所述封头28上的排污口由接头体上所设的 排气阀5控制，而使得干燥塔内部可以与大气相通。干燥塔2内部装有干燥剂25，塔盖21下方设有压紧弹簧22，并通过盘状 出气滤网24压设于该干燥剂25上方，以将干燥剂25压实，防止干燥剂25在 气流作用下颗粒之间自由摩擦形成粉末;干燥塔2的进气口内设有进气滤筒23， 出气口内设有出气滤筒26，以引导压縮空气自下而上流经干燥剂进行干燥。需 要向干燥塔2内填装或添加干燥剂25时，打开干燥塔盖21，取出压紧弹簧22 和出气滤网24，即可将干燥剂25由筒口加入；需要取出干燥剂25时，可从干 燥塔2下部拆下排气阀5，抽出进气滤筒26，干燥剂颗粒便可自动流出。如图IO所示，为本实用新型所采用的进气连接体及出气连接体的结构示意 图。以进气连接体为例，该连接体的中部设有进气通道111，该进气通道的左 右两侧设有通向左右干燥塔的第一、第二通道113、 115，进气通道lll的管锥 口及第一、第二通道U3、 115的进口位于同一平面上，以便安装进气阀或出气 止回阀。进气阀3是控制两干燥塔2进气的机构，安装于两干燥塔2的进气连接体 11 (见图10)上。进气阀3的结构如图3所示，包括阀体31、设于阀体31两 端的阀盖32，进气阀阀体31的安装面上有三个通道口，分别与进气连接体ll 安装面上的三个通道口 (见图10)相吻合。其中第一通道口 Jl、第二通道口 J2分别通向左、右二干燥塔；第三通道口P1由进气连接体ll中部的管锥口 111 而与来自空气压縮机的主管(图中未示出)连接。阀体31中段内设有阀座37， 阀座37两侧的腔内对应第一通道口 Jl、第二通道口 J2分别设有由阀杆38连 接的阀30。进气阀的通道选择是由来自电空阀的控制风操纵，控制风由阀体上的进气 口 Kl或K2进入进气阀的一端，推动阀30向另一方向移动而开启其中的一个通 道，同时关闭另一通道，从而在干燥塔进行吸附或再生的转换时切换压縮空气 的进入通道。出气止回阀4是防止总风缸压力空气向干燥塔倒流的机构，安装于干燥器 的出气连接体上，其结构如图4所示。出气止回阀4包括阀盖41、阀体43、阀 座46与止回阀47，该阀体43内装设有两个结构完全相同的止回阀47，分别控 制着两干燥塔的出气口 Cl、 C2，阀体43的安装面上设有一条通气沟槽，沟通 两干燥塔的再生孔Z，构成一条常通的再生气路，在工作中，吸附塔的干燥空 气一小部分将由此通道流入再生塔，对干燥剂进行再生。再生空气的流量受再 生孔Z的控制。干燥塔在吸附状态时，塔内压力高于总风压力，止回阀47被顶 起，千燥空气经阀口流入总风缸P2;干燥塔在再生状态时，因塔内为大气压力， 止回阀47关闭，阻止总风向干燥塔倒流。排气阀5是控制干燥塔"再生"排气的机构，安装于干燥塔底部的接头体 上，其结构如图5所示。该排气阀5包括阀盖51、阀体52、鞲鞴阀及其阀座 53、管座57，其阀盖51设有Rc3/4管口 T，通过接头体通往干燥塔；该阀体 52上设有进气口K，阀体52内设有该鞲鞴阀，该鞲鞴阀包括鞲鞴54和阀55, 由来自一电空阀的控制风控制，从而控制排气阀5的开启与关闭；管座4设有Rcl/2管口P，作为排气阀的排泄口，可安装消音器或排气管道。当电空阀得电供气时，控制风由阀体上的进气口K进入鞲鞴54的下方，将 鞲鞴54连同阀55抬起，开启排气阀口，使干燥塔通大气并进入再生状态；当 电空阀失电排气时，鞲鞴54下方的控制风经电空阀排出，鞲鞴54受弹簧58的 作用而下移，关闭排气阀口，切断干燥塔到大气通路，从而使干燥塔进入吸附 状态。电控器是控制本实用新型的双塔式空气干燥器交替工作的核心。它根据机 车空气压縮机的工况信号，转变为控制执行机构动作的指令，使两干燥塔按一 定的程序交替工作。电控器6的外部结构如图6所示，电控器6由机芯(图未示出)和盒体61 组成，机芯将电路板、安装板、面板组成一体，可从框式机盒内整体取出。电控器6的面板上设有两个指示灯62，分别显示转换电空阀的得电或失电 状态。盒体61下方设有电源开关66、电源插头65、熔断器64以及两组(每组 两根)输出线。电源插头65外接DC110V正、负电源线(+V、 -V)和控制线VK。 熔断器内装有0. 5A管式保险丝。两组输出线则分别连接干燥器上的两转换电空 阀(电空阀I 、电空阀II)。机车空气压縮机的工况是随机变化的，当这些工况以电信号(通电、断电) 的形式由控制线VK输入电控器后，经过电控器的逻辑处理，将变成有规律的指 令输出，并通过电空阀来操纵干燥器上的机械阀动作，构成电气-机械控制系统， 使两千燥塔按一定的程序交替工作。当电控器接通电源而无控制信号输入时，电控器亦无动作指令输出，而是 处于待命状态;只有当控制线VK有通电信号输入时，电控器才开始计时工作， 并按一定的时间周期T分别对两电空阀通电和断电，其中得电的电空阀将控制 干燥塔进入再生状态，而失电的电空阀则使干燥塔处于吸附状态。本实用新型的机车空气干燥器的一具体实施例采用JKG-1型电控器，其对 应的时间参数如下转换周期(T): 90S再生时间(Tl): 72S 充气时间(T2) 18S 电空阀8是电控器的执行机构，具有上阀口和下阀口，电控器以供电和断 电来控制其工作。同时，电空阀8又以充入或排出控制风来操纵各机械阀动作 电空阀得电时，下阀口开启，控制风进入各机械阀；电空阀8失电时，下阀口关 闭，切断控制风源i同时上阀口开启，将原进入各机械阀的控制风释放至大气。 如图8A、图8B、图8C所示，DKF1型及DKF2型电空阀，为本实用新型的 机车中所使用的电空阀。其中DKF1型电空阀用于干燥器的转换；DKF2用于电 磁排污阀的控制。这两种电空阀为现有干燥器所釆用，内部结构及主要技术参 数完全相同，只是在接管和安装方式上有所差别。 电空阀的主要技术参数如下额定电压 DC110±10%V 功 率 14W 工作压力 1000kPa接管通径 Dg3以上已详细描述了本实用新型的机车空气干燥器的主要组成部分的结构， 本实用新型的辅助装置与附件主要包括油水分离器及电磁排污阀，下面进行详 细说明。本实用新型的一具体实施例采用JKF1型高效油水分离器，该油水分离器是 与空气干燥器配套使用的辅助装置，装在进入干燥塔的主管上，用于清除压缩 空气中的液态(油、水)粒子，以减轻千燥剂的吸附负荷与油粒子的对干燥剂 的污染。油水分离器的结构如图7所示。油水分离器7包括筒体70、上盖71及滤 芯74，滤芯是由高效滤网巻制而成，包括滤芯筒75及两端的上、下挡板76、 77。当压縮空气以一定的流速通过滤芯时，其中的液态粒子与网丝表面撞击而10被粘附，当积累到一定数量时，可形成液滴滴落到筒体底部，或可用气流反吹 将其清除。高效滤网是由不锈钢丝编织而成，须定期进行清洗，可反复使用。本实用新型的一具体实施例采用DPW型电磁排污阀。该电磁排污阀9是与 JKF1型高效油水分离器7配合使用的辅助装置，设置在油水分离器7的排污管 路上，用以自动排除油水分离器7中积集的油、水和污物。电磁排污阀9的结构如图9所示，它由DKF2型电空阀91和排污阀92组合 而成。电空阀为控制机构，排污阀为执行机构。排污阀的工作与机车空气压缩 机的工作密切配合当空气压縮机工作时，排污阀为关闭状态；当空气压縮机停止工作时，则为开启状态。因此，电空阀的控制电源纳入机车风泵的电控系 统中，以便与空气压縮机同步工作。在本实用新型的一具体实施例中，该电空 阀的控制电源接在空气压缩机的起动接触器或中间继电器常闭辅助触头上。排污阀的结构和工作原理与排气阀基本相同。另外，如图1B所示，大功率加热器 10是安装在排污阀92附近，防止排污阀92冻结。本实用新型的机车空气干燥器的工作过程简述如下经空气压缩机出来的 空气首先进入干燥器的油水分离器7中，以去掉空气中的杂质和油分，然后再进 入干燥塔进行水分的去除，干燥塔内部装有大量的干燥剂，潮湿的空气通过它 时，水分就被干燥剂吸收，空气被干燥。双塔干燥器的工作原理就是一个塔在 工作时(即干燥剂的吸附过程)，另一个千燥塔则在再生(干燥剂经过一定时间 的吸附过程后，干燥剂已经饱和，这时候，经过另一个干燥塔干燥的一小部分 压縮空气通过再生小孔进入需再生的塔内，这些干燥的空气吸附走了干燥剂所 吸附的水分，通过干燥塔下方的排气阀排掉，干燥剂得到再生)，经过一个周期， 两个塔进行转换，即工作的塔进入再生状态，而经过再生的塔进入工作状态， 如此交替进行，可保证连续工作。为了适应机车空气压縮机的各种工况，本实用新型的空气干燥器具有"定 时转换"、"时间累计"和"状态记忆"等多种功能。所谓状态记忆，是指工作 周期中断时，电控器将其工作状态记存下来，待下次工作时，仍按原状态继续。即原得电的电空阀仍得电，原失式电的电空阀继续仍电，直至这一工作周期完 成。这样做是为了防止其中一个干燥塔连续工作而设计的，如果某一个干燥塔 连续工作的话，干燥剂就没有再生机会，会降低干燥效果或失去千燥效果。同 时，两塔在交替工作过程中，具有柔性转换的特性，可减少气流对干燥剂的冲 击和避免粉末进入管系。本实用新型的电力机车空气净化装置的一具体实施例的主要技术数据如下，供参考；处理空气量 5mVmin相对湿度 《35%工作压力 500 1000kPa进气温度 5 55°C环境温度 -40°C 40°C工作方式 双塔交替，可间歇或连续工作控制方式 电器、机械联合自动控制控制电压 DC110V再生方式 无热、常压再生耗气率 15士3%干燥剂材质 高效耐水硅胶或活性氧化铝规格 》3 7球型颗粒颗粒强度 》80N/粒外形尺寸(长X宽X高〉930 X 474 X 338整机质量 125kg 虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任 何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等 同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍 属本专利涵盖的范畴。
权利要求1、一种电力机车的空气净化装置，其包括外部箱体、箱体内设置的空气干燥器、油水分离器及电控器，其特征在于，所述空气干燥器由两个结构相同的干燥塔构成双塔式结构，且所述箱体内壁设有高保温防寒填料，所述箱体内部设有大功率加热器。
2、 如权利要求1所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述千 燥塔为圆筒钢瓶式结构，所述干燥塔包括上部的塔盖、中部的筒体及下部的封 头，所述干燥塔上设有三个对外通道口下侧的进气口、上侧的出气口及底部 的排污口， 二干燥塔通过进气连接体及出气连接体相连接，其中该进气口连 接空气压縮机，并由进气连接体上所设的进气阀控制；所述出气口通往总风缸， 由出气连接体上所设的出气止回阀控制；所述封头上的排污口通过接头体连通 至排气阀，由排气阀控制干燥塔内是否与大气相通；所述干燥塔内部装有干燥 剂，塔盖下方设有压紧弹簧通过盘状出气滤网压设于该干燥剂上部，进气口内 设有进气滤筒，出气口内设有出气滤筒。
3、 如权利要求2所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述进 气阀的阀体安装面上有三个通道口 ，分别与进气连接体顶面上的三个通道口相 配合，其中第一通道口 (Jl)、第二通道口 (J2)与二干燥塔的进气口相通； 第三通道口 (Pl)由进气连接体中部的管锥口与来自空气压縮机的主管连接。
4、 如权利要求3所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述出 气止回阀包括阀盖、阀体、阀座与止回阀，该阀体内装设有两个结构完全相同 的止回阀，分别控制着两干燥塔的出气口 (Cl)、 (C2)，阀体的安装面上设有一 条通气沟槽沟通两干燥塔的再生孔(Z)，构成一条常通的再生气路；干燥塔在 吸附状态时，塔内压力高于总风压力，止回阀被顶起，干燥空气经阀口流入总 风缸(P2);干燥塔在再生状态时，塔内为大气压力，止回阀关闭。
5、 如权利要求4所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述排气阀安装于干燥塔底部的接头体上，该排气阀包括阀盖、阀体、阀座、鞲鞴阀及管座，其阀盖设有Rc3/4管口 (T)，通过接头体通往干燥塔；该阀体上设有 进气口 (K)，阀体内设有控制排气阀的启闭的该鞲鞴阀，该鞲鞴阀包括鞲鞴和 阀，由来自一电空阀的控制风控制；管座设有Rcl/2管口 (P)，作为排气阀的 排泄口。
6、 如权利要求5所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述电 控器由机芯和盒体组成，该机芯将电路板、安装板、面板组成一体；电控器的 面板上设有两个指示灯，分别显示转换电空阀的得电或失电状态；机盒下方设 有电源开关、电源插头、熔断器以及两组输出线，电源插头外接DC110V正、负 电源线和控制线，熔断器内装有管式保险丝，两组输出线则分别连接干燥塔上 的两电空阀，所述电空阀控制干燥器上的机械阀动作，得电的电空阀控制干燥 塔进入再生状态，而失电的电空阀则控制干燥塔处于吸附状态。
7、 如权利要求6所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述电 空阀具有上阀口和下阀口，是由电控器以供电和断电来控制其工作，电空阀得 电时，下阀口开启，控制风进入各机械阀；电空阀失电时，下阀口关闭，切断控制风源，同时上阀口打开，将原进入各机械阀的控制风排入大气。
8、 如权利要求7所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述油 水分离器包括筒体、上盖及内部由滤网巻制而成的滤芯，滤网是由不锈钢丝编 织而成，滤芯包括滤芯筒及两端的上、下挡板。
9、 如权利要求8所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述油水分离器下部的排污口处设有电磁排污阀，该电磁排污阀包括电空阀和排污阀， 电空阀为控制机构，排污阀为执行机构，排污阀的工作状态与机车空气压縮机 的工作状态相反，并与空气压縮机同步工作；且所述大功率加热器是安装在排 污阀附近。
10、 如权利要求9所述的电力机车的空气净化装置，其特征在于，所述电磁排污阀的电空阀的控制电源接在空气压縮机的起动接触器或中间继电器常闭 辅助触头上。
专利摘要一种电力机车的空气净化装置，其包括外部箱体、箱体内设置的空气干燥器、油水分离器及电控器，所述空气干燥器由两个结构相同的干燥塔构成双塔式结构，且所述箱体内壁设有高保温防寒填料，箱体内设有大功率加热器。所述干燥塔为圆筒钢瓶式结构，所述干燥塔包括上部的塔盖、中部的筒体及下部的封头，所述干燥塔上的进气口连接空气压缩机，并由进气连接体上所设的进气阀控制；出气口通往总风缸，由出气连接体上所设的出气止回阀控制；底部封头上的排污口由排气阀控制干燥塔内是否与大气相通；干燥塔塔盖下方设有压紧弹簧通过盘状出气滤网压设于该干燥剂上部。本实用新型可以有效清除压缩空气中的油分、水分、尘埃等有害杂质。
文档编号B01D53/26GK201168541SQ20082000981
公开日2008年12月24日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者浩 周, 王林春, 王树海 申请人:中国北车集团大同电力机车有限责任公司