轨道车辆用空气干燥净化装置的制作方法

本发明涉及车辆气动装置的空气干燥技术领域，特别是涉及一种轨道车辆用空气干燥净化装置。

背景技术：

在压缩空气装置中，由于压缩空气中的湿气腐蚀和冻结危险会导致气动装置出现故障和过早磨损。

大气中总是含有水蒸气，只要水分以蒸气的形式存在，它始终与空气结合在一起。直到超过饱和极限(100％空气相对湿度)，水分才以雨滴、雾或雪的形式落下。

饱和极限视温度而变化，随温度的升高，空气能吸收更多的水分。由此即可说明在压缩机的压缩过程中由于温度的升高不会凝结出水，而只有当输送的压缩空气在二次冷却装置中重新冷却时才会凝结出水。

一个简单的计算示例可以说明这一过程：当室外温度为+30℃、相对湿度为80％时，1m³被吸入的空气含有24.5g以水蒸气形式存在的水。这样1m³压缩空气在10bar的过压情况下含有11x24.5＝269.5g的水，压缩过程中空气温度上升。当再冷却到50℃时，处于饱和状态的空气只能接受83g/m3水蒸气；这样就要凝结出269.5-83＝186.5g/m³的水。这一示例清楚的表明，在压缩空气系统中空气再冷却后总是处于饱和状态。

这样由于自然冷却而进一步降温时水就会凝结落下，从而导致腐蚀、冻结等问题。进一步用此示例说明，当压缩空气再从50℃冷却到20℃时，会进一步析出66g/m³水，冷却到10℃时，甚至会析出74g/m³水。这表明，尽管空气在压缩空气中得到很好冷却而且可能会析出冷凝水，但仍有不少水以水蒸气的形式残留在压缩空气装置中。

压缩空气装置的主要功能是使压缩空气的空气湿度降低到微不足道的剩余含湿量，只有当压缩空气装置中的空气干燥到一直保持相对湿度在35％以下时，压缩空气装置才能可靠而经济的工作。在这种“临界湿度”以下不会产生大气腐蚀，即使空气中存在所谓腐蚀诱发剂如酸等，也不容易出现腐蚀。所以智能空气净化装置的作用是使干燥空气(在规定的外界温度极限值以上)的相对湿度必须保持在35％以下。

轨道车辆用压缩空气装置是由两个干燥塔交替工作的无热再生式除湿净化装置，a塔进入吸附状态时，b塔进入再生状态，当到设定时间时，b塔进入吸附状态，a塔进入再生状态，完成固定的转换周期。如此，每转换周期改变左右干燥塔的干燥与再生。这样，左右干燥塔反复进行干燥和再生。

目前双塔的转换时间都是预先设定好，例如60秒或90秒进行转换，这个转换时间可以根据气候进行预先设置，但是设置之后就是固定的，不能根据实际状况实时进行自动调整。不能自动调整的后果是，假如空气很干燥了，频繁的转换就会带来能源的浪费，压缩空气的15-20％被空气净化装置浪费；假如空气很潮湿了或者干燥能力下降了，但转换时间较长，就会造成潮湿空气进入制动管路。

我国国土辽阔，气象万千，动车组朝发低温干旱的北方，暮至高温潮湿的南方，非智能的干燥器已经无法适应这种情况，造成空气质量下降或能源浪费。

此外，目前现有的压缩空气装置仅凭积累的经验确定检修期限，在运行了足够长的时间后，抽样检查几个装置的状况及运行情况，并需拆分检查其磨损程度，没有可供判断的依据。而因为使用环境多种多样，很难掌握压缩空气装置的运行状态。

此外，防止天气较冷时干燥器排出的水气结冰，堵住排气(水)孔，所以一般设置外部空气环境温度低于5℃时，手动打开加热装置，环境温度高于5℃时，手动关闭加热装置，操作灵活性较差，使用不便。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的是提供一种轨道车辆用空气干燥净化装置，以解决目前双塔的转换时间都是预先设定好，不能根据实际状况实时进行自动调整的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种轨道车辆用空气干燥净化装置，包括并排设置的第一干燥塔和第二干燥塔，所述第一干燥塔由下至上依次设有第一进气口和第一出气口，所述第二干燥塔由下至上依次设有第二进气口和第二出气口，所述第一进气口和第二进气口之间设有进气换向阀，所述进气换向阀设有进气孔，所述第一出气口与第二出气口之间设有出气止回阀，所述出气止回阀设有出气孔，其还包括：

第一湿度检测器，设于所述进气孔处，用于检测进气的湿度；

第二湿度检测器，设于所述出气孔处，用于检测出气的湿度；

电控器，分别与所述进气换向阀以及第一湿度检测器、第二湿度检测器电连接，用于根据所述第一湿度检测器和第二湿度检测器检测的空气湿度控制所述进气换向阀的转换时间。

一个具体实施例中，所述第一干燥塔的底部设有第一排水口，所述第二干燥塔的底部设有第二排水口；还包括：

加热元件，所述加热元件分别与所述第一排水口和第二排水口连接；

环境温度检测器，与所述加热元件均与所述电控器电连接，所述电控器用于根据检测的环境温度是否达到设定温度控制所述加热元件开闭。

一个具体实施例中，所述第一排水口处连接第一排水阀，所述第二排水口处连接第二排水阀，所述加热元件分别与所述第一排水阀与所述第二排水阀连接，且所述第一排水阀与第二排水阀均与所述电控器电连接。

一个具体实施例中，所述第一干燥塔和第二干燥塔内由下至上分别依次设有油水分离器、下滤网组件、干燥剂和上滤网组件，所述下滤网组件均设于所述油水分离器上，所述上滤网组件分别设于所述第一出气口和第二出气口处。

一个具体实施例中，还包括：

比较器，分别与所述第一湿度检测器和第二湿度检测器电连接，将进气湿度与出气湿度进行比较；

报警器，与所述比较器连接。

一个具体实施例中，所述第一进气口和第二进气口之间设有进气连接体，所述进气连接体设有所述进气孔和与所述第一进气口连通的第一进气路以及与所述第二进气口连通的第二进气路，所述进气换向阀设于所述进气连接体上，用于在所述进气孔与第一进气路导通或所述进气孔与第二进气路导通之间切换。

一个具体实施例中，所述第一出气口与第二出气口之间设有出气连接体，所述出气连接体上设有与第一出气口连通的第一出气路和与所述第二出气口连通的第二出气路，所述出气止回阀设于所述出气连接体上，用于导通所述第一出气路或第二出气路。

一个具体实施例中，所述出气连接体还设有连通所述第一出气路与第二出气路的连接孔。

一个具体实施例中，所述第一进气口和第二进气口均与对应的所述油水分离器连通。

一个具体实施例中，所述第一排水阀与第二排水阀的出口处均设有消声器。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种轨道车辆用空气干燥净化装置，在现有空气干燥净化装置的基础上设置第一湿度检测器和第二湿度检测器，电控器分别与进气换向阀以及第一湿度检测器、第二湿度检测器电连接，通过根据所述第一湿度检测器和第二湿度检测器检测的空气湿度控制所述进气换向阀的转换时间。从而，当进气的湿度很高时，及时缩短进气换向阀的转换时间，当出气的湿度有超出设定值的趋势时，也缩短转换时间；当进气湿度已经很低即进气很干燥时可以延长转换时间，避免频繁转换的过程中压缩空气的损失，也避免频繁转换影响进气换向阀的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一种轨道车辆用空气干燥净化装置的结构剖视示意图；

图中：1：第一干燥塔；11：第一进气口；12：第一出气口；2：第二干燥塔；21：第二进气口；22：第二出气口；3：油水分离器；4：下滤网组件；5：干燥剂；6：上滤网组件；7：进气换向阀；71：进气孔；8：出气止回阀；81：出气孔；9：进气连接体；10：出气连接体；20：连接孔；30：第一排水阀；40：第二排水阀；50：加热元件；60：第一湿度检测器；70：第二湿度检测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明实施例提供了一种轨道车辆用空气干燥净化装置，包括并排设置的第一干燥塔1和第二干燥塔2，第一干燥塔1和第二干燥塔2轮流工作，所述第一干燥塔1由下至上依次设有第一进气口11和第一出气口12，所述第二干燥塔2由下至上依次设有第二进气口21和第二出气口22，第一进气口11与第二进气口21相对设置，第一出气口12与第二出气口22相对设置，所述第一进气口11和第二进气口21之间设有进气换向阀7，所述进气换向阀7设有进气孔71，压缩空气先从进气孔71进入进气换向阀7中，通过进气换向阀7的阀芯动作控制进气孔71是与第一进气口11连通还是与第二进气口21连通，具体地，进气换向阀7内与第一进气口11的连接处设有可开闭的第一阀芯，进气换向阀7内与第二进气口21连接处设有可开闭的第二阀芯，当第一阀芯开启、第二阀芯关闭时，进气孔71与第一进气口11连通，此时压缩空气进入第一干燥塔1，第一干燥塔1进入吸附状态，当第一阀芯关闭、第二阀芯开启时，进气孔71与第二进气口21连通，此时，压缩空气进入第二干燥塔2，第二干燥塔2进入吸附状态；所述第一出气口12与第二出气口22之间设有出气止回阀8，所述出气止回阀8设有出气孔81，干燥过滤后的空气从出气孔81排出，可以作为动力气源直接排出到外部的气动装置中。此外，当第一干燥塔1工作在吸附状态时，干燥过滤后的空气从第一出气口12排出到出气止回阀8的出气孔81，并有少部分干燥后的空气进入第二干燥塔2的第二出气口22，由上至下进入第二干燥塔2，以干燥第二干燥塔2，此时第二干燥塔2进入再生状态，同理，当第二干燥塔2工作在吸附状态时，干燥过滤后的空气从第二出气口22排出到出气止回阀8的出气孔81，并有少部分干燥后的空气进入第一干燥塔1的第一出气口12，由上至下进入第一干燥塔1，以干燥第一干燥塔1，此时第一干燥塔1进入再生状态。

本实施例主要还包括：

第一湿度检测器60，设于所述进气孔71处，可以设于进气孔71外壁，用于检测压缩空气进气的湿度；

第二湿度检测器70，设于所述出气孔81处，可以设于出气孔81外壁，用于检测干燥后的空气出气的湿度；

电控器，可以为plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)，分别与所述进气换向阀7以及第一湿度检测器60、第二湿度检测器70电连接，用于根据所述第一湿度检测器60和第二湿度检测器70检测的空气湿度控制所述进气换向阀7的转换时间。从而，当进气的湿度很高时，及时缩短进气换向阀7的转换时间，当出气的湿度有超出设定值的趋势时，也缩短转换时间；当进气湿度已经很低即进气很干燥时可以延长转换时间，避免频繁转换的过程中压缩空气的损失，也避免频繁转换影响进气换向阀7的使用寿命。

例如，检测出气的湿度，在出气湿度达到35％或预计即将达到35％时，进行第一干燥塔1和第二干燥塔2的工作转换；没有到达35％时，持续使用该塔进行干燥，而不进行双塔转换。这样既能保证空气湿度到达要求，又能减少出气止回阀8排气造成的空气流量损失，避免了压缩空气的无用浪费。

需要说明的是，电控器可以采用现有的plc等单片机即可。

此外，为了能够直观地观察到目前是哪个干燥塔在工作，可以在第一干燥塔1和第二干燥塔2均设置指示灯，当其中一个干燥塔进入吸附状态时，与其相连的指示灯亮。

一个具体实施例中，所述第一干燥塔1的底部设有第一排水口，所述第二干燥塔2的底部设有第二排水口；还包括：

加热元件50，所述加热元件50分别与所述第一排水口和第二排水口连接，用于加热第一排水口或第二排水口处，当第一干燥塔1进入再生状态时，进入第一干燥塔1的干燥空气用于带走第一干燥塔1中的水分，并从第一排水口排出，当第二干燥塔2进入再生状态时，进入第二干燥塔2的干燥空气用于带走第二干燥塔2中的水分，并从第二排水口排出；设置加热元件50能够防止天气较冷时排出的水气结冰，堵住第一排水口或第二排水口。

环境温度检测器，用于准确测量环境温度，与所述加热元件50均与所述电控器电连接，所述电控器用于根据环境温度检测器检测的环境温度是否达到设定温度例如5℃控制所述加热元件50开闭，例如外部环境温度低于5℃时自动打开加热元件50，当环境温度高于5℃时自动关闭加热元件50，操作方便。

环境温度检测器需要避开加热元件50设置，以防止环境温度检测器受加热元件50的热辐射干扰，导致所测环境温度不准确。

一个具体实施例中，所述第一排水口处连接第一排水阀30，所述第二排水口处连接第二排水阀40，所述加热元件50分别与所述第一排水阀30与所述第二排水阀40连接，且所述第一排水阀30与第二排水阀40均与所述电控器电连接，从而，当第一干燥塔1进入再生状态并需要排水时，电控器控制第一排水阀30打开，并根据环境温度判断是否需要打开加热元件50，当第二干燥塔2进入再生状态并需要排水时，电控器控制第二排水阀40打开，并根据环境温度判断是否需要打开加热元件50。

一个具体实施例中，所述第一干燥塔1和第二干燥塔2内由下至上分别依次设有油水分离器3、下滤网组件4、干燥剂5和上滤网组件6，所述下滤网组件4均设于所述油水分离器3上，所述上滤网组件6分别设于所述第一出气口12和第二出气口22处。所述第一进气口11和第二进气口21均与对应的所述油水分离器3连通。压缩空气由第一进气口11进入第一干燥塔1的油水分离器3中，去除空气中的油分，经过下滤网组件4以去除空气中的颗粒杂质，经过干燥剂5以去除空气中的水分，并经过上滤网组件6再次过滤后从第一出气口12排出；同理，压缩空气由第二进气口21进入第二干燥塔2的油水分离器3中，去除空气中的油分，经过下滤网组件4以去除空气中的颗粒杂质，经过干燥剂5以去除空气中的水分，并经过上滤网组件6再次过滤后从第二出气口22排出。

一个具体实施例中，该轨道车辆用空气干燥净化装置还包括：

比较器，分别与所述第一湿度检测器60和第二湿度检测器70电连接，将进气湿度与出气湿度进行比较，首先基于第一湿度检测器60检测到的进气湿度，检测进气湿度达到一定阈值例如50％，并对进气、出气的湿度进行对比，当比值超过限制值时，说明空气潮湿但干燥剂5并没有工作，可作为干燥剂5老化和失效的判断依据；

报警器，与所述比较器连接，当判断干燥剂5老化和失效时，由报警器发出报警，提醒及时更换干燥剂5，避免人为经验判断或者频繁拆装查看。

为了便于控制进气，一个具体实施例中，所述第一进气口11和第二进气口21之间设有进气连接体9，所述进气连接体9设有所述进气孔71和与所述第一进气口11连通的第一进气路以及与所述第二进气口21连通的第二进气路，所述进气换向阀7设于所述进气连接体9上，用于在所述进气孔71与第一进气路导通或所述进气孔71与第二进气路导通之间切换。此处需要说明的是，进气孔71由进气连接体9延伸进进气换向阀7中，当进气换向阀7切换到进气孔71与第一进气路导通时，压缩空气由进气孔71、第一进气路进入第一进气口11，即进入第一干燥塔1中；当进气换向阀7切换到进气孔71与第二进气路导通时，压缩空气由进气孔71、第二进气路进入第二进气口21，即进入第二干燥塔2中。

一个具体实施例中，所述第一出气口12与第二出气口22之间设有出气连接体10，所述出气连接体10上设有与第一出气口12连通的第一出气路和与所述第二出气口22连通的第二出气路，所述出气止回阀8设于所述出气连接体10上，用于导通所述第一出气路或第二出气路。当出气止回阀8切换到导通第一出气路时，干燥后的空气由第一出气口12进入第一出气路，并由排气孔排出；当出气止回阀8切换到导通第二出气路时，干燥后的空气由第二出气口22进入第二出气路，并由排气孔排出。

一个具体实施例中，所述出气连接体10还设有连通所述第一出气路与第二出气路的连接孔20，该连接孔20的孔径可以设置较小，例如直径为1～2mm，通过该连接孔20能够将干燥后的空气一小部分排入第一干燥塔1或第二干燥塔2，用作第一干燥塔1或第二干燥塔2再生时的干燥空气。

一个具体实施例中，所述第一排水阀30与第二排水阀40的出口处均设有消声器，以减小排气时的噪音。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。