内燃机车静态加温隔离换热设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种内燃机车静态加温隔离换热设备，包括：换热热源管路、机车加温管路、换热器、循环泵、调节阀以及主控制器；其中，所述换热热源管路将内燃机车静态加温隔离换热设备连接到地面加温热源主系统，所述机车加温管路连接到机车水系统，所述的换热热源管路与机车加温管路都连接到所述换热器上；所述机车加温管路上连接有循环泵；在所述换热热源管路、机车加温管路之间有一条安装有调节阀的连通管路；所述循环泵与调节阀都在主控制器的控制下工作。
【专利说明】内燃机车静态加温隔离换热设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及内燃机车维护领域，特别涉及一种内燃机车静态加温隔离换热设备。
【背景技术】
[0002]在我国北方地区，冬季由于环境温度较低，内燃机车在待机时为了保证机车油水温度保持在机车正常运用的要求温度以上，或者长时间停用时为了避免由于管路冰冻而产生机破事故，必须想办法进行机车油水的升温操作。目前最常用的办法就是机车停用但不停机，通过机车保持运作状态来确保油水温度在规定的范围之内。该方法存在的问题主要有:
[0003]1、消耗大量的燃油和润滑油，产生高额的燃料消耗费用；
[0004]2、大量燃油的燃烧对环境污染严重；
[0005]3、机车起机升温，产生噪音污染，对附近的人员工作生活带来影响；
[0006]4、机车在非作业状态下长时间起机运行，使机车的有效利用率降低，机车维修维护成本提高。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术中对内燃机车冬季待机时需要耗费大量燃料，成本高、污染大的缺陷，从而提供一种内燃机车静态加温隔离换热设备。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种内燃机车静态加温隔离换热设备，包括:换热热源管路、机车加温管路、换热器3、循环泵4、调节阀5以及主控制器6 ;其中，
[0009]所述换热热源管路将内燃机车静态加温隔离换热设备连接到地面加温热源主系统，所述机车加温管路连接到机车水系统，所述的换热热源管路与机车加温管路都连接到所述换热器3上；所述机车加温管路上连接有循环泵4 ;在所述换热热源管路、机车加温管路之间有一条安装有调节阀5的连通管路；所述循环泵4与调节阀5都在主控制器6的控制下工作。
[0010]上述技术方案中，所述换热器3包括第一进水口 31、第一出水口 32、第二进水口 33与第二出水口 34，其中的第一进水口 31、第一出水口 32同属于一条连通管路，所述第二进水口 33、第二出水口 34同属于另一条连通管路；这两条连通管路之间相互隔离，在这两条连通管路中流动的水通过传导换热。
[0011]上述技术方案中，所述换热热源管路包括第一进水管11与第一出水管12 ;所述第一进水管11的第一端与地面加温热源主系统的出水口连接，第二端连接到换热器3的第一进水口 31 ;所述第一出水管12的第一端与地面加温热源主系统的进水口连接，第二端连接到换热器3的第一出水口 32。
[0012]上述技术方案中，所述机车加温管路包括第二进水管21与第二出水管22 ;在工作状态下，所述第二进水管21的第一端与机车水系统的出水口连接，第二端连接到换热器3的第二进水口 33，所述第二出水管22的第一端与机车水系统的进水口连接，第二端连接到换热器3的第二出水口 34 ;在非工作状态下，所述第二进水管21的第一端与所述第二出水管22的第一端首尾相连，使得所述机车加温管路形成一闭合回路。
[0013]上述技术方案中，所述机车加温管路中的第二进水管21的第一端与第二出水管22的第一端均采用拉杆式快速接头7的方式实现；所述拉杆式快速接头7分为公头和母头，公头呈弧形配合塞入母头，母头底端有垫片；依靠提拉或按压位于母头两侧的把手将公头挤压固定在垫片上，从而形成密封。
[0014]上述技术方案中，所述循环泵4用于带动机车加温管路内的水做循环流动。
[0015]上述技术方案中，所述调节阀5用于实现水在换热热源管路与机车加温管路之间的流动。
[0016]上述技术方案中，所述主控制器6用于对循环泵4的启动、停止、转速进行控制，还用于对所述调节阀5的开启与关闭进行控制。
[0017]本实用新型的优点在于:
[0018]1、本实用新 型的设备能够实现地面加温热源主系统与机车水系统的隔离加热，所述隔离加热能够带来下列优点:
[0019]a、地面加温热源主系统采用闭式水循环系统，保证管路内水温、水压和流速基本恒定，从而使该系统运行更平稳，设备运行噪音较小，对系统中的电机、温控阀、压力表等设备的冲击较小，提高整个系统的可靠性；
[0020]b、个别机车存在由于设备故障导致软水受污染的情况，机车水系统和地面加温热源主系统隔离，可以避免机车软水污染整个地面水系统的软水，造成大量软水的浪费；
[0021]C、由于机车的设备可靠性差异较大，隔离加热可以避免个别机车水系统故障导致软水大量流失，并造成地面加温热源主系统由于缺水而发生事故的情况发生；
[0022]d、从安全角度考虑，在机车连接换热设备进行加温的操作过程中，必须进行水管路的连接和断开操作，隔离加温的优点在于所连、断的管路水温要明显低于一级加热管路内的水温，不会造成操作人员的烧烫伤。
[0023]2、本实用新型的隔离换热设备设计有自循环系统，很好地解决了隔离换热设备在非工作状态下的防冻问题。
[0024]3、本实用新型的隔离换热设备中的快速拨接插头的设计，很好解决了机车水系统与地面加热系统的快速连接问题。
[0025]4、本实用新型的隔离换热设备中的调节阀和循环泵的配合使用，实现了机车水系统的温度自动调节和近恒温控制。
[0026]5、通过对进、回水压力的监测和循环泵的控制，实现了机车水系统缺水时自动补水功能。
[0027]6、实现无水机车加水和加温同步完成。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备在一个实施例中的结构图。
[0029]图面说明
[0030]3 换热器4 循环泵[0031]5调节阀6主控制器
[0032]7拉杆式快速接头8车位接口井
[0033]11第一进水管12第一出水管
[0034]21第二进水管22第二出水管
[0035]31第一进水口32第一出水口
[0036]33第二进水口34第二出水口
【具体实施方式】
[0037]现结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0038]内燃机车在待机或停用等静态状况下需要通过外部的地面热源对机车内的水循环系统进行加热。本实用新型中将地面热源称为地面加温热源主系统，将机车内的水循环系统称为机车水系统。本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备连接在地面加温热源主系统与机车水系统之间，以实现换热、加水等功能。[0039]参考图1，在一个实施例中，本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备包括:换热热源管路、机车加温管路、换热器3、循环泵4、调节阀5以及主控制器6 ;其中，所述换热热源管路通过外部的车位接口井8将内燃机车静态加温隔离换热设备连接到地面加温热源主系统，所述机车加温管路连接到机车水系统，所述的换热热源管路与机车加温管路都连接到所述换热器3上；所述机车加温管路上连接有循环泵4 ;在所述换热热源管路、机车加温管路之间有一条安装有调节阀5的连通管路；所述循环泵4与调节阀5都在主控制器6的控制下工作。
[0040]下面对本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备中的各个部件做进一步的说明。
[0041]所述换热器3包括第一进水口 31、第一出水口 32、第二进水口 33与第二出水口34，其中的第一进水口 31、第一出水口 32同属于一条连通管路，所述第二进水口 33、第二出水口 34同属于另一条连通管路。这两条连通管路之间相互隔离，在这两条连通管路中流动的水可通过传导换热。
[0042]所述换热热源管路包括第一进水管11与第一出水管12。所述第一进水管11的第一端在车位接口井8中与地面加温热源主系统的出水口连接，第二端连接到换热器3的第一进水口 31。所述第一出水管12的第一端在车位接口井8中与地面加温热源主系统的进水口连接，第二端连接到换热器3的第一出水口 32。
[0043]所述机车加温管路包括第二进水管21与第二出水管22。本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备在工作状态下，所述第二进水管21的第一端与机车水系统的出水口连接，第二端连接到换热器3的第二进水口 33。所述第二出水管22的第一端与机车水系统的进水口连接，第二端连接到换热器3的第二出水口 34。本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备在非工作状态下，所述第二进水管21的第一端与所述第二出水管22的第一端首尾相连，使得所述机车加温管路形成一闭合回路。
[0044]作为一种优选实现方式，在本实施例中，机车加温管路中的第二进水管21的第一端与第二出水管22的第一端均采用拉杆式快速接头7的方式实现。所述拉杆式快速接头7分为公头和母头。公头呈弧形配合塞入母头，母头底端有垫片；依靠提拉或按压位于母头两侧的把手将公头挤压固定在垫片上，从而形成密封。本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备在工作状态下时，通过拉杆式快速接头，第二进水管21的第一端使用母头能够与机车水系统的出水口拉杆式快速接头的公头连接，第二出水管22的第一端使用公头能够与机车水系统的进水口拉杆式快速接头的母头连接。本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备在非工作状态下时，通过拉杆式快速接头，所述第二进水管21的第一端使用的母头能够与所述第二出水管22的第一端拉杆式快速接头的公头快速连接。
[0045]所述循环泵4用于带动机车加温管路内的水做循环流动。所述循环泵4的启动、停止以及转速的快慢能影响水在机车加温管路内的流动，进而影响机车水系统的水温。
[0046]所述调节阀5用于实现水在换热热源管路与机车加温管路之间的流动。
[0047]所述主控制器6用于对循环泵4的启动、停止、转速进行控制，还用于对调节阀5的开启与关闭进行控制。
[0048]此外，上文中所涉及的车位接口井8是地面加温热源主系统在内燃机车多个停放车位预装的加热循环管路和连接接口，目的是实现一套地面加温热源主系统连接多套位于不同内燃机车车位的内燃机车静态加温隔离换热设备。
[0049]本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备具有多种功能，下面分别加以说明。
[0050]一、隔离换热功能
[0051]本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备在使用时，首先将地面加温热源主系统所提供的热水送入换热热源管路，换热热源管路中所流动的热水在换热器3中与机车加温管路中的水换热，提高机车加温管路中的水的温度，升温后的水进一步送入机车水系统。
[0052]二、非工作状态时的防冻保护功能
[0053]在本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备处于非工作状态时，地面加温热源主系统仍按一定的温度、压力和流量进行循环，而机车加温管路处于静止状态，在低温环境下极易出现冰冻导致温控阀、循环泵、压力表等设备的损坏。此时，可将机车加温管路中的进水管21的第一端与出水管22的第一端首尾相连，使得所述机车加温管路形成一闭合回路。该闭合回路中的水在循环泵4的带动下低速循环流动，这一低速循环流动的水经由换热器3换热升温，使得所述机车加温管路在非工作状态下能够保温防冻。
[0054]三、机车水系统的温度自动调节功能
[0055]机车水系统的回水管路上通常设置有温度传感器，将该温度传感器所采集的温度参数输入到主控制器6中，主控制器6控制循环泵4的启停和转速的快慢，实现机车水系统的升温和保温。当回水温度低于设定的最低值时，循环泵4启动并全速运转，实现机车水系统的快速换热升温；当回水温度高于设定的最低值时，循环泵4逐步降速运转，直到回水温度达到设定的最高值时，循环泵4停止运转，机车水系统进入保温阶段。保温阶段内，主控制器6控制循环泵4每间隔规定时间后自动运转以检测机车水系统的真实温度，实现机车水系统温度的自动调节功能。
[0056]四、机车水系统缺水时自动补水功能
[0057]机车加温管路或机车水系统中可设置有压力监测传感器，压力监测传感器所检测的压力参数传递给主控制器6，在机车隔离加温过程中，当主控制器6监测到机车加温管路或机车水系统中的压力降低到设定值时，将位于换热热源管路与机车加温管路之间的调节阀5打开，将换热热源管路中的水注入到机车加温管路中，由于机车加温管路与机车水系统连通，因此可实现对机车水系统的自动补水。当机车加温管路或机车水系统的循环压力达到设定值后，主控制器6控制调节阀5关闭，停止补水。给机车水系统补水过程中造成的地面加温热源主系统中水的损失，将由地面加温热源主系统的补水泵进行补充。
[0058]五、快速完成无水机车的加水和加温
[0059]机车检修过程中，有些大修机车、平轮机车、检修时间较长的临修机车，在起机前都机车水系统处于无水状态，此类机车过去的处理方法为通过地面电加热水箱将机车用软水加热到规定温度后再加入到机车上，以此来实现机车的加水和加温。该方法的缺点为:一是加热时间长，延误机车起机，降低机车检修效率；二是电加热方式消耗大量的电能。
[0060]本实用新型的内燃机车静态加温隔离换热设备通过连接换热热源管路与机车加温管路之间的、带有调节阀5的连通管路，将换热热源管路中的热水通过连通管路和调节阀5注入到机车水系统，通过高温软水的快速加入，实现无水机车的快速加水和加温功能。
[0061]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，包括:换热热源管路、机车加温管路、换热器(3)、循环泵(4)、调节阀(5)以及主控制器(6);其中， 所述换热热源管路将内燃机车静态加温隔离换热设备连接到地面加温热源主系统，所述机车加温管路连接到机车水系统，所述的换热热源管路与机车加温管路都连接到所述换热器(3)上；所述机车加温管路上连接有循环泵(4);在所述换热热源管路、机车加温管路之间有一条安装有调节阀(5)的连通管路；所述循环泵(4)与调节阀(5)都在主控制器(6)的控制下工作。
2.根据权利要求1所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述换热器(3)包括第一进水口(31)、第一出水口(32)、第二进水口(33)与第二出水口(34)，其中的第一进水口(31)、第一出水口(32)同属于一条连通管路，所述第二进水口(33)、第二出水口(34)同属于另一条连通管路；这两条连通管路之间相互隔离，在这两条连通管路中流动的水通过传导换热。
3.根据权利要求2所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述换热热源管路包括第一进水管(11)与第一出水管(12);所述第一进水管(11)的第一端与地面加温热源主系统的出水口连接，第二端连接到换热器(3)的第一进水口(31);所述第一出水管(12)的第一端与地面加温热源主系统的进水口连接，第二端连接到换热器(3)的第一出水口(32)。
4.根据权利要求2所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述机车加温管路包括第二进水管(21)与第二出水管(22);在工作状态下，所述第二进水管(21)的第一端与机车水系统的出水口连接，第二端连接到换热器(3 )的第二进水口( 33 )，所述第二出水管(22)的第一端与机车水系统的进水口连接，第二端连接到换热器(3)的第二出水口(34);在非工作状态下，所述第二进水管(21)的第一端与所述第二出水管(22)的第一端首尾相连，使得所述机车加温管路形成一闭合回路。
5.根据权利要求4所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述机车加温管路中的第二进水管(21)的第一端与第二出水管(22)的第一端均采用拉杆式快速接头(7)的方式实现；所述拉杆式快速接头(7)分为公头和母头，公头呈弧形配合塞入母头，母头底端有垫片；依靠提拉或按压位于母头两侧的把手将公头挤压固定在垫片上，从而形成密封。
6.根据权利要求1所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述循环泵(4)用于带动机车加温管路内的水做循环流动。
7.根据权利要求1所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述调节阀(5 )用于实现水在换热热源管路与机车加温管路之间的流动。
8.根据权利要求1所述的内燃机车静态加温隔离换热设备，其特征在于，所述主控制器(6)用于对循环泵(4)的启动、停止、转速进行控制，还用于对所述调节阀(5)的开启与关闭进行控制。
【文档编号】F01P11/14GK203702389SQ201420006130
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】翟大强, 韩树森, 段崇义, 刘向宇, 杨刚, 邵学 申请人:莱芜钢铁集团有限公司