论文部分内容阅读
摘要：基于行包专列押运车技术要求，设计了一种压力冲水式集便器，用来实现对卫生间便器的冲洗及污物的收集。系统设计中，为了实现强排功能，对冲水组件盘、污物箱及电气控制系统进行了改进。通过合理的研究与设计，完善了压力冲水式集便器的功能，满足了用户的要求。
关键词：行包专列押运车；集便系统；压力冲水
Abstract：On the basis requirements of the luggage specil escort vehicle technology, one kind of pressure flushing dejectas collecting tool was designed. It is used for the toilet bowl flushing and dirt collection. In order to achieve the strong discharge fuction, the flushing component tray, the dirt box and electric control system were improved in the design of the system. By the reasonable research and design, the function of the pressure flushing dejectas collecting tool was improved to meet the requirements of the users.
Key words：luggage specil escort vehicle；dejectas collecting system；pressure flushing
中图分类号： U469.1 文献标识码： A 文章编号：
0引言
在社会日益发展的今天，环境保护成为非常重要的课题，铁路客车的环境问题更是倍受关注。我国旅客列车直排式厕所，不仅污染铁路装备，而且危害沿线两侧环境，影响旅客及工作人员的身体健康。为了保护铁路沿线的环境卫生，保护旅客和工作人员的身体健康，同时提高铁路客车的技术装备水平，新造及检修客车均增设有集便系统装置。集便系统包括真空保持式集便系统、压力冲水式集便系统、间歇真空保持式集便系统、在线式集便系统、紧凑式集便系统及中转式集便系统等[1]。
本文根据用户要求，研究设计了一种适用于行包专列押运车使用的压力冲水式集便系统，该系统具有性能先进、结构紧凑、隔臭效果好、运行安全等特点。
1 压力冲水式集便系统工作原理及技术参数
压力冲水式集便系统是利用冲洗水的压力和污物重力将污物通过排泄阀从便器排到污物箱中【2】。压力冲水式集便系统由便器、冲水组件盘、冲水按钮、电气控制系统、污物箱等组成，如图（1）所示。系统工作循环过程为：按下冲便按钮→电磁阀开启→排泄阀开启→出水电磁阀打开，水增压器内的压力冲洗水通过安装在便器内的喷嘴冲入便盆内，污物在冲洗力和重力作用下通过排泄阀排入污物箱，出水电磁阀关闭→排泄阀关闭→水增压器注水准备下一次冲洗→气源两通电磁阀关闭，冲洗过程结束【3】。
图（1） 压力冲水式集便系统图
压力冲水式集便系统技术参数如表1所示：
表1 压力冲水式集便系统技术参数
2行包专列押运车集便系统设计
根据客户要求，行包专列押运车集便系统需设有强排装置。此要求的提出使行包专列押运车压力冲水集便系统与普通的压力冲水集便系统有所不同。为了满足要求，实现强排功能，设计中不仅需要对普通的冲水组件盘进行更改设计，还需要对污物箱、控制面板以及控制系统等做进一步的更改设计。
2.1冲水组件盘设计
冲水组件盘包括：①出水阀、②电磁换向阀1、③水增压罐、④过滤减压阀、⑤接线盒、⑥电磁阀2、⑦电磁阀3、⑧电磁阀4、⑨水过滤器、⑩进水阀、管接头等，其作用主要为便器冲洗提供经水过滤器过滤后的压力水和为系统提供过滤减压后的压缩空气【4】。过滤减压阀将进入系统的压缩空气减压至0.5Mpa，并将进入的压缩空气进行过滤处理，为阀、水增压罐和便器上排泄阀组成提供合适压力的、过滤的压缩空气。 电磁换向阀1控制水增压罐的进气、排气，冲洗时进气使水增压罐内的水增压，水增压罐上水时通过该阀排气。电磁阀2控制便器排泄阀的开关，冲洗时打开，冲洗结束后关闭。 电磁阀3控制水增压罐进水阀，进水时打开，水满后关闭。 电磁阀4控制水增压罐出水阀，出水时打开，冲洗完成后关闭。水增压罐利用压缩空气将水增压，为冲水喷嘴提供压力水。水增压罐上的液位开关控制水增压罐的上水量。出水阀在水增压罐通入压缩空气时打开，使压力水通过该阀经喷嘴喷出，实现压力水冲洗。
由于本车集便系统要求增加强排装置，强排工作的进行通过电动控制实现，因此，设计中在冲水组键盘上增设了一个电磁阀，如图（2）所示。该电磁阀通过对压缩空气的控制来实现对自动紧急排放球阀的开启与关闭。通过一根￠8空气管将该电磁阀与污物箱上的自动紧急排放球阀相连，当列车运行中污物箱100%指示灯亮而需卸污时，该电磁阀控制自动紧急排放球阀打开，从而实现污物的排泄；排泄完毕后，该电磁阀控制自动紧急排放球阀关闭。
图（2） 冲水组件盘
①出水阀②电磁换向阀1③水增压罐④过滤减压阀⑤接线盒
⑥电磁阀2⑦电磁阀3⑧电磁阀4⑨水过滤器⑩进水阀
试验证明，该冲水组件盘不仅能够顺利完成冲洗工作，当按下紧急排放按钮时，其新增球阀能够成功控制自动紧急排放球阀的开启和关闭。因此，该冲水组件盘设计合理，并能够满足用户要求。
2.2污物箱设计
污物箱是铁路客车不可或缺的设备，以吊挂方式安装在车体底架上，起到环保作用【5】。污物箱主要包括：两套2.5”球阀排空装置、检查口、箱体、接线端子、100%液位传感器、80%液位传感器、通气管、1”冲洗口、加热装置等。两套液位传感器，对箱内污水的液位进行检测，分别检测液位80%和100%。污物箱配有两个球阀排空装置。排空装置设有2.5”排污快速接头，该接头同通到污物箱底部的排污管连接，排污时只需将车站卸污装置接头同该接头相接，进行抽吸，即可将污物箱内污物排空；污物箱还设有1”清洗快速接头，连接上压力水可将污物箱冲洗干净。污物箱上设有两个液位开关，分别控制污物箱的液位80%和100%。液位到80%时，箱满80%指示灯亮，但系统仍能工作。液位到100%时，系统报警并禁止工作。污物箱上设有接线端子，污物箱上所有接线都通过该接线端子连接。
要实现污物的紧急排放，设计过程中在污物箱上还需配有自动紧急排放球阀，当列车运行期间污物箱满100%时，可通过电动控制将其打开，利用重力排出污物，以使便器系统继续使用。污物箱上增设强排装置，需要考虑污物箱周围的安装环境，防止现车安装时出现强排装置与其它部件干涉的情况。经过研究强排装置在污物箱上的位置如图（3）所示：
图（3） 污物箱
经现车安装证实，此污物箱的设计既避免了与车下其它零部件的干涉问题，还满足了行车过程中安全、可靠的卸污需求。
2.3控制系统改进
控制系统由控制盘和显示面板组成，用来控制集便器系统的运行和信号显示作用。控制盘上有PLC、电源模块、接线端子等。PLC控制整个系统正常工作，并进行故障诊断和处理。显示面板有DC24V控制电源显示、缺水报警显示、污物箱80%显示、污物箱100%显示、排空按钮及系统复位按钮【6】。
电气控制系统主要控制整个系统的运行和信号显示。PLC实现系统的冲洗循环、故障检测、防冻排空、加热等功能。具有电源指示、故障报警、液位80%、液位100%、手动开关、防冻排空开关、复位等显示和开关功能。冲洗循环按PLC内的设定程序执行，并通过检测排泄阀气缸上的两个接近开关、污物箱内装的两个液位开关、水增压器上的
液位开关来进行故障判断，并自动进行故障处理。
行包专列押运车集便器控制系统除了具有上述功能外还需增加强排功能，故在控制箱面板上增设了一个紧急排放按钮，通过与冲水组件盘上接线盒的电气连接来控制电磁阀动作，从而进一步控制自动紧急排放球阀的打开与关闭。
3结语
通过对压力冲水式集便系统工作原理及技术参数的介绍，并根据行包专列押运车的技术要求，研究设计了一种带有自动强排装置的压力冲水集便器。现车试验证明该集便系统性能可靠、使用安全，完全实现了列车运行期间污物箱满100%时，污物的自动紧急排放功能，为旅客及工作人员的旅途生活提供了极大的便利。
参考文献
[1]范青杨．集便器在中国轨道车辆上的应用[J]．城市轨道交通研究，2008，11（5）：15-17.
[2]余士顶．列車集便系统原理及常见故障浅析[J]．铁道机车车辆，2009，29（3）：63-65．
[3]田洋，王旭飞，康志涛．铁路客车加装改造集便装置方案[J]．北铁道机车车辆，2009，29（5）：74-76．
[4]唐山轨道客车有限责任公司内部资料．TC-80压力冲水式集便器使用维护说明书．
[5]李丰，孙彦，刘兴龙．铁道车辆污物箱及安装吊座强度与模态分析．中国铁路，2012，（2）：45-47．
[6] 娄玉飞．铁路客车集便系统国产化研制[M]．北京交通大学，硕士学位论文，2005：26-28．
关键词：行包专列押运车；集便系统；压力冲水
Abstract：On the basis requirements of the luggage specil escort vehicle technology, one kind of pressure flushing dejectas collecting tool was designed. It is used for the toilet bowl flushing and dirt collection. In order to achieve the strong discharge fuction, the flushing component tray, the dirt box and electric control system were improved in the design of the system. By the reasonable research and design, the function of the pressure flushing dejectas collecting tool was improved to meet the requirements of the users.
Key words：luggage specil escort vehicle；dejectas collecting system；pressure flushing
中图分类号： U469.1 文献标识码： A 文章编号：
0引言
在社会日益发展的今天，环境保护成为非常重要的课题，铁路客车的环境问题更是倍受关注。我国旅客列车直排式厕所，不仅污染铁路装备，而且危害沿线两侧环境，影响旅客及工作人员的身体健康。为了保护铁路沿线的环境卫生，保护旅客和工作人员的身体健康，同时提高铁路客车的技术装备水平，新造及检修客车均增设有集便系统装置。集便系统包括真空保持式集便系统、压力冲水式集便系统、间歇真空保持式集便系统、在线式集便系统、紧凑式集便系统及中转式集便系统等[1]。
本文根据用户要求，研究设计了一种适用于行包专列押运车使用的压力冲水式集便系统，该系统具有性能先进、结构紧凑、隔臭效果好、运行安全等特点。
1 压力冲水式集便系统工作原理及技术参数
压力冲水式集便系统是利用冲洗水的压力和污物重力将污物通过排泄阀从便器排到污物箱中【2】。压力冲水式集便系统由便器、冲水组件盘、冲水按钮、电气控制系统、污物箱等组成，如图（1）所示。系统工作循环过程为：按下冲便按钮→电磁阀开启→排泄阀开启→出水电磁阀打开，水增压器内的压力冲洗水通过安装在便器内的喷嘴冲入便盆内，污物在冲洗力和重力作用下通过排泄阀排入污物箱，出水电磁阀关闭→排泄阀关闭→水增压器注水准备下一次冲洗→气源两通电磁阀关闭，冲洗过程结束【3】。
图（1） 压力冲水式集便系统图
压力冲水式集便系统技术参数如表1所示：
表1 压力冲水式集便系统技术参数
2行包专列押运车集便系统设计
根据客户要求，行包专列押运车集便系统需设有强排装置。此要求的提出使行包专列押运车压力冲水集便系统与普通的压力冲水集便系统有所不同。为了满足要求，实现强排功能，设计中不仅需要对普通的冲水组件盘进行更改设计，还需要对污物箱、控制面板以及控制系统等做进一步的更改设计。
2.1冲水组件盘设计
冲水组件盘包括：①出水阀、②电磁换向阀1、③水增压罐、④过滤减压阀、⑤接线盒、⑥电磁阀2、⑦电磁阀3、⑧电磁阀4、⑨水过滤器、⑩进水阀、管接头等，其作用主要为便器冲洗提供经水过滤器过滤后的压力水和为系统提供过滤减压后的压缩空气【4】。过滤减压阀将进入系统的压缩空气减压至0.5Mpa，并将进入的压缩空气进行过滤处理，为阀、水增压罐和便器上排泄阀组成提供合适压力的、过滤的压缩空气。 电磁换向阀1控制水增压罐的进气、排气，冲洗时进气使水增压罐内的水增压，水增压罐上水时通过该阀排气。电磁阀2控制便器排泄阀的开关，冲洗时打开，冲洗结束后关闭。 电磁阀3控制水增压罐进水阀，进水时打开，水满后关闭。 电磁阀4控制水增压罐出水阀，出水时打开，冲洗完成后关闭。水增压罐利用压缩空气将水增压，为冲水喷嘴提供压力水。水增压罐上的液位开关控制水增压罐的上水量。出水阀在水增压罐通入压缩空气时打开，使压力水通过该阀经喷嘴喷出，实现压力水冲洗。
由于本车集便系统要求增加强排装置，强排工作的进行通过电动控制实现，因此，设计中在冲水组键盘上增设了一个电磁阀，如图（2）所示。该电磁阀通过对压缩空气的控制来实现对自动紧急排放球阀的开启与关闭。通过一根￠8空气管将该电磁阀与污物箱上的自动紧急排放球阀相连，当列车运行中污物箱100%指示灯亮而需卸污时，该电磁阀控制自动紧急排放球阀打开，从而实现污物的排泄；排泄完毕后，该电磁阀控制自动紧急排放球阀关闭。
图（2） 冲水组件盘
①出水阀②电磁换向阀1③水增压罐④过滤减压阀⑤接线盒
⑥电磁阀2⑦电磁阀3⑧电磁阀4⑨水过滤器⑩进水阀
试验证明，该冲水组件盘不仅能够顺利完成冲洗工作，当按下紧急排放按钮时，其新增球阀能够成功控制自动紧急排放球阀的开启和关闭。因此，该冲水组件盘设计合理，并能够满足用户要求。
2.2污物箱设计
污物箱是铁路客车不可或缺的设备，以吊挂方式安装在车体底架上，起到环保作用【5】。污物箱主要包括：两套2.5”球阀排空装置、检查口、箱体、接线端子、100%液位传感器、80%液位传感器、通气管、1”冲洗口、加热装置等。两套液位传感器，对箱内污水的液位进行检测，分别检测液位80%和100%。污物箱配有两个球阀排空装置。排空装置设有2.5”排污快速接头，该接头同通到污物箱底部的排污管连接，排污时只需将车站卸污装置接头同该接头相接，进行抽吸，即可将污物箱内污物排空；污物箱还设有1”清洗快速接头，连接上压力水可将污物箱冲洗干净。污物箱上设有两个液位开关，分别控制污物箱的液位80%和100%。液位到80%时，箱满80%指示灯亮，但系统仍能工作。液位到100%时，系统报警并禁止工作。污物箱上设有接线端子，污物箱上所有接线都通过该接线端子连接。
要实现污物的紧急排放，设计过程中在污物箱上还需配有自动紧急排放球阀，当列车运行期间污物箱满100%时，可通过电动控制将其打开，利用重力排出污物，以使便器系统继续使用。污物箱上增设强排装置，需要考虑污物箱周围的安装环境，防止现车安装时出现强排装置与其它部件干涉的情况。经过研究强排装置在污物箱上的位置如图（3）所示：
图（3） 污物箱
经现车安装证实，此污物箱的设计既避免了与车下其它零部件的干涉问题，还满足了行车过程中安全、可靠的卸污需求。
2.3控制系统改进
控制系统由控制盘和显示面板组成，用来控制集便器系统的运行和信号显示作用。控制盘上有PLC、电源模块、接线端子等。PLC控制整个系统正常工作，并进行故障诊断和处理。显示面板有DC24V控制电源显示、缺水报警显示、污物箱80%显示、污物箱100%显示、排空按钮及系统复位按钮【6】。
电气控制系统主要控制整个系统的运行和信号显示。PLC实现系统的冲洗循环、故障检测、防冻排空、加热等功能。具有电源指示、故障报警、液位80%、液位100%、手动开关、防冻排空开关、复位等显示和开关功能。冲洗循环按PLC内的设定程序执行，并通过检测排泄阀气缸上的两个接近开关、污物箱内装的两个液位开关、水增压器上的
液位开关来进行故障判断，并自动进行故障处理。
行包专列押运车集便器控制系统除了具有上述功能外还需增加强排功能，故在控制箱面板上增设了一个紧急排放按钮，通过与冲水组件盘上接线盒的电气连接来控制电磁阀动作，从而进一步控制自动紧急排放球阀的打开与关闭。
3结语
通过对压力冲水式集便系统工作原理及技术参数的介绍，并根据行包专列押运车的技术要求，研究设计了一种带有自动强排装置的压力冲水集便器。现车试验证明该集便系统性能可靠、使用安全，完全实现了列车运行期间污物箱满100%时，污物的自动紧急排放功能，为旅客及工作人员的旅途生活提供了极大的便利。
参考文献
[1]范青杨．集便器在中国轨道车辆上的应用[J]．城市轨道交通研究，2008，11（5）：15-17.
[2]余士顶．列車集便系统原理及常见故障浅析[J]．铁道机车车辆，2009，29（3）：63-65．
[3]田洋，王旭飞，康志涛．铁路客车加装改造集便装置方案[J]．北铁道机车车辆，2009，29（5）：74-76．
[4]唐山轨道客车有限责任公司内部资料．TC-80压力冲水式集便器使用维护说明书．
[5]李丰，孙彦，刘兴龙．铁道车辆污物箱及安装吊座强度与模态分析．中国铁路，2012，（2）：45-47．
[6] 娄玉飞．铁路客车集便系统国产化研制[M]．北京交通大学，硕士学位论文，2005：26-28．