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一种列车上水控制系统及方法

阅读：979发布：2023-05-29

专利汇可以提供一种列车上水控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种列车上水控制系统，包括：上水电磁阀、收管器、供水管及上水管，所述上水电磁阀连接于所述供水管中，所述上水管收纳于收管器中，其中，还包括：位移传感器、压力或流量传感器、单向上水接头及自控装置，自控装置的输入端口与位移传感器及压力或流量传感器的信号输出端口连接，输出端口与上水电磁阀连接，并根据输入端信号控制上水电磁阀开启或关闭。本发明解决了列车上水过程中，需要对上水设备进行多次操作、设定，其操作效率低下的问题。简化了上水操作工人的上水操作过程，同时，保证了高效的上水操作，降低了操作成本，提高了生产效率，同时防止了水资源的浪费。，下面是一种列车上水控制系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种列车上水控制系统，包括：上水电磁阀、收管器、供水管及上水管，所述上水电磁阀连接于所述供水管中，所述上水管收纳于收管器中，其特征在于，还包括：位移传感器、压力或流量传感器、单向上水接头及自控装置，其中，
所述位移传感器与所述收管器连接，根据所述上水管位移生成位移输出信号；
所述压力或流量传感器置串联于所述供水管中，检测所述供水管内压力或流量生成压力输出值或流量输出值；
所述单向上水接头联接于所述上水管末端，与列车水箱注水口联接时所述上水管出水向开启，与列车上水接头脱离时所述上水管出水向截止；
所述自控装置的输入端与所述位移传感器输出端及所述压力或流量传感器的数值输出端连接，输出端与所述上水电磁阀控制端连接，所述自控装置根据输入端接收的所述位移输出信号产生上水电磁阀开启信号，控制所述上水电磁阀开启，根据输入端接收的压力输出值或流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自控装置的输出端还与收管器控制端连接，根据所述上水电磁阀闭合信号生成收管信号。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述收管器还包括：收管器电机过载保护继电器，该继电器分别与所述收管器电机及所述自控装置输入端连接，所述自控装置输出端与所述收管器的控制端联接；当所述电机过载保护继电器断开时所述自控装置累计计数；
当计数值大于设定值时，所述自控装置生成收管器电机停止运行信号。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述单向上水接头包括：上水套管、阀杆及弹性接套，所述上水套管的入水侧孔径大于出水侧孔径，所述阀瓣置于所述上水套管内，所述阀杆一端与所述阀瓣固定联接，另一端从所述出水侧伸出并具有环形压圈，所述出水侧孔径与所述阀杆间具有间隙，所述弹性接套紧密包裹于所述环形压圈，并与所述上水套管的出水侧固定联接。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：电磁泄水阀，所述电磁泄水阀连接于所述供水管中，所述电磁泄水阀控制端与所述自控装置输出端口连接，当产生上水电磁阀闭合信号后产生电磁泄压信号。
6.一种列车上水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
自控装置根据接收到的位移输出信号生成上水电磁阀开启信号；
自控装置根据接收的压力输出值或流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述自控装置根据接收到的位移输出信号生成上水电磁阀开启信号步骤后还包括：
自控装置接收到低压力输出值或高流量输出值后，根据上水延时时间开始计时，并当计时满后在自控装置输出端生成上水结束提示信息；或
自控装置接收到低压力输出值或高流量输出值后，根据水位传感器信号在自控装置输出端生成上水结束提示信息；
自控装置接收到低压力输出值或高流量输出值后，根据位于列车水箱中的水压传感器信号在自控装置输出端生成上水结束提示信息。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述自控装置根据接收的压力输出值或流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭步骤还包括：
自动装置若在接收到低压力输出值或高流量输出值后，接收到高压力输出值或低流量输出值，则根据更换延时时间开始计时，在所述更换延时时间内，若没有再次接收到低压力输出值或高流量输出值，则生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述自控装置根据接收的高压力输出值或低流量输出值生成上水电磁阀闭合信号步骤还包括：
自控装置接收到高压力输出值或低流量输出值后，根据上水电磁阀延时关闭时间开始计时，并当计数满后，生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭；
当所述上水电磁闭合信号生成后，若电机过载保护继电器计数值大于设定值时，生成收管器电机停止运行信号。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述自控装置根据接收的高压力输出值或低流量输出值生成上水电磁阀闭合信号步骤还包括：
根据上水电磁阀闭合信号产生电磁泄压信号。

说明书全文

一种列车上水控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铁路旅客列车及机动有轨车的上水供给方法，特别涉及一种列车上水控制系统及方法。

背景技术

[0002] 列车及轨道机车作为日常交通工具，多年来根据运力的需要经过了不断的改进，用以满足人们出行的需要，在旅客列车运营过程中通常需要对列车进行定时定量的上水，操作工人需要对上水设备的操作实现以上上水过程，上水设备通常包括：上水栓、上水管、上水阀及泄水阀等，在现有的操作中，操作工人需要依次对上水设备进行连接与控制，才能完成上水，并且在上水过程中需要对多个联接装置进行联接安装关系的确认，才可保证上水过程的正常进行，同时，在上水结束时，需要对上水装置进行逐一的关闭，才可进行上水装置的脱离，由此可知，现有技术中，上水设备相互分离，通过管路联接，操作过程繁琐，且无法保证效率。

[0003] 因此，上述的现有技术中，在通过对上水设备的操作实现列车上水过程中，需要对上水设备逐一进行多次插管、开阀、拔管、关阀等动作，在保证无误的情况下进行上水操作，以上现有技术中对上水设备的操作造成了上水操作的繁琐，在需要进行大量重复操作的过程中，增加了误操作的几率，同时造成了大量人工成本的浪费，及操作效率的降低。

发明内容

[0004] 针对现有技术中的缺陷，本发明解决了列车上水过程中，需要对上水设备进行多次操作、设定，其操作效率低下的问题。

[0005] 为了解决以上技术问题，本发明提供了包括：上水电磁阀、收管器、供水管及上水管，所述上水电磁阀连接于所述供水管中，所述上水管收纳于收管器中，其特征在于，还包括：位移传感器、压力或流量传感器、单向上水接头及自控装置，其中，[0006] 所述位移传感器与所述收管器连接，根据所述上水管位移生成位移输出信号；

[0007] 所述压力或流量传感器置串联于所述供水管中，检测所述供水管内压力或流量获取压力输出值或流量输出值；

[0008] 所述单向上水接头联接于所述上水管末端，与列车水箱注水口联接时所述上水管出水向开启，与列车上水接头脱离时所述上水管出水向截止；

[0009] 所述自控装置的输入端与所述位移传感器输出端及所述压力或流量传感器的数值输出端连接，输出端与所述上水电磁阀控制端连接，所述自控装置根据输入端接收的所述位移输出信号产生上水电磁阀开启信号，控制所述上水电磁阀开启，根据输入端接收的压力输出值或流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。

[0010] 同时，本发明还提供一种列车上水控制方法，包括以下步骤：

[0011] 自控装置根据接收到的位移输出信号生成上水电磁阀开启信号；

[0012] 自控装置根据接收的压力输出值或流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。

[0013] 与现有技术相比，本发明的上述实施方式具有以下优点：通过上水连接器实现了联接与上水同时完成，并可使断开、停水及上水管回收入收管器操作同时完成，因此，节约上水操作工人的上水操作过程，同时，保证了高效的上水操作，降低了操作成本，提高了生产效率，同时防止了水资源的浪费。附图说明

[0014] 下面结合附图对本发明的一些实施例进行说明。

[0015] 图1是本发明列车上水系统的结构示意图；

[0016] 图2是本发明图1中列车上水系统的控制器端口示意图；

[0017] 图3是本发明列车上水系统的液压系统结合控制系统示意图；

[0018] 图4是本发明图3中液压系统的控制器端口示意图；

[0019] 图5是本发明图3中收管器控制端口示意图

[0020] 图6是本发明列车上水系统中单向上水接头剖面图；

[0021] 图7是本发明列车上水方法的实现步骤示意图。

具体实施方式

[0022] 下面将结合附图，对本发明实施例进行描述。

[0023] 如图1、2所示为本发明列车上水系统的结构示意图；在该图中供水设备11的出水侧联接供水管12，并在供水管12中连接上水电磁阀13，并可将该上水管121盘聚在收管器14中，可根据实际使用需要进行放出和收起，在以上系统中进一步添加了：检测装置：位移传感器15与压力或流量传感器16；控制装置：自控装置17；以及联接装置：单向上水接头18；以下将对系统给予详细介绍，首先，对上述检测装置给予介绍：上述提及的位移传感器15安装于收管器14上相应的位移监测位置上，如：当上述位移传感器15采用限位开关时，可安装于收管器14的位置上，当上水管从收管器14出口拉出后，上水管带动设备圆桶19运转，圆桶19通过螺纹联动带动金属条110下降，金属条110离开机械限位开关，限位开关断开。同时上述的位移传感器15还可采用其他的角位移传感器及直线位移传感器，用于实现对收管器14中上水管位移的监测，并根据所述上水管位移生成位移输出信号。压力或流量传感器16可串接于收管器与供水设备之间的上水管12中，具体压力或流量传感器
16可采用压力开关或涡轮流量传感器给予实现，并且可根据对压力或流量监测的实际需要（高压检测、低压检测及压差检测；流量检测）对压力开关或涡轮流量传感器给予不同的设置，实现检测管路内部所产生变化压力或流量变化从而生成压力输出值或流量输出值；其次为控制装置：自控装置具体可采用，可编程控制器PLC，如，西门子CPU222；以及单片机，如INTEL 8051或MCS51系列单片机集成系统给予实现，其自控装置17的输入端口I2与位移传感器15连接，输入端口I1与压力或流量传感器16的数值输出端连接，用于及时接收来自上述检测设备的检测信号；自控装置17的输出端口O1与上水电磁阀13的开启控制端连接，从而将自控装置17根据输入端I2接收的所述位移输出信号产生上水电磁阀13开启信号，通过输出端口O1传送至上水电磁阀13，控制所述上水电磁阀13开启。具体可通过可编程控制器PLC或单片机的程序实现。可将输入接口定义为变量、并根据该变量进行“T”形图或汇编代码编程的方式给予实现，在本实施例中，自控装置17输出端I2当接收到位移输出信号时，使输出端O1（与上水电磁阀13联接端）电平翻转，从而使上水电磁阀13开启，从而供水装置供水，当供水结束，单向上水接头18截止时，通过输出端I1接收到高压力输出值或低流量输出值时，再次使输出端O1电平翻转，从而生成上水电磁阀13闭合信号，并通过输出端口O1将上水电磁阀13闭合信号控制所述上水电磁阀关闭。同时，自控装置的输出端还可与收管器电机连接，在上水电磁阀关闭后随之启动收管器电机，使收管器实现收管；最后为联接装置：单向上水接头18；单向上水接头18联接于收管器14中的上水管12的末端处，与列车水箱注水口出的列车上水接头111联接时出水向开启，与列车上水接头脱离时出水向截止，此连接装置的可在上水管路中实现自动上水开关的作用，特别是当单向上水接头15从列车上水接头111脱离时，可将水管的出水侧截止，从而使上水管中的压力产生变化，并使压力或流量传感器可产生压力升高信号，最终通过自控装置17的控制，实现停止上水的操作。

[0024] 作为一种优选的方案，为了更便于操作，自控装置根据上水阀关闭信号控制收管器电机启动，将上水管自动回收入收管器中，上水管全部收入收管器中时位移传感器输出信号使自控装置控制电机停止，且每次上水电磁阀关闭后都自动伴随着泄水阀开启以排空余水（根据高压力值或低流量值控制泄水阀关闭）。在停止上水后可通过对收管器14的控制实现上水管12的自动收起，具体实现是将自控装置17的输出端口O2与收管器控制端112连接，并根据所述上水电磁阀13闭合信号后生成收管信号，实现上水系统在停水后自动收管的操作，从而省略了停水后需要对收管器的单独控制，简化了操作程序。但同时在现实情况中，会产生收管器由于各种原因无法正常收回到收管器中的情况，当此情况发生时如不及时排除问题，将会对收管器及其电机造成损害，考虑到以上问题，本实施例中给出一种可有效排除收管器故障的方案，具体为，在上述系统中还包括：收管器电机过载保护继电器113，该继电器113分别与所述收管器电机114及所述自控装置17输入端I3连接，同时；可将所述自控装置17输出端O2与所述收管器的控制端112联接，当收管器14因故障停止运行后继电器113断开时自控装置17累计计数；当计数值大于设定次数时，如3次，自控装置
17生成收管器停止运行信号并可通过输出端O3将信号传送给收管器的控制端112，从而使收管器电机停止运行。当自控装置控制水电磁阀关闭后，收管器电机随后启动，将上水管收纳入收管器中，当位置传感器输出信号后，电机停止。收管期间，若电机过载保护器断开，则电机暂时停止，待过载保护器自恢复后再次启动，期间若过载保护器再次断开，且断开次数超过设定值时，自控装置生成收管器电机停止运行信号。为了起到警示作用，还可在收管器
14上串接警示灯115等警示设备。通过以上系统，可在收管器14不能正常运转的情况下，对电机给予保护，并给予操作人员提示，从而对收管器的运转实现了更好的检测。

[0025] 上述单向上水接头包括：如图6所示，包括：上水套管31、阀瓣32及阀杆33及弹性接套38，所述上水套管31的入水侧34孔径大于出水侧35孔径，所述阀瓣32置于所述上水套管31内，所述阀杆33一端与所述阀瓣固定联接，另一端从所述出水侧35伸出并具有环形压圈36，所述出水侧34孔径与所述阀杆间具有间隙37，所述弹性接套38紧密包裹于所述环形压圈36与所述上水套管的出水侧35外部。上述接头在与列车上水接头111未联接时，由于上水管12中水压的作用，阀瓣32将出水侧35的间隙37密封，出水侧35单向截止，当与列车上水接头111联接时，环形压圈36在列车上水接头111的作用下，向下移动，阀瓣32脱离间隙37，出水侧35单向开启。

[0026] 作为本实施例中的优选方案，所述收管器与供水设备之间还包括：泄水阀116，该泄水阀116控制端与所述自控装置输出端O4连接，泄水阀116即可采用电磁阀也可采用机械泄水阀，其作用在于当上水系统已经停止工作后，可将上水管路中的水及时排放、收集，从而加快了设备运行周期，保护了上水管路及有效节水。

[0027] 作为本实施例中的优选方案，上述系统中还可通过在水箱117内部设置液位尺118的方式，检测液面高度，同时将液位尺118的信号输出端与自控装置17输入端I4连接，当液位尺118检测到液位时，将此液位信号输出到自控装置17中，自控装置17可根据液位信号通过输出端口O1，关断上水电磁阀13，从而结束上水操作。作为另一种优选方案，还可以在水箱117中设置压力监测装置119，监测水箱中的压力，同时将压力监测装置119的信号输出端与自控装置17输入端I4连接，当压力监测装置119检测到额定压力值时，将此压力监测值输出到自控装置17中，自控装置17可根据压力值号通过输出端口O1，关断上水电磁阀13，从而结束上水操作。

[0028] 如图3、4、5所示，以下将结合此图对上水过程给予说明，上水管121从收管器14口拉出后，上水水管121带动设备圆桶19顺时针运转，圆桶19通过螺纹联动带动金属110条下降，金属条110离开机械限位开关15，限位开关15断开，自控装置17通过输入端口I2接收到限位开关15的断开信号后，如采用PLC则通过逻辑点亮运行灯（HG绿色设备处于运行状态），并可延时5秒后，通过输出端O1使上水电磁阀13得电阀门开启，上水电磁阀13控制供水设备11对供水管路供水，这时供水管12及上水管121中已经有水，由于上水管121的单向上水接头15具有单向开启功能因此没有打开，因此水不会从上水接头15处流出；此时，可将单向上水接头15和列车上水接头111进行联接，此时单向上水接头15中的阀瓣被列车上水接头111从反向开启，因此阀瓣打开，上水流入水箱117，上水管121开始进行上水。在上水进行的同时，供水管12中的压力也会随之下降或开始产生流量变化（因此证明正在进行列车水箱的上水），此时，当压力或流量传感器16检测以上低压力输出值或高流量输出值后的信号，并由自控装置17的输入端I1接收该信号，此时，可开始进行上水是否已满的检测，进而对是否需要进行上水关断进行控制，对于上水是否已满的判断可通过以下方式，首先，可根据上水时间的延时，预测上水已满，如当上水大于2分30秒，通过延时时间的设定终止上水操作；其次，可通过接收在水箱117内部设置液位尺118的输出信号I4，进行上水是否已满的判断，或通过接收在水箱117内部设置压力监测装置119的输出信号I4，进行上水是否已满的判断，当通过上述两种方式，判断水箱已满后，首先，将单向上水接头18与列车上水接头111分离，单向上水接头18中的阀瓣重新处于单向截止状态，此时，管道12中压力上升或产生流量变化，自控装置17从输入端口I1采集到此信号后，开始计时一分钟，此时，如果在这一分钟之内，有另一节车厢也需要同一个水管给水箱供水，单向上水接头18和其他水箱接头连接后，单向上水接头18再次单向打开，水管12可开始给另一节列车水箱上水，由于管道内压力下降或流量发生变化，自控装置17通过I1接口接收到低压力输出值或高流量输出值后，一方面停止计时，另外一方面重新打开上水电磁阀13继续进行上水。但如果在水管活塞接头分离列车上水口一分钟后，没有其它车厢需要同一个水管给水箱供水，由于单向上水接头18仍处于截止状态，管道内压力上升，压力开关闭合，自控装置17通过输入端接收的高压力输出值或低流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭，停止管道给列车水箱供水。同时，在上水电磁阀13闭合后自控装置17开始计时8秒后，收管器14电机离合器得电吸合，在离合器吸合1.5秒后，收管器14电机启动，带动圆桶19实现收管，当管道12收到收管器14合适位置时圆桶19通过螺纹带动的金属条110上升接触到限位开关15，自控装置17通过逻辑停止电机运行与运行灯（HG绿色）设备停止工作。当收管器14电机在收管运行过程中如果卡管或者超负载，收管器电机过载保护继电器113动作，停止电机运行，自控装置1计数,大约在2分半左右收管器电机过载保护继电器113复位电机再一次运行，上水管12收到位时触动限位开关15，停止电机13工作，自控装置17计数清零，如果电机连续两次超载，过载保护继电器113再一次动作，自控装置17接到信号停止电机运行，点亮故障灯（HY黄色）。并可通过O4控制泄水阀
116将管路12中水排出。

[0029] 实施例二

[0030] 如图7所示为本发明同时提供了一种列车上水控制方法，包括以下步骤：

[0031] S101：生成上水电磁阀开启信号;

[0032] 在此步骤中：自控装置根据接收到的位移输出信号生成上水电磁阀开启信号；

[0033] 并在此步骤后还进一步包括：步骤S1011：生成上水结束提示;

[0034] 在此步骤中：自控装置接收到低压力输出值或高流量输出值后，说明已经进行上水操作，因此可根据上水延时时间开始计时，并当计时满后在自控装置输出端生成上水结束提示信息，给出上水已满的提示；或自控装置接收到低压力输出值或高流量输出值后，根据水位传感器信号在自控装置输出端生成上水结束提示信息；自控装置接收到低压力输出值或高流量输出值后，根据位于列车水箱中的水压传感器信号在自控装置输出端生成上水结束提示信息。上述上水结束提示信息可通过多种形式给予输出，如指示灯或蜂鸣器等方式，通过上述方式，可以对上水进行有效监控，并可对上水情况给予提示，从而更便于操作人员的及时操作。

[0035] S102：生成上水电磁阀关闭信号;

[0036] 在此步骤中：自控装置根据接收的压力输出值或流量输出值生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。

[0037] 此步骤还包括：步骤S1021：更换延时判断；

[0038] 在此步骤中：自动装置若在接收到低压力输出值或高流量输出值后，接收到高压力输出值或低流量输出值，则根据更换延时时间开始计时，在所述更换延时时间内，若没有再次接收到低压力输出值或高流量输出值，则生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭。通过上述控制，将便于实际操作时进行多个水箱陆续上水操作的情形，并更便于快速完成作业。

[0039] 步骤S1022：收管器电机过载保护；

[0040] 在此步骤中：自控装置接收到高压力输出值或低流量输出值后，根据上水电磁阀延时关闭时间开始计时，并当计数满后，生成上水电磁阀闭合信号，控制所述上水电磁阀关闭；当所述上水电磁闭合信号生成后，若电机过载保护继电器计数值大于设定值时，生成收管器电机停止运行信号。

[0041] 在上述步骤后还包括：根据上水电磁阀关闭信号产生电磁泄压信号。

[0042] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0043] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

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