CN103287272A - 受电弓升降控制装置及其加工方法，以及机车制动柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种受电弓升降控制装置及其加工方法，以及机车制动柜，控制装置包括检测气路压力的压力表，以及总风塞门、主断塞门，还包括集成气路板，其上加工有气路接口和器件接口：气路接口包括辅助压缩机接口、控制风缸接口、总风管接口、主断管接口，以及受电弓接口；器件接口包括用于连接压力表、主断塞门以及总风塞门的接口；各气路接口以及各器件接口之间的连接气路均集成于集成气路板。该控制装置采取模块化设计，各气路只要连接到模块相应的接口上即可实现对风源的输出控制，无需将若干的单独器件通过多根较长的管路连接。因此，该模块化的受电弓升降控制装置结构得以简化，无繁杂的线路，连接简单，检修和维护也十分简便。

Description

受电弓升降控制装置及其加工方法,以及机车制动柜

技术领域

本发明涉及机车技术领域，特别涉及一种受电弓升降控制装置及其加工方法，以及机车制动柜。

背景技术

受电弓升降控制装置是机车制动系统的重要组成部分之一，其功能是可以控制机车受电弓的升降及为主断路器提供压缩空气，实现升弓风源不同工况的转换。

机车库断电以后或者长时间放置，其管路系统中的压缩空气会缓慢泄漏，此时，可以使用来自辅助压缩机的风源进行升弓。为了控制受电弓升降、主断路器开断所用的压缩空气，目前，普遍在机车制动机中设置受电弓升降控制装置，以控制风源。

受电弓升降控制装置一般包括检测气路的压力表，以及总风塞门、主断塞门。压力表读取气路压力数值，操作人员据此可判断压力状态是否适合升弓。总风塞门控制总风管与受电弓之间主气路的通断；主断塞门控制主气路和主断管(连接主断路器)的通断，同时也控制辅助压缩机同主断管的通断。总风塞门和主断塞门一般均处于常通状态，当需要维修时，将主断塞门和总风塞门关闭，切断控制装置与风源的连通；另外，停机时，或主断管不需要供风时，也关闭主断塞门和总风塞门。

上述的受电弓升降控制装置存在下述技术问题：

压力表以及塞门等需与机车制动柜的各线路接口连接，连接线路较长且较为繁杂，容易接错，且不便于日常检修和维护。

有鉴于此，如何改进受电弓升降控制装置，简化其结构，使其便于操作人员进行连接、检修和维护，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种受电弓升降控制装置及其加工方法，以及机车制动柜。该控制装置集成设置，便于操作人员进行连接、检修和维护。

本发明提供的受电弓升降控制装置，包括检测气路压力的压力表，以及与总风管连接的总风塞门、与主断管连接的主断塞门，还包括集成气路板，其上加工有气路接口和器件接口：

所述气路接口包括辅助压缩机接口、控制风缸接口、总风管接口、主断管接口，以及受电弓接口；

所述器件接口包括用于连接所述压力表、所述主断塞门以及所述总风塞门的接口；

各所述气路接口以及各所述器件接口之间的连接气路均集成于所述集成气路板。

该控制装置中各器件接口和各气路接口之间的连接气路均集成于集成气路板，集成气路板同时形成各所需接口，将所需的器件集成安装至集成气路板，气路接口与对应的气路连接后，供风即可按照气路原理实现连通。可见，该控制装置采取模块化设计，将该模块安装到机车制动柜内后，总风管、控制风缸、辅助压缩机、受电弓、主断管只要连接到相应的接口上即可实现对风源的输出控制，无需将若干的单独器件通过多根较长的管路连接。因此，该模块化的受电弓升降控制装置结构得以简化，无繁杂的线路，连接简单，检修和维护也十分简便。

优选地，所述集成气路板由多层铝合金板叠置后焊接制成；所述集成气路板两表面所对应的所述铝合金板加工有所述气路接口和所述器件接口，其余所述铝合金板的两个表面均加工有气槽，以使叠置焊接后，相邻所述铝合金板之间形成所述连接气路。

气槽具有槽口，故在铝合金板的表面加工出气槽易于实现，可直接切削形成。当另两层铝合金板覆盖在加工有气槽的铝合金板后，气槽的槽口被封闭，恰好形成管状的连接气路。该种集成气路板的形成方式显著降低了加工的难度，加工成本较低。而且，在铝合金板两个表面均设置气槽，则焊接固定后，相邻铝合金板之间均形成连接气路，便于连接气路的布置，防止连接气路相互干涉，连接气路可靠性高，使得集成气路板具有免修特性。而在表面两层铝合金板上形成各所需接口，即在成品集成气路板的表面形成输入、输出接口，便于与外界实现连接。

优选地，所述集成气路板由三层所述铝合金板叠置焊接制成；中间层的所述铝合金板的两个表面均加工有所述气槽，两个表面的所述气槽与另两层所述铝合金板叠置后形成所述连接气路；另两层所述铝合金板上加工有所述气路接口和所述器件接口。

三层铝合金板在满足受电弓升降控制装置连接气路设计需求的前提下，使连接气路设计较为简单。

优选地，另两层所述铝合金板之一设有所述器件接口，另一者设有所述气路接口。

设有该模块化的控制装置安装至机车制动柜后，可将加工有各气路接口的一面作为背面，而设有器件接口的一面作为正面。根据上述连接气路的形成描述，可知连接气路具有免修特性，相应地各气路接口也具有免修特性；而与器件接口连接的塞门属于易损件，安装于正面，便于操作人员直接检修，且压力表处于正面也便于操作人员直接观察。

优选地，所述集成气路板还安装有压力开关，所述器件接口相应地包括压力开关接口；所述压力开关通过集成的所述连接气路连接所述总风管接口和所述受电弓接口之间的主气路，以将该主气路的压力信号发送于受电弓升降的控制器。

优选地，所述集成气路板还安装有与所述控制风缸连接的电连锁塞门，所述电连锁塞门控制所述控制风缸气路的通断；所述器件接口相应地包括电连锁塞门接口；所述电连锁塞门关闭时输出关闭信号至受电弓升降的控制器，以限制受电弓的升弓。

电连锁塞门一般处于常通状态，在需要时断开控制风缸与主气路的连接，比如检修或是停机。正常工作时，电连锁塞门开启，控制风缸能够降低主气路的波动，起到缓冲作用。电连锁塞门能够在关闭时，发出关闭信号至受电弓升降的控制器。如此，当需要升弓时，在操作人员未打开电连锁塞门时，控制器获得电连锁塞门的关闭信号，则不会响应操作人员的升弓指令，即限制升弓，以免在控制风缸未接通时，主气路得不到有效缓冲，波动过大或是压力不足而影响升弓安全。

优选地，所述器件接口还包括测试接口，所述测试接口通过集成的所述连接气路连接所述压力开关、所述压力表。

测试接口可用于连接外接设备，以对压力开关、压力表进行校准；还可以外接风源，在必要时候，为主气路供风。

优选地，所述集成气路板还安装有止回阀，所述器件接口相应地包括止回阀接口；所述止回阀通过集成的所述连接气路连接所述总风管接口。

止回阀可防止其他气路中的供风回流至总风管，影响升弓。

本发明还提供一种机车制动柜，包括柜体和设置于其柜体内的受电弓升降控制装置，所述受电弓升降控制装置为上述任一项所述的受电弓升降控制装置。由于上述控制装置具有上述技术效果，具有该控制装置的机车制动柜也具有相同的技术效果。

本发明还提供一种受电弓升降控制装置的加工方法，受电弓升降控制装置包括检测气路压力的压力表，以及与总风管连接的总风塞门、与主断管连接的主断塞门，包括下述步骤：

预选板件；

在板件上加工出气路接口和器件接口：

所述气路接口包括辅助压缩机接口、控制风缸接口、总风管接口、主断管接口，以及受电弓接口；

所述器件接口包括用于连接所述压力表、所述主断塞门以及所述总风塞门的接口；

将各所述气路接口以及各所述器件接口之间的连接气路集成于板件上，形成集成气路板；

将所述压力表、所述主断塞门以及所述总风塞门与对应的所述器件接口连接，以安装至集成气路板。

本方法的设计原理与上述受电弓升降控制装置相同，有益效果相同，此处不再重复论述。

优选地，

预选的板件为铝合金板，且预备三层铝合金板；

所述集成气路板具体按照下述步骤形成：

按照各所述器件接口以及各气路接口之间的连接气路，在一层铝合金板的两个表面加工出气槽；在另外两层铝合金板上加工出所述器件接口，以及所述气路接口；

将加工有所述气槽的铝合金板置放于另两层铝合金板之间以叠置，并实施焊接，焊接后，所述气槽和另两层所述铝合金板叠置形成所述连接气路，所述连接气路与对应的所述器件接口、所述气路接口连接。

附图说明

图1为本发明所提供受电弓升降控制装置一种具体实施例的立体结构示意图；

图2为图1中受电弓升降控制装置正面的示意图；

图3为图1中受电弓升降控制装置背面的示意图；

图4为图1中受电弓升降控制装置的控制原理图。

图1-4中：

10集成气路板、201第一压力表、202第二压力表、301总风塞门、302主断塞门、303电连锁塞门、40压力开关、50止回阀、60测试接口、101辅助压缩机接口、102控制风缸接口、103主断管接口、104总风管接口、105受电弓接口

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。为了便于理解和简洁描述，下文就受电弓升降控制装置及其加工方法结合论述，有益效果不再重复论述。

请参考图1-4，图1为本发明所提供受电弓升降控制装置一种具体实施例的立体结构示意图；图2为图1中受电弓升降控制装置正面的示意图；图3为图1中受电弓升降控制装置背面的示意图；图4为图1中受电弓升降控制装置的控制原理图。

该实施例中的受电弓升降控制装置，包括检测气路压力的压力表，以及与总风管连接的总风塞门301、与主断管连接的主断塞门302。可参考图4的控制原理图理解，总风塞门301断开总风管与其他气路的通路，当停机或检修时，总风塞门301关闭，以保证安全。主断塞门302可以断开辅助压缩机以及总风管与主断管的通路，以满足检修需求或是维持主断路器的正常工作。

设置压力表，则操作人员可以获悉气路的压力，以判断当前工况是否适合升弓，确保安全。图4中，受电弓和总风管之间的气路为主气路，在辅助压缩机至主气路的气路上设有第一压力表201，在控制风缸至主气路的气路上设有第二压力表202。主气路压力波动较大，两个压力表设置于控制风缸和辅助压缩风机的气路(属于主气路的分支气路)上更合适，也可以及时获得控制风缸和辅助压缩风机的压力参数。

该控制装置还包括集成气路板10，其上加工有气路接口和器件接口。其中，气路接口包括辅助压缩机接口101、控制风缸接口102、总风管接口104、主断管接口103，以及受电弓接口105，分别用于连接辅助压缩机、控制风缸、总风管、主断管以及受电弓。

器件接口包括用于连接压力表、主断塞门302以及总风塞门301的接口，即将压力表、主断塞门302以及总风塞门301与各自对应的器件接口连接后，各器件即安装至集成气路板10。而，各气路接口以及各器件接口之间的连接气路均集成于集成气路板10，故安装各器件后，形成完整的受电弓升降控制装置。将该控制装置的各气路接口与对应的管路连接后，可按照图4所示的原理进行控制。

本实施例中，各器件接口和各气路接口之间的连接气路均集成于集成气路板10，连接气路按照图4的连接原理形成，集成气路板10同时形成各所需接口，将所需的器件集成安装至集成气路板10，气路接口与对应的气路连接后，供风即可按照图4中气路实现连通。

可见，该控制装置采取模块化设计，将该模块安装到机车制动柜内后，总风管、控制风缸、辅助压缩机、受电弓、主断管只要连接到相应的接口上即可实现对风源的输出控制，无需将若干的单独器件通过多根较长的管路连接。因此，该模块化的受电弓升降控制装置结构得以简化，无繁杂的线路，连接简单，检修和维护也十分简便。

上述实施例中，需要在预选的板件上加工出连接气路和多个接口，以形成集成气路板10，可以通过多种方式实现。比如，直接在板件上通过钻孔成型，或是通过模具成型。当然，由于连接气路可能存在弯曲情形，上述成型方式的加工成本偏高，为此，本实施例还提供一种低成本、易成型的加工方式。

采用该加工方式时，集成气路板10可由多层铝合金板焊接制成；且多层铝合金板叠置焊接后形成所需的上述连接气路、各器件接口，以及各气路接口。

可以三层铝合金板为例介绍该受电弓升降控制装置的加工过程：

a、预备三层铝合金板；

铝合金板的强度能够满足此时的使用需求，且适于实施后续的焊接，保证焊接可靠性；另外，铝合金板的材质，易于加工出所需的气槽和接口；

b、按照各器件接口和各气路接口的连接关系，如图4所示，在其中一层铝合金板的两个表面加工出气槽；在另外两层铝合金板上加工出器件接口和气路接口；

c、将加工有气槽的铝合金板置放于另两层铝合金板之间以叠置，并实施焊接，焊接后，气槽和另两层铝合金板叠置形成连接气路，并与对应的气路接口、器件接口实现连接；

d、将总风塞门301、主断塞门302以及压力表与对应的器件接口连接，以安装至集成气路板10，形成控制模块。

气槽具有槽口，故在铝合金板的表面加工出气槽易于实现，可直接切削形成。当另两层铝合金板覆盖在加工有气槽的铝合金板后，气槽的槽口被封闭，恰好形成管状的连接气路。该种集成气路板10的形成方式相较于上述的钻孔成型、模具成型等方式，显著降低了加工的难度，加工成本较低。

另外，在中间层铝合金板两个表面均设置气槽，则焊接固定后，相邻铝合金板之间均形成连接气路，便于连接气路的布置，防止连接气路相互干涉，连接气路可靠性高，使得集成气路板10具有免修特性。而在另两层铝合金板上形成各所需接口，即在成品集成气路板10的表面形成输入、输出接口，便于与外界实现连接。

在此基础上，除设有气槽的一层铝合金板外，加工时，可在另两层铝合金板之一上加工出器件接口，另一者加工出气路接口。如图2-3所示，集成气路板10的一面通过器件接口安装有总风塞门301、主断塞门302以及第一压力表201和第二压力表202；另一面设有总风管接口104、控制风缸接口102、主断管接口103、受电弓接口105，以及辅助压缩机接口101。设有该模块化的控制装置安装至机车制动柜后，可将加工有各气路接口的一面作为背面，而设有器件接口的一面作为正面。此处的正面、背面是相对于检修时的操作位而言，朝向操作位的即为正面。根据上述连接气路的形成描述，可知连接气路具有免修特性，相应地各气路接口也具有免修特性；而与器件接口连接的塞门属于易损件，安装于正面，便于操作人员直接检修，且压力表处于正面也便于操作人员直接观察。

上述实施例中通过三层铝合金板焊接而成，可以理解，通过四层以上的铝合金板焊接也是可行的。鉴于受电弓升降控制装置的连接气路并非特别复杂，三层铝合金板已经可以满足连接气路的设计需求。当然，在该装置需要加设其他器件而导致连接气路更为繁杂时，为保证连接气路不干涉，可以添加铝合金板。

进一步地，集成气路板10还可设有用于将其安装至机车制动柜的安装孔。相应地，可在机车制动柜的柜体上加工出位置对应的连接孔，通过插销插入对应的安装孔、连接孔即可实现安装目的，可以是铆接或是螺纹连接，使得受电弓升降控制装置的安装易于实现。当然，通过焊接、卡接、插接等常规方式也是可行的。

集成气路板10可以加工呈方形，方形便于连接气路、各接口的尺寸设计。此时，可在集成气路板10的四角均设置安装孔，以提高安装的稳定性，如图2-3所示。

针对上述实施例，集成气路板10还可以安装压力开关40，器件接口则相应地包括压力开关接口，集成的连接气路也相应地涉及到压力开关40和其他器件或气路的连接。此处，压力开关40通过集成的连接气路连接到总风管接口104和受电弓接口105之间的主气路，即压力开关40能够反应出主气路的压力，以便将主气路的压力信号发送于机车的受电弓升降控制器。

在实际工作中，当受电弓升降的控制器(机车上发出控制信号以控制相应执行元件动作，以保证受电弓能够正常升降的控制单元)获悉总风管的压力不足以满足受电弓升弓时，控制器输出信号控制辅助压缩机启动。辅助压缩机开始供风后，主气路压力升高，当升高到预定值(根据受电弓升弓的风压需求设定于压力开关40)时，压力开关40感受到该压力并断开，从而输出信号至控制器，控制器即可输出指令控制辅助压缩机停止工作，以保证辅助压缩机的有效工作，避免能源的浪费。

另外，针对上述各实施例，集成气路板10还可安装电连锁塞门303，器件接口相应地包括电连锁塞门接口，集成的连接气路则相应地涉及到电连锁塞门303与其他器件或气路的连接。此处，电连锁塞门303连接控制风缸，用于控制控制风缸气路的通断。如图4所示，电连锁塞门303可通过集成的连接气路连接控制风缸接口102至主气路之间的气路，同上，主气路为总风管接口104至受电弓接口105之间的气路，即电连锁塞门303也设于一分支气路上。

电连锁塞门303一般处于常通状态，与上述总风塞门301以及主断塞门302的功用一致，在需要时断开控制风缸与主气路的连接，比如检修或是停机。正常工作时，电连锁塞门303开启，则控制风缸能够降低主气路的波动，起到缓冲作用；另外，控制风缸能够储存总风管的供风，当机车库停后，关闭电连锁塞门303，以便于再次用车时，可直接利用控制风管贮存的压缩空气进行升弓与合闸操作，控制风缸的容积可以保证在一定泄漏量的情况下，机车库停三天内还能进行正常升弓。另外，电连锁塞门303能够在关闭时，发出关闭信号至受电弓升降的控制器。如此，当需要升弓时，在操作人员未打开电连锁塞门303时，控制器获得电连锁塞门303的关闭信号，此信号会送至机车牵引控制单元，提示控制风缸未接通，将会影响升弓安全。

器件接口还可以包括测试接口60，测试接口60通过集成的连接气路连接压力开关40、压力表，可继续参考图4。测试接口60可用于连接外接设备，以对压力开关40、压力表(比如第一压力表201、第二压力表202)进行校准；还可以外接风源，在必要时候，为主气路供风。

针对上述各实施例，集成气路板10还可安装止回阀50，器件接口相应地包括止回阀接口，连接气路也相应设置。此处，止回阀50通过集成的连接气路连接总风管接口104。止回阀50可避免主气路的供风回流。可如图4中所示，止回阀50位于辅助压缩机接口101、控制风缸接口102同总风管接口104之间，则控制风缸和辅助压缩机的供风均只能供应至受电弓，如此，可避免总风管压力不足时，控制风缸和辅助压缩机的供风回流至总风管，即止回阀50可防止其他气路中的供风回流至总风管，影响升弓。

本发明还提供一种机车制动柜，包括柜体和设置于其柜体内的受电弓升降控制装置，所述受电弓升降控制装置为上述任一项的所述受电弓升降控制装置。由于上述控制装置具有上述技术效果，具有该控制装置的机车制动柜也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种受电弓升降控制装置及其加工方法，以及机车制动柜均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种受电弓升降控制装置，包括检测气路压力的压力表，以及与总风管连接的总风塞门(301)、与主断管连接的主断塞门(302)，其特征在于，还包括集成气路板(10)，其上加工有气路接口和器件接口：

所述气路接口包括辅助压缩机接口(101)、控制风缸接口(102)、总风管接口(104)、主断管接口(103)，以及受电弓接口(105)；

所述器件接口包括用于连接所述压力表、所述主断塞门(302)以及所述总风塞门(301)的接口；

各所述气路接口以及各所述器件接口之间的连接气路均集成于所述集成气路板(10)。

2.如权利要求1所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述集成气路板(10)由多层铝合金板叠置后焊接制成；所述集成气路板两表面所对应的所述铝合金板加工有所述气路接口和所述器件接口，其余所述铝合金板的两个表面均加工有气槽，以使叠置焊接后，相邻所述铝合金板之间形成所述连接气路。

3.如权利要求2所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述集成气路板(10)由三层所述铝合金板叠置焊接制成；中间层的所述铝合金板的两个表面均加工有所述气槽，两个表面的所述气槽与另两层所述铝合金板叠置后形成所述连接气路；另两层所述铝合金板上加工有所述气路接口和所述器件接口。

4.如权利要求3所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，另两层所述铝合金板之一设有所述器件接口，另一者设有所述气路接口。

5.如权利要求1-4任一项所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述集成气路板(10)还安装有压力开关(40)，所述器件接口相应地包括压力开关接口；所述压力开关(40)通过集成的所述连接气路连接所述总风管接口(104)和所述受电弓接口(105)之间的主气路，以将该主气路的压力信号发送于受电弓升降的控制器。

6.如权利要求1-4任一项所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述集成气路板(10)还安装有与所述控制风缸连接的电连锁塞门(303)，所述电连锁塞门(303)控制所述控制风缸气路的通断；所述器件接口相应地包括电连锁塞门接口；所述电连锁塞门(303)关闭时输出关闭信号至受电弓升降的控制器，以限制受电弓的升弓。

7.如权利要求1-4任一项所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述器件接口还包括测试接口(60)，所述测试接口(60)通过集成的所述连接气路连接所述压力开关(40)、所述压力表。

8.如权利要求1-4任一项所述的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述集成气路板(10)还安装有止回阀(50)，所述器件接口相应地包括止回阀接口；所述止回阀(50)通过集成的所述连接气路连接所述总风管接口(104)。

9.一种机车制动柜，包括柜体和设置于其柜体内的受电弓升降控制装置，其特征在于，所述受电弓升降控制装置为权利要求1-9任一项所述的受电弓升降控制装置。

10.一种受电弓升降控制装置的加工方法，受电弓升降控制装置包括检测气路压力的压力表，以及与总风管连接的总风塞门(301)、与主断管连接的主断塞门(302)，其特征在于，包括下述步骤：

预选板件；

在板件上加工出气路接口和器件接口：

所述气路接口包括辅助压缩机接口(101)、控制风缸接口(102)、总风管接口(104)、主断管接口(103)，以及受电弓接口(105)；

所述器件接口包括用于连接所述压力表、所述主断塞门(301)以及所述总风塞门(302)的接口；

将各所述气路接口以及各所述器件接口之间的连接气路集成于板件上，形成集成气路板(10)；

将所述压力表、所述主断塞门(302)以及所述总风塞门(301)与对应的所述器件接口连接，以安装至集成气路板(10)。

11.如权利要求10所述的加工方法，其特征在于，

预选的板件为铝合金板，且预备三层铝合金板；

所述集成气路板(10)具体按照下述步骤形成：

按照各所述器件接口以及各气路接口之间的连接气路，在一层铝合金板的两个表面加工出气槽；在另外两层铝合金板上加工出所述器件接口，以及所述气路接口；

将加工有所述气槽的铝合金板置放于另两层铝合金板之间以叠置，并实施焊接，焊接后，所述气槽和另两层所述铝合金板叠置形成所述连接气路，所述连接气路与对应的所述器件接口、所述气路接口连接。

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