CN103486698A - 动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，旨在克服存在的无法将温度、湿度控制在一个理想范围、无法根据工作环境需要对固化室温度和湿度进行实时控制、无法满足车窗胶粘接固化需要的理想稳定的温度和湿度的问题。其由加热管组件、加湿器（16）、喷雾管组件、水槽（17）、温度传感器组件、湿度传感器组件、控制箱（15）组成。加热管组件安装在固化室内并与控制箱（15）连接，加湿器（16）的输入端与控制箱（15）的输出端连接，加湿器（16）的进水口与水槽（17）的出水口连接，加湿器（16）的出雾口与喷雾管组件连接，温度传感器组件与控制箱（15）的输入端连接，湿度传感器组件与控制箱（15）的输入端连接。

Description

动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统

技术领域

本发明涉及一种恒温恒湿控制装置，更确切的说，本发明涉及一种动车组车窗的玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统。

背景技术

随着动车组的出世，各国纷纷看到了其在铁路运营上的优越性和可发展性。动车速度高于普通列车，它对车窗的要求更是严格，车窗符合标准是整个动车组的安全保障。

动车组车窗生产加工过程中有很多道工序，每道工序的自动化生产工艺与设备都是保障动车组车窗质量的前提与基础，其中最为重要的一道工序是将玻璃与窗框粘合。生产过程中，厂家都会在窗框与玻璃之间打上一种特殊的玻璃粘结剂，为了保证CHR3和CRH5等高速动车组车窗的正常生产和产品质量，加工制作车窗的胶粘接固化封闭区域要对温度和湿度有较严格的控制要求。车窗胶粘接固化区温度要求25±2℃，湿度要求不低于70±10%，车窗胶粘接固化时间在48—72小时之间，只有满足了特定的温湿度要求才能让窗体的生产符合标准。生产车间面对这道工序传统的方法就是焊一个水槽，里面连接几个高功率的加热棒，加满水后加热，利用水蒸气扩散到这个固化室来提高环境温度和湿度。但这种老方法有很多弊端。首先，它是利用大功率电热棒加热水槽扩散水蒸气来提高环境温度和湿度，这样温度会很不均匀，靠近水槽的地方温度偏高，距水槽较远的地方温度偏低，同样湿度也是不均匀，这些都会影响整个固化过程；其次，这种方法温湿度上升很慢，有时可能需要加热十几个小时，甚至无法达到要求，影响固化室效率；另外，水槽内的高功率加热棒要持续不停地工作，不能根据室内温湿度的情况自动控制其停止加热或继续加热，这样不能很稳定地将温湿度有效地控制在特定范围内，也会浪费很多热量和增加耗能。

综上所述，目前急需一种全新的方法来实现动车组车窗玻璃固化过程中对工作环境控制的要求，使动车组车窗玻璃固化室可以根据工作过程的需要快速提升温湿度，并利用传感器和电控装置将温湿度控制在一个特定的范围内，使车窗胶粘接固化区内的温度和湿度均匀恒稳，达到一个更好的固化效果，提升整道工序的水准，保障产品质量。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的无法将温度、湿度控制在一个理想范围、无法根据工作环境需要对固化室温度和湿度进行实时控制、无法满足车窗胶粘接固化需要的理想的稳定的温度和湿度的问题，提供一种适合用于动车组车窗玻璃粘结剂固化区的恒温恒湿控制系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

本发明所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，由加热管、加湿器、喷雾管、水槽、温度传感器、湿度传感器、控制箱组成，其特征在于加热管对称安装在动车组车窗玻璃固化室纵向轴线的两侧并通过电线连接到控制箱的输出端，加湿器与控制箱的一个输出端相连，加湿器的进水口与水槽相连接，出雾口与喷雾管连接，温度传感器通过电线与控制箱输入端相连，湿度传感器与控制箱输入端相连。进一步的技术方案为，八个型号相同的加热管由八根电缆接到控制箱的个输出端，八个加热管分别安装在固化室内两侧，每侧安装四个加热管，两侧的每两个加热管对称安放，所有八个加热管都保持在同一个水平线且八个加热管距离地面高度相同，同侧的每两个加热管之间间隔的距离相同，加湿器与控制箱的一个输出端相连，加湿器的进水口与水槽相连接，出雾口与两个喷雾管相连接，四个温度传感器与控制箱的四个输入端相连，两个湿度传感器与控制箱的另外两个输入端相连。加热管为石英材料远红外加热管，温度传感器的量程是-50～120℃，量程精度是±0.1℃，湿度传感器的量程是0～100%RH，量程精度是±3%RH。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.目前几乎所有动车组车窗固化均采用传统“蒸桑拿”的方法达到加热加湿，本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统是一个全自动的控制系统，能够精确地保障车窗胶粘接固化区的温湿度要求，而且操作简单，显著提高了车窗固化的合格率和固化区的工作效率。

2.由于采用八盏加热灯管同时在不同方位加热，因此在很短时间内就可以让温度升到理想值，不会导致局部温度过高或过低。

3.使用可编程逻辑控制器作为控制箱的核心，由于它能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，因此本发明更利于应用在工业现场。

4.本发明所述的动车组车窗胶粘接固化室恒温恒湿控制系统经过长时间的运行测试，证明其具有非常优秀的稳定性和正确性，完全可以应用于诸多恒温恒湿工作现场。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统结构组成的示意框图。

图2中上面一条为本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统现场测试的温度曲线，下面一条为传统旧方法现场测试的温度曲线，横坐标轴单位是h（小时），纵坐标轴单位是℃（摄氏度）。

图3中上面一条为本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统现场测试的湿度曲线，下面一条为传统旧方法现场测试的湿度曲线，横坐标轴单位是h（小时），纵坐标轴单位是RH（湿度）。

图中：1、1号加热管，2、2号加热管，3、3号加热管，4、4号加热管，5、5号加热管，6、6号加热管，7、7号加热管七，8、8号加热管，9、1号温度传感器，10、2号温度传感器，11、3号温度传感器，12、4号温度传感器，13、1号湿度传感器，14、2号湿度传感器，15、控制箱，16、加湿器，17、水槽，18、1号喷雾管，19、2号喷雾管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统是利用电子器件来控制环境达到恒温恒湿的要求。由于本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统主要应用在工业现场，因此各零部件要选择抗干扰能力强、能适用于恶劣环境的器件。

本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化室恒温恒湿控制系统主要由加热管组件（1号加热管1，2号加热管2，3号加热管3，4号加热管4，5号加热管5，6号加热管6，7号加热管七7，8号加热管8），温度传感器组件（1号温度传感器9，2号温度传感器10，3号温度传感器11，4号温度传感器12），湿度传感器组件（1号湿度传感器13，2号湿度传感器14），控制箱15，加湿器16，水槽17，喷雾管组件（1号喷雾管18，2号喷雾管19）组成。

所述的1号温度传感器9、2号温度传感器10、3号温度传感器11、4号温度传感器12结构相同，在选择温湿度传感器过程中除了要考虑应用场所外，最主要的是其主要参数要满足本发明的要求：如要求传感器是高精度的。选择的温度传感器型号是TR/02105/PT100快速感温式热电阻，量程是-50～120℃，量程精度是±0.1℃；其他型号的快速感温式温度传感器满足需要的量程和精度亦可选用。

所述的1号湿度传感器13、2号湿度传感器14结构相同，选择的湿度传感器是霍尼韦尔公司生产的型号为HCH-1000，量程是0～100%RH，量程精度是±3%RH(室温25℃)。其他型号的湿度传感器满足需要的量程和精度亦可选用。温度传感器安装在固化室两侧对称放置的两个加热管之间且距离两个加热管中的任意一个加热管的距离至少2米，避免加热管垂直照射；湿度传感器距离喷雾管的距离至少2米。

所述的控制箱15的外表设有启动、停止按钮，加温、加湿指示灯，电源灯，故障灯，控制箱15内部加装可编程逻辑控制器、继电器、开关电源、空气开关。

所述的可编程逻辑控制器具有极高的可靠性，易于掌握，便于操作，集成功能丰富，实时特性，丰富的拓展模块以待未来系统进行功能上的改进。本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化恒温恒湿控制系统选择的是西门子公司生产的型号为S7-200的可编程逻辑控制器。

所述的1号加热管1、2号加热管2、3号加热管3、4号加热管4、5号加热管5、6号加热管6、7号加热管七7、8号加热管8是远红外石英加热灯，在选择加热设备的过程中要考虑其应该升温快、热惯性小，耐高温、耐腐蚀，热化学性能稳定性好，使用寿命长，绝缘强度高，无污染，安装方便。本发明选择的型号为HLQ15G，功率为1.5KW的加热管，本加热管是一个充满卤素的石英线性钨丝灯，工作在2200℃。其他型号的加热管满足条件的亦可，尽量要求质量好、升温快、耗能低。

所述的加湿器16，本发明选择的是济南澳普瑞电器有限公司生产的型号是XH-809C，功率为900W的加湿器。同时加入的水也不能太浑浊，否则会让加湿器16沉积大量水垢减少使用寿命。选用其他型号的加湿器一定要保证本发明需要的出雾量。

所述的1号喷雾管18、2号喷雾管19的安装位置有一定的要求，分别向固化室的两个方位喷雾，避免其直接对准湿度传感器喷雾，否则会影响湿度传感器的测量。

本发明所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统所需的输入电源电压为220V的交流电压。经过控制箱15后输出给每个传感器的是24V直流电压，输出给1号加热管1、2号加热管2、3号加热管3、4号加热管4、5号加热管5、6号加热管6、7号加热管七7、8号加热管8和加湿器16的是220V的交流电压。

本发明所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统各部件连接关系如下：

1号加热管1、2号加热管2、3号加热管3、4号加热管4、5号加热管5、6号加热管6、7号加热管七7、8号加热管8的一端分别采用电缆依次与控制箱15上的八个输出端连接，八个加热管的另一端分别安装在固化室纵向对称轴线的两侧，每侧均匀布置四个，要求两侧的加热管对称安放，所有八个加热管都安装在同一个水平面内，距离地面1m以上位置，同侧的相邻两个加热管之间的距离相同，加热管周围30cm位置内不能有直接照射的物体；加湿器16……与控制箱15上的一个输出端相连，加湿器16的进水口与水槽17出水口管路连接，2个出雾口依次与1号喷雾管18和2号喷雾管19的一端管路连接，1号喷雾管18和2号喷雾管19的另一端与加湿器16的1号出雾口和2号出雾口管路连接，1号喷雾管18、2号喷雾管19的安装位置有一定的要求，分别向固化室的左右两个方位喷雾，即1号喷雾管18与2号喷雾管19的一端安装在动车组车窗玻璃固化室内左右两端，即1号喷雾管18从7号加热管7与8号加热管8之间伸入动车组车窗玻璃固化室内，1号喷雾管18从5号加热管5与6号加热管6之间伸入动车组车窗玻璃固化室内。1号温度传感器9、2号温度传感器10、3号温度传感器11、4号温度传感器12与控制箱15输入端相连，1号温度传感器9、2号温度传感器10处于1号加热管1、2号加热管2、5号加热管5与6号加热管6之间，3号温度传感器11与4号温度传感器12处于3号加热管3、4号加热管4、7号加热管7与8号加热管8之间；1号湿度传感器13、2号湿度传感器14的一端分别与控制箱15输入端相连，1号湿度传感器13与2号湿度传感器14安装在动车组车窗玻璃固化室内，1号湿度传感器13位于1号温度传感器9的下方，2号湿度传感器14位于3号温度传感器11的下方。

可编程逻辑控制器、继电器、开关电源、空气开关位于控制箱15内部，外界工作电源经过空气开关保护，接入到控制箱15内，连接到开关电源上输出24V，后接到可编程逻辑控制器的电源正负端，所述的控制箱15的输入端是指控制箱15内的可编程逻辑控制器的输入端，1号温度传感器9、2号温度传感器10、3号温度传感器11、4号温度传感器12和1号湿度传感器13、2号湿度传感器14的模拟量输出端通过电线接到可编程逻辑控制器的各输入端，上述各温度传感器和各湿度传感器的正负线接到可编程逻辑控制器的正负端，可编程逻辑控制器的9个输出端连接9个继电器后，从控制箱15中引出的9根线分别连接1号加热管1、2号加热管2、3号加热管3、4号加热管4、5号加热管5、6号加热管6、7号加热管七7与8号加热管8和加湿器16进而控制加热管和加湿器的工作情况，起到控制作用。

本发明所述的动车组车窗玻璃粘结剂固化恒温恒湿控制系统的工作原理：

首先，在可编程逻辑控制器里已经编好了控制程序和设定了温湿度控制的上下限值，通电启动，控制箱15上电源红灯亮起，停止按钮灯亮起；按下启动按钮，系统开始工作，控制箱15给各加热管、加湿器16通电；当各温度传感器、湿度传感器检测到固化室温度湿度没有高于设置上限时，加热、加湿指示灯亮，8个加热管同时工作，加湿器16出雾，通过1号喷雾管18、2号喷雾管19传到固化室内，开始加温加湿。

1号温度传感器9检测到环境温度会向可编程逻辑控制器发一个信号，2号温度传感器10检测到环境温度会向可编程逻辑控制器发一个信号，两个信号的值在程序内部取平均；当平均值超过上限时，1号加热管、2号加热管、5号加热管、6号加热管同时停止工作；当平均值低于下限时，四盏灯再同时开始工作。3号温度传感器11检测到环境温度会向可编程逻辑控制器发一个信号，4号温度传感器12检测到环境温度会向可编程逻辑控制器发一个信号，两个信号在程序内部取平均值；当平均值超过上限时，3号加热管、4号加热管、7号加热管、8号加热管同时停止工作；当平均值低于下限时，四个加热管再同时开始工作。当八个加热管同时停止加热时，控制箱15上的加热信号灯熄灭。

1号湿度传感器13检测到环境湿度会向可编程逻辑控制器发一个信号，2号湿度传感器14检测到环境湿度会向可编程逻辑控制器发一个信号，两个信号的值在程序内部取平均；当平均值超过上限时，加湿器16停止工作，控制箱15上的加湿信号灯熄灭；当平均值低于下限时，加湿器16重新开始工作，加湿信号灯点亮。

当1号温度传感器9、2号温度传感器10、3号温度传感器11、4号温度传感器12、1号湿度传感器13、2号湿度传感器14因为某种原因无法检测到温度、湿度时，故障灯就会亮起，提醒工作人员检查传感器。当系统正常工作的时候故障灯始终保持熄灭状态。当加湿器16内的水量低于某个水平面时进水口自动打开，水槽17就向加湿器16内注水。形成一个完整的循环系统。

Claims (10)

1.动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，由加热管组件、加湿器（16）、喷雾管组件、水槽（17）、温度传感器组件、湿度传感器组件、控制箱（15）组成，其特征在于所述的加热管组件安装在动车组车窗玻璃固化室内并与控制箱（15）电线连接，加湿器（16）的输入端与控制箱（15）的输出端电线连接，加湿器（16）的进水口与水槽（17）出水口相连接，加湿器（16）的出雾口与喷雾管组件的一端连接，温度传感器组件的模拟量输出端与控制箱（15）的输入端电线连接，湿度传感器组件模拟量输出端与控制箱（15）的输入端电线连接。

2.按照权利要求1所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的加热管组件由1号加热管（1）、2号加热管（2）、3号加热管（3）、4号加热管（4）、5号加热管（5）、6号加热管（6）、7号加热管七（7）与8号加热管（8）组成，1号加热管（1）、2号加热管（2）、3号加热管（3）、4号加热管（4）、5号加热管（5）、6号加热管（6）、7号加热管（7）与8号加热管（8）为八个型号相同的加热管，八个型号相同的加热管依次与控制箱（15）的8个输出端电线连接，八个型号相同的加热管对称地安装在动车组车窗玻璃固化室内的两侧，同侧相邻的两个型号相同的加热管的距离相等，八个型号相同的加热管处于同一水平线上。

3.按照权利要求2所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的加热管组件即1号加热管（1）、2号加热管（2）、3号加热管（3）、4号加热管（4）、5号加热管（5）、6号加热管（6）、7号加热管七（7）与8号加热管（8）为石英材料的远红外加热管。

4.按照权利要求1所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的八个型号相同的加热管对称地安装在动车组车窗玻璃固化室内的两侧是指：1号加热管（1）、2号加热管（2）、3号加热管（3）与4号加热管（4）安装在动车组车窗玻璃固化室内的一侧，5号加热管（5）、6号加热管（6）、7号加热管七（7）与8号加热管（8）安装在动车组车窗玻璃固化室内的另一侧，1号加热管（1）、2号加热管（2）、3号加热管（3）与4号加热管（4）和5号加热管（5）、6号加热管（6）、7号加热管七（7）与8号加热管（8）对称地安装在动车组车窗玻璃固化室纵向对称轴线的两侧。

5.按照权利要求1所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的温度传感器组件由1号温度传感器（9），2号温度传感器（10），3号温度传感器（11）与4号温度传感器（12）组成，1号温度传感器（9），2号温度传感器（10），3号温度传感器（11）与4号温度传感器（12）为四个型号相同的温度传感器，四个型号相同的温度传感器的模拟量输出端分别与控制箱（15）的四个输入端电线连接，四个型号相同的温度传感器安装在动车组车窗玻璃固化室内并处于加热管组件之间。

6.按照权利要求5所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的四个型号相同的温度传感器安装在动车组车窗玻璃固化室内并处于加热管组件之间是指：1号温度传感器（9）、2号温度传感器（10）处于1号加热管（1）、2号加热管（2）、5号加热管（5）与6号加热管（6）之间，3号温度传感器（11）与4号温度传感器（12）处于3号加热管（3）、4号加热管（4）、7号加热管七（7）与8号加热管（8）之间。

7.按照权利要求6所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于1号温度传感器（9）、2号温度传感器（10）、3号温度传感器（11）与4号温度传感器（12）的量程是-50～120℃，量程精度是±0.1℃。

8.按照权利要求1所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的湿度传感器组件由1号湿度传感器（13）、2号湿度传感器（14）组成；

所述的湿度传感器组件即1号湿度传感器（13）与2号湿度传感器（14）安装在动车组车窗玻璃固化室内，1号湿度传感器（13）位于1号温度传感器（9）的下方，2号湿度传感器（14）位于3号温度传感器（11）的下方，1号湿度传感器（13）与2号湿度传感器（14）的模拟量输出端与与控制箱（15）的另外两个输入端电线连接。

9.按照权利要求8所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的1号湿度传感器（13）、2号湿度传感器（14）的量程是0～100%RH，量程精度是±3%RH。

10.按照权利要求1所述的动车组车窗玻璃固化室恒温恒湿控制系统，其特征在于所述的喷雾管组件由1号喷雾管（18）与2号喷雾管（19）组成；

1号喷雾管（18）与2号喷雾管（19）的一端安装在动车组车窗玻璃固化室内左右两端，即1号喷雾管（18）从7号加热管七（7）与8号加热管（8）之间伸入动车组车窗玻璃固化室内，1号喷雾管（18）从5号加热管（5）与6号加热管（6）之间伸入动车组车窗玻璃固化室内。

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