CN105197034B - 高速列车适用的精控新风调节阀 - Google Patents

Abstract

高速列车适用的精控新风调节阀，解决了空调机组不能同时满足车厢环境舒适度及节能环保的技术问题。采用的技术方案是：本发明涉及的风阀调控方法的基础是，具有可调控组合的量化风口的切断阀，量化风口的设计要求可以按照通风道总面积的百分比设计，也可以按照需求进行设计。将风口量化增加了风阀精确调控的准确度及可能性，使高速列车的空调机组在满足旅客舒适度要求的前提下，最大程度的实现了节能环保，与世界潮流接轨。

Description

高速列车适用的精控新风调节阀

技术领域

本发明涉及一种高速列车适用空调新风阀，属于轨道交通车辆空调设备技术领域，特别是一种高速列车适用的精控新风调节阀。

背景技术

目前轨道交通成为更多人出行的搭载工具，为保证轨道交通车辆在高速行驶时的稳定性及安全性，无论是地铁、城际还是高铁全部采用全密封环境，并且在列车上均装有空调机组。空调机组中，回风阀主要是将车厢内的空气进行内循环，使空气在车厢内相对流通，新风阀主要是将列车外的新鲜空气引入车厢内，与回风阀同时作用实现车厢内外空气的循环，以保证车内空气的清新。因此，在全密封环境下，对列车空调机组的新风阀及回风阀的调控性能要求极其严格。

这是因为，新风量进入车厢内的多少不但会影响车厢内空气的新鲜度，也会影响车厢内的温度、湿度及压力，尤其是对于长途运行的高铁，其时速在350km/h，短短几十分钟甚至几分钟内，就有可能因为地域环境的过迁或天气的骤变，对车厢内的气压及温度产生极大影响。而此时空调机组的新风阀若不及时调整进风量就会给车厢内乘客带来不适感，造成乘客因气压及温度的骤变而感到耳鸣、头晕甚至呕吐。

目前，高铁列车空调机组主要采用定新风量控制的传统控制模式，该定新风量控制模式使得空调机的新风量有固定的两种或三种模式，不会根据车厢内人员多少的变化或外界环境的骤变而适时的做出精细的调整，只能进行简单的两三档位调节，从而造成新风量过多或不足，进而会严重影响车厢内空气的品质、温度高低及气压大小，无法实现精细调节，也跟不上世界环保低碳潮流的步伐。

而这种传统的控制方法也是受现有新风阀机械结构本身的限制，不容易实现风门的精确调控，并且频繁的调控新风阀的进风量，由于现有新风阀结构的限制，就会加重新风阀部件的磨损，在长途高铁列车行驶过程中，若出现新风阀故障，那将会是灾难性的，长时间处于密闭车厢内的乘客将会感到极大的不适，严重时将出现列车事故。2015年5月29日，闷热的天气下，动车D3206次列车突发故障导致空调停运，乘客使用安全锤砸窗透气，可见对于密闭高速列车来说，空调机组的正常运行对车厢内的环境影响有多重要，而新风阀的正常工作更是显得尤为重要。

因此，有必要对传统的风阀结构做出改进，以适应长途高铁频繁调控风门开启面积时，即能精确调控新风量又能降低风阀部件的磨损。

发明内容

本发明提供一种高速列车适用的精控新风调节阀，通过设置一组独立的组合量化风口及可独立调控的风门，实现了风口面积之间的任意组合，从而按照设计要求的开启面积的5%~95%之间，以5%的面积变化率实现了阀门的精细调节，不但解决了现有风门不能实现精细调节的技术问题，同时，解决了现有风阀不能适应频繁调控的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用的技术方案是：

高速列车适用的精控新风调节阀，调节阀设置在配套引风机的引风通道中、并配套设置空调管理电路，其关键是：结构中包括圆筒状阀体、阀体上均布一组量化风口；每个风口单独配置的启、闭风门在同步转动的伸缩拨杆的驱动下实现风口的启、闭状态转换；同步转动的伸缩拨杆限控在驱控轮盘对应的可控磁控套管中、受控完成对风门的

离合、并借助于驱控轮盘转动实现启、闭风门的限量转角。

进一步的，阀体上设置的量化风口的通风面积，按照设计要求的引风通道的总通风面积的百分比对应设计。

更进一步的，所述量化风口设有5个，分别设计为引风通道总通风面积的5%、10%、20%、40%、50%。

本发明的关键是：通过在圆筒状阀体上设置一组根据引风通道的总通风面积的百分比对应设计的量化风口，从而按照车厢所需新风量的要求，通过风口之间的任意组合，使得风口以5%的面积变化率实现了阀门及进风量的精细调节。

本发明中每个风口配套设置独立风门，阀体中部置有旋转电机驱控的驱控轮盘，沿旋转电机轴径向配套设有一组呈放射状分布的可控磁控套管及配套伸缩拨杆，可控磁控套管定位在驱控轮盘上，每个伸缩拨杆对应一个风门。可控磁控套管借助一个开关式触发电路与励磁直流电源连接，开关式触发电路的受控端与空调管理电路连接，并借助空调管理电路发出的可控励磁线圈的编码选通，也就是，车厢内需要多少新风量，由空调管理电路借助译码器选中相应的风门，并向风门对应的可控励磁线圈的开关式触发电路的受控端发出相应的编码信号，以使得相应的可控励磁线圈通电，可控励磁线圈导通时产生磁场使得伸缩拨杆沿套管向阀体轴心回缩，释放不需要旋转的风门，未选中的伸缩拨杆仍与相应的风门连接，伸缩拨杆动作完成后，向旋转电机发出转动信号，驱控轮盘转动带动相应的风门开启或关闭。

本发明不但解决了现有新风阀的进风量不能精细调节的技术问题，同时，解决了现有风阀不能适应频繁调控的技术问题。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明中风阀的立体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是可控磁控套管的剖视图。

附图中，1是阀体，2是风口，3是风门，3-1是伸缩拨杆，3-2是套管，3-3是可控励磁线圈，3-4是复位弹簧，3-5是插槽，4是是驱控轮盘。

具体实施方式

高速列车适用的精控新风调节阀，调节阀设置在配套引风机的引风通道中、并配套设置空调管理电路，关键是：结构中包括圆筒状阀体1、阀体1上均布一组量化风口2；每个风口2单独配置的启、闭风门3在同步转动的伸缩拨杆3-1的驱动下实现风口2的启、闭状态转换；同步转动的伸缩拨杆3-1限控在驱控轮盘4对应的可控磁控套管中、受控完成对风门3的驱动离合、并借助于驱控轮盘4转动实现启、闭风门3的限量转角。

阀体1上设置的量化风口2的通风面积，按照设计要求的引风通道的总通风面积的百分比对应设计。

所述量化风口2设有5个，分别设计为引风通道总通风面积的5%、10%、20%、40%、50%。

可控磁控套管的结构包括：定位在驱控轮盘4上的套管3-2、设在套管3-2外的可控励磁线圈3-3和套管内复位弹簧3-4。

可控励磁线圈3-3借助一个触发式开关电路接在励磁直流电源上，触发式开关电路的触发信号来自于空调管理电路、借助于发出的可控励磁线圈3-3的编码选通。

所述阀体1上设有滑轨，风门3借助滑块限位在滑轨内。

所述风门3上设有与伸缩拨杆3-1相配套的对接插槽3-5，两者结合形成驱动离合结构。

所述滑轨与风门3的滑块之间装配有风门位置传感器，所采集到的信号发送到空调管理电路的中央处理单元。

本发明在具体实施时，本发明在具体实施时，新风阀中每一个风口都可以通过旋转电机单独进行调控，实现方式是，控制台向风门的驱动执行机构，即旋转电机及相应的可控励磁线圈的开关式触发电路发出控制信号，可控励磁线圈通过通断电实现伸缩拨杆的伸缩，进而实现与风门3上插槽3-5的插接或断开。伸缩拨杆动作完成后，旋转电机带动需关闭或开启的风口上相应的风门转动，实现风口的开启与关闭。

本发明中，数控风门的编码选通可以采用下述表1的方式进行编码：表1：采用译码器编码的风口面积组合关系列表如下：

参看图1，本发明中采用的数控风门组合式切断阀的控制方法是这样实现的：所述控制方法是基于设置在空调系统中引风通道上的具有组合量化风口的筒状阀体1、为每个风口2单独配置的风门3、由设置在阀体中心轴线上的由旋转电机驱控的驱控轮盘、限控在驱控轮盘对应的可控磁控套管中的伸缩拨杆3-1、及设置在可控磁控套管中的可控励磁线圈3-3励磁直流电源之间的触发式开关电路组成的风门编码选通控制机构的基础上实现的；所述方法中还包括存储有组合风口开启度代码与风口组合面积和通风管道的面积之比关系列表的专用存储器，所述方法的具体控制步骤包括：

1）空调机组启动，根据进风量需求调用专用存储器中的关系列表并选中组合风门对应的编码；

2）空调机组的管理电路根据选中的编码向触发式开关电路发出控制信号对可控励磁线圈3-3进行编码选通；

3）被选中的可控励磁线圈3-3接通励磁直流电源，伸缩拨杆3-1受控伸出定位在对应风门3上；

4）空调机组的管理电路向驱控轮盘4的旋转驱动电机发出启动信号，旋转电机轴正转一定角度开启风门；

5）根据进风量需求重新调整新风量时，空调机组管理电路向旋转电机发出复位控制信号，旋转电机反转关闭已开启的风门；

6）空调机组管理电路向触发式开关电路发出复位控制信号，可控励磁线圈3-3断电，伸缩拨杆3-1在复位弹簧3-4的作用下缩回；

重复步骤2）~6）。

上述控制方法中，根据列表确定需开启的风口组合，例如，根据进风量要求，初次开启风口组合面积是25%，若根据需求需重新调整风口组合面积为20%，控制台需要发出控制信号关闭全部风门后，再按照对应的编码00100开启风口面积为20%的风门。

不管开启多大面积的风口组合，都需要将所有风门先复位关闭，然后再重新选择需要组合的风门，这样能够降低故障率，防止风门发生偏移。

Claims (8)

1.高速列车适用的精控新风调节阀，调节阀设置在配套引风机的引风通道中、并配套设置空调管理电路，其特征在于：结构中包括圆筒状阀体（1）、阀体（1）上均布一组量化风口（2）；每个风口（2）单独配置的启、闭风门（3）在同步转动的伸缩拨杆（3-1）的驱动下实现风口（2）的启、闭状态转换；同步转动的伸缩拨杆（3-1）限控在驱控轮盘（4）对应的可控磁控套管中、受控完成对风门（3）的驱动离合、并借助于驱控轮盘（4）转动实现启、闭风门（3）的限量转角。

2.根据权利要求1所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：阀体（1）上设置的量化风口（2）的通风面积，按照设计要求的引风通道的总通风面积的百分比对应设计。

3.根据权利要求2所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：所述量化风口（2）设有5个，分别设计为引风通道总通风面积的5%、10%、20%、40%、50%。

4.根据权利要求1所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：可控磁控套管的结构包括：定位在驱控轮盘（4）上的套管（3-2）、设在套管（3-2）外的可控励磁线圈（3-3）和套管内复位弹簧（3-4）。

5.根据权利要求4所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：可控励磁线圈（3-3）借助一个触发式开关电路接在励磁直流电源上，触发式开关电路的触发信号来自于空调管理电路、借助于发出的可控励磁线圈（3-3）的编码选通。

6.根据权利要求1所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：所述阀体（1）上设有滑轨，风门（3）借助滑块限位在滑轨内。

7.根据权利要求1所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：所述风门（3）上设有与伸缩拨杆（3-1）相配套的对接插槽（3-5），两者结合形成驱动离合结构。

8.根据权利要求6所述的高速列车适用的精控新风调节阀，其特征在于：所述滑轨与风门（3）的滑块之间装配有风门位置传感器，所采集到的信号发送到空调管理电路的中央处理单元。