CN106976465A - 一种动车组车窗 - Google Patents

Abstract

一种动车组车窗，包括外层板材，内层板材，外层板材和内层板材通过固定框固定连接并形成中空腔室，固定框与外层板材的连接方式为气密连接，中空腔室内有密封板以及能够发生弹性形变的弹性胶圈，密封板通过弹性胶圈与外层板材气密连接形成容积能够发生变化的气密腔室，固定框开有一个或多个通孔，连通腔室通过通孔与外界空气连通。气密腔室容积变化主要通过弹性胶圈的弹性变形而实现，密封板本身的变形较小，能够基本维持平面形状，不影响乘客的透过车窗观看车外景物的视觉体验。

Description

一种动车组车窗

技术领域

本发明涉及一种动车组车窗，可用于对隔热、隔音、强度和减轻重量有要求的动车组、机车车辆、飞机尤其是运行于线路气压有变化的动车组车辆的车窗。

背景技术

对于在不同海拔高度之间运行的动车组车窗，由于其对隔热、隔音、重量和透视有特殊的要求而基本都使用复合中空玻璃。中空玻璃属刚性密封体，在运行线路海拔高度变化时外界气压也会随之变化。气压变化会导致中空玻璃内部和外界存在压差，使玻璃发生变形，或者边部密封材料开裂而缩短寿命，甚至玻璃破碎。比如，现有机车运行最高海拔为5072米的青藏铁路，在这个海拔的外界气压仅仅为0.5个大气压，形成内外空气压强差，如果压差过大，超过玻璃能够承受的范围，就会导致玻璃出现涨裂的情形，对旅客的安全造成危害。

目前采取的方式是增加玻璃厚度，虽然能够提高承受压差的范围，但带来的不良影响是玻璃厚度增加导致现有复合中空玻璃经过组合后的重量较大。一列8编组的动车组侧窗大概需要中空玻璃200平方米，如果每平方米减少10公斤，每列车就可减少2吨。重量的减轻，对于列车运行时的节能降耗效果显著。因此，考虑节能环保，必须设法在强度和安全不降低的情况下减轻复合中空玻璃的重量，并且还要求达到足够的使用年限例如10年以上。

发明内容

为了能够适应铁路动车组列车等在运行过程中海拔变化导致的中空玻璃面临的内外气压差的变化，并且尽可能的减小玻璃的重量，节能降耗，并且达到足够的使用年限，本发明提出了一种动车组车窗，能够适用于对隔热、隔音、强度和重量有要求的动车组、机车车辆、飞机等且运行于线路气压有变化的车辆或其它类似交通工具的窗。

一种动车组车窗，包括外层板材，内层板材，外层板材和内层板材通过固定框固定连接并形成中空腔室，固定框与外层板材的连接方式为气密连接，中空腔室内有密封板以及能够发生弹性形变的弹性胶圈，其特征是，所述密封板为透明板，密封板通过弹性胶圈与外层板材气密连接形成容积能够发生变化的气密腔室，弹性胶圈的成分为弹性胶，其弹性模量小于密封板，中空腔室内除气密腔室以外为连通腔室，固定框开有一个或多个通孔，连通腔室通过通孔与外界空气连通。

作为一种优选，所述外层板材为透明玻璃板，内层板材为透明玻璃板或透明PC板，密封板为透明PC板。PC板为聚碳酸酯板。

进一步的，所述气密腔室内有干燥剂，连通腔室内的通孔附近局部空间填充有具有空气过滤功能的填充物。干燥剂的作用是吸收气密腔室内游离水分，使气密腔室内的湿度降低，避免结露，减少热传递。所述具有空气过滤功能的填充物为过滤棉、过滤纸、活性炭中的一种或多种，过滤灰尘。

为了增加牢固性，同时实现粘接和防紫外线的功能，在外层板材面向气密腔室的全部表面粘有SGP膜，气密腔室内填充干燥空气、干燥氮气或干燥氩气。SGP膜是美国杜邦公司生产并在市场上广泛销售的Sentry Glas Plus（SGP）玻璃膜，是乙烯与甲基丙烯酸酯的共聚物，作用是粘接和防辐射，防止破碎时玻璃散落，进一步提高安全性。

作为一种优选，所述固定框为长方形金属框，例如铝合金框。

为了更好地减轻动车组行驶过程中的振动给密封板带来的影响，减小外界空气中的灰尘进入连通腔室，在所述密封板与内层板材之间还有第二弹性胶圈，第二弹性胶圈的成分为弹性胶，第二弹性胶圈有能够与通孔实现空气流通的气孔。第二弹性胶圈与内层板材非气密连接，采用弹性贴合的方式，与内层板材和密封板共同形成连通腔室。相对于没有采用第二弹性胶圈的情况，能够更好地防止灰尘进入连通腔室，并且减小连通腔室内的空气的非必要流动，减小连通腔室内空气的热量与外界空气的热量传递。

本发明构思的另外一种实现方式是，一种动车组车窗，包括外层板材，内层板材，外层板材和内层板材通过固定框固定连接并形成中空腔室，固定框的横截面为匚形，固定框内有能够发生弹性形变的弹性胶，密封板通过弹性胶气密地嵌入固定框内，固定框与外层板材的连接方式为气密连接，所述密封板为透明PC板，弹性胶的弹性模量小于密封板，中空腔室内除气密腔室以外为连通腔室，固定框开有一个或多个通孔，连通腔室通过通孔与外界空气连通。固定框的横截面为匚形，密封板通过弹性胶气密地嵌入固定框内，可以更好地将密封板弹性气密连接在固定框内，固定框横截面的匚形结构也能够对密封板起到更好的加固效果。

作为一种优选，本发明所述的密封板的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的4倍。动车组列车在运行中，因海拔高度变化而引起的气密腔室的气压变化，气压变化导致的气密腔室容积变化，因密封板的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的4倍，所以容积变化主要通过弹性胶圈的弹性变形而实现，密封板本身的变形较小，能够基本维持平面形状，不影响乘客的透过车窗观看车外景物的视觉体验。

本发明的动车组车窗，外层板材采用的是玻璃，而不是PC板，是因为动车组在运行过程中，外层板材接触铁路动车组列车的车体的外部环境，常遇到砂石碰撞、打磨的情况，采用玻璃材质，能够比PC板更好地抵抗砂石碰撞、打磨，不易留下划痕或裂。但玻璃比PC板的材质密度高，重量较重，因而车窗内的密封板和内层板材在外层板材的保护下，不再需要防砂石碰撞打磨，可以采用材质较轻的PC板，减轻车窗整体质量。

附图说明

图1是本发明的平面示意图；

图2是本发明的第一种实施方式的侧视图；

图3是本发明的第一种实施方式的俯视图；

图4是本发明的第二种实施方式的俯视图；

图5是本发明的第三种实施方式的俯视图。

图中：1. 外层板材；2.内层板材；3.固定框；4.中空腔室；5.通孔；6.密封板；7. 弹性胶圈；72.第二弹性胶圈；8.气密腔室；9.连通腔室。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细说明。

实施例1：

图1为本发明的动车组车窗的平面示意图，为简便起见，仅对车窗各部件的轮廓和位置进行了示意，其具体形状在其它附图中体现。

结合图2和图3，一种动车组车窗，包括外层板材1，内层板材2，外层板材1和内层板材2均为透明玻璃板，外层板材1和内层板材2通过铝合金固定框3固定连接并形成中空腔室4，固定框3与外层板材1的连接方式为气密连接，中空腔室4内有密封板6以及能够发生弹性形变的弹性胶圈7，密封板6为透明PC板，其弹性模量为2.32GPa，密封板6通过弹性胶圈7与外层板材1气密连接形成容积能够发生变化的气密腔室8，弹性胶圈7的厚度为7mm，成分为弹性胶，其弹性模量为50MPa，是密封板6弹性模量的1/46，中空腔室4内除气密腔室8以外为连通腔室9，固定框3开有一个或多个通孔5，连通腔室9通过通孔5与外界空气连通。气密腔室8内有干燥剂，连通腔室9内的通孔5附近局部空间填充有过滤棉。在外层板材1面向气密腔室8的全部表面粘有SGP膜。按照现有中国铁路运行的动车组车窗的轮廓尺寸进行实验测试，从沿海平原运行爬升到海拔3000米高原，弹性胶圈7的厚度为9mm，密封板6视觉无明显形变。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，在所述密封板6与内层板材2之间还有第二弹性胶圈72，第二弹性胶圈72的成分为弹性胶，第二弹性胶圈72有能够与通孔5实现空气流通的气孔。第二弹性胶圈72与内层板材2非气密连接，采用弹性贴合的方式，与内层板材2和密封板6共同形成连通腔室9。相对于没有采用第二弹性胶圈72的情况，能够更好地防止灰尘进入连通腔室9，并且减小连通腔室9内的空气的非必要流动，减小连通腔室9内空气的热量与外界空气的热量传递，并且能够更好地减轻动车组行驶过程中的振动给密封板6带来的影响，减小外界空气中的灰尘进入连通腔室9，

实施例3：

一种动车组车窗，包括外层板材1，内层板材2，外层板材1和内层板材2通过固定框3固定连接并形成中空腔室4，固定框3的横截面为匚形，固定框3内有能够发生弹性形变的弹性胶，弹性胶的弹性模量为5.1MPa，密封板6通过弹性胶气密地嵌入固定框3内，固定框3与外层板材1的连接方式为气密连接，所述密封板6为透明PC板，其弹性模量为2.3GPa，密封板6的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的4倍。中空腔室4内除气密腔室8以外为连通腔室9，固定框3开有一个或多个通孔5，连通腔室9通过通孔5与外界空气连通。固定框3的横截面为匚形，密封板6通过弹性胶气密地嵌入固定框3内，可以更好地将密封板6弹性气密连接在固定框3内，固定框3横截面的匚形结构也能够对密封板6起到更好的加固效果。按照现有中国铁路运行的动车组车窗的轮廓尺寸进行实验测试，从沿海平原运行爬升到海拔3600米高原，弹性胶圈7的厚度为9.7mm，密封板6视觉无明显形变。

动车组列车在运行中，因海拔高度变化而引起的气密腔室8的气压变化，气压变化导致的气密腔室8容积变化，发明人实际测试结果显示，密封板6的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的4倍，容积变化主要通过弹性胶圈7的弹性变形而实现，密封板6本身的变形较小，能够基本维持平面形状，不影响乘客的透过车窗观看车外景物的视觉体验。密封板6的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的40倍，密封板6本身的变形微小。

本发明的动车组车窗，外层板材1采用的是玻璃，而不是PC板，是因为动车组在运行过程中，外层板材1接触铁路动车组列车的车体的外部环境，常遇到砂石碰撞、打磨的情况，采用玻璃材质，能够比PC板更好地抵抗砂石碰撞、打磨，不易留下划痕或裂。但玻璃比PC板的材质密度高，重量较重，因而车窗内的密封板6和内层板材2在外层板材1的保护下，不再需要防砂石碰撞打磨，可以采用材质较轻的PC板，减轻车窗整体质量。采用弹性胶将密封板6与外层板材1或固定框3进行气密连接，可以替代使用橡胶硫化工艺的气密粘接方法，经济实用且容易实现，有利于实际生产中的降低成本、提高生产效率。

上面结合附图和具体实施方式对本发明进行了详细说明。但本发明不仅限于上面描述的内容，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本发明构思的各种变化，仍落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动车组车窗，包括外层板材（1），内层板材（2），外层板材（1）和内层板材（2）通过固定框（3）固定连接并形成中空腔室（4），固定框（3）与外层板材（1）的连接方式为气密连接，中空腔室（4）内有密封板（6）以及能够发生弹性形变的弹性胶圈（7），密封板（6）为透明板，其特征是，所述密封板（6）通过弹性胶圈（7）与外层板材（1）气密连接形成容积能够发生变化的气密腔室（8），弹性胶圈（7）的成分为弹性胶，其弹性模量小于密封板（6），中空腔室（4）内除气密腔室（8）以外为连通腔室（9），固定框（3）开有一个或多个通孔（5），连通腔室（9）通过通孔（5）与外界空气连通。

2.根据权利要求1所述的动车组车窗，其特征是，所述外层板材（1）为透明玻璃板，内层板材（2）为透明玻璃板或透明PC板，密封板（6）为透明PC板。

3.根据权利要求1所述的动车组车窗，其特征是，所述气密腔室（8）内有干燥剂，连通腔室（9）内的通孔（5）附近局部空间填充有具有空气过滤功能的填充物。

4.根据权利要求3所述的动车组车窗，其特征是，所述具有空气过滤功能的填充物为过滤棉、过滤纸、活性炭中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的动车组车窗，其特征是，所述外层板材（1）面向气密腔室（8）的全部表面粘有SGP膜，气密腔室（8）内填充干燥空气、干燥氮气或干燥氩气。

6.根据权利要求1所述的动车组车窗，其特征是，所述固定框（3）为长方形铝合金金属框。

7.根据权利要求1所述的动车组车窗，其特征是，所述密封板（6）与内层板材（2）之间还有第二弹性胶圈（72），第二弹性胶圈（72）的成分为弹性胶，第二弹性胶圈（72）有能够与通孔（5）实现空气流通的气孔。

8.一种动车组车窗，包括外层板材（1），内层板材（2），外层板材（1）和内层板材（2）通过固定框（3）固定连接并形成中空腔室（4），固定框（3）的横截面为匚形，固定框（3）内有能够发生弹性形变的弹性胶，密封板（6）通过弹性胶气密地嵌入固定框（3）内，固定框（3）与外层板材（1）的连接方式为气密连接，其特征是，所述密封板（6）为透明PC板，弹性胶的弹性模量小于密封板（6），中空腔室（4）内除气密腔室（8）以外为连通腔室（9），固定框（3）开有一个或多个通孔（5），连通腔室（9）通过通孔（5）与外界空气连通。

9.根据权利要求1或9所述的动车组车窗，其特征是，所述密封板（6）的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的4倍。

10.根据权利要求1或9所述的动车组车窗，其特征是，所述密封板（6）的弹性模量大于弹性胶的弹性模量的40倍。