CN109987107A - 一种列车冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种列车冷却系统，包括冷却系统和连通至冷却系统中的膨胀水箱，膨胀水箱包括冷却箱和分离箱，分离箱和冷却系统之间连通有浪涌管道，浪涌管道上安装有第一液体流量计，冷却箱内设置有连通至冷却系统中的冷却管道，冷却管道上安装有第二液体流量计，冷却管道的端口开设在分离箱内，冷却箱外侧壁和冷却管道之间连通有电控阀，电控阀设置在第二液体流量计和冷却箱之间，第一液体流量计、第二液体流量计和电控阀均电性连接至操作终端上，在操作终端内，第一液体流量计检测数值减去第二液体流量计检测数值得出检测差值，操作终端根据检测差值正比控制电控阀的开启程度，终实现降温冷却液的同时，实现列车中冷却液始终完整。

Description

一种列车冷却系统
技术领域
本发明涉及列车冷却技术领域，尤其涉及一种列车冷却系统。
背景技术
在列车的运行系统中，大量电器同时使用，会集中产生热量，因此在列车内会配备相应的冷却液循环系统，使得电器得以被冷却，从而保护电器使用，而冷却液集中受热后在列车内部产生气化膨胀，气化膨胀后部分液体会进入膨胀水箱中，在膨胀水箱中水气分离，液体冷却在膨胀水箱中冷却，冷却至常温后返料至列车的冷却液循环系统中，气体则在膨胀水箱中直接排空释放。
冷却液受热后有一部分发生雾化，跟随气体排空释放，导致冷却液进入膨胀水箱后发生挥发损失，列车的冷却循环系统需要定期补充冷却液，造成浪费冷却液、增加操作人员的现象。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种列车上在降温冷却液的同时能够自动补充冷却液的冷却系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种列车冷却系统，包括冷却系统和连通至冷却系统中的膨胀水箱，所述膨胀水箱包括冷却箱和固定在所述冷却箱上方的分离箱，所述分离箱的侧壁上和所述冷却系统之间连通有浪涌管道，所述浪涌管道上安装有第一液体流量计，所述冷却箱内设置有连通至所述冷却系统中的冷却管道，所述冷却管道上安装有第二液体流量计，所述冷却管道的端口开设在所述分离箱内，所述冷却箱外侧壁和所述冷却管道之间连通有电控阀，所述电控阀设置在所述第二液体流量计和所述冷却箱之间，所述第一液体流量计、所述第二液体流量计和所述电控阀均电性连接至操作终端上，所述操作终端内做差得出所述第一液体流量计和第二液体流量计之间的检测差值，所述操作终端通过所述检测差值控制所述电控阀的开启大小。
进一步的，所述分离箱的顶端开有异型孔，所述异型孔内配合穿插有通气管道，所述异型孔上罩设有呈中空的分离凸块，所述通气管道的上端透过所述异型孔后设置在所述分离凸块内。
进一步的，所述冷却水箱中充斥有和所述冷却系统中同样成分的冷却液，所述冷却液包容在所述通气管道的下端口，所述冷却管道的本体设置在所述冷却液中。
进一步的，所述冷却箱的侧壁上安装有液位视窗，所述液位视窗上沿所述冷却液的重力方向刻画有液位标尺。
进一步的，所述冷却箱的底壁上安装有液位开关，所述液位开关包括连通至所述冷却箱中的进液管道以及设置在所述进液管道内部的电磁阀，所述电磁阀密封所述进液管道。
进一步的，所述冷却管道和所述通气管道均呈多段连通的弯曲状分设在所述冷却箱中。
进一步的，所述冷却箱内焊接有分隔板，所述分隔板上开有连通槽。
进一步的，所述操作终端是具备中央处理器的电子器具。
进一步的，所述通气管道和所述冷却箱之间设置有密封圈，所述密封圈密封所述冷却箱和所述通气通道之间的间隙。
本发明的有益效果是，利用冷却箱中的冷却液冷却受热膨胀后的产生的气液混合物，气体中雾化的冷却液在冷却后相溶于冷却箱中的冷却液中，借助电控阀控制补液口向冷却管道中补入冷却液的流量，使得冷却液通过冷却管道返料至列车冷却系统的流量，等同于冷却液进入浪涌管道的流量。上述过程实现了冷却时的自动补料，同时又实现了冷却液的循环使用。操作人员仅需向冷却水箱中定时补料即可保证列车冷却循环系统的正常运转，即提高冷却液的使用效率，减轻操作人员的劳动强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明列车冷却系统中膨胀水箱的立体图；
图2是图1所示膨胀水箱的左视图；
图3是沿图2中A-A剖面线的剖视图；
图4是图1所示膨胀水箱的俯视图；
图5是沿图4中B-B剖面线的剖视图；
图6是本发明列车冷却系统中冷却液交换示意图。
图中：
膨胀水箱100 分离箱10 分离凸块110
浪涌管道120 第一液体流量计121 通气管道130
冷却管道140 第二液体流量计141 异型孔150
冷却箱20 液位视窗210 液位开关220
第一腔室230 第二腔室240 连接板250
排气阀260 分隔板270 补液管道290
补液口290 电控阀291 冷却系统30
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
如图1和图6所示，本发明提供了一种列车冷却系统，包括冷却系统30和连通于冷却系统30的膨胀水箱100，膨胀水箱100包括冷却箱20和固定在冷却箱20上方的分离箱10，列车的冷却系统30中冷却液受热膨胀后浪涌至分离箱10内，在分离箱10内进行水气分离，气体和液体均通过冷却箱20冷却，气体冷却后排空释放，液体则重新进入列车的冷却系统30内。
如图2至图6所示，分离箱10呈向下开口的长方体状，分离箱10上固定安装有中空的分离凸块110、浪涌管道120和通气管道130，分离箱10的顶端开有和分离凸块110内腔对应的异型孔150，分离凸块110罩设在异型孔150的上方，冷却液中的气体和液体分离后，气体透过异型孔150上升至分离凸块110内，分离凸块110大致呈方台状，气体进入分离凸块110后，沿分离凸块110的内壁聚拢上升，形成涡旋气流，涡旋气流在流转时，对周围的气体产生吸力，使得分离箱10中的气体箱分离凸块110聚拢。通气管道130穿插在异型孔150内，通气管道130自上向下贯穿分离箱10，通气管道130的上端口设置在分离凸块110内，分离凸块110内气流遇到顶壁的阻挡后，向下挤压累积，最终进入通气管道130内。浪涌管道120连通列车的冷却系统30和分离箱10，在图未示出的实施例中，浪涌管道120上安装有单向阀，单向阀控制浪涌管道120内气液混合物自列车单向流动至分离箱10中，浪涌管道120和分离箱10的连接处设置有第一液体流量计121，第一液体流量计121的仪表通径为D65，第一液体流量计121统计进入分离箱10中的气液混合物流量。
如图1至图5所示，冷却箱20大致呈长方体状，冷却箱20中存放有和列车冷却系统30中同样成分的冷却液，该部分冷却液在冷却箱20中的液面保持在冷却箱20的中间以上位置，冷却箱20中设置有冷却管道140，冷却管道140的一端开口对应于分离箱10设在冷却箱20的顶壁上，另一端穿过冷却箱20连通至列车的冷却系统30中，冷却箱20内底壁靠近通气管道130上远离分离凸块110的端口设置，可以理解地，通气管道130一端设在分离凸块110，另一端设置设在冷却箱20内冷却液中，而冷却管道140两端分别连通至分离箱10和列车的冷却系统30中，冷却管道140中靠近分离箱10的管道本体设在冷却箱20内的冷却液中。冷却管道140冷却管道140和通气管道130可以呈单式直通的分设在冷却箱20内，冷却管道140和通气管道130也可以呈多段连通的弯曲状分设在冷却箱20中，冷却管道140和通气管道130的本体分布方式在本实施方式中不做具体限制。
冷却箱20的侧壁上开设有液位视窗210，冷却箱20的底壁上安装有液位开关220和补液口290，冷却箱20中安装有分隔板270，分隔板270将冷却箱20内腔分隔成第一腔室230和第二腔室240。第一腔室230的顶壁上固定安装有连接板250和排气阀260。
分隔板270大致呈长方体板状，分隔板270的四个侧壁上均开有若干连通槽271，各个连通槽271之间的侧壁均穿插后焊接在冷却箱20的内壁上，优选的，连通槽271是分隔板270的侧壁上向内凹陷形成的，连通槽271在分隔板270上对称设置，连通槽271连通第一腔室230和第二腔室240。分隔板270穿插在冷却箱20内的冷却液中，该冷却液在列车变速时，沿列车的前进方向发生晃动，经由分隔板270的阻挡，冷却液仅对冷却箱20中的单侧侧壁冲击，而连通槽271则保证第一腔室230和第二腔室240内冷却液水位持平。
连接板250设置在第一腔室230中，连接板250垂直于第一腔室230的顶壁，连接板250沿通气管道130的轴线设置，连接板250的一侧固定在冷却箱20的内壁上，连接板250的另一侧固定在通气管道130上，冷却箱20和通气管道130之间设置有密封圈(图未示)，密封圈套设在通气管道130上。排气阀260安装在第一腔室230的顶壁上。
如图4至图6所示，冷却管道140的一端连通至分离箱10中，冷却管道140的另一端连通至列车的冷却系统30中，在图未给出的实施方式中，补液口290和冷却管道140之间连通有电控阀291，电控阀291可调节自补液口290向冷却管道140中补入冷却液的流量，冷却管道140延伸出冷却箱20的管壁上连接有第二液体流量计141，第二液体流量计141的仪表通径同样为D65，统计冷却管道140向列车输送的冷却液流量，第二液体流量计141设置在电控阀291和冷区系统之间。
如图6所示，电控阀291、第一液体流量计121和第二液体流量计141三者均电性连接至操作终端(图未示)上，操作终端可以是计算机，也可以是单片机，即具备中央处理器(CPU)的电子器具，本实施例中不做具体限制，第一液体流量计121统计列车内受热膨胀后需要冷却的冷却液流量Q1，并将该流量转换为第一电信号传输至操作终端上，第二液体流量计141统计冷却管道140重返列车内的冷却液流量Q2，并将该液体流量转换为第二电信号传输至操作终端上，在操作终端内计算两信号之间的检测差值，即Q1-Q2，并将该检测差值正比转换为控制命令传递至电控阀291中，进而调节电控阀291的实时阀值，即检测差值越大，电控阀291的开启程度越高，检测差值越小，电控阀291的开启程度越小，电控阀291的最大开启程度为完全开启，最小开启程度为封闭状态，电控阀291控制补液口290内冷却液的流量Q3，使得补液口290内的冷却液和冷却管道140内的冷却液在冷却管道140内汇聚，流量Q2提升至Q2’，即Q2’＝Q2+Q3,进而使得冷却管道140内的流量Q2’等同于第一液体流量计121所统计的流量Q1，即Q2+Q3＝Q2’＝Q1。
作为上述实施方式的替换方式，冷却管道140和补液管道290可通过三通阀连通至列车的冷却系统30中，作为上述实施方式的替换方式，冷却管道140设置在补液管道290内，补液管道290上远离冷却箱20的管口密封连接在冷却管道140上，电控阀291有多个，电控阀291沿补液管道290的轴线均匀排列，电控阀291穿插在冷却管道140和补液管道290之间。
可以理解地，冷却箱20内的冷却液可通过补液口290或补液管道290输送至列车的冷却系统30中，在输送的过程中，通过电控阀291的控制，调节补充冷却液的速率，从而保证列车的冷却系统30中冷却液储备充足。
液位视窗210和液位开关220均设置在冷却箱20中第二腔室240内，液位视窗210包括自冷却箱20向外设置的观察台以及镶嵌在观察台内的玻璃，玻璃上刻画有液位标尺(图未示)，液位标尺朝向冷却液的重力方向设置，液位开关220包括进液管道(图未示)和设置在进液管道内的电磁阀(图未示)，电磁阀可控地将进液管道密封，进液管道可以是固定在冷却箱20上且开口向外的螺纹接管，进液管道也可以是固定在冷却箱20上且开口向外的法兰接管，在本实施方式中对进液管道的选用类别不做具体限制。
上述的膨胀水箱100在使用时，列车冷却系统30中过热的冷却液经由浪涌管道120进入分离箱10中，在分离箱10中气体和液体分离，气体密度小，上升至分离凸块110中沿通气管道130排出至冷却水箱中，在经过冷却箱20中冷却液时，该部分气体和冷却液进行热交换后冷却，届时气体中携带的部分雾化冷却液溶解于冷却箱20内的冷却液中，剩余气体则继续上升通过排气阀260排空释放。释放气体后的冷却液中的液体则通过冷却管道140的上管口排出，流经冷却箱20中冷却液时，和冷却箱20中的冷却液发生热量交换，冷却液在冷却管道140内冷却返料至列车的冷却系统30中。
本实施方式的有益效果在于：借助第一液体流量计121和第二液体流量计141之间的差值，控制电控阀291的开启程度，从而控制冷却管道140返料至列车的冷却系统30中的液体流量，进而及时的补充列车的冷却系统30中受热膨胀后损失的冷却液。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种列车冷却系统，其特征在于：包括冷却系统和连通至冷却系统中的膨胀水箱，所述膨胀水箱包括冷却箱和固定在所述冷却箱上方的分离箱，所述分离箱的侧壁上和所述冷却系统之间连通有浪涌管道，所述浪涌管道上安装有第一液体流量计，所述冷却箱内设置有连通至所述冷却系统中的冷却管道，所述冷却管道上安装有第二液体流量计，所述冷却管道的端口开设在所述分离箱内，所述冷却箱外侧壁和所述冷却管道之间连通有电控阀，所述电控阀设置在所述第二液体流量计和所述冷却箱之间；
所述第一液体流量计、所述第二液体流量计和所述电控阀均电性连接至操作终端上，在所述操作终端内，所述第一液体流量计检测数值减去所述第二液体流量计检测数值得出检测差值，所述操作终端根据所述检测差值正比控制所述电控阀的开启程度。
2.根据权利要求1所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述分离箱的顶端开有异型孔，所述异型孔内配合穿插有通气管道，所述异型孔上罩设有呈中空的分离凸块，所述通气管道的上端透过所述异型孔后设置在所述分离凸块内。
3.根据权利要求2所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述冷却水箱中充斥有和所述冷却系统中同样成分的冷却液，所述冷却液包容在所述通气管道的下端口，所述冷却管道的本体设置在所述冷却液中。
4.根据权利要求2所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述冷却箱的侧壁上安装有液位视窗，所述液位视窗上沿所述冷却液的重力方向刻画有液位标尺。
5.根据权利要求1所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述冷却箱的底壁上安装有液位开关，所述液位开关包括连通至所述冷却箱中的进液管道以及设置在所述进液管道内部的电磁阀，所述电磁阀密封所述进液管道。
6.根据权利要求1所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述冷却管道和所述通气管道均呈多段连通的弯曲状分设在所述冷却箱中。
7.根据权利要求1所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述冷却箱内焊接有分隔板，所述分隔板上开有连通槽。
8.根据权利要求7所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述操作终端是具备中央处理器的电子器具。
9.根据权利要求1所述的一种列车冷却系统，其特征在于：所述通气管道和所述冷却箱之间设置有密封圈，所述密封圈密封所述冷却箱和所述通气通道之间的间隙。
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