CN110422158B - 一种车辆供风单元检测模块、供风单元及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆供风单元检测模块、供风单元及检测方法，集成检测模块包括控制板、元器件组件及控制组件，元器件组件包括压力检测装置、安装法兰组件、第一测试接头、球阀及第一安全阀；控制板上设有与压缩空气进气口及与主风管连接的压缩空气出气口；压力检测装置包括第一压力检测装置和第二压力检测装置，压力检测装置用于检测第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力，并将检测结果发送至控制组件，控制组件用于根据检测结果开闭空压机组。本发明提供的供风单元通过监测制动系统状态实现空压机组的启停管理；安全阀和压力检测装置具备在线检测功能；集成模块结构紧凑，满足供风单元设备高可靠性、经济性及智能化的需求。

Description

一种车辆供风单元检测模块、供风单元及检测方法

技术领域

本发明涉及车辆供风单元领域，尤其涉及一种车辆供风单元检测模块、供风单元及检测方法。

背景技术

在现有技术中，供风单元主要用于为轨道交通车辆提供清洁干燥的压缩空气，用于车辆制动系统及其他用风设备。但现有供风单元存在以下几点不足之处：(1)无法通过监测制动系统状态实现空压机组的启停管理；(2)安全阀、压力检测装置需要拆卸后在试验台上进行检测，不具备在线检测功能，拆装工作量大且需要重新测试管路气密性；(3)供风单元管路采用不锈钢硬管、卡套式接头等连接，需要针对不同的设备接口尺寸转接，占用空间大、安装不便、成本高且布局复杂；(4)现有供风单元控制方法单一、维护繁琐。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种车辆供风单元检测模块、供风单元及检测方法，解决现有供风单元控制方法单一、维护繁琐、占用空间大、布局复杂等问题，所述技术方案如下：

本发明提供了一种用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，其包括控制板、集成在所述控制板上的元器件组件以及控制组件，所述元器件组件包括至少两个压力检测装置、至少两个安装法兰组件、与压力检测装置连接的第一测试接头、球阀、以及设置在所述球阀和第一测试接头之间的管路上的第一安全阀，所述压力检测装置和球阀均与控制组件连接；所述控制板上设置有压缩空气进气口和压缩空气出气口，所述压缩空气进气口通过球阀与空压机组连接，所述压缩空气出气口与轨道车辆制动系统的主风管连接；所述第一安全阀的一端与第一测试接头连接，另一端与压缩空气出气口连接；

所述安装法兰组件设置在所述控制板上，所述压力检测装置通过安装法兰组件与控制板连接；所述压力检测装置包括第一压力检测装置和第二压力检测装置，所述第一压力检测装置与第一测试接头的第一端连接，第二压力检测装置与第一测试接头的第二端与连接；所述压力检测装置用于检测所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力，并将检测结果发送至控制组件，所述控制组件用于根据所述检测结果开闭空压机组。

进一步地，所述第一压力检测装置内设置有第一控制部件，所述第一控制部件用于将所述第一压力检测装置的检测结果发送至控制组件；所述第二压力检测装置内设置有第二控制部件，所述第二控制部件用于将所述第二压力检测装置的检测结果发送至控制组件。

进一步地，所述第一压力检测装置具有第一模式和第二模式，当所述第一压力检测装置检测到所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力值低于第一压力下限值时，所述第一控制部件控制所述第一压力检测装置处于第一模式；当所述第一压力检测装置检测到所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力值达到第一压力上限值，所述第一控制部件控制所述第一压力检测装置处于第二模式。

进一步地，所述安装法兰组件包括设置在所述控制板上的基板以及转接头，所述基板上设置有第一通孔，通过在第一通孔中安装转接头将所述压力检测装置与控制板连接，所述第一通孔的两端边沿均设置有密封圈；所述基板通过至少一个紧固件固定设置在所述控制板上。

进一步地，所述第一压力检测装置、第二压力检测装置以及球阀上均设置有电气接口，所述第一压力检测装置、第二压力检测装置以及球阀分别通过对应的电气接口与控制组件连接。

本发明还提供一种具有集成检测模块的轨道车辆供风单元，其包括空压机组、第二安全阀、第二测试接头、干燥器、滤油器以及上述的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，所述集成检测模块设置在所述滤油器和制动系统之间的管路上。

进一步地，所述空压机组与滤油器连通，所滤油器的出口与所述控制板的压缩空气进气口连通，所述控制板的压缩空气出气口通过主风管与制动系统的主风缸连通，所述空压机组内的压缩空气依次通过干燥器和滤油器进入制动系统的主风缸。

进一步地，所示轨道车辆供风单元还包括与所述空压机组连接的第二安全阀，所述第二安全阀所在的支路上设置有第二测试接头。

进一步地，所述空压机组包括主空压机组和备用空压机组。

本发明还提供一种用于具有集成检测模块的轨道车辆供风单元的检测控制方法，包括如下步骤：

S1、启动空压机组并开启球阀，空压机组内的压缩空气依次通过干燥器和滤油器进入制动系统的主风缸；

S2、所述压力检测装置监测所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力；

S3、所述第一压力检测装置检测所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力值是否低于第一压力下限值，若否，返回步骤S2；若是，执行步骤S4；

S4、所述第一压力检测装置处于第一模式，且所述控制组件控制至少一台主空压机启动；

S5、所述第一压力检测装置检测所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力值是否达到第一压力上限值，若否，返回步骤S4；若是，执行步骤S6；

S6、所述第一压力检测装置处于第二模式，且所述控制组件控制备用空压机组断开，同时控制一台主空压机运行直至主风缸达到其额定工作压力；

S7、所述第二压力检测装置检测所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力值是否达到第二压力上限值，若否，返回步骤S6；若是，执行步骤S8；

S8、所述控制组件控制主空压机停止工作，且车载用风设备消耗压缩空气，当所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力达到第二压力下限值时，所述控制组件控制主空压机启动，并当所述第一安全阀到压缩空气出气口之间的管路上的气体的压力达到第二压力上限值时，所述控制组件控制主空压机停止工作。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.本发明提供的供风单元通过监测制动系统状态，来实现空压机组自身的智能启停管理，简化车载控制系统，并通过主空压机和备用空压机主次切换，解决有油空压机的油乳化问题；

b.本发明提供的供风单元中安全阀和压力检测装置具备在线快速检测功能，无需拆装设备或者重测管路气密性；

c.本发明涉及的集成模块结构紧凑，具有安全可靠、成本低和维护量小等优点，满足轨道车辆对供风单元设备高可靠性、经济性及智能化的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块气路原理图；

图3是本发明实施例提供的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块的控制原理图；

图4是本发明实施例提供的用于轨道车辆供风单元的的检测控制方法的流程图。

其中，附图标记包括：1-控制板，21-安装法兰组件，211-基板，212-转接头，213-密封圈，214-紧固件，23-球阀，24-第一测试接头，25-第一安全阀，26- 压缩空气进气口，27-压缩空气出气口，28-第一压力检测装置，29-第二压力检测装置，3-空压机组，4-第二安全阀，5-第二测试接头，6-干燥器，7-滤油器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本发明的一个实施例中，提供了一种用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，如图1所示，其包括控制板1、集成在所述控制板1上的元器件组件以及控制组件，所述元器件组件包括至少两个压力检测装置、至少两个安装法兰组件21、球阀23、第一测试接头24以及设置在所述球阀23和第一测试接头24 之间的管路上的第一安全阀25，所述压力检测装置和球阀23均与控制组件连接。

所述控制板1上设置压缩空气进气口26和压缩空气出气口27，所述压缩空气进气口26设置在球阀23与空压机组3之间，所述压缩空气出气口27与轨道车辆制动系统的主风管连接；所述第一测试接头24和压缩空气出气口27连接于第一安全阀25的同一端。

所述安装法兰组件21设置在所述控制板1上，所述压力检测装置通过安装法兰组件21与控制板1连接；所述压力检测装置包括第一压力检测装置28和第二压力检测装置29，所述第一测试接头24的第一端与第一压力检测装置28 连接，第二端与第二压力检测装置29连接；所述压力检测装置用于检测所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力，这个压力数值可用于作为制动系统的主风管的压力的参考，以表示制动系统的主风管的压力，并将检测结果发送至控制组件，所述控制组件用于根据所述检测结果开闭空压机组3，以使所述这个压力值位于预设的压力阈值范围。具体地，所述第一压力检测装置28内设置有第一检测部件和第一控制部件，所述第一控制部件用于将所述第一压力检测装置28的第一检测部件的检测结果发送至控制组件；所述第二压力检测装置29内设置有第二检测部件和第二控制部件，所述第二控制部件用于将所述第二压力检测装置29的第一检测部件的检测结果发送至控制组件。所述控制组件用于根据所述第一压力检测装置28的检测结果或第二压力检测装置29的检测结果启动或断开空压机组3。

具体地，所述第一压力检测装置28具有第一模式和第二模式，当所述第一压力检测装置28检测到所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力值低于第一压力下限值时，所述第一控制部件控制所述第一压力检测装置28处于第一模式，第一模式是指闭合第一压力检测装置28的内部电路1、2位，断开其内部电路1、4位，如图3所示；当所述第一压力检测装置 28检测到所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力值达到第一压力上限值，所述第一控制部件控制所述第一压力检测装置28处于第二模式，第二模式是指闭合第一压力检测装置28内部电路1、4位，断开其内部电路1、2位。

在本发明的实施例中，所述第一测试接头24为快插式压力测点，自带压力截断功能，可接入外部压力测试设备，可用于定期在线检测第一压力检测装置28和第二压力检测装置29的设定值并调整，保证供风单元的精确控制，且在检测过程中无需拆卸第一压力检测装置28和第二压力检测装置29。所述第一压力检测装置28、第二压力检测装置29以及球阀23上均设置有电气接口，所述第一压力检测装置28、第二压力检测装置29以及球阀23分别通过对应的电气接口与控制组件连接，以向控制组件传输信号。

所述安装法兰组件21包括设置在所述控制板1上的基板211以及转接头 212，所述基板211通过至少一个紧固件214固定设置在所述控制板1上，紧固件214优选为螺栓螺母组件。所述基板211上设置有第一通孔，通过在第一通孔中安装转接头212将所述压力检测装置与控制板1连接。优选地，所述第一通孔的两端边沿均设置有密封圈213，密封圈213用于保证连接处的气密性。

本发明还提供一种具有集成检测模块的轨道车辆供风单元，如图2所示，其包括空压机组3、第二安全阀4、干燥器6、滤油器7以及如上述涉及的集成检测模块，所述集成检测模块设置在所述滤油器7和制动系统之间的管路上；所述空压机组3与滤油器7连通，所滤油器7的出口与所述控制板1的压缩空气进气口26连通，滤油器优选为精细滤油器，所述控制板1的压缩空气出气口 27通过主风管与制动系统的主风缸连通，所述空压机组3内的压缩空气依次通过干燥器6和滤油器7进入制动系统的主风缸。第二安全阀4与所述空压机组3连接，且所述第二安全阀4所在的支路上设置有第二测试接头5，第二安全阀4 主要用于保护干燥器6；第二测试接头5为快插式压力测点，可接入外部压力测试设备，定期在线检测第二安全阀4开启压力，检测过程中无需拆卸第二安全阀4。

所述空压机组3包括主空压机组和备用空压机组，所述控制组件控制主空压机组和备用空压机组的启动和关闭。

本发明还提供一种用于具有集成检测模块的轨道车辆供风单元的检测控制方法，如图3和图4所示(图4中所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力简称出气口处的压力，便于在图中标示)，其包括如下步骤：

S1、通电启动空压机组，压缩空气经干燥器6干燥后，再通过滤油器7去除残留的油雾，此时集成模块上的球阀23处于开启状态，干燥清洁的压缩空气最后进入制动系统的主风缸；空压机、第二安全阀4、干燥器6和滤油器7统称为一个供风组合，可设置n(n≥2)组供风组合并联并安装在不同的车辆上；

S2、当列车通电时，所述压力检测装置监测所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力；

S3、所述第一压力检测装置28检测所述第一安全阀25到压缩空气出气口 27之间的管路上的气体的压力值是否低于第一压力下限值，若否，返回步骤S2；若是，执行步骤S4；

S4、当第一压力检测装置28检测到所述第一安全阀25到压缩空气出气口 27之间的管路上的气体的压力低于第一压力下限值(第一压力检测装置28的第一压力下限值为5bar)时，第一控制部件控制第一压力检测装置28处于第一模式(所述第一压力检测装置28内设置有第一控制部件，第一控制部件用于将所述第一压力检测装置28的检测结果发送至控制组件)，第一模式是指闭合第一压力检测装置28的内部电路1、2位，断开其内部电路1、4位，第一控制部件将检测结果发送至控制组件，控制组件根据检测结果启动1至n台主空压机，以缩短制动系统主风缸初次充风时间；

S5、所述第一压力检测装置28检测所述第一安全阀25到压缩空气出气口 27之间的管路上的气体的压力值是否达到第一压力上限值，若否，返回步骤S4；若是，执行步骤S6；

S6、当第一压力检测装置28检测到制动系统主风管压力达到第一压力上限值(第一压力上限值是指第一压力检测装置28的设定值上限为7bar)时，第一控制部件控制第一压力检测装置28处于第二模式，第二模式是指闭合第一压力检测装置28内部电路1、4位，断开其内部电路1、2位，第一控制部件将检测结果发送至控制组件，控制组件根据检测结果控制备用空压机组断开，同时控制一台主空压机运行直至主风缸达到其额定工作压力，其额定工作压力为9bar；

S7、所述第二压力检测装置29检测所述第一安全阀25到压缩空气出气口 27之间的管路上的气体的压力值是否达到第二压力上限值，若否，返回步骤S6；若是，执行步骤S8；

S8、当所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力达到第二压力上限值(第二压力上限值是指第二压力检测装置29的设定值上限9bar)时，第二控制部件将所述第二压力检测装置29的检测结果发送至控制组件(第二压力检测装置29内设置有第二控制部件，第二控制部件用于将所述第二压力检测装置29的检测结果发送至控制组件)，所述控制组件根据检测结果控制主空压机停止工作，随着车辆运行车载用风设备消耗压缩空气，主风管的压力随之下降；当所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力达到第二压力下限值(7.5bar)时，控制组件控制主空压机再次启动充风，并当所述第一安全阀25到压缩空气出气口27之间的管路上的气体的压力达到第二压力上限值(9bar)时，控制组件控制主空压机停止工作。

当球阀处于关闭状态时，球阀的内部电路1、3位闭合，1、2位断开，如图 3所示，控制组件控制切断空压机供电回路，防止空压机误启动。此时与球阀出口端连接的制动主风管压力仍然保持在工作范围内，保证车辆停放制动等功能，而与球阀进口连接的元器件中压缩空气已排空，可方便快捷的维护易损耗部件，例如排放润滑油、更换维护滤油器滤芯等。

本发明提供的供风单元通过监测制动系统状态，来实现空压机组自身的智能启停管理，简化车载控制系统，并通过主空压机和备用空压机主次切换，解决有油空压机的油乳化问题；安全阀和压力检测装置具备在线快速检测功能，无需拆装设备或者重测管路气密性；本发明涉及的集成模块结构紧凑，具有安全可靠、成本低和维护工作量小等优点，满足轨道车辆对供风单元设备高可靠性、经济性及智能化的需求；可方便快速地更换维护滤油器等易损易耗件；与传统管装式产品相比，本发明中的控制模块可针对不同的设备接口尺寸定制，设计紧凑、安装便捷、成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，其特征在于，包括控制板(1)、集成在所述控制板(1)上的元器件组件以及控制组件，所述元器件组件包括至少两个压力检测装置、至少两个安装法兰组件(21)、与压力检测装置连接的第一测试接头(24)、球阀(23)、以及设置在所述球阀(23)和第一测试接头(24)之间的管路上的第一安全阀(25)，所述压力检测装置和球阀(23)均与控制组件连接；

所述控制板(1)上设置有压缩空气进气口(26)和压缩空气出气口(27)，所述压缩空气进气口(26)设置在球阀(23)与空压机组(3)之间，所述压缩空气出气口(27)与轨道车辆制动系统的主风管连接；所述第一测试接头(24)和压缩空气出气口(27)连接于第一安全阀(25)的同一端；

所述安装法兰组件(21)设置在所述控制板(1)上，所述压力检测装置通过安装法兰组件(21)与控制板(1)连接；所述压力检测装置包括第一压力检测装置(28)和第二压力检测装置(29)，所述第一压力检测装置(28)与第一测试接头(24)的第一端连接，第二压力检测装置(29)与第一测试接头(24)的第二端与连接；所述压力检测装置用于检测所述第一安全阀(25)到压缩空气出气口(27)之间的管路上的气体的压力，并将检测结果发送至控制组件，所述控制组件用于根据所述检测结果开闭空压机组(3)。

2.根据权利要求1所述的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，其特征在于，所述第一压力检测装置(28)内设置有第一控制部件，所述第一控制部件用于将所述第一压力检测装置(28)的检测结果发送至控制组件；所述第二压力检测装置(29)内设置有第二控制部件，所述第二控制部件用于将所述第二压力检测装置(29)的检测结果发送至控制组件。

3.根据权利要求2所述的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，其特征在于，所述第一压力检测装置(28)具有第一模式和第二模式，当所述第一压力检测装置(28)检测到所述第一安全阀(25)到压缩空气出气口(27)之间的管路上的气体的压力值低于第一压力下限值时，所述第一控制部件控制所述第一压力检测装置(28)处于第一模式；当所述第一压力检测装置(28)检测到第一安全阀(25)与压缩空气出气口(27)之间的管路上的气体的压力值达到第一压力上限值，所述第一控制部件控制所述第一压力检测装置(28)处于第二模式。

4.根据权利要求1所述的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，其特征在于，所述安装法兰组件(21)包括设置在所述控制板(1)上的基板(211)以及转接头(212)，所述基板(211)上设置有第一通孔，通过在第一通孔中安装转接头(212)将所述压力检测装置与控制板(1)连接，所述第一通孔的两端边沿均设置有密封圈(213)；所述基板(211)通过至少一个紧固件(214)固定设置在所述控制板(1)上。

5.根据权利要求1所述的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，其特征在于，所述第一压力检测装置(28)、第二压力检测装置(29)以及球阀(23)上均设置有电气接口，所述第一压力检测装置(28)、第二压力检测装置(29)以及球阀(23)分别通过对应的电气接口与控制组件连接。

6.一种具有集成检测模块的轨道车辆供风单元，其特征在于，包括空压机组(3)、第二安全阀(4)、第二测试接头(5)、干燥器(6)、滤油器(7)以及如权利要求1-5任意一项所述的用于轨道车辆供风单元的集成检测模块，所述集成检测模块设置在所述滤油器(7)和制动系统之间的管路上。

7.根据权利要求6所述的具有集成检测模块的轨道车辆供风单元，其特征在于，所述空压机组(3)与滤油器(7)连通，所滤油器(7)的出口与所述控制板(1)的压缩空气进气口(26)连通，所述控制板(1)的压缩空气出气口(27)通过主风管与制动系统的主风缸连通，所述空压机组(3)内的压缩空气依次通过干燥器(6)和滤油器(7)进入制动系统的主风缸。

8.根据权利要求6所述的具有集成检测模块的轨道车辆供风单元，其特征在于，所示轨道车辆供风单元还包括与所述空压机组(3)连接的第二安全阀(4)，所述第二安全阀(4)所在的支路上设置有第二测试接头(5)。

9.根据权利要求6所述的具有集成检测模块的轨道车辆供风单元，其特征在于，所述空压机组(3)包括主空压机组和备用空压机组。

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