CN110497896B - 列车风源系统及润滑油乳化防治方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种列车风源系统及润滑油乳化防治方法，通过采用第一阀门和第二阀门的切换和不同排量的回流支路对流经干燥塔的压缩空气的流量进行分级调整，从而调整风源系统的最终排量，使得风源系统在满足列车正常用风的前提下，在旅客高峰期和车辆启动初充风阶段有较大的排量，在正常运营期或其他乘客较少工况有相对较小的排量。其最终效果是风源系统始在列车运营期间终维持在较高的运转率，从而解决其润滑油乳化问题。

Description

列车风源系统及润滑油乳化防治方法

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，更具体的，涉及一种列车风源系统及润滑油乳化防治方法。

背景技术

轨道交通车辆的风源系统是为列车提供压缩空气的设备装置，其提供的压缩空气保证了列车制动系统和转向架系统的正常工作。风源系统包括压缩机头、安全阀、干燥器及精密过滤器等组成。螺杆式空压机由于具有极高的机械可靠性和优良的动力平衡性，可以连续输出无脉动的流量大的压缩空气，操作及维修十分方便，在轨道车辆风源系统中广泛应用。

螺杆式空压机的空气压缩靠装置于机壳内相互平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化达到的。转子附在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。在压缩过程中喷入润滑油，起到密封、冷却、降噪和润滑的作用。吸附式双塔干燥器同时运行两个工序，即干燥阶段和再生阶段并行。当一个干燥塔中主气流被干燥后一部分流入下游，另一部分经过再生反吹喷嘴进入另一个干燥塔并带走干燥剂中的水分排入大气。

轨道车辆运行时通常有载客高峰期和正常运营期。在选择风源系统的排量时会根据旅客高峰期的最大耗风量进行选择且风源排量固定，从而导致在列车正常运营期风源系统排量过大而运行时间较短，即风源系统运转率过低。当风源系统运转率较低时压缩机头内部润滑油油温过低从而使压缩空气中的水蒸汽无法达到压力露点从而析出液态水，当润滑油与液态水混合后在转子的强烈搅拌下便会产生乳化现象。当润滑油乳化时会使螺杆表面无法形成覆盖油膜，造成螺杆型面磨损从而带来排气量低、打风时间长等问题；进一步发展会造成螺杆组轴承因缺油磨损，使机头抱死烧损电机，危及行车安全。

发明内容

为了解决上述不足的至少一个，本申请第一方面实施例提供一种列车风源系统，包括：

两个干燥器，其内均设有干燥剂；

第一阀门，控制设定压力的压缩空气择一通入其中一个干燥器；

反吹管路，将所述其中一个干燥器排出压缩空气中的一部分导入另一个干燥器，以使所述另一个干燥器中的干燥剂再生；以及

导出管路，将所述其中一个干燥器排出压缩空气中的另一部分导出至用风设备；

所述反吹管路包括多个支路和用于切换该多个支路择一导通的第二阀门组，所述第二阀门组包括至少一个第二阀门；其中，

多个支路上压缩空气的单位时间排量不同，进而使得所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例是可调节的。

在某些实施例中，每个支路上设置有变流孔或者反吹喷嘴，并且多个支路上的变流孔或者反吹喷嘴的孔径不同，进而使多个支路上压缩空气的单位时间排量不同。

在某些实施例中，所述第一阀门为两位五通电磁换向阀，所述第二阀门为两位三通电磁换向阀。

在某些实施例中，所述第一阀门连通在所述两个干燥器的入口处，所述列车风源系统还包括：

安全阀，设于与所述第一阀门入口连通的压缩空气导入管路上。

在某些实施例中，所述第一阀门连通在所述两个干燥器的入口处，

所述反吹管路通过所述另一个干燥器的出口向所述另一个干燥器导入压缩空气，使所述另一个干燥器中的干燥剂再生后的压缩空气经所述另一个干燥器的入口排出；

所述列车风源系统还包括：

排放管路，与所述第一阀门连通，用于排放经所述另一个干燥器的入口排出的压缩空气。

在某些实施例中，所述支路的数量为两个，若线路运行工况复杂可拓展至多个。

在某些实施例中，所述其中一个干燥器的出口和另一个干燥器的出口共同连接至用风设备，所述列车风源系统还包括：

双向止回阀，设于所述用风设备入口所在的管路上。

在某些实施例中，所述列车风源系统还包括：

精密油过滤器，位于所述用风设备入口所在的管路上，并设于所述双向止回阀与所述用风设备入口之间。

本申请第二方面实施例提供一种利用上述列车风源系统的润滑油乳化防治方法，包括：

控制第一阀门，以使设定压力的压缩空气择一通入其中一个干燥器；

控制反吹管路上的第二阀门切换至对应设定工况的支路，以调节所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例，进而使所述风源系统运转率高于设定阈值。

在某些实施例中，所述设定工况包括载客高峰期运行工况和载客正常期运行工况，所述支路包括两个。

本申请的有益效果如下：

本申请提供的一种列车风源系统及润滑油乳化防治方法，通过采用第一阀门和第二阀门的切换和不同排量的回流支路对流经干燥塔的压缩空气的流量进行分级调整，从而调整风源系统的最终排量，使得风源系统在满足列车正常用风的前提下，在旅客高峰期和车辆启动初充风阶段有较大的排量，在正常运营期或其他乘客较少工况有相对较小的排量。其最终效果是风源系统始在列车运营期间终维持在较高的运转率，从而解决其润滑油乳化问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出本申请实施例中列车风源系统的结构示意图之一。

图2示出本申请实施例中列车风源系统的结构示意图之二。

图3示出图1中的风源系统电磁阀时序图。

图4示出两个干燥器转换周期示意图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本申请实施例中一种列车风源系统的结构示意图，如图1所示，其具体包括：两个干燥器，其内均设有干燥剂；第一阀门，控制设定压力的压缩空气择一通入其中一个干燥器；反吹管路，将所述其中一个干燥器排出压缩空气中的一部分导入另一个干燥器，以使所述另一个干燥器中的干燥剂再生；以及导出管路，将所述其中一个干燥器排出压缩空气中的另一部分导出至用风设备；其中，所述反吹管路包括多个支路和用于切换该多个支路择一导通的第二阀门，多个支路上压缩空气的单位时间排量不同，进而使得所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例是可调节的。

本申请提供的一种列车风源系统，通过采用第一阀门和第二阀门的切换和不同排量的回流支路对流经干燥塔的压缩空气的流量进行分级调整，从而调整风源系统的最终排量，使得风源系统在满足列车正常用风的前提下，在旅客高峰期和车辆启动初充风阶段有较大的排量，在正常运营期或其他乘客较少工况有相对较小的排量。使得风源系统始在列车运营期间终维持在较高的运转率，从而解决其润滑油乳化问题。

下面对图1示出的列车风源系统进行详细说明。

为了方便表述，下述实施例中，两个干燥器分别命名为第一干燥器06和第二干燥器07，在整个列车风源系统中，其进一步包括有压缩机头01，该压缩机头01用于提供设定压力的压缩空气，压缩机头01通过压缩空气输出管路与第一阀门03连接，其中压缩机头01可以控制运行功率，提供设定压力的压缩空气，例如运行功率越大，压缩空气的输出压力越大，在此不做赘述。

在一些实施例中，压缩机头01与第一阀门03之间的压缩空气输出管路上设置有安全阀02。

设定压力的压缩空气经过第一阀门03后，可以择一进入第一干燥器06或者第二干燥器07，以进入第一干燥器06为例，压缩空气通过第一干燥器06的入口进入第一干燥器06后，被第一干燥器06中的干燥剂干燥，得到干燥的压缩空气，经过第一干燥器06的出口排出，其中一部分通过第二阀门08组中的一个(图1中第二阀门08组只有一个第二阀门08)，在第二阀门08的控制下，可以选择进入第一支路或者第二支路，第一支路上的反吹喷嘴9和10或者变流孔的孔径等规格不同，因此，两个支路上的压缩空气的排量不同，而当支路的压缩空气排量较大时，由于总排量是相等的(均来自于第一干燥器06)，因此通过导出管路导出到用风设备的压缩空气的排量减少。反之，但支路的压缩空气排量较小时，导出管路导出到用风设备的压缩空气的排量即增大，因此通过切换支路可以实现调节所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例。

轨道车辆运行时通常有载客高峰期和正常运营期。在选择风源系统的排量时会根据旅客高峰期的最大耗风量进行选择且风源排量固定，从而导致在列车正常运营期风源系统排量过大而运行时间较短，即风源系统运转率过低。当风源系统运转率较低时压缩机头01内部润滑油油温过低从而使压缩空气中的水蒸汽无法达到压力露点从而析出液态水，当润滑油与液态水混合后在转子的强烈搅拌下便会产生乳化现象。当润滑油乳化时会使螺杆表面无法形成覆盖油膜，造成螺杆型面磨损从而带来排气量低、打风时间长等问题；进一步发展会造成螺杆组轴承因缺油磨损，使机头抱死烧损电机，危及行车安全。

因此通过上述的第二阀门08的控制，当处于载客高峰期时，由于需要的排量较大，切换至大排量输出压缩空气，当处于正常运营期时，由于需要的排量较小，切换至小排量输出压缩空气，使风源系统在车辆运行任间始终保持较高的运转率进而不会产生乳化现象，这样一方面能够保证风源系统的正常运行(即保证高峰期的最大输出)，另一方面对于正常运营期可以通过减小排量的方式，防治乳化现象的产生。

图1所示出的实施例中，经过其中一个支路的压缩空气通过第二干燥器07的出口进入第二干燥器07中，由于该压缩空气是干燥后的压缩空气，通过反吹使得第二干燥器07中的干燥剂脱水，进而使得干燥剂再生(即可以循环使用)。

可以理解，本申请所说的出口，入口仅仅是相对而言的，出口和入口可以设置于干燥器的两端，也可以设置于干燥器的一端(例如立式，U型管式等，图中未示出)，同时出口和入口的功能也是相对的，在某些实施例中，出口和入口也可以称为第一端和第二端。在此，本申请的出和入不应当理解为压缩空气的流向限制。

经过再生的压缩空气由于附带了水分，因此需要排出干燥器，在某些实施例中，如图1所示，所述列车风源系统还包括：排放管路，与所述第一阀门03连通，用于排放经所述另一个干燥器的入口排出的压缩空气。

在图1的实施例中，排放管路上设置有排放阀04和消音器05。

第一阀门03和第二阀门08的型号可以根据需要设置，例如图1中的第一阀门03可以采用两位五通电磁阀，第二阀门08可以采用两位三通电磁阀，在此不做赘述。

进一步的，在列车风源系统中，为了避免压缩空气回流，可以在所述用风设备入口所在的管路上设置双向止回阀11。

此外，更进一步的，为了防止润滑油逃逸出列车风源系统之外，进入用风设备，所述列车风源系统还包括：精密油过滤器12，位于所述用风设备入口所在的管路上，并设于所述双向止回阀11与所述用风设备入口之间。

图2示出了三支路的列车风源系统，与图1不同之处仅在于支路包括三个，第二阀门包括两个，显然，图1和图2足以说明，支路可以包括多个，第一阀门可以包括至少一个，在此不做穷举。

需要说明的是，图2示出的三支路的列车风源系统中，包括：压缩机头13；安全阀14；第一阀门15；排放阀16；消音器17；第一干燥塔18；第二干燥塔19；第二阀门20；第二阀门21；反吹喷嘴22；反吹喷嘴23；反吹喷嘴24；双向止回阀25；精密油过滤器26，其连接关系如图2示出，在此不做赘述。

图3示出了图1中的第一阀门(即电磁阀03)、排放阀04、以及第二阀门08的控制过程，图4示出了图1中两个干燥塔的状态转换示意图，下面结合图3和图4对图1的实施过程进行详细说明。

当风源系统在车辆正常运行期时，压缩机头01将空气压缩至工作压力，电磁阀03失电，压缩空气经过电磁阀03流向第二干燥塔07，此时压缩空气在第二干燥塔07内进行干燥。此时，电磁阀08失电，干燥后的压缩空气一部分经过双向止回阀11和精密油过滤器12后流向下游用风设备；另一部分干燥后的压缩空气经正常运营用反吹喷嘴10和电磁阀08流向第一干燥塔06，对第一干燥塔的干燥剂进行反吹，反吹过程可将第一干燥塔06内附着在干燥剂表面的水分经电磁阀03、排放阀04和消音器05带到大气中，实现干燥剂的再生。

运行至二分之一周期(T/2)时电磁阀03得电，此时压缩机头产生的压缩空气首先流经第一干燥塔06对压缩空气进行干燥，干燥后的压缩空气一部分流向下游用风设备，另一分部经过电磁阀08和正常运营反吹喷嘴10流向第二干燥塔07，对第二干燥塔07进行反吹再生。运行至一个周期(T)时电磁阀03再次失电，此时第一干燥塔06和第二干燥塔07都完成一个干燥和再生过程，称为为一个工作周期。第一干燥塔、第二干燥塔两腔的干燥和再生过程是循环进行的，在风源系统工作中的任何时候，其中一个腔处于干燥状态而另一腔处于再生状态。干燥塔的干燥和再过程的切换可以避免在干燥过程中干燥塔中的干燥剂出现过饱和。其中，正常运营用反吹喷嘴10的通径较大，使得较多的压缩空气流经再生干燥塔排向大气，从而流向下游用风设备的压缩空气较少，因此风源系统运行时间较长，运转率较高。

当车辆启动进行初充风时或车辆在运行高峰期时，控制电磁阀08得电，干燥后的压缩空气流经高峰期用反吹喷嘴09对干燥塔进行再生。其中高峰期用反吹喷嘴通径较小，即流向下游用风设备的流量较大，不仅满足车辆在运行高峰期的大量用风需求，又能使风源系统维持较高的运转率避免乳化，同时还能使车辆在启动时进行快速充风提高效率。

基于上述实施例相同的发明构思，本申请第二方面提供一种利用上述列车风源系统的润滑油乳化防治方法，包括：

S1：控制第一阀门，以使设定压力的压缩空气择一通入其中一个干燥器；

S2：控制回流管路上的第二阀门切换至对应设定工况的支路，以调节所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例，进而使所述风源系统运转率高于设定阈值。

其中，所述设定工况包括载客高峰期运行工况和载客正常期运行工况，所述支路包括两个。

可以理解，本申请提供的一种列车风源系统的润滑油乳化防治方法，通过采用第一阀门和第二阀门的切换和不同排量的回流支路对流经干燥塔的压缩空气的流量进行分级调整，从而调整风源系统的最终排量，使得风源系统在满足列车正常用风的前提下，在旅客高峰期和车辆启动初充风阶段有较大的排量，在正常运营期或其他乘客较少工况有相对较小的排量。使得风源系统始在列车运营期间终维持在较高的运转率，从而解决其润滑油乳化问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种列车风源系统，其特征在于，包括：

两个干燥器，其内均设有干燥剂；

第一阀门，控制设定压力的压缩空气择一通入其中一个干燥器；

反吹管路，将所述其中一个干燥器排出压缩空气中的一部分导入另一个干燥器，以使所述另一个干燥器中的干燥剂再生；以及

导出管路，将所述其中一个干燥器排出压缩空气中的另一部分导出至用风设备；

所述反吹管路包括多个支路和用于切换该多个支路择一导通的第二阀门组，所述第二阀门组包括至少一个第二阀门；其中，

多个支路上压缩空气的单位时间排量不同，进而使得所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例是可调节的，通过控制反吹管路上的第二阀门切换至对应设定工况的支路，以调节所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例，进而使所述风源系统运转率高于设定阈值；

所述设定工况包括载客高峰期运行工况和载客正常期运行工况，所述支路包括两个。

2.根据权利要求1所述的列车风源系统，其特征在于，每个支路上设置有变流孔或者反吹喷嘴，并且多个支路上的变流孔或者反吹喷嘴的孔径不同，进而使多个支路上压缩空气的单位时间排量不同。

3.根据权利要求1所述的列车风源系统，其特征在于，所述第一阀门为两位五通电磁换向阀，所述第二阀门为两位三通电磁换向阀。

4.根据权利要求1所述的列车风源系统，其特征在于，所述第一阀门连通在所述两个干燥器的入口处，所述列车风源系统还包括：

安全阀，设于与所述第一阀门入口连通的压缩空气导入管路上。

5.根据权利要求1所述的列车风源系统，其特征在于，所述第一阀门连通在所述两个干燥器的入口处，

所述反吹管路通过所述另一个干燥器的出口向所述另一个干燥器导入压缩空气，使所述另一个干燥器中的干燥剂再生后的压缩空气经所述另一个干燥器的入口排出；

所述列车风源系统还包括：

排放管路，与所述第一阀门连通，用于排放经所述另一个干燥器的入口排出的压缩空气。

6.根据权利要求1所述的列车风源系统，其特征在于，所述支路的数量为多个。

7.根据权利要求1所述的列车风源系统，其特征在于，所述其中一个干燥器的出口和另一个干燥器的出口共同连接至用风设备，所述列车风源系统还包括：

双向止回阀，设于所述用风设备入口所在的管路上。

8.根据权利要求7所述的列车风源系统，其特征在于，所述列车风源系统还包括：

精密油过滤器，位于所述用风设备入口所在的管路上，并设于所述双向止回阀与所述用风设备入口之间。

9.一种利用如权利要求1所述的列车风源系统的润滑油乳化防治方法，其特征在于，包括：

控制第一阀门，以使设定压力的压缩空气择一通入其中一个干燥器；

控制反吹管路上的第二阀门切换至对应设定工况的支路，以调节所述其中一个干燥器排出压缩空气中的所述一部分和所述另一部分的比例，进而使所述风源系统运转率高于设定阈值。

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