CN110696859A - 列车真空保持式集便系统车上污物箱 - Google Patents

列车真空保持式集便系统车上污物箱 Download PDF

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胡易轩
赵越
范青杨
张旭
常学德
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Abstract

一种列车真空保持式集便系统车上污物箱，包括不同高度位置上的液位传感器、污物进入管、底座、加热毯、冲洗管、吸污管、排气管、加强筋、通气管、吊座，其特征在于：污物箱本体下部设置温度传感器，污物箱本体中上部设有压力传感器、控制模块、真空发生器、过滤减压阀，压力传感器用于测量污物箱内负压值，控制模块用于接收压力传感器负压信号，从而控制真空发生器停止工作，过滤减压阀用于当灰水箱液位传感器触发后，控制排水阀将水排入污物箱中。本发明解决了现有产品布置在底架下部与其他设备相互交错，检修困难；距离便器较远，排污管路容易堵塞；车外温度低，运行需伴热等问题。

Description

列车真空保持式集便系统车上污物箱
技术领域
本发明涉及轨道车辆集便系统，尤其是涉及一种集便系统车上污物箱。
背景技术
便器是卫生间的重要组成部分，广泛的应用在火车、轮船、飞机等运输工具上。早期的运输工具上的便器采用直接排放的方式，不仅影响使用感受，还污染自然环境。随着科学技术的日益发展及国家对自然环境保护的日益重视，开发并使用一种高效环保的集便系统成为可能。真空保持式集便系统就是在这一环境下逐渐开发完善的。其主要是利用真空发生器在污物箱内形成的负压将便器的污物通过管路运输至污物箱内，该系统可将污物封闭处理运输，耗能较少，现已广泛应用在火车、轮船、飞机等各类运输工具上。但是，现有产品功能单一，只能承载污物，不能控制真空发生器进行抽真空和控制进出口滑阀进行排污，也无法监测箱体温度并及时对箱体进行加热。
发明内容
本发明的目的是提供一种可控制真空发生器进行抽真空和控制进出口滑阀进行排污的污物箱，同时能够监测箱体温度并及时对箱体进行加热。该污物箱可布置在车内卫生间附近，缩短便器与污物箱之间的距离，降低因长管路导致的系统堵塞风险。同时设置车上的污物箱所处的温度环境与车厢内一致，可以减少加热装置使用时间，降低系统的能耗。
为实现上述发明目的，本发明提供一种列车真空保持式集便系统车上污物箱，包括不同高度位置上的液位传感器、污物进入管、底座、加热毯、冲洗管、吸污管、排气管、加强筋、通气管、吊座，其特征在于：污物箱本体下部设置温度传感器，污物箱本体中上部设有压力传感器、控制模块、真空发生器、过滤减压阀，压力传感器用于测量污物箱内负压值，控制模块用于接收压力传感器负压信号，从而控制真空发生器停止工作，过滤减压阀用于当灰水箱液位传感器触发后，控制排水阀将水排入污物箱中。
所述的污物箱本体下部设置接线箱，用于整合污物箱上所有设备的信号输出点并通过电缆与列车网络通信。
所述的污物箱本体中下部且位于接线箱上边设置灰水箱，收集洗手盆留下来的污水，灰水箱上面安装灰水箱液位传感器，用于检测灰水箱是否需要排水，灰水箱与污物箱本体连接的管路上设有排水阀，用于隔绝污物箱内的气体通过灰水箱进入车内。
所述的控制模块执行下面的逻辑过程：
1、系统自检，检查压力传感器、温度传感器、高位液位传感器是否触发；
2、如果压力传感器触发，真空发生器对箱体内部抽真空，直到真空度为-30Kpa为止；如累计3个抽真空循环，真空度仍不足则报真空度不足；当温度传感器触发时，系统控制箱体加热管进行加热，直到温度高于0℃为止；如累计三个加热循环仍低于0℃则报加热管故障；当满液位传感器触发时，系统报满液位故障并停止集便系统进污；如当满液位传感器有信号但50％传感器无信号时，则报满液位传感器故障；
3、自检无问题时，系统进入待机状态；
4、待机状态下，当有人按压冲洗按钮，则系统检测是否处于排队等待；如不是，则进行冲洗并打开污物箱排污阀，30S后检测排污阀是否已经正常关闭；如未正常关闭则报排污阀故障；如已经正常关闭，则检测真空度信号是否正常；如真空度信号不正常，则报压力传感器故障，如真空信号正常，则真空发生器开始动作将污物箱抽到-30Kpa；
5、当灰水箱满液位传感器触发，则系统检测是否处于排队等待，如不是，则打开排水阀，30S后检测排水阀是否正常关闭，如未关闭，则报排水阀故障；如已经正常关闭，则检测真空度信号是否正常；如真空度信号不正常，则报压力传感器故障，如真空信号正常，则真空发生器开始动作，将污物箱抽到-30Kpa。
本发明的污物箱设置了中央控制模块、真空发生器、气动控制板、控制模块、温度检测模块、液位检测模块、灰水模块，集成液位监测、温度监测、真空度监测、网络通讯、灰水检测多功能，与传统单一的金属污物箱相比功能上有了巨大的提升。本发明污物箱布置在车上，解决了现有产品布置在底架下部与其他设备相互交错，检修困难；距离便器较远，排污管路容易堵塞；车外温度低，运行需伴热等问题。
附图说明
图1是本发明污物箱的整体组成示意图；
图2是图1的后视图；
图3是本发明的原理图；
图4是本发明污物箱控制模块的逻辑图。
图中：1-污物箱本体、2-高位液位传感器、3-中高位液位传感器、4-中位液位传感器、5-低位液位传感器、6-压力传感器、7-控制模块、8-真空发生器、9-过滤减压阀、10-灰水箱液位传感器、11-灰水箱、12-排水阀、13-接线箱、14-污物进入管、15-底座、16-温度传感器、17-灰水箱进水管、18-吸污管、19-排气管、20-加强筋、21-通气管、22-吊座、23-加热毯、24-冲洗管。
具体实施方式
参照图1-图3，本发明具体实施方式包括不同高度位置上的液位传感器2-5、污物进入管14、底座15、吸污管18、排气管19、加强筋20、通气21管、吊座22、加热毯23、冲洗管24，其特点是：污物箱本体1下部设置接线箱13和温度传感器16，污物箱本体中下部且位于接线箱上边设置灰水箱11，收集洗手盆流下来的污水，灰水箱11上面安装灰水箱液位传感器10，灰水箱11与污物箱本体1连接的管路上设有排水阀12，污物箱本体中上部设有压力传感器6、控制模块7、真空发生器8、过滤减压阀9，压力传感器用于测量污物箱内负压值，控制模块用于接收压力传感器负压信号，从而控制真空发生器停止工作，过滤减压阀用于当灰水箱液位传感器触发后，控制排水阀将水排入污物箱中。
参照图4，所述的控制模块执行下面的逻辑过程：
1、系统自检，检查压力传感器、温度传感器、高位液位传感器是否触发；
2、如果压力传感器触发，真空发生器对箱体内部抽真空，直到真空度为-30Kpa为止；如累计3个抽真空循环，真空度仍不足则报真空度不足；当温度传感器触发时，系统控制箱体加热管进行加热，直到温度高于0℃为止；如累计三个加热循环仍低于0℃则报加热管故障；当满液位传感器触发时，系统报满液位故障并停止集便系统进污；如当满液位传感器有信号但50％传感器无信号时，则报满液位传感器故障；
自检无问题时，系统进入待机状态；
待机状态下，当有人按压冲洗按钮，则系统检测是否处于排队等待；如不是，则进行冲洗并打开污物箱排污阀，30S后检测排污阀是否已经正常关闭；如未正常关闭则报排污阀故障；如已经正常关闭，则检测真空度信号是否正常；如真空度信号不正常，则报压力传感器故障，如真空信号正常，则真空发生器开始动作将污物箱抽到-30Kpa；
当灰水箱满液位传感器触发，则系统检测是否处于排队等待，如不是，则打开排水阀，30S后检测排水阀是否正常关闭，如未关闭，则报排水阀故障；如已经正常关闭，则检测真空度信号是否正常；如真空度信号不正常，则报压力传感器故障，如真空信号正常，则真空发生器开始动作，将污物箱抽到-30Kpa。
本发明工作过程如下：
1、系统自检
当灰水箱液位传感器触发后，气动控制板控制排水阀将水排入污物箱中，温度传感器监控箱体温度如低于0℃则启动接线箱内的开关，控制加热毯进行加热，污物箱连接污物进入管的排污阀关闭后，污物箱形成一个封闭的空间，控制模块控制激活真空发生器后，压缩空气会通过真空发生器带走封闭空间内的空气，由通气管排出车外，形成负压。当负压值达到-30Kpa时触发6-压力传感器，控制模块收到信号并控制真空发生器停止工作，同时将负压保持在此封闭空间内。便器排泄阀在待命状态下是关闭的，系统在冲洗按钮按压后，激活便器排泄阀打开，便盆内的污物和水在外界大气压力的推动下沿污物进入管向污物箱运行。
污物进入污物箱后，便器排泄阀关闭，由于污物和部分空气已经进入了污物箱，负压值减小，系统重新启动真空发生器，系统再次建立足够的真空，待命进入下一次冲洗循环。
污物箱设置控制模块需要监测污物箱内部的各种指标。其中，2-100%液位传感器、3-75%液位传感器、4-50%液位传感器、5-5%液位传感器监控污物箱内液位情况。1-温度传感器监控箱体温度如低于0℃则启动13-接线箱内的开关控制16-加热毯进行加热。11-灰水箱收集洗手盆留下来的污水，当10-灰水箱液位传感器触发后，9-气动控制板控制12-排水阀将水排入污物箱中。
箱体通过20-加强筋进行强化本体强度，通过底部的15-底座与车体安装座链接，顶部通过22-吊座与车体侧部链接。当箱体需要维护时，通过17-冲洗管、18-吸污管、19-排气管进行排污和冲洗操作。
当上述控制环节出现异常时，通过网络向外部传输对应的故障信号并停止所有阀和真空发生器的工作等待检修。

Claims (4)

1.一种列车真空保持式集便系统车上污物箱，包括不同高度位置上的液位传感器、污物进入管、底座、加热毯、冲洗管、吸污管、排气管、加强筋、通气管、吊座，其特征在于：污物箱本体下部设置温度传感器，污物箱本体中上部设有压力传感器、控制模块、真空发生器、过滤减压阀，压力传感器用于测量污物箱内负压值，控制模块用于接收压力传感器负压信号，从而控制真空发生器停止工作，过滤减压阀用于当灰水箱液位传感器触发后，控制排水阀将水排入污物箱中。
2.根据权利要求1所述的一种列车真空保持式集便系统车上污物箱，其特征在于：所述的污物箱本体下部设置接线箱，用于整合污物箱上所有设备的信号输出点并通过电缆与列车网络通信。
3.根据权利要求2所述的一种列车真空保持式集便系统车上污物箱，其特征在于：所述的污物箱本体中下部且位于接线箱上边设置灰水箱，收集洗手盆留下来的污水，灰水箱上面安装灰水箱液位传感器，灰水箱与污物箱本体连接的管路上设有排水阀。
4.根据权利要求1所述的一种列车真空保持式集便系统车上污物箱，其特征在于：所述的控制模块执行下面的逻辑过程：
（1）系统自检，检查压力传感器、温度传感器、高位液位传感器是否触发；
（2）如果压力传感器触发，真空发生器对箱体内部抽真空，直到真空度为-30Kpa为止；如累计3个抽真空循环，真空度仍不足则报真空度不足；当温度传感器触发时，系统控制箱体加热管进行加热，直到温度高于0℃为止；如累计三个加热循环仍低于0℃则报加热管故障；当满液位传感器触发时，系统报满液位故障并停止集便系统进污；如当满液位传感器有信号但50％传感器无信号时，则报满液位传感器故障；
（3）自检无问题时，系统进入待机状态；
（4）待机状态下，当有人按压冲洗按钮，则系统检测是否处于排队等待；如不是，则进行冲洗并打开污物箱排污阀，30S后检测排污阀是否已经正常关闭；如未正常关闭则报排污阀故障；如已经正常关闭，则检测真空度信号是否正常；如真空度信号不正常，则报压力传感器故障，如真空信号正常，则真空发生器开始动作将污物箱抽到-30Kpa；
（5）当灰水箱满液位传感器触发，则系统检测是否处于排队等待，如不是，则打开排水阀，30S后检测排水阀是否正常关闭，如未关闭，则报排水阀故障；如已经正常关闭，则检测真空度信号是否正常；如真空度信号不正常，则报压力传感器故障，如真空信号正常，则真空发生器开始动作，将污物箱抽到-30Kpa。
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