CN110803186A - 用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，包括：总风压力开关安装于总风管上；制动缸压力开关安装于制动缸管上；保压阀设于总风缸与列车管之间的供风通路；紧急放风阀安装于列车管上，用于排出列车管中的空气；总放风阀设置于总风管上，用于排出总风管中的空气；接触器串联于工程车的走行控制系统中，用于切断工程车的走行动力；报警器；中央处理器分别与总风压力开关、制动缸压力开关、保压阀、紧急放风阀、总放风阀、接触器、报警器信号连接。本系统能够在总风缸、制动缸、列车管的实时压力过高或过低时做出相应的保护措施，保证工程车的行车安全。

Description

用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统

技术领域

本发明属于铁路工程车技术领域，更具体地，涉及一种用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统。

背景技术

空气管路系统直接关系到工程车的运行安全，是工程车的重要组成部分，当由于某种原因使工程车压力控制器不能正常工作、空压机出现问题时，压力将会不停的上升或者下降，当总风压力超过系统承受的压力时，将会出现严重的后果，当总风压力过低时，将严重影响车的制动、缓解，如果司机并未发现问题，这将造成不可估量的后果。此外，总风、列车管、制动缸的压力也需要时刻监测，一般的工程车这两种压力是通过风压表来显示的，如果风压表故障司机将无法通过风表来监测各管压力，对于行车是十分危险的。

因此期待研发一种用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，能够在总风缸、制动缸、列车管的实时压力过高或过低时做出相应的保护措施，保证工程车的行车安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，在总风缸、制动缸、列车管的实时压力过高或过低时做出相应的保护措施，保证工程车的行车安全。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，所述空气管路系统包括总风缸、制动缸和列车管，所述总风缸通过总风管为工程车车厢中的气动部件提供动力，通过中继阀给所述列车管充风，通过分配阀向所述制动缸中充风，所述风压监测保护系统包括：

总风压力开关，所述总风压力开关安装于所述总风管上；

制动缸压力开关，所述制动缸压力开关安装于所述制动缸管上；

保压阀，所述保压阀设于所述总风缸与所述列车管之间的供风通路；

紧急放风阀，所述紧急放风阀安装于所述列车管上，用于排出所述列车管中的空气；

总放风阀，所述总放风阀设置于所述总风管上，用于排出所述总风管中的空气；

接触器，所述接触器串联于所述工程车的走行控制系统中，用于切断所述工程车的走行动力；

报警器；

中央处理器，所述中央处理器分别与所述总风压力开关、所述制动缸压力开关、所述保压阀、所述紧急放风阀、所述总放风阀、所述接触器、所述报警器信号连接。

优选地，所述总风压力开关包括高压开关和低压开关，当所述总风管内的压力高于第一安全设定值时，所述高压开关闭合，当所述总风管内的压力低于第二安全设定值时，所述低压开关断开；当所述制动缸管中的压力高于第三安全设定值时，所述制动缸压力开关闭合；

当所述高压开关闭合时，所述中央处理器向所述报警器发出控制指令以使所述报警器发出启动所述总放风阀的报警信息，并在发出所述控制指令之后的预定时间内所述总放风阀未开启的情况下控制所述保压阀和所述紧急放风阀得电，切断所述总风缸与所述列车管之间的供风通路，排出所述列车管中的空气，实现紧急制动；

当所述低压开关断开时，所述中央处理器控制所述保压阀和所述紧急放风阀得电，切断所述总风缸与所述列车管之间的供风通路，排出所述列车管中的空气，实现紧急制动；

当所述制动缸压力开关闭合，所述中央处理器控制所述接触器得电，以切断所述工程车的走行动力，使工程车怠速。

优选地，所述第一安全设定值为880～920kpa，所述第二安全设定值为530～570kpa，所述第三安全设定值为240～280kpa。

优选地，所述中央处理器中设有延时继电器，所述延时继电器的第一常开触点、第二常开触点分别与所述保压阀和所述紧急放风阀电连接，当所述高压开关闭合时，所述中央处理器控制所述延时继电器的第一常开触点、第二常开触点得电，所述延时继电器的延时时间为所述预定时间。

优选地，所述延时继电器的常闭触点与所述报警器电连接，当所述高压开关闭合时，所述中央处理器控制所述延时继电器的常闭触点得电，所述延时继电器的常闭触点在得电时间达到所述预定时间后断开。

优选地，所述报警器为语音报警器。

优选地，还包括传感器组件，所述传感器组件包括总风管传感器、制动缸传感器和列车管传感器，所述总风管传感器设于所述总风管上，用于检测所述总风管内的压力P1，所述制动缸传感器设于所述制动缸上，用于检测所述制动缸内的压力P2，所述列车管传感器设于所述列车管上，用于检测所述列车管内的压力P3，所述传感器组件与所述中央处理器信号连接，将所述压力P1、压力P2和压力P3发送至所述中央处理器。

优选地，还包括显示屏，所述显示屏连接于所述中央处理器，用于显示所述压力P1、压力P2和压力P3。

优选地，还包括总控制开关，所述总控制开关设于所述中央处理器与电源之间。

优选地，还包括总风控制开关，所述总风控制开关用于接收用户输入以启动所述总放风阀。

本发明的有益效果在于：

1、当总风管内的压力高出总风压力开关的安全设定值范围时，报警器能够及时报警提示操作人员，且在操作人员无法及时开启总放风阀时，自动施加保护措施启动保压阀和紧急放风阀使列车紧急制动，当总风管内的压力低于总风压力开关的安全设定值范围时，自动施加保护措施启动保压阀和紧急放风阀使列车紧急制动，使列车紧急制动，保障行车安全；当制动缸中的压力高于制动缸压力开关的安全设定值时，接触器自动切断工程车动力，节约了工程车的运行动力，延长发动机使用寿命。

2、设置延时继电器，当总风缸压力的压力高于第一安全设定值时，为操作人员预留开启总放风阀的时间，避免工程车直接紧急制动，保证工程车正常运行，回段后检修。

3、用压力传感器时监测总风压力、制动缸压力、列车管压力，同时将压力信号转换为电流信号，输入到中央处理器，通过中央处理器内的转换模块，将压力显示于显示屏上，司机可将风压表和显示屏上显示的数值进行对比，若风压表故障，可以通过显示屏上的压力显示，观察总风、制动缸、列车管压力，掌握制动机的使用状态。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的中央处理器的输入输出信号的示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的中央处理器的逻辑梯形图。

附图标记说明

1、中央处理器；2、高压开关；3、低压开关；4、制动缸压力开关；5、保压阀；6、紧急放风阀；7、接触器；8、语音报警器；9、显示屏；10、总控制开关；11、总风压力传感器；12、制动缸压力传感器；13、列车管压力传感器；14、总放风阀15、总风控制开关。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

空气管路系统包括总风缸、制动缸和列车管，总风缸通过总风管为工程车车厢中的气动部件提供动力，通过中继阀给列车管充风，通过分配阀向制动缸中充风。

用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统包括：

总风压力开关，总风压力开关安装于总风管上；

制动缸压力开关，制动缸压力开关安装于制动缸管上；

保压阀，保压阀设于总风缸与列车管之间的供风通路；

紧急放风阀，紧急放风阀安装于列车管上，用于排出列车管中的空气；

总放风阀，总放风阀设置于总风管上，用于排出总风管中的空气；

接触器，接触器串联于工程车的走行控制系统中，用于切断工程车的走行动力；

报警器；

中央处理器，中央处理器分别与总风压力开关、制动缸压力开关、保压阀、紧急放风阀、总放风阀、接触器、报警器信号连接。

具体地，当总风管内的压力高出总风压力开关的安全设定值范围时，报警器能够及时报警提示操作人员，且在操作人员无法及时开启总放风阀时，自动施加保护措施启动保压阀和紧急放风阀使列车紧急制动，当总风管内的压力低于总风压力开关的安全设定值范围时，自动施加保护措施启动保压阀和紧急放风阀使列车紧急制动，使列车紧急制动，保障行车安全；当制动缸中的压力高于制动缸压力开关的安全设定值时，接触器自动切断工程车动力，节约了工程车的运行动力，延长发动机使用寿命。

作为优选方案，总风压力开关包括高压开关和低压开关，当总风管内的压力高于第一安全设定值时，高压开关闭合，当总风管内的压力低于第二安全设定值时，低压开关断开；当制动缸管中的压力高于第三安全设定值时，制动缸压力开关闭合；

当高压开关闭合时，中央处理器向报警器发出控制指令以使报警器发出启动总放风阀的报警信息，并在发出控制指令之后的预定时间内总放风阀未开启的情况下控制保压阀和紧急放风阀得电，切断总风缸与列车管之间的供风通路，排出列车管中的空气，实现紧急制动；

当低压开关断开时，中央处理器控制保压阀和紧急放风阀得电，切断总风缸与列车管之间的供风通路，排出列车管中的空气，实现紧急制动；

当制动缸压力开关闭合，中央处理器控制接触器得电，以切断所述工程车的走行动力，使工程车怠速。

作为优选方案，第一安全设定值为880～920kpa，第二安全设定值为530～570kpa，第三安全设定值为240～280kpa。

作为优选方案，中央处理器中设有延时继电器，延时继电器的第一常开触点、第二常开触点分别与保压阀和紧急放风阀电连接，当高压开关闭合时，中央处理器控制延时继电器的第一常开触点、第二常开触点得电，延时继电器的延时时间为预定时间。

具体地，设置延时继电器，当总风缸压力的压力高于第一安全设定值时，为操作人员预留开启总放风阀的时间，避免工程车直接紧急制动，保证工程车正常运行，回段后检修。

作为优选方案，延时继电器的常闭触点与报警器电连接，当高压开关闭合时，中央处理器控制延时继电器的常闭触点得电，延时继电器的常闭触点在得电时间达到预定时间后断开。

作为优选方案，报警器为语音报警器。

具体地，在总风过高情况下，通过语音报警，提醒司机注意。

作为优选方案，还包括传感器组件，传感器组件包括总风管传感器、制动缸传感器和列车管传感器，总风管传感器设于总风管上，用于检测总风管内的压力P1，制动缸传感器设于制动缸上，用于检测制动缸内的压力P2，列车管传感器设于列车管上，用于检测列车管内的压力P3，传感器组件与中央处理器信号连接，将压力P1、压力P2和压力P3发送至中央处理器。

作为优选方案，还包括显示屏，显示屏连接于中央处理器，用于显示压力P1、压力P2和压力P3。

具体地，用压力传感器组件实时监测总风压力、制动缸压力、列车管压力，同时将压力信号转换为电流信号，输入到中央处理器，通过中央处理器内的转换模块，将压力显示于显示屏上，司机可将风压表和显示屏上显示的数值进行对比，若风压表故障，可以通过显示屏上的压力显示，观察总风、制动缸、列车管压力，掌握制动机的使用状态。

作为优选方案，还包括总控制开关，总控制开关设于中央处理器与电源之间。。

作为优选方案，还包括总风控制开关，总风控制开关用于接收用户输入以启动总放风阀。

实施例

图1示出了根据本实施例的中央处理器的输入输出信号的示意图；图2示出了根据本实施例的中央处理器的逻辑梯形图。

如图1至图2所示，该用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统包括：中央处理器1及与中央处理器1信号连接的高压开关2、低压开关3、制动缸压力开关4、总风压力传感器11、制动缸压力传感器12、列车管压力传感器13、显示屏9、保压阀5、紧急放风阀6、接触器7、语音报警器8、总放风阀14；总放风阀14设置于总风管上，用于排出总风缸中的空气；中央处理器1中设有延时继电器，延时继电器的第一常开触点、第二常开触点分别与保压阀、紧急放风阀电连接，当高压开关闭合时，中央处理器控制所述延时继电器得电，延时继电器的延时时间为15s；保压阀5用于切断总风缸与列车管之间的供风通路；紧急放风阀6安装于列车管上，用于排出列车管中的空气；接触器7串联于工程车的走行控制系统中，用于切断工程车的走行动力；中央处理器1通过总控制开关10连接于电源，总放风阀14通过总风控制开关连接于电源，紧急放风阀6和总放风阀14为常闭式直通电磁阀，压力传感器10的额定输出电流为4-20mA，型号为MBS300，压高压开关2、低压开关3和制动缸压力开关4的压力范围为0-1.6Mpa，型号为MBC5000-1411-1CB04。

其中、高压开关2的安全设定值为900kpa，低压开关3的安全设定值为550kpa，制动缸压力开关4的安全设定值为260kpa。

工程车空气管路系统的风压监测保护方法，包括步骤：

1)打开总控制开关，中央处理器得电启动；

2)中央处理器控制高压开关、低压开关和制动缸压力开关得电；

3)总风缸的压力高于900kpa，高压开关闭合，中央处理器收到信号后控制延时继电器的常闭触点得电，使语音报警器得电报警，15S以后延时继电器常闭触点断开，语音报警结束；

4)若总放风阀在15s内开启，使总风缸压力恢复安全设定值，则高压开关断开，工程车正常运行；

5)若总放风阀在15s内没有开启，则延时继电器使保压阀和紧急放风阀得电，切断总风缸与列车管之间的供风通路，并排出列车管中的空气，工程车紧急制动。

6)总风缸的压力低于550kpa，低压开关闭合，中央处理器收到信号后控制保压阀和紧急放风阀得电，切断总风缸与列车管之间的供风通路，并排出列车管中的空气，工程车紧急制动。

7)制动缸中的压力高于260kpa，制动缸压力开关闭合，中央处理器收到信号后控制接触器得电，切断工程车的走行动力，工程车回怠速。

本系统的功能介绍如下：

功能一：总风压力大于900kpa时

由于空压机控制故障，总风压力持续上升，总风压力大于900kpa，高压开关(设定值为900kpa)闭合，中央处理器接收到I2为高电平，控制其内延时继电器得电，输出信号O3，启动语音报警系统，提示司机“请注意总风压力异常”，在语音报警15s内，司机可通过总风控制开关启动总风放风阀，排出多余总风压力，保证工程车正常运行，回段后检修。若司机未在15s内对语音做出响应，延时继电器上的第一常开触点、第二常开触点闭合，输出信号O1、O2,保压阀得电，总风给遮断管供风，进而控制遮断阀，切断总风给列车管的供风通路，紧急放风阀得电快速启动，快速排出列车管压力，制动机产生紧急制动作用。此外延时继电器上的常闭触点15s后断开，切断信号O3语音报警自动解除。

功能二：总风压力低于550kpa时

由于空压机故障无法供风或者由于总风管路出现大的漏泄，导致总风压力逐渐降低，当压力低于550kpa，低压开关(设定值为550kpa)断开，中央处理器接收到I3为低电平，输出信号O1、O2，保压阀得电，总风给遮断管供风，进而控制遮断阀，切断总风给列车管的供风通路；同时，快速启动紧急放风阀，快速排出列车管压力，制动机产生紧急制动作用。

功能三：制动缸压力高于260kpa

正常运行时，当施加制动力，制动缸压力高于260kpa时，制动缸压力开关闭合，中央处理器接收到I4为高电平，输出O4电信号，外接接触器KM得电，串联于走行控制系统中的接触器常闭触点断开，切断动力，保证制动缸压力大于260kpa时，工程车回怠速，节约动力。

功能四：压力显示

总风管、制动缸管、列车管上分别装有总风压力传感器、制动缸压力传感器和列车管压力传感器，用来时时监测总风压力、制动缸压力、列车管压力，并将总风压力信号、制动缸压力信号和列车管压力信号分别转换为电流信号I5、I6、I7，输入到中央处理器，通过中央处理器内的转换模块，输出电信号O5、O6、O7，将总风压力、制动缸压力、列车管压力显示于显示屏上。司机可将风压表和数字显示进行对比，若风压表故障，可以通过显示屏上的压力显示，观察总风、制动缸、列车管压力，掌握制动机的使用状态。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，所述空气管路系统包括总风缸、制动缸和列车管，所述总风缸通过总风管为工程车车厢中的气动部件提供动力，通过中继阀给所述列车管充风，通过分配阀向所述制动缸中充风，其特征在于，所述风压监测保护系统包括：

总风压力开关，所述总风压力开关安装于所述总风管上；

制动缸压力开关，所述制动缸压力开关安装于所述制动缸管上；

保压阀，所述保压阀设于所述总风缸与所述列车管之间的供风通路；

紧急放风阀，所述紧急放风阀安装于所述列车管上，用于排出所述列车管中的空气；

总放风阀，所述总放风阀设置于所述总风管上，用于排出所述总风管中的空气；

接触器，所述接触器串联于所述工程车的走行控制系统中，用于切断所述工程车的走行动力；

报警器；

中央处理器，所述中央处理器分别与所述总风压力开关、所述制动缸压力开关、所述保压阀、所述紧急放风阀、所述总放风阀、所述接触器、所述报警器信号连接。

2.根据权利要求1所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，所述总风压力开关包括高压开关和低压开关，当所述总风管内的压力高于第一安全设定值时，所述高压开关闭合，当所述总风管内的压力低于第二安全设定值时，所述低压开关断开；当所述制动缸管中的压力高于第三安全设定值时，所述制动缸压力开关闭合；

当所述高压开关闭合时，所述中央处理器向所述报警器发出控制指令以使所述报警器发出启动所述总放风阀的报警信息，并在发出所述控制指令之后的预定时间内所述总放风阀未开启的情况下控制所述保压阀和所述紧急放风阀得电，切断所述总风缸与所述列车管之间的供风通路，排出所述列车管中的空气，实现紧急制动；

当所述低压开关断开时，所述中央处理器控制所述保压阀和所述紧急放风阀得电，切断所述总风缸与所述列车管之间的供风通路，排出所述列车管中的空气，实现紧急制动；

当所述制动缸压力开关闭合，所述中央处理器控制所述接触器得电，以切断所述工程车的走行动力，使工程车怠速。

3.根据权利要求2所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，所述第一安全设定值为880～920kpa，所述第二安全设定值为530～570kpa，所述第三安全设定值为240～280kpa。

4.根据权利要求2所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，所述中央处理器中设有延时继电器，所述延时继电器的第一常开触点、第二常开触点分别与所述保压阀和所述紧急放风阀电连接，当所述高压开关闭合时，所述中央处理器控制所述延时继电器的第一常开触点、第二常开触点得电，所述延时继电器的延时时间为所述预定时间。

5.根据权利要求2所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，所述延时继电器的常闭触点与所述报警器电连接，当所述高压开关闭合时，所述中央处理器控制所述延时继电器的常闭触点得电，所述延时继电器的常闭触点在得电时间达到所述预定时间后断开。

6.根据权利要求1所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，所述报警器为语音报警器。

7.根据权利要求1所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，还包括传感器组件，所述传感器组件包括总风管传感器、制动缸传感器和列车管传感器，所述总风管传感器设于所述总风管上，用于检测所述总风管内的压力P1，所述制动缸传感器设于所述制动缸上，用于检测所述制动缸内的压力P2，所述列车管传感器设于所述列车管上，用于检测所述列车管内的压力P3，所述传感器组件与所述中央处理器信号连接，将所述压力P1、压力P2和压力P3发送至所述中央处理器。

8.根据权利要求7所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏连接于所述中央处理器，用于显示所述压力P1、压力P2和压力P3。

9.根据权利要求1所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，还包括总控制开关，所述总控制开关设于所述中央处理器与电源之间。

10.根据权利要求1所述的用于工程车空气管路系统的风压监测保护系统，其特征在于，还包括总风控制开关，所述总风控制开关用于接收用户输入以启动所述总放风阀。

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