CN111169499A - 一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，包括废水污物收集设备、便器组成及废水排放设备，还包括气动控制面板，在所述气动控制面板上集成安装有气动控制单元、打正压单元及真空发生单元，在便器组成上集成安装有水增压单元。不但集成化程度高，结构简单易于维护，而且气动控制面板、便器组成等在现车安装前可以进行预组，在现车安装时只需要连接少量的管路即可完成集便系统的组装，大幅减少了外接管路数量，有利于提高了组装效率和组装质量。

Description

一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统

技术领域

本发明涉及一种给水卫生设备，特别涉及一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统。

背景技术

集便系统是客车设计的重要组成部分，是旅客旅途生活必不可少的基本条件之一，也是旅客列车人性化服务的重要方面。目前用于铁路集便系统主要有真空中转式系统、真空保持式系统等。现有真空中转式系统具有能耗低，效率高等优点，但也具有控制部件数量多，维护复杂、故障点多等缺点。

现有真空中转式集便系统的气动控制面板用于控制及分配集便系统中的便器、灰水中转箱、污水中转箱、水增压单元、真空发生器等装置的空气动力系统。现有系统气动控制面板通过管接件及气管与各个控制部件相连，控制部件数量多，位置分散，故管路多、线路长、布置杂乱且需穿过车体底板。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种集成化程度高，结构简单易于维护，有利于减少外接管路数量的轨道车辆用模块化真空中转式集便系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种轨道车辆用模块化中转式真空集便系统，包括废水污物收集设备、便器组成及废水排放设备，还包括气动控制面板，在所述气动控制面板上集成安装有气动控制单元、打正压单元及真空发生单元，在便器组成上集成安装有水增压单元。

进一步，所述气动控制单元包括通过气管路依次连接的手动换向阀、过滤减压阀、气源压力开关，所述打正压单元包括打正压开关和打正压电磁阀，所述真空发生单元包括真空发生器、抽真空电磁阀、真空开关及抽真空用HOSE阀。

进一步，在所述气动控制面板上安装有阀块，所述真空发生器、打正压电磁阀和抽真空电磁阀集成安装在阀块上。

进一步，所述抽真空用HOSE阀安装在真空发生器与污物中转箱之间的气路上并与打正压的气路连接，在所述污物中转箱清空时，压缩空气经过所述抽真空用HOSE阀进入污物中转箱，利用管阻关闭抽真空用HOSE阀，在所述污物中转箱堵塞而打正压停止时，所述抽真空用HOSE阀的内外作用压力相同打开，所述污物中转箱的压力通过真空发生器释放。

进一步，在所述抽真空用HOSE阀与污物中转箱之间的气路上安装有Y型过滤器。

进一步，所述真空开关、打正压开关并联安装在抽真空用HOSE阀与污物中转箱之间的气路上。

进一步，所述打正压开关的设定值小于在污物中转箱排空管路堵塞时的最大压力值。

进一步，在所述打正压气源与抽真空用HOSE阀之间和/或打正压气源与污物中转箱之间的气路上安装有微型减压阀。

进一步，所述水增压单元包括增压罐、水增压用电磁阀、便器用气控阀，所述增压罐、水增压用电磁阀、便器用气控阀集成安装在便器的底座上。

进一步，所述污物中转箱连接有进污HOSE阀和排污HOSE阀，所述进污HOSE阀、排污HOSE阀及进污HOSE阀用电磁阀和排污HOSE阀用电磁阀集成安装在所述污物中转箱上或集成安装在所述气动控制面板上。

综上内容，本发明所提供的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，将气动控制单元、打正压单元和真空发生单元集成安装在气动控制面板上，将水增压单元集成安装在便器组成上，不但集成化程度高，结构简单易于维护，而且气动控制面板、便器组成等在现车安装前可以进行预组，在现车安装时只需要连接少量的管路即可完成集便系统的组装，大幅减少了外接管路数量，有利于提高了组装效率和组装质量。

附图说明

图1是本发明系统原理示意图；

图2是本发明系统结构图；

图3是本发明气动控制面板结构图；

图4是本发明便器与水增压单元集成后的结构图。

如图1至图4所示，手动换向阀1，过滤减压阀2，气源压力开关3，第二便器排泄用电磁阀4，第二水增压用电磁阀5，第一便器排泄用电磁阀6，第一水增压用电磁阀7，第一便器用气控阀8，第一增压罐9，第一便器排泄阀10，第一便器11，第二增压罐12，第二便器用气控阀13，抽真空电磁阀14，真空发生器15，打正压电磁阀16，抽真空用HOSE阀17，安全阀18，污物中转箱19，排污HOSE阀用电磁阀20，排污HOSE阀21，中转箱液位开关22，真空开关23，进污HOSE阀24，进污HOSE阀用电磁阀25，打正压开关26，减压阀27，排泄阀用电磁阀28，暂存箱排泄阀29，废水暂存箱30，暂存箱液位开关31，灰水阀32，第二便器排泄阀33，第二便器34，污物箱35，废水污物箱36，气动控制面板37，Y型过滤器38，底座39，气控三通阀40，洗手盆41，微型减压阀42，微型减压阀43。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1和图2所示，本发明提供的一种轨道车辆用模块化中转式真空集便系统，包括污物箱35、污物中转箱19、废水暂存箱30、便器组成、废水排放设备、电控单元、气动控制单元、打正压单元、真空发生单元、水增压单元。废水排放设备包括洗手池41、地漏等。本实施例中，为了简化设备，提高系统设备模块化、集成化程度，将污物箱35、污物中转箱19和废水暂存箱30集成安装在一个废水污物箱36内，将气动控制单元、打正压单元及真空发生单元都集成在气动控制面板37上，同时将水增压单元集成安装在便器组成上。气动控制面板37、便器组成、废水排放设备、水增压单元、气动控制单元、打正压单元、真空发生单元均安装在车上，只有废水污物箱36安装在车下。该系统不但结构简单易于维护，而且气动控制面板、便器组成等在现车安装前可以进行预组，在现车安装时只需要连接少量的管路即可完成集便系统的组装，大幅减少了外接管路数量，有利于提高了组装效率和组装质量。

具体为，如图1、图2和图3所示，气动控制单元包括通过气管路与气源依次连接的手动换向阀1、过滤减压阀2、气源压力开关3，气动控制单元用于集中控制系统气压调节，抽真空及各气路分配等，为各气动阀提供所需正压气源。

真空发生单元用于在污物中转箱19内建立真空度，以将便器和废水暂存箱30内的污物和废水抽吸至污物中转箱19内。真空发生单元包括真空发生器15、抽真空电磁阀14、真空开关23、抽真空用HOSE阀17。抽真空用HOSE阀17选用DN20HOSE阀，安装在真空发生器15与污物中转箱19之间，用于控制真空发生器15与污物中转箱19之间气路的通断，同时，抽真空用HOSE阀1与打正压的气路连接。抽真空用HOSE阀17为常开状态，只有在向污物中转箱19内打正压时才关闭。在污物中转箱19清空时，压缩空气先作用到抽真空用HOSE阀17上，然后在进入污物中转箱19，利用管阻关闭抽真空用HOSE阀17，防止气压从真空发生器15泄漏。当污物中转箱19堵塞同时打正压停止时，此时抽真空用HOSE阀17内外作用的压力相同，抽真空用HOSE阀17打开，作用到污物中转箱19的压力可以迅速通过真空发生器15释放，有效防止反喷。

真空开关23通过控制线路与电控单元连接，同时接入抽真空用HOSE阀17与污物中转箱19之间的气路中，真空开关23接入抽真空用HOSE阀17后端的气路中，使真空开关23都能够准确的检测到污物中转箱19内的真空度，杜绝了污物中转箱19内真空度误判，大幅提高了系统的工作稳定性和可靠性。

打正压单元用于在排空污物中转箱19时，通过正压气源向污物中转箱19内施加正压，帮助污物中转箱19内的污物和废水全部排空至污物箱35内。打正压单元包括打正压电磁阀16和打正压开关26。打正压电磁阀16通过气管路与气源连接，同时通过线路与电控单元连接，打正压电磁阀16用于在污物中转箱19排污时将正压气源引入污物中转箱19内。打正压开关26通过控制线路与电控单元连接，同时通过气管接入抽真空用HOSE阀17与污物中转箱19之间的气路中，打正压开关26与真空开关23并联连接，打正压开关26接入抽真空用HOSE阀17后端的气路中，使打正压开关26都能够准确的检测到污物中转箱19内的真实压力，确保打正压电磁阀16能精确动作。污物中转箱19在堵塞时的最大压力值要大于打正压开关26的设定值，用于防止污物中转箱19过压，并在污物中转箱19堵塞时系统可以报警。

本实施例中，气动控制面板17包括一个安装板(图中未标示)，上述气动控制单元、打正压单元及真空发生单元中所有部件均集成安装在安装板上，在安装板上还安装有一阀块(图中未示出)，真空发生器15安装在阀块上，阀块内的真空管具有单项功能。打正压电磁阀16和抽真空电磁阀14分别安装在打正压电磁阀阀座(图中未示出)和抽真空电磁阀阀座(图中未示出)上，打正压电磁阀阀座和抽真空电磁阀阀座再固定在阀块上。

如图1所示，本实施例中，在抽真空用HOSE阀17与污物中转箱19之间安装有Y型过滤器38，可以有效防止在抽真空时过滤废气及杂质进入真空发生器15内，污物中转箱19清空时，也可以将杂质排回污物中转箱19内。

在Y型过滤器38及抽真空用HOSE阀17之间还设有安全阀18，防止安全阀18堵塞，安全阀18保证在系统故障时，能够释放污物中转箱19压力。

如图3所示，本实施例中，优选，在打正压气源与抽真空用HOSE阀17之间还另外安装有微型减压阀42，在打正压气源与污物中转箱19之间气路上安装有微型减压阀43。微型减压阀42和微型减压阀43用于控制抽真空用HOSE阀17和污物中转箱19的压力。微型减压阀43的压力设定值调整到120kPa，可以防止在系统故障的情况下，污物中转箱19压力过大。将微型减压阀42的压力调整到450kPa，保证抽真空用HOSE阀17的控制压力保证寿命，同时有利于污物中转箱19压力过大时可以系统可以通过抽真空用HOSE阀17泄压。当然，系统中也可以根据实际需要选择不安装微型减压阀42和微型减压阀43。

在污物中转箱19内安装有中转箱液位开关22，污物中转箱19通过进污管与便器的出口连接，污物中转箱19通过排污管与污物箱35连接。在进污管上安装有进污HOSE阀24，在排污管上安装有排污HOSE阀21，进污HOSE阀24连接进污HOSE阀用电磁阀25，排污HOSE阀21连接排污HOSE阀用电磁阀20，HOSE阀用电磁阀25和排污HOSE阀用电磁阀20通过控制线路与电控单元连接，同时通过气路与气源连接，在与气源连接的气路上安装有减压阀27，减压阀27是一种微型减压阀，用于控制向进污HOSE阀24和排污HOSE阀21提供的气源压力。本实施例中，优选将进污HOSE阀24、进污HOSE阀用电磁阀25、排污HOSE阀21、排污HOSE阀用电磁阀20及减压阀27集成安装在污物中转箱19上，用以减少穿车体的气管，或者也可以集成安装在气动控制面板37的阀块上。

洗手池41、地漏等排出的灰水先暂时存储在废水暂存箱30内，箱满后转移至污物中转箱19内。在废水暂存箱30中安装有暂存箱液位开关31，同时在废水暂存箱30的顶部安装有溢流管(图中未标示)，溢流管上安装灰水阀32，当废水暂存箱30上的暂存箱液位开关31故障时，废水将通过灰水阀32流到车外，同时灰水阀32兼具泄压的功能，不但能够辅助保持车内外压力平衡，而且当废水暂存箱30内的正压力大于6kPa时，灰水阀32自动开启泄压，大幅减少反喷的力度。废水暂存箱30的底部安装排水管，排水管的另一端接入污物中转箱19内。在排水管(图中未标示)上安装暂存箱排泄阀29，暂存箱排泄阀29与排泄阀用电磁阀28连接，排泄阀用电磁阀28通过控制线路与控制系统连接，同时通过气路与气源连接，该气路也接入减压阀27。

如图1所示，便器单元包括便器、冲洗开关、便器排泄阀等，便器包括坐便器或蹲便器等。本实施例中以设置两个便器为例说明，包括第一便器11和第二便器34，第一便器11和第二便器34内的污物均排放至污物中转箱19内。

第一便器11和第二便器34的排污口分别通过排污管与污物中转箱19连接，在第一便器11的排污管上安装第一便器排泄阀10，第一便器排泄阀10连接第一便器排泄用电磁阀6，在第二便器34的排污管上安装第二便器排泄阀33，第二便器排泄阀33连接第二便器排泄用电磁阀4。第一便器排泄用电磁阀6和第二便器排泄用电磁阀4分别通过控制线路与控制系统连接，通过气路与气源连接。

每个便器连接有一组水增压单元，水增压单元用于给便器冲洗时提供压力水。水增压单元包括增压罐、水增压用电磁阀、便器用气控阀。第一便器11与第一增压罐9、第一便器用气控阀8连接，第一增压罐9、第一便器用气控阀8与第一水增压用电磁阀7连接。第二便器34与第二增压罐12、第二便器用气控阀13连接，第二增压罐12、第二便器用气控阀13与第二水增压用电磁阀5连接。第一水增压用电磁阀7和第二水增压用电磁阀5分别通过控制线路与控制系统连接，通过气路与气源连接。

如图4所示，本实施例中，将便器对应的水增压单元也集成安装在便器上，以第一便器11为例进行说明，第一便器11的底部安装有底座39，便盆安装在底座39上方，第一便器排泄阀10等部件安装在底座39上，将对应的水增压单元中的各部件也集成安装在底座39上，水增压单元无需单独安装，节约了空间减少了零部件数量。第一增压罐9、第一便器用气控阀8与第一水增压用电磁阀7之间连接的气路上安装气控三通阀40。

本发明提供的集便系统中，将气动控制单元、打正压单元和真空发生单元集成安装在气动控制面板上，将水增压单元集成安装在便器组成上，不但集成化程度高，结构简单易于维护，而且气动控制面板、便器组成等在现车安装前可以进行预组，在现车安装时只需要连接少量的管路即可完成集便系统的组装，大幅减少了外接管路数量，有利于提高了组装效率和组装质量。

下面详细描述上述系统的工作过程：

便器动作流程：

按动便器11的冲洗按钮，真空发生单元开始工作，对污物中转箱19抽真空，同时水增压单元提供压力水冲洗便器11，污物中转箱19内真空度达到设定值后，真空发生器15停止工作，对应的便器排泄阀10打开，污物在负压作用下进入污物中转箱19，便器排泄阀10关闭，水增压单元提供压力水对便器11进行二次冲洗，在便盆的底部形成小水封，水增压单元补水，1次冲洗循环结束。

废水收集流程：

当乘客使用洗手池41时，废水通过管路重力汇集至废水暂存箱30内，当废水暂存箱30箱满时，系统控制真空发生器15对污物中转箱19抽真空，当真空度达到真空开关23设定值时，真空发生器15停止工作，系统控制暂存箱排泄阀29打开，废水在负压的作用下抽入污物中转箱19内，控制暂存箱排泄阀29关闭，系统进入待机状态，废水暂存箱30清空循环结束。

当便器和/或废水暂存箱30的排空次数累积至系统设定值时，系统控制正压力空气进入污物中转箱19，将污物中转箱19内的污物转移至污物箱35内。

污物中转箱清空流程：

废水暂存箱30清空及便器冲洗次数累计达设定次数或污物中转箱19内污物达到设定液位时，污物中转箱内注入正压空气，污物、废水在正压作用下转移至污物箱35。

在污物中转箱19清空过程中，当污物中转箱19排污管路堵塞时，污物中转箱19内的压力达到设定值时，打正压开关26断开，清空动作停止，压缩空气通过抽真空用HOSE阀17迅速排出，防止反喷。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，包括废水污物收集设备、便器组成及废水排放设备，其特征在于：还包括气动控制面板，在所述气动控制面板上集成安装有气动控制单元、打正压单元及真空发生单元，在便器组成上集成安装有水增压单元。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：所述气动控制单元包括通过气管路依次连接的手动换向阀、过滤减压阀、气源压力开关，所述打正压单元包括打正压开关和打正压电磁阀，所述真空发生单元包括真空发生器、抽真空电磁阀、真空开关及抽真空用HOSE阀。

3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：在所述气动控制面板上安装有阀块，所述真空发生器、打正压电磁阀和抽真空电磁阀集成安装在阀块上。

4.根据权利要求2所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：所述抽真空用HOSE阀安装在真空发生器与污物中转箱之间的气路上并与打正压的气路连接，在所述污物中转箱清空时，压缩空气经过所述抽真空用HOSE阀进入污物中转箱，利用管阻关闭抽真空用HOSE阀，在所述污物中转箱堵塞而打正压停止时，所述抽真空用HOSE阀的内外作用压力相同打开，所述污物中转箱的压力通过真空发生器释放。

5.根据权利要求4所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：在所述抽真空用HOSE阀与污物中转箱之间的气路上安装有Y型过滤器。

6.根据权利要求4所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：所述真空开关、打正压开关并联安装在抽真空用HOSE阀与污物中转箱之间的气路上。

7.根据权利要求2所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：所述打正压开关的设定值小于在污物中转箱排空管路堵塞时的最大压力值。

8.根据权利要求2所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：在所述打正压气源与抽真空用HOSE阀之间和/或打正压气源与污物中转箱之间的气路上安装有微型减压阀。

9.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：所述水增压单元包括增压罐、水增压用电磁阀、便器用气控阀，所述增压罐、水增压用电磁阀、便器用气控阀集成安装在便器的底座上。

10.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用模块化真空中转式集便系统，其特征在于：所述污物中转箱连接有进污HOSE阀和排污HOSE阀，所述进污HOSE阀、排污HOSE阀及进污HOSE阀用电磁阀和排污HOSE阀用电磁阀集成安装在所述污物中转箱上或集成安装在所述气动控制面板上。

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