CN113346369A - 轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜:包括电气柜壳体,所述电气柜壳体内为柜仓,所述柜仓的若干电气单元呈矩形阵列分布,且每一排电气单元均安装在电气单元支架上;在全局阻燃的基础上对A电气单元进行单独降温,抑制过热现象,从而最大限度的延长列车应急处理的反应时间。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通消防系统领域。
背景技术
列车内的电气柜内的电气单元的一旦发生过热现象,就很容易发生燃烧的情况,因此一旦列车电气柜内的温度传感器识别到任意电气单元有过热状态,为了防止进一步的发生火灾,在传统的做法上会立刻自动关闭电源;
由于列车处于高速运行的状态,立刻关闭电源相当于没有给工作人员的反应预警时间,这样容易出现意外;因此有必要设计一种紧急装置和工作方法,使电气柜内的电气单元发生过热现象时,可以不立即关闭电源,给工作人员一定的反应和预警时间。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种给工作人员一定的反应和预警时间的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜及其工作方法。
技术方案:为实现上述目的,本发明的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜:包括电气柜壳体,所述电气柜壳体内为柜仓,所述柜仓的若干电气单元呈矩形阵列分布,且每一排电气单元均安装在电气单元支架上;
每一个所述电气单元的所在位置均设置有温度传感器;每一纵列电气单元远离柜门的一侧均设置有一组紧急阻燃降温单元,每一组所述紧急阻燃降温单元均包括有一个二氧化碳喷射单元,所述二氧化碳喷射单元均能上下位移到任意电气单元所在高度。
进一步的,所述电气柜壳体的下端侧部设置有连通外部的出风窗;所述电气柜壳体的上端外侧部通过支架固定安装有送风机,所述送风机的出风端通过送风管连通所述柜仓的顶部;所述送风管上设置有阀门。
进一步的,所述电气柜壳体的外部还设置有液态二氧化碳罐;所述液态二氧化碳罐的二氧化碳导出管上设置有电磁阀;所述二氧化碳在柜仓的底部设置有横向的二氧化碳分流管,各所述紧急阻燃降温单元的二氧化碳导入端均连通所述二氧化碳分流管。
进一步的,各所述紧急阻燃降温单元均包括竖向的齿条,所述齿条的有齿部位于靠近各电气单元的一侧,所述紧急阻燃降温单元的二氧化碳喷射单元包括环形低温二氧化碳喷射齿轮;所述环形低温二氧化碳喷射齿轮与所述齿条啮合;
还包括沿轴线视角为扇环形的扇环体;所述扇环体的两端同轴心一体化连接有第一轴和第二轴;所述第一轴和第二轴分别通过两密封轴承与所述环形低温二氧化碳喷射齿轮的环体内壁面两端转动配合;所述扇环体的外圈面与所述环形低温二氧化碳喷射齿轮的环体内壁面滑动配合;所述扇环体的轴心处形成核心仓;所述扇环体的内部为扇环形空心仓,所述扇环体的顺时针端与逆时针端之间形成扇环形配气仓,所述扇环形配气仓位于扇环体远离齿条的一侧,所述扇环形配气仓靠近环形低温二氧化碳喷射齿轮轴心的一端连通所述核心仓;
所述环形低温二氧化碳喷射齿轮上呈圆周阵列分布有六组二氧化碳喷射通道,每组二氧化碳喷射通道的长度均沿环形低温二氧化碳喷射齿轮的径向方向延伸;各所述二氧化碳喷射通道的末端喷射口均在低温二氧化碳喷射齿轮上的齿体的齿尖处;设所述扇环形配气仓的圆心角为a,满足60°<a<80°,从而保证至少有一组且最多有两组二氧化碳喷射通道的入口连通所述扇环形配气仓,不连通扇环形配气仓的二氧化碳喷射通道的入口被所述扇环体的外圈面封堵;所述齿条远离环形低温二氧化碳喷射齿轮的一侧设置有两上下分布的两导向轮,两所述导向轮的轴线为水平,且两所述导向轮均与所述齿条的背侧面滚动配合;两所述导向轮的滚轮轴均通过轴承转动安装再导向轮支架上;所述导向轮支架固定在所述第一轴上;
所述环形低温二氧化碳喷射齿轮的正下方设置硬质的竖向管体,所述竖向管体的下端外缘设置有环状活塞;还包括与所述环状活塞同轴心的活塞筒,所述活塞筒的底端密封设置有底部壁体;所述环状活塞在活塞筒内的中部高度处,所述活塞筒的内壁与所述环状活塞的外圈滑动配合,所述环状活塞与所述底部壁体之间形成低温二氧化碳蓄压仓;所述活塞筒的顶端设置有内缘,所述内缘与环状活塞之间形成弹簧仓,所述弹簧仓的上端通过所述内缘内侧的通道连通外界;所述竖向管体的上端通过硬质的弯管一体化连接所述第二轴;所述竖向管体、弯管和第二轴所构成的一体化结构的内部沿长度方向设置有导气通道,所述导气通道的下端连通所述低温二氧化碳蓄压仓的上端;所述导气通道的上端连通所述核心仓;
所述底部壁体与环状活塞之间设置有第一弹簧,所述内缘与环状活塞之间设置有第二弹簧;所述环状活塞在第一弹簧与第二弹簧的作用下保持平衡;所述低温二氧化碳蓄压仓的下端设置有进气口,还包括能自由弯曲的防火软管,所述防火软管的下端连通所述二氧化碳分流管,所述防火软管的上端连通所述低温二氧化碳蓄压仓的下端设置有进气口;当环形低温二氧化碳喷射齿轮在柜仓顶部所在高度时,所述防火软管刚好为直线状态;
还包括竖向的活塞筒支架,所述活塞筒支架的下端固定连接所述活塞筒的上端两侧;
所述电气柜壳体的顶部设置有固定安装的刹车式电机,所述刹车式电机的输出轴上同轴心连接有卷线轮,所述卷线轮上卷绕有防火绳,所述卷线轮的前方还设置有定滑轮,所述定滑轮在所述环形低温二氧化碳喷射齿轮的正上方;所述卷线轮的引出防火绳跨过所述定滑轮上侧,且所述卷线轮的引出防火绳的末端固定连接所述活塞筒支架的上端;
进一步的,所述环形低温二氧化碳喷射齿轮的轴心到达任意一个电气单元的下部高度时,与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道刚好为水平。
进一步的,所述齿条固定在齿条支架上,所述齿条支架与电气柜壳体固定连接;所述齿条支架的顶部设置有向后延伸的刹车式电机平台;各所述刹车式电机平台均在电气柜壳体顶端的外部;各所述刹车式电机均固定在电机支架上,各所述电机支架均固定在所述刹车式电机平台尾端;各所述定滑轮的滑轮支架固定在所述刹车式电机平台的前端。
进一步的,各所述刹车式电机、电磁阀以及送风管上的阀门均由独立的电源供电。
进一步的,所述活塞筒的两侧还设置有配重;
进一步的,轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜的紧急阻燃灭火方法:
柜仓内的所有电气单元均为正常工作状态时,各个电气单元均会持续产生热量,并在柜仓内累积;这时送风机将外部的空气源源不断的通过送风管强制性的送入柜仓顶部,这时柜仓底部的空气在风压的作用下源源不断的通过出风窗排出;这样柜仓内产生的热空气会源源不断的通过出风窗排出,进而实现了主动散热通风的效果;
且在所有电气单元均为正常工作状态时所有的紧急阻燃降温单元的二氧化碳喷射单元均在柜仓顶部位置;
当柜仓内的任意一个电气单元发生过热的情况时,发生过热的电气单元所在位置的温度传感器会检测到所在位置的温度已经超过预设值;将过热的电气单元记为A电气单元;这时控制阀门关闭,从而阻断了送风管向柜仓顶部输送氧气;
这时控制所有的紧急阻燃降温单元的二氧化碳喷射单元向柜仓内的顶部持续喷射低温二氧化碳,随后二氧化碳在柜仓的顶部逐渐向下扩散,从而将二氧化碳在柜仓内的空气通过出风窗持续不断的挤出,最终使柜仓内被二氧化碳填充,实现柜内阻断氧气供给,阻断了A电气单元发生进一步燃烧的可能,从而实现了全局阻燃的现象;
但是A电气单元很可能还处于通电状态,A电气单元的过热状态仍然没有解除;
这时控制与A电气单元对应的一个二氧化碳喷射单元下降到与A电气单元相同高度,其余的二氧化碳喷射单元仍然留在柜仓的顶部;与A电气单元对应的一个二氧化碳喷射单元单独向A电气单元所在位置喷射低温二氧化碳;从而对A电气单元单独进行局部降温,在全局阻燃的基础上对A电气单元进行单独降温,抑制过热现象,从而最大限度的延长列车应急处理的反应时间。
紧急阻燃降温单元在全局阻燃的基础上,对A电气单元进行单独降温,抑制过热的具体工作过程如下:
初始状态下,刹车式电机为不通电的刹车状态;这时引出防火绳通过活塞筒支架悬挂住活塞筒,且活塞筒在环状活塞的约束下保持竖向状态;这时环状活塞在第一弹簧与第二弹簧的共同作用下保持平衡,且这时环状活塞在活塞筒内的中部高度处;
控制与A电气单元对应的一个二氧化碳喷射单元下降到与A电气单元相同高度,且的工作过程如下:
控制刹车式电机,使卷线轮上卷绕的防火绳逐渐放出,从而使引出防火绳逐渐变长;这时与A电气单元对应的二氧化碳喷射单元会在重力的作用下自动缓慢下降,且二氧化碳喷射单元下降的过程中环形低温二氧化碳喷射齿轮与齿条做啮合运动;而扇环体会保持固定的姿态下降,从而使二氧化碳喷射单元下降的过程中,环形低温二氧化碳喷射齿轮的环体内壁面与扇环体的外圈面发生滑动;当环形低温二氧化碳喷射齿轮的轴心到达A电气单元的下部高度时,与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道刚好为水平;这时控制刹车式电机断电并刹车;从而使活塞筒的高度锁定;
对A电气单元喷扫低温二氧化碳的过程如下:
这时控制电磁阀呈周期性的打开和关闭,从而使液态二氧化碳罐呈周期性的向二氧化碳导出管涌出二氧化碳;
当电磁阀为打开状态时,低温二氧化碳蓄压仓内会迅速形成被低温二氧化碳填充的高压环境,与此同时二氧化碳蓄压仓内的二氧化碳通过导气通道挤入核心仓中,核心仓中的二氧化碳通过扇环形配气仓压入到与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道中,从而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道的末端喷射口以低温二氧化碳射流的形式射向A电气单元的下部;与此同时低温二氧化碳蓄压仓内瞬间形成被低温二氧化碳填充的高压环境会向上推动环状活塞,使环状活塞向上震荡一段距离,从而使环形低温二氧化碳喷射齿轮向上运动一段距离,由于低温二氧化碳喷射齿轮与齿条的啮合关系,环形低温二氧化碳喷射齿轮跟随环状活塞向上震荡时,环形低温二氧化碳喷射齿轮会沿自身轴线逆时针偏转一定角度,从而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道由水平开始向上倾斜,从而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道的末端喷射口由水平转变为向上扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元的顶部也被低温二氧化碳的覆盖;
当电磁阀为关闭状态时,低温二氧化碳蓄压仓内的高压状态会被快速的解除,这时在第二弹簧的回弹的作用下推动环状活塞向下震荡一段距离,从而使环形低温二氧化碳喷射齿轮向下运动一段距离,由于低温二氧化碳喷射齿轮与齿条的啮合关系,环形低温二氧化碳喷射齿轮跟随环状活塞向下震荡时,环形低温二氧化碳喷射齿轮会沿自身轴线顺时针偏转一定角度,从而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道开始向下偏转,从而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道的末端喷射口由斜向上转变为水平;
控制电磁阀呈周期性的打开和关闭,从而使环状活塞连续上下震荡,进而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道的末端喷射口呈周期性改变喷射角度,从而使末端喷射口呈周期性的对A电气单元上下扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元全方位的接收到低温二氧化碳的上下扫射降温;从而增强了A电气单元的冷却均匀性。
有益效果:本发明的结构简单,二氧化碳在柜仓内的空气通过出风窗持续不断的挤出,最终使柜仓内被二氧化碳填充,实现柜内阻断氧气供给,阻断了A电气单元发生进一步燃烧的可能,从而实现了全局阻燃的现象;其余的二氧化碳喷射单元仍然留在柜仓的顶部;与A电气单元对应的一个二氧化碳喷射单元单独向A电气单元所在位置喷射低温二氧化碳;从而对A电气单元单独进行局部降温,在全局阻燃的基础上对A电气单元进行单独降温,抑制过热现象,从而最大限度的延长列车应急处理的反应时间;
环状活塞连续上下震荡,进而使与扇环形配气仓连通的一组二氧化碳喷射通道的末端喷射口呈周期性改变喷射角度,从而使末端喷射口呈周期性的对A电气单元上下扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元全方位的接收到低温二氧化碳的上下扫射降温;从而增强了A电气单元的冷却均匀性。
附图说明
附图1为本装置的整体结构示意图;
附图2为本装置的整体结构第二示意图;
附图3为本装置的整体第一剖视图;
附图4为附图2的正视图;
附图5为本装置的整体第二剖视图;
附图6为本装置的整体第三剖视图;
附图7为一组紧急阻燃降温单元的第一视角示意图;
附图8为一组紧急阻燃降温单元的第二视角示意图;
附图9为本装置的的低温二氧化碳扫射过程原理示意图;
附图10为二氧化碳喷射单元第一拆卸示意图;
附图11为二氧化碳喷射单元第二拆卸示意图;
附图12为环形低温二氧化碳喷射齿轮的剖开示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至12所示的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜:包括电气柜壳体50,电气柜壳体50内为柜仓42,柜仓42的若干电气单元24呈矩形阵列分布,且每一排电气单元24均安装在电气单元支架75上;
每一个电气单元24的所在位置均设置有温度传感器;每一纵列电气单元24远离柜门的一侧均设置有一组紧急阻燃降温单元0,每一组紧急阻燃降温单元0均包括有一个二氧化碳喷射单元00,二氧化碳喷射单元00均能上下位移到任意电气单元24所在高度。
电气柜壳体50的下端侧部设置有连通外部的出风窗51;电气柜壳体50的上端外侧部通过支架固定安装有送风机56,送风机56的出风端通过送风管58连通柜仓42的顶部;送风管58上设置有阀门57。
电气柜壳体50的外部还设置有液态二氧化碳罐52;液态二氧化碳罐52的二氧化碳导出管55上设置有电磁阀54;二氧化碳在柜仓42的底部设置有横向的二氧化碳分流管70,各紧急阻燃降温单元0的二氧化碳导入端均连通二氧化碳分流管70。
各紧急阻燃降温单元0均包括竖向的齿条31,齿条31的有齿部位于靠近各电气单元24的一侧,紧急阻燃降温单元0的二氧化碳喷射单元00包括环形低温二氧化碳喷射齿轮28;环形低温二氧化碳喷射齿轮28与齿条31啮合;
还包括沿轴线视角为扇环形的扇环体37;扇环体37的两端同轴心一体化连接有第一轴38和第二轴39;第一轴38和第二轴39分别通过两密封轴承33与环形低温二氧化碳喷射齿轮28的环体内壁面2两端转动配合;扇环体37的外圈面36与环形低温二氧化碳喷射齿轮28的环体内壁面2滑动配合;扇环体37的轴心处形成核心仓29;扇环体37的内部为扇环形空心仓30,扇环体37的顺时针端27与逆时针端17之间形成扇环形配气仓18,扇环形配气仓18位于扇环体37远离齿条31的一侧,扇环形配气仓18靠近环形低温二氧化碳喷射齿轮28轴心的一端连通核心仓29;
环形低温二氧化碳喷射齿轮28上呈圆周阵列分布有六组二氧化碳喷射通道19,每组二氧化碳喷射通道19的长度均沿环形低温二氧化碳喷射齿轮28的径向方向延伸;各二氧化碳喷射通道19的末端喷射口20均在低温二氧化碳喷射齿轮28上的齿体26的齿尖处;设扇环形配气仓18的圆心角为a,满足60°<a<80°,从而保证至少有一组且最多有两组二氧化碳喷射通道19的入口连通扇环形配气仓18,不连通扇环形配气仓18的二氧化碳喷射通道19的入口被扇环体37的外圈面36封堵;齿条31远离环形低温二氧化碳喷射齿轮28的一侧设置有两上下分布的两导向轮1,两导向轮1的轴线为水平,且两导向轮1均与齿条31的背侧面滚动配合;两导向轮1的滚轮轴35均通过轴承转动安装再导向轮支架34上;导向轮支架34固定在第一轴38上;
环形低温二氧化碳喷射齿轮28的正下方设置硬质的竖向管体16,竖向管体16的下端外缘设置有环状活塞5;还包括与环状活塞5同轴心的活塞筒13,活塞筒13的底端密封设置有底部壁体9;环状活塞5在活塞筒13内的中部高度处,活塞筒13的内壁与环状活塞5的外圈滑动配合,环状活塞5与底部壁体9之间形成低温二氧化碳蓄压仓6;活塞筒13的顶端设置有内缘14,内缘14与环状活塞5之间形成弹簧仓3,弹簧仓3的上端通过内缘14内侧的通道15连通外界;竖向管体16的上端通过硬质的弯管40一体化连接第二轴39;竖向管体16、弯管40和第二轴39所构成的一体化结构的内部沿长度方向设置有导气通道12,导气通道12的下端连通低温二氧化碳蓄压仓6的上端;导气通道12的上端连通核心仓29;
底部壁体9与环状活塞5之间设置有第一弹簧10,内缘14与环状活塞5之间设置有第二弹簧4;环状活塞5在第一弹簧10与第二弹簧4的作用下保持平衡;低温二氧化碳蓄压仓6的下端设置有进气口7,还包括能自由弯曲的防火软管8,防火软管8的下端连通二氧化碳分流管70,防火软管8的上端连通低温二氧化碳蓄压仓6的下端设置有进气口7;当环形低温二氧化碳喷射齿轮28在柜仓42顶部所在高度时,防火软管8刚好为直线状态;
还包括竖向的活塞筒支架87,活塞筒支架87的下端固定连接活塞筒13的上端两侧;
电气柜壳体50的顶部设置有固定安装的刹车式电机81,刹车式电机81的输出轴上同轴心连接有卷线轮80,卷线轮80上卷绕有防火绳,卷线轮80的前方还设置有定滑轮84,定滑轮84在环形低温二氧化碳喷射齿轮28的正上方;卷线轮80的引出防火绳86跨过定滑轮84上侧,且卷线轮80的引出防火绳86的末端固定连接活塞筒支架87的上端;
环形低温二氧化碳喷射齿轮28的轴心到达任意一个电气单元24的下部高度时,与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19刚好为水平。
齿条31固定在齿条支架44上,齿条支架44与电气柜壳体50固定连接;齿条支架44的顶部设置有向后延伸的刹车式电机平台85;各刹车式电机平台85均在电气柜壳体50顶端的外部;各刹车式电机81均固定在电机支架82上,各电机支架82均固定在刹车式电机平台85尾端;各定滑轮84的滑轮支架83固定在刹车式电机平台85的前端。
各刹车式电机81、电磁阀54以及送风管58上的阀门57均由独立的电源供电。
本实施例的活塞筒13的两侧还设置有配重43;
本装置的具体工作方法和工作原理如下:
轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜的紧急阻燃灭火方法:
柜仓42内的所有电气单元24均为正常工作状态时,各个电气单元24均会持续产生热量,并在柜仓42内累积;这时送风机56将外部的空气源源不断的通过送风管58强制性的送入柜仓42顶部,这时柜仓42底部的空气在风压的作用下源源不断的通过出风窗51排出;这样柜仓42内产生的热空气会源源不断的通过出风窗51排出,进而实现了主动散热通风的效果;
且在所有电气单元24均为正常工作状态时所有的紧急阻燃降温单元0的二氧化碳喷射单元00均在柜仓42顶部位置;
当柜仓42内的任意一个电气单元24发生过热的情况时,发生过热的电气单元24所在位置的温度传感器会检测到所在位置的温度已经超过预设值;将过热的电气单元24记为A电气单元24.1;这时控制阀门57关闭,从而阻断了送风管58向柜仓42顶部输送氧气;
这时控制所有的紧急阻燃降温单元0的二氧化碳喷射单元00向柜仓42内的顶部持续喷射低温二氧化碳,随后二氧化碳在柜仓42的顶部逐渐向下扩散,从而将二氧化碳在柜仓42内的空气通过出风窗51持续不断的挤出,最终使柜仓42内被二氧化碳填充,实现柜内阻断氧气供给,阻断了A电气单元24.1发生进一步燃烧的可能,从而实现了全局阻燃的现象;
但是A电气单元24.1很可能还处于通电状态,A电气单元24.1的过热状态仍然没有解除;
这时控制与A电气单元24.1对应的一个二氧化碳喷射单元00下降到与A电气单元24.1相同高度,其余的二氧化碳喷射单元00仍然留在柜仓42的顶部;与A电气单元24.1对应的一个二氧化碳喷射单元00单独向A电气单元24.1所在位置喷射低温二氧化碳;从而对A电气单元24.1单独进行局部降温,在全局阻燃的基础上对A电气单元24.1进行单独降温,抑制过热现象,从而最大限度的延长列车应急处理的反应时间。
紧急阻燃降温单元0在全局阻燃的基础上,对A电气单元24.1进行单独降温,抑制过热的具体工作过程如下:
初始状态下,刹车式电机81为不通电的刹车状态;这时引出防火绳86通过活塞筒支架87悬挂住活塞筒13,且活塞筒13在环状活塞5的约束下保持竖向状态;这时环状活塞5在第一弹簧10与第二弹簧4的共同作用下保持平衡,且这时环状活塞5在活塞筒13内的中部高度处;
控制与A电气单元24.1对应的一个二氧化碳喷射单元00下降到与A电气单元24.1相同高度,且的工作过程如下:
控制刹车式电机81,使卷线轮80上卷绕的防火绳逐渐放出,从而使引出防火绳86逐渐变长;这时与A电气单元24.1对应的二氧化碳喷射单元00会在重力的作用下自动缓慢下降,且二氧化碳喷射单元00下降的过程中环形低温二氧化碳喷射齿轮28与齿条31做啮合运动;而扇环体37会保持固定的姿态下降,从而使二氧化碳喷射单元00下降的过程中,环形低温二氧化碳喷射齿轮28的环体内壁面2与扇环体37的外圈面36发生滑动;当环形低温二氧化碳喷射齿轮28的轴心到达A电气单元24.1的下部高度时,与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19刚好为水平;这时控制刹车式电机81断电并刹车;从而使活塞筒13的高度锁定;
对A电气单元24.1喷扫低温二氧化碳的过程如下:
这时控制电磁阀54呈周期性的打开和关闭,从而使液态二氧化碳罐52呈周期性的向二氧化碳导出管55涌出二氧化碳;
当电磁阀54为打开状态时,低温二氧化碳蓄压仓6内会迅速形成被低温二氧化碳填充的高压环境,与此同时二氧化碳蓄压仓6内的二氧化碳通过导气通道12挤入核心仓29中,核心仓29中的二氧化碳通过扇环形配气仓18压入到与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19中,从而使与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19的末端喷射口20以低温二氧化碳射流23的形式射向A电气单元24.1的下部;与此同时低温二氧化碳蓄压仓6内瞬间形成被低温二氧化碳填充的高压环境会向上推动环状活塞5,使环状活塞5向上震荡一段距离,从而使环形低温二氧化碳喷射齿轮28向上运动一段距离,由于低温二氧化碳喷射齿轮28与齿条31的啮合关系,环形低温二氧化碳喷射齿轮28跟随环状活塞5向上震荡时,环形低温二氧化碳喷射齿轮28会沿自身轴线逆时针偏转一定角度,从而使与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19由水平开始向上倾斜,从而使与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19的末端喷射口20由水平转变为向上扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元24.1的顶部也被低温二氧化碳的覆盖;
当电磁阀54为关闭状态时,低温二氧化碳蓄压仓6内的高压状态会被快速的解除,这时在第二弹簧4的回弹的作用下推动环状活塞5向下震荡一段距离,从而使环形低温二氧化碳喷射齿轮28向下运动一段距离,由于低温二氧化碳喷射齿轮28与齿条31的啮合关系,环形低温二氧化碳喷射齿轮28跟随环状活塞5向下震荡时,环形低温二氧化碳喷射齿轮28会沿自身轴线顺时针偏转一定角度,从而使与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19开始向下偏转,从而使与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19的末端喷射口20由斜向上转变为水平;
控制电磁阀54呈周期性的打开和关闭,从而使环状活塞5连续上下震荡,进而使与扇环形配气仓18连通的一组二氧化碳喷射通道19的末端喷射口20呈周期性改变喷射角度,从而使末端喷射口20呈周期性的对A电气单元24.1上下扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元24.1全方位的接收到低温二氧化碳的上下扫射降温;从而增强了A电气单元24.1的冷却均匀性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜:包括电气柜壳体(50),所述电气柜壳体(50)内为柜仓(42),所述柜仓(42)的若干电气单元(24)呈矩形阵列分布,且每一排电气单元(24)均安装在电气单元支架(75)上;
其特征在于:每一个所述电气单元(24)的所在位置均设置有温度传感器;每一纵列电气单元(24)远离柜门的一侧均设置有一组紧急阻燃降温单元(0),每一组所述紧急阻燃降温单元(0)均包括有一个二氧化碳喷射单元(00),所述二氧化碳喷射单元(00)均能上下位移到任意电气单元(24)所在高度。
2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:所述电气柜壳体(50)的下端侧部设置有连通外部的出风窗(51);所述电气柜壳体(50)的上端外侧部通过支架固定安装有送风机(56),所述送风机(56)的出风端通过送风管(58)连通所述柜仓(42)的顶部;所述送风管(58)上设置有阀门(57)。
3.根据权利要求2所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜的紧急阻燃灭火方法,其特征在于:
柜仓(42)内的所有电气单元(24)均为正常工作状态时,各个电气单元(24)均会持续产生热量,并在柜仓(42)内累积;这时送风机(56)将外部的空气源源不断的通过送风管(58)强制性的送入柜仓(42)顶部,这时柜仓(42)底部的空气在风压的作用下源源不断的通过出风窗(51)排出;这样柜仓(42)内产生的热空气会源源不断的通过出风窗(51)排出,进而实现了主动散热通风的效果;
且在所有电气单元(24)均为正常工作状态时所有的紧急阻燃降温单元(0)的二氧化碳喷射单元(00)均在柜仓(42)顶部位置;
当柜仓(42)内的任意一个电气单元(24)发生过热的情况时,发生过热的电气单元(24)所在位置的温度传感器会检测到所在位置的温度已经超过预设值;将过热的电气单元(24)记为A电气单元(24.1);这时控制阀门(57)关闭,从而阻断了送风管(58)向柜仓(42)顶部输送氧气;
这时控制所有的紧急阻燃降温单元(0)的二氧化碳喷射单元(00)向柜仓(42)内的顶部持续喷射低温二氧化碳,随后二氧化碳在柜仓(42)的顶部逐渐向下扩散,从而将二氧化碳在柜仓(42)内的空气通过出风窗(51)持续不断的挤出,最终使柜仓(42)内被二氧化碳填充,实现柜内阻断氧气供给,阻断了A电气单元(24.1)发生进一步燃烧的可能,从而实现了全局阻燃的现象;
但是A电气单元(24.1)很可能还处于通电状态,A电气单元(24.1)的过热状态仍然没有解除;
这时控制与A电气单元(24.1)对应的一个二氧化碳喷射单元(00)下降到与A电气单元(24.1)相同高度,其余的二氧化碳喷射单元(00)仍然留在柜仓(42)的顶部;与A电气单元(24.1)对应的一个二氧化碳喷射单元(00)单独向A电气单元(24.1) 所在位置喷射低温二氧化碳;从而对A电气单元(24.1)单独进行局部降温,在全局阻燃的基础上对A电气单元(24.1)进行单独降温,抑制过热现象,从而最大限度的延长列车应急处理的反应时间。
4.根据权利要求2所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:所述电气柜壳体(50)的外部还设置有液态二氧化碳罐(52);所述液态二氧化碳罐(52)的二氧化碳导出管(55)上设置有电磁阀(54);所述二氧化碳在柜仓(42)的底部设置有横向的二氧化碳分流管(70),各所述紧急阻燃降温单元(0)的二氧化碳导入端均连通所述二氧化碳分流管(70)。
5.根据权利要求4所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:各所述紧急阻燃降温单元(0)均包括竖向的齿条(31),所述齿条(31)的有齿部位于靠近各电气单元(24)的一侧,所述紧急阻燃降温单元(0)的二氧化碳喷射单元(00)包括环形低温二氧化碳喷射齿轮(28);所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)与所述齿条(31)啮合;
还包括沿轴线视角为扇环形的扇环体(37);所述扇环体(37)的两端同轴心一体化连接有第一轴(38)和第二轴(39);所述第一轴(38)和第二轴(39)分别通过两密封轴承(33)与所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的环体内壁面(2)两端转动配合;所述扇环体(37)的外圈面(36)与所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的环体内壁面(2)滑动配合;所述扇环体(37)的轴心处形成核心仓(29);所述扇环体(37)的内部为扇环形空心仓(30),所述扇环体(37)的顺时针端(27)与逆时针端(17)之间形成扇环形配气仓(18),所述扇环形配气仓(18)位于扇环体(37)远离齿条(31)的一侧,所述扇环形配气仓(18)靠近环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)轴心的一端连通所述核心仓(29);
所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)上呈圆周阵列分布有六组二氧化碳喷射通道(19),每组二氧化碳喷射通道(19)的长度均沿环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的径向方向延伸;各所述二氧化碳喷射通道(19)的末端喷射口(20)均在低温二氧化碳喷射齿轮(28)上的齿体(26)的齿尖处;设所述扇环形配气仓(18)的圆心角为a,满足60°<a<80°,从而保证至少有一组且最多有两组二氧化碳喷射通道(19)的入口连通所述扇环形配气仓(18),不连通扇环形配气仓(18)的二氧化碳喷射通道(19)的入口被所述扇环体(37)的外圈面(36)封堵;所述齿条(31)远离环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的一侧设置有两上下分布的两导向轮(1),两所述导向轮(1)的轴线为水平,且两所述导向轮(1)均与所述齿条(31)的背侧面滚动配合;两所述导向轮(1)的滚轮轴(35)均通过轴承转动安装再导向轮支架(34)上;所述导向轮支架(34)固定在所述第一轴(38)上;
所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的正下方设置硬质的竖向管体(16),所述竖向管体(16)的下端外缘设置有环状活塞(5);还包括与所述环状活塞(5)同轴心的活塞筒(13),所述活塞筒(13)的底端密封设置有底部壁体(9);所述环状活塞(5)在活塞筒(13)内的中部高度处,所述活塞筒(13)的内壁与所述环状活塞(5)的外圈滑动配合,所述环状活塞(5)与所述底部壁体(9)之间形成低温二氧化碳蓄压仓(6);所述活塞筒(13)的顶端设置有内缘(14),所述内缘(14)与环状活塞(5)之间形成弹簧仓(3),所述弹簧仓(3)的上端通过所述内缘(14)内侧的通道(15)连通外界;所述竖向管体(16)的上端通过硬质的弯管(40)一体化连接所述第二轴(39);所述竖向管体(16)、弯管(40)和第二轴(39)所构成的一体化结构的内部沿长度方向设置有导气通道(12),所述导气通道(12)的下端连通所述低温二氧化碳蓄压仓(6)的上端;所述导气通道(12)的上端连通所述核心仓(29);
所述底部壁体(9)与环状活塞(5)之间设置有第一弹簧(10),所述内缘(14)与环状活塞(5)之间设置有第二弹簧(4);所述环状活塞(5)在第一弹簧(10)与第二弹簧(4)的作用下保持平衡;所述低温二氧化碳蓄压仓(6)的下端设置有进气口(7),还包括能自由弯曲的防火软管(8),所述防火软管(8)的下端连通所述二氧化碳分流管(70),所述防火软管(8)的上端连通所述低温二氧化碳蓄压仓(6)的下端设置有进气口(7);当环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)在柜仓(42)顶部所在高度时,所述防火软管(8)刚好为直线状态;
还包括竖向的活塞筒支架(87),所述活塞筒支架(87)的下端固定连接所述活塞筒(13)的上端两侧;
所述电气柜壳体(50)的顶部设置有固定安装的刹车式电机(81),所述刹车式电机(81)的输出轴上同轴心连接有卷线轮(80),所述卷线轮(80)上卷绕有防火绳,所述卷线轮(80)的前方还设置有定滑轮(84),所述定滑轮(84)在所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的正上方;所述卷线轮(80)的引出防火绳(86)跨过所述定滑轮(84)上侧,且所述卷线轮(80)的引出防火绳(86)的末端固定连接所述活塞筒支架(87)的上端。
6.根据权利要求5所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:所述环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的轴心到达任意一个电气单元(24)的下部高度时,与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)刚好为水平。
7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:所述齿条(31)固定在齿条支架(44)上,所述齿条支架(44)与电气柜壳体(50)固定连接;所述齿条支架(44)的顶部设置有向后延伸的刹车式电机平台(85);各所述刹车式电机平台(85)均在电气柜壳体(50)顶端的外部;各所述刹车式电机(81)均固定在电机支架(82)上,各所述电机支架(82)均固定在所述刹车式电机平台(85)尾端;各所述定滑轮(84)的滑轮支架(83)固定在所述刹车式电机平台(85)的前端。
8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:各所述刹车式电机(81)、电磁阀(54)以及送风管(58)上的阀门(57)均由独立的电源供电。
9.根据权利要求8所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜,其特征在于:所述活塞筒(13)的两侧还设置有配重(43)。
10.根据权利要求3所述的轨道交通车辆的紧急阻燃式电气柜的紧急阻燃灭火方法,其特征在于:
紧急阻燃降温单元(0)在全局阻燃的基础上,对A电气单元(24.1)进行单独降温,抑制过热的具体工作过程如下:
初始状态下,刹车式电机(81)为不通电的刹车状态;这时引出防火绳(86)通过活塞筒支架(87)悬挂住活塞筒(13),且活塞筒(13)在环状活塞(5)的约束下保持竖向状态;这时环状活塞(5)在第一弹簧(10)与第二弹簧(4)的共同作用下保持平衡,且这时环状活塞(5)在活塞筒(13)内的中部高度处;
控制与A电气单元(24.1)对应的一个二氧化碳喷射单元(00)下降到与A电气单元(24.1)相同高度,且的工作过程如下:
控制刹车式电机(81),使卷线轮(80)上卷绕的防火绳逐渐放出,从而使引出防火绳(86)逐渐变长;这时与A电气单元(24.1)对应的二氧化碳喷射单元(00)会在重力的作用下自动缓慢下降,且二氧化碳喷射单元(00)下降的过程中环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)与齿条(31)做啮合运动;而扇环体(37)会保持固定的姿态下降,从而使二氧化碳喷射单元(00)下降的过程中,环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的环体内壁面(2)与扇环体(37)的外圈面(36)发生滑动;当环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)的轴心到达A电气单元(24.1)的下部高度时,与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)刚好为水平;这时控制刹车式电机(81)断电并刹车;从而使活塞筒(13)的高度锁定;
对A电气单元(24.1)喷扫低温二氧化碳的过程如下:
这时控制电磁阀(54)呈周期性的打开和关闭,从而使液态二氧化碳罐(52)呈周期性的向二氧化碳导出管(55)涌出二氧化碳;
当电磁阀(54)为打开状态时,低温二氧化碳蓄压仓(6)内会迅速形成被低温二氧化碳填充的高压环境,与此同时二氧化碳蓄压仓(6)内的二氧化碳通过导气通道(12)挤入核心仓(29)中,核心仓(29)中的二氧化碳通过扇环形配气仓(18)压入到与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)中,从而使与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)的末端喷射口(20)以低温二氧化碳射流(23)的形式射向A电气单元(24.1)的下部;与此同时低温二氧化碳蓄压仓(6)内瞬间形成被低温二氧化碳填充的高压环境会向上推动环状活塞(5),使环状活塞(5)向上震荡一段距离,从而使环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)向上运动一段距离,由于低温二氧化碳喷射齿轮(28)与齿条(31)的啮合关系,环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)跟随环状活塞(5)向上震荡时,环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)会沿自身轴线逆时针偏转一定角度,从而使与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)由水平开始向上倾斜,从而使与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)的末端喷射口(20)由水平转变为向上扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元(24.1)的顶部也被低温二氧化碳的覆盖;
当电磁阀(54)为关闭状态时,低温二氧化碳蓄压仓(6)内的高压状态会被快速的解除,这时在第二弹簧(4)的回弹的作用下推动环状活塞(5)向下震荡一段距离,从而使环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)向下运动一段距离,由于低温二氧化碳喷射齿轮(28)与齿条(31)的啮合关系,环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)跟随环状活塞(5)向下震荡时,环形低温二氧化碳喷射齿轮(28)会沿自身轴线顺时针偏转一定角度,从而使与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)开始向下偏转,从而使与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)的末端喷射口(20)由斜向上转变为水平;
控制电磁阀(54)呈周期性的打开和关闭,从而使环状活塞(5)连续上下震荡,进而使与扇环形配气仓(18)连通的一组二氧化碳喷射通道(19)的末端喷射口(20)呈周期性改变喷射角度,从而使末端喷射口(20)呈周期性的对A电气单元(24.1)上下扫射低温二氧化碳,从而使A电气单元(24.1)全方位的接收到低温二氧化碳的上下扫射降温;从而增强了A电气单元(24.1)的冷却均匀性。
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