CN204003403U - 空气消耗调整装置、配有该装置的轨道车辆或陆地车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气消耗调整装置，其具有入气口与排气口，入气口用于与空气压缩机的出气口相连通，所述空气消耗调整装置包括：位于所述入气口的下游的截止阀，所述截止阀的阀芯能够被手动地或自动地设置在打开位置以及关断位置中的任一个位置；以及位于所述截止阀和所述排气口之间、并通过管路与所述截止阀以及所述排气口相连通的电磁阀。本实用新型公开的空气消耗调整装置能够有效地从根本上解决空压机润滑油的乳化问题，使得空压机的有效运行时间大为延长，停工保养时间大为缩短，润滑油非正常消耗大为降低。本实用新型还公开了使用上述空气消耗调整装置的轨道车辆和陆地车辆。

Description

空气消耗调整装置、配有该装置的轨道车辆或陆地车辆

技术领域

本实用新型涉及一种空气消耗调整装置，该装置与空气压缩机(以下简称为“空压机”)结合地使用，用来调整空压机的工作负荷率，以避免空压机的润滑油发生乳化以及随之而来的各种问题。

本实用新型的应用领域包括：使用空压机供气的地铁、轻轨列车、普通列车、高铁列车等；配备空压机和/或压缩空气制动的机动车辆，例如小汽车、卡车等；其它使用空压机供气的应用领域。

背景技术

轨道车辆，例如地铁列车通常设有空压机，用以产生压缩空气。在地铁列车中压缩空气的主要用途有如下几个方面：

1、对空气弹簧进行充气；

2、用于制动系统；

3、用于气动门；

4、用于风笛；

5、用于轮缘润滑装置，踏面清扫器，撒砂装置，刮雨器等等用风设备。

在目前某些新开的地铁项目中，由于开通初期客流量较小，压缩空气消耗低，导致空压机组工作负荷率低，进而引起油乳化现象。乳化的润滑油的流动性以及润滑性等特性已经发生劣化，因而将不能起到正常润滑油的润滑作用；而缺乏润滑作用的空压机将会在短期运行之后迅速损坏。因而，为避免空压机损坏，地铁用户必须及时地将地铁车辆的空压机中已乳化的润滑油全部更换。这需要对相关地铁车辆安排及时的停机维修，从而造成时间和经济的浪费和损失。

空压机的润滑油乳化问题，涉及相当复杂的过程，不能简单地归结于空压机质量问题。空压机都是为长时间运转和服务而设计的。在空压机给列车初充风，使总风缸压力达到设定值以后，如果空压机每次启动后的运转时间过短，空压机的整体温度将难以升高到足够高的水平。这时，由于润滑油温度太低，所吸入空气中所含的水分将进入空压机润滑油，而造成空压机润滑油乳化。以地铁列车内使用的空压机为例，空压机的运转效率(或称“工作效率”)一般可以按照如下公式计算：

空压机的运转效率(％)＝空压机运行时间(小时)/地铁运行时间(小时)*100

根据设计要求，空压机在地铁运行中的运转效率需大于30％。这样设计的目的就是要保证空压机内部可以长时间地保持高温状态，从而防止在空压机内部产生液态水。

实际运用中，发现发生润滑油乳化的大部分空压机工作效率均低于30％，这些空压机一般是在冷态下启动，且每次启动后运转的时间很短；当润滑油温度还相对较低(低于80摄氏度)时，压缩空气系统的压力已经达到了设定压力(一般为10bar)，空压机将自动停机。这是目前造成空压机油乳化的最主要原因之一。

至今为止，业界中对于空压机润滑油乳化现象的预防措施主要有：

1)合理配置及控制空压机，避免多台空压机同时工作；

2)增大干燥器的耗风量，尽量延长单台空压机的工作时间。

然而，这些预防措施仍然存在着一些问题，比如，这些措施不能够完全适用于不同类型的空压机干燥器组合；另外，在列车投入运营之后再进行优化改进，将存在增加工程成本、影响运营等问题。

实用新型内容

为克服以上所述的现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种空气消耗调整装置，所述空气消耗调整装置具有入气口与排气口，所述空气消耗调整装置的入气口用于与空气压缩机的出气口相连通，所述空气消耗调整装置包括：位于所述入气口和所述排气口之间、通过管路与所述入气口以及所述排气口相连通的电磁阀，所述电磁阀的电气控制部分与所述空气压缩机的电气控制部分构成一个相互关联的控制系统。

在本实用新型的一个优选的实施方案中，所述空气消耗调整装置还包括位于所述入气口和所述电磁阀之间、并通过管路与所述入气口以及所述电磁阀相连通的溢流阀，所述溢流阀具有预设定开启压力，当所述溢流阀上游的压缩空气的压力小于所述溢流阀的预设定开启压力时，所述溢流阀保持关闭从而不允许管路中的空气从中通过，当在所述溢流阀上游的压缩空气的压力达到或大于所述溢流阀的预设定开启压力时，所述溢流阀被打开，从而允许管路中的空气从中通过；并且所述溢流阀还具有预设定关闭压力，当所述溢流阀被打开之后、当所述溢流阀上游管路中的压缩空气的压力降低到小于所述溢流阀的预设定关闭压力时，所述溢流阀被关闭从而不允许管路中的空气从中通过。

在本实用新型的一个优选的实施方案中，所述空气消耗调整装置还包括：位于所述入气口与所述溢流阀之间、并通过管路与所述入气口以及所述溢流阀相连通的截止阀，所述截止阀的阀芯能够被手动或自动地设置在打开以及关断位置中的任一个位置，当所述阀芯处于所述打开位置时，所述截止阀允许压缩空气从所述入气口通过所述截止阀并向下游流动，当所述阀芯处于所述关断位置时，所述截止阀不允许压缩空气从所述入气口通过所述截止阀并向下游流动。在本实用新型的一个优选实施方案中，在所述电磁阀的下游管路中设有变径部分，所述变径部分的下游的直径小于所述变径部分的上游的直径。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述排气口的末端连接有消音器。

本实用新型还涉及配备有用于供气的空气压缩机的轨道车辆，所述轨道车辆的空气压缩机设有上述空气消耗调整装置。

在本实用新型的优选实施方案中，所述轨道车辆可以是地铁列车、轻轨列车、普通轨道列车或高铁列车。

本实用新型还涉及配备用于供气的空气压缩机的陆地车辆，所述陆地车辆的空气压缩机设有如上所述的空气消耗调整装置。

在本实用新型的优选实施方案中，所述陆地车辆可以是配备空压机和/或使用压缩空气进行制动的小汽车、越野车或卡车。

采用本实用新型公开的空气消耗调整装置，能够通过至少对电磁阀加以控制，并进而通过包括该电磁阀的空气消耗调整装置可控地向外界环境排气、增加空气消耗，使空压机的工作时间延长。通过将空压机在实际使用中的运转效率主动、稳定地维持在预定水平(例如30％)以上，使得空压机内部长时间地保持高温状态，从而防止在空压机内部产生液态水并避免空压机润滑油发生乳化，使得空压机的有效运行时间大为延长，停工保养时间大为缩短，润滑油非正常消耗大为降低。

附图说明

图1是本实用新型的空气消耗调整装置的一个实施例的示意图。

图2是本实用新型的空气消耗调整装置的另一个实施例的示意图。

图3是本实用新型的空气消耗调整装置的又一个实施例的示意图。

图4是本实用新型的空气消耗调整装置的再一个实施例的示意图。

具体实施方式

如各个附图所示，本实用新型提供一种空气消耗调整装置，所述空气消耗调整装置具有入气口与排气口，所述空气消耗调整装置的入气口用于与空气压缩机的出气口相连通。

如图1所示，所述空气压缩机包括空压机单元模块1和储风缸2。图中的储风缸2左侧的管线就是空气压缩机的出气口。

所述空气消耗调整装置包括：位于所述入气口和所述排气口(图1中未示出)之间、并通过管路与所述入气口以及所述排气口相连通的电磁阀4，所述电磁阀4的电气控制部分与所述空气压缩机的电气控制部分构成一个相互关联的控制系统(未示出)。

在本实用新型的一个实施例中，所述空气消耗调整装置用于配备了空压机的地铁列车。地铁列车所需的压缩空气储存在储风缸2内，为确保列车各个耗风部件正常工作，此储风缸2内压缩空气的压力将稳定在工作压力范围内，随着列车的运行，逐渐的耗风使得储风缸2内气压下降，当气压下降到工作压力范围的下限值时，空压机开始工作，并在气压达到上限值时停止工作。本实用新型将地铁列车空压机的最小工作时间(Minimum Working Time,MWT)设定为t min，空压机单次工作时间超过MWT，将避免润滑油乳化现象的发生。当空压机工作时，控制系统将检测总风压力是否达到检测压力(CP)值，CP值设定为x.x bar(该CP值应略低于空压机工作压力范围的上限值)。如果控制系统检测到总风压力达到CP值并且空压机工作时间超过了MWT,那么电磁阀4不会动作，空气消耗调整装置不工作；如果此时控制系统检测到空压机工作时间没有达到MWT，则电磁阀4将得电开通、以强制排出压缩空气，使空压机的工作时间延长，达到MWT。在任何情况下，如果控制系统所检测到的总风压力低于CP值，电磁阀4都不会动作，空气消耗调整装置不工作。MWT和CP值可以借助传感器进行检测；其控制逻辑可以针对项目实际情况，并通过控制系统的软件进行自定义并实现预定功能。

从而，采用本实用新型公开的空气消耗调整装置，能够通过至少对电磁阀加以控制、通过包括该电磁阀的空气消耗调整装置向外界环境排出压缩空气，而可控地增加空气消耗，使空压机的工作时间延长。通过将空压机在实际使用中的运转效率主动、稳定地维持在预定水平(例如30％)以上，使得空压机内部长时间地保持高温状态，从而防止在空压机内部产生液态水并避免空压机润滑油发生乳化，使得空压机的有效运行时间大为延长，停工保养时间大为缩短，润滑油非正常消耗大为降低。

如图2所示，在本实用新型的一个优选实施方案中，所述空气消耗调整装置还包括溢流阀5，该溢流阀5位于所述入气口和所述电磁阀4之间、并通过管路与所述入气口以及所述电磁阀4相连通。所述溢流阀5具有预设定开启压力，当在所述溢流阀5上游的压缩空气的压力小于所述溢流阀5的预设定开启压力时，所述溢流阀5保持关闭从而不允许空气从中通过，当在所述溢流阀5上游的压缩空气的压力达到或大于所述溢流阀5的预设定开启压力时，所述溢流阀5被打开，从而允许空气从中通过；并且所述溢流阀5还具有预设定关闭压力，当所述溢流阀5被打开之后、在所述溢流阀5上游的压缩空气的压力降低到小于所述溢流阀5的预设定关闭压力时，所述溢流阀5被关闭从而不允许空气从中通过。

在本实用新型的一个实施例中，将溢流阀5的开启压力设定为7.9bar、并将其关闭压力设定为7.5bar。按照该设定，溢流阀5可以使制动系统的主风压力在7.9bar以下时不需排气，使得管路中的空气压力可以快速上升。

通过溢流阀5和电磁阀3的配合使用，能够使得本实用新型的空气消耗调整装置的控制更为容易、精细，进一步提高整体系统的可操作性和可控制性。

如各个附图所示，在本实用新型的优选实施方案中，所述空气消耗调整装置还可以包括：位于所述入气口的下游并通过管路与所述入气口相连通的截止阀3，所述截止阀3的阀芯能够被手动或自动地设置在打开以及关断位置中的任一个位置，当所述阀芯处于所述打开位置时，所述截止阀允许压缩空气从所述入气口通过所述截止阀并向下游流动，当所述阀芯处于所述关断位置时，所述截止阀不允许压缩空气从所述入气口通过所述截止阀并向下游流动。

所述截止阀3可以是简单的球阀、或与球阀作用等同的其他类型的截止阀。

截止阀3用来在本实用新型的空气消耗调整装置的上游以简单的打开或关闭动作(所述打开或关闭动作可以通过手动或自动地执行)打开或关闭本实用新型的空气消耗调整装置，从而允许本实用新型的空气消耗调整装置处于可用或不可用状态。截止阀3的使用，能够提高本实用新型的空气消耗调整装置的可操作性。例如，可以在所有的空压机上都设置本实用新型的空气消耗调整装置，但只是在需要使用本实用新型的空气消耗调整装置时，才打开截止阀3，使得本实用新型的空气消耗调整装置处于可用状态。

在本实用新型的优选实施方案中，截止阀3(其可以是自动的、也可以是手动的)可以设置在列车驾驶员的控制面板上；截止阀3(其可以是自动的、也可以是手动的)也可以设置在其他适当位置。

如图3所示，在本实用新型的一个优选实施方案中，所述电磁阀4的下游管路中可以设有变径部分6，所述变径部分6的下游的直径小于所述变径部分的上游的直径。在一个实施例中，所述变径部分6的直径变化是平滑连续的，例如，所述变径部分呈截头圆锥形，所述截头圆锥形直径较大的部分位于管路的上游，直径较小的部分位于管路的下游。

变径部分6的采用有利于控制压缩空气的排出速率，以避免管路中的压缩空气的压力降低得过快。变径部分6的上游直径与下游直径及其比值的具体选取，可以根据具体的应用条件而加以调整适应，例如可以在列车调试时确定，并且可以因不同项目的不同需求而有所变化。

如图4所示，在本实用新型的一个优选实施方案中，所述排气口的末端可以连接有消音器7。

所述消音器使得所述空气消耗调整装置的工作噪音更小，以更好地满足使用环境中的静音需要。

总体而言，本实用新型公开的空气消耗调整装置能够有效地解决空压机润滑油的乳化问题，使得空压机的有效运行时间大为延长，停工保养时间大为缩短，润滑油非正常消耗大为降低。

本实用新型公开的空气消耗调整装置可用于配备了用于供气的空气压缩机的各种轨道车辆，例如地铁列车、轻轨列车、普通轨道列车或高铁列车。

本实用新型公开的空气消耗调整装置还可用于配备了用于供气的空气压缩机的陆地车辆，例如小汽车、越野车或卡车。

Claims (9)

1.一种空气消耗调整装置，所述空气消耗调整装置具有入气口与排气口，所述空气消耗调整装置的入气口用于与空气压缩机的出气口相连通，其特征在于，所述空气消耗调整装置包括：

位于所述入气口和所述排气口之间、并通过管路与所述入气口以及所述排气口相连通的电磁阀，所述电磁阀的电气控制部分与所述空气压缩机的电气控制部分构成一个相互关联的控制系统。

2.如权利要求1所述的空气消耗调整装置，其特征在于：

所述空气消耗调整装置还包括位于所述入气口和所述电磁阀之间、并通过管路与所述入气口以及所述电磁阀相连通的溢流阀，

所述溢流阀具有预设定开启压力，当在所述溢流阀上游的压缩空气的压力小于所述溢流阀的预设定开启压力时，所述溢流阀保持关闭从而不允许空气从中通过，当在所述溢流阀上游的压缩空气的压力达到或大于所述溢流阀的预设定开启压力时，所述溢流阀被打开，从而允许空气从中通过；并且

所述溢流阀还具有预设定关闭压力，当所述溢流阀被打开之后、在所述溢流阀上游的压缩空气的压力降低到小于所述溢流阀的预设定关闭压力时，所述溢流阀被关闭从而不允许空气从中通过。

3.如权利要求2所述的空气消耗调整装置，其特征在于，所述空气消耗调整装置还包括：

位于所述入气口与所述溢流阀之间、并通过管路与所述入气口以及所述溢流阀相连通的截止阀，所述截止阀的阀芯能够被手动或自动地设置在打开以及关断位置中的任一个位置，当所述阀芯处于所述打开位置时，所述截止阀允许压缩空气从所述入气口通过所述截止阀并向下游流动，当所述阀芯处于所述关断位置时，所述截止阀不允许压缩空气从所述入气口通过所述截止阀并向下游流动。

4.如权利要求1、2或3所述的空气消耗调整装置，其特征在于：

所述电磁阀的下游管路中设有变径部分，所述变径部分的下游的直径小于所述变径部分的上游的直径。

5.如权利要求1、2或3所述的空气消耗调整装置，其特征在于：所述排气口的末端连接有消音器。

6.一种轨道车辆，所述轨道车辆具有用于供气的空气压缩机，其特征在于，所述轨道车辆的空气压缩机设有根据权利要求1-5中的任一项所述的空气消耗调整装置。

7.如权利要求6所述的轨道车辆，其特征在于，所述轨道车辆是地铁列车、轻轨列车、普通轨道列车或高铁列车。

8.一种陆地车辆，所述陆地车辆具有用于供气的空气压缩机，其特征在于，所述陆地车辆的空气压缩机设有根据权利要求1-5中的任一项所述的空气消耗调整装置。

9.如权利要求8所述的陆地车辆，其特征在于，所述陆地车辆是使用空气悬挂和/或使用压缩空气进行制动的小汽车、越野车或卡车。