CN211969184U - 一种主动控制式气阀板 - Google Patents

Abstract

一种主动控制式气阀板，包括底板，所述底板上安装有控制单元和气路单元，所述气路单元包括进气口、过滤阀、升弓电磁阀、调压阀、高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、安全阀、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、出气口、反馈口和压力开关；所述过滤阀、升弓电磁阀、调压阀分别固定在底板上；所述高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、安全阀、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ通过气路块Ⅰ固定在底板上；所述压力开关通过气路块Ⅱ固定在底板上；所述出气口设在气路块Ⅰ上，所述反馈口设在气路块Ⅱ上。利用本实用新型，实现受电弓与接触网平均动态压力的实时调节，同时能实现受电弓控制单元对气路的实时监控。

Description

一种主动控制式气阀板

技术领域

本实用新型涉及一种主动控制式气阀板。

背景技术

现有受电弓气阀板不具备主动控制功能，一般为电磁阀、过滤阀、升弓节流阀、精密调压阀、降弓节流阀和安全阀等元件集成，可给受电弓供气，控制受电弓的升降和接触压力的调节。此类型气阀板一般应用在≤250km/h的中低速速度等级。

高速动车组受流质量的稳定性取决于受电弓与接触网的动态压力，在不同速度等级下其动态压力需求是变化的，尤其是≥300km/h速度等级的高速受电弓，然而，现有的受电弓气阀板无法实现受电弓与接触网平均动态压力的实时调节，也无法实现受电弓控制单元对气路的实时监控。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种实现受电弓与接触网平均动态压力的实时调节，同时能实现受电弓控制单元对气路的实时监控的主动控制式气阀板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种主动控制式气阀板，包括底板，所述底板上安装有控制单元和气路单元，所述气路单元包括进气口、过滤阀、升弓电磁阀、调压阀、高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、安全阀、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、出气口、反馈口和压力开关；

所述过滤阀、升弓电磁阀、调压阀分别固定在底板上；所述高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、安全阀、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ通过气路块Ⅰ固定在底板上；所述压力开关通过气路块Ⅱ固定在底板上；所述出气口设在气路块Ⅰ上，所述反馈口设在气路块Ⅱ上；

所述进气口与过滤阀气路连通，所述过滤阀与升弓电磁阀气路连通，所述升弓电磁阀与调压阀气路连通，所述调压阀与气路块Ⅰ气路连通；

所述控制单元与升弓电磁阀、高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力开关线路连接。

进一步，所述调压阀为先导式精密调压阀。

进一步，所述过滤阀、升弓电磁阀、调压阀分别通过支架固定在底板上。

进一步，还设有快排阀，所述快排阀通过支架固定在底板上，所述快排阀与气路块Ⅱ气路连通，所述快排阀与控制单元线路连接。所述快排阀为电磁快排阀。

高速动车组受流质量的稳定性取决于受电弓与接触网的动态压力，在不同速度等级下其动态压力需求是变化的，动态压力主要依靠气阀板提供。本实用新型主动控制式气阀板，能基于线路试验数据建立该条运营路线的受电弓接触压力控制模型。在高速动车组实际运营中，主动控制式气阀板能通过列车通信网络获取列车实时信息（例如运行速度、GPS位置等），将采集的信息与压力控制模型进行对比计算；再将计算结果发送至气阀板的气路单元，由气路单元对受电弓进行实时的压力控制，从而实现受电弓与接触网的动态压力实时监控和调节，改善受电弓的受流质量，同时气路单元的压力传感器对气路压力值进行反馈，实现受电弓控制单元对气路的实时监控。

附图说明

图1 为本实用新型主动控制式气阀板实施例的主视图；

图2 为图1所示实施例的左视图；

图3 为图1所示实施例的俯视图；

图4 为图1所示实施例的气路原理图；

图5 为高速受电弓工作原理图；

图中：1.底板，2.控制单元，3.气路单元，4.进气口，5.过滤阀，6.升弓电磁阀，7.先导式精密调压阀，8.高频阀Ⅰ，9.高频阀Ⅱ，10.安全阀，12.压力传感器Ⅰ，13.压力传感器Ⅱ，14.出气口（至受电弓进气口），15.反馈口（连接至受电弓），16.电磁快排阀，17.压力开关，18.气路块Ⅰ，19.气路块Ⅱ，20.受电弓，21.车顶，22.车内，23.列车信号（低压），24.低压电气连接。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

参照附图，本实施例包括底板1，所述底板1上安装有控制单元2和气路单元3，所述气路单元3包括进气口4、过滤阀5、升弓电磁阀6、先导式精密调压阀7、高频阀Ⅰ8、高频阀Ⅱ9、安全阀10、压力传感器Ⅰ12、压力传感器Ⅱ13、出气口14、反馈口15、电磁快排阀16和压力开关17；

所述过滤阀5、升弓电磁阀6、先导式精密调压阀7、电磁快排阀16分别通过支架固定在底板1上；所述高频阀Ⅰ8、高频阀Ⅱ9、安全阀10、压力传感器Ⅰ12、压力传感器Ⅱ13通过气路块Ⅰ18固定在底板1上；所述压力开关17通过气路块Ⅱ19固定在底板1上；所述出气口14设在气路块Ⅰ18上，所述反馈口15设在气路块Ⅱ19上；

所述进气口4与过滤阀5气路连通，所述过滤阀5与升弓电磁阀6气路连通，所述升弓电磁阀6与先导式精密调压阀7气路连通，所述先导式精密调压阀7与气路块Ⅰ18气路连通，所述气路块Ⅱ19与电磁快排阀16气路连通；

所述控制单元2与升弓电磁阀6、高频阀Ⅰ8、高频阀Ⅱ9、压力传感器Ⅰ12、压力传感器Ⅱ13、电磁快排阀16、压力开关17线路连接，采集相关电信号。

本实施例中，所述高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ为现有技术，例如：Norgren品牌01-221P202系列，其作用是对先导式精密调压阀7进行增（减）压，以实现实时压力调整，从而使受电弓适应动车组在不同速度下对受电弓的接触压力的要求。

本实施例中，所述电磁快排阀为现有技术，例如：Norgren品牌24011系列，其作用是把受电弓的压缩空气迅速排出，达到快速降弓的目的。

本实施例中，所述压力开关为现有技术，例如：Moeller品牌MCS11型，其作用是监测受电弓升弓和降弓动作。

气路单元工作原理：

机车送电但无升弓命令时，升弓电磁阀6不动作，受电弓无风压。

机车发出升弓命令时，升弓电磁阀6得到升弓电信号后，压缩空气首先从过滤阀5进入升弓电磁阀6，再进入先导式精密调压阀7。由于先导式精密调压阀7预设了一个压力值，因此压缩空气经过先导式精密调压阀7后，从出气口14流向受电弓，可以使受电弓升起，并使动车组在一定的速度下正常行驶。

行驶过程中控制单元2能根据压力传感器监测的气压信号控制高频阀（高频阀Ⅰ8-进风、高频阀Ⅱ9-排风）的动作，对先导式精密调压阀7进行增（减）压，以实现实时压力调整，从而使受电弓适应动车组在不同速度下对受电弓的接触压力的要求。即当监测压力低于目标压力时，先导式精密调压阀7增压，提高气路压力至目标压力；反之，当监测压力高于目标压力时，先导式精密调压阀7减压，降低气路压力至目标压力。在高频阀失效的故障状态下，压缩空气经先导式精密调压阀7的机械调压部分也能实现受电弓的小幅压力调节。

压缩空气经过先导式精密调压阀7后，在进入受电弓之前，通过安全阀10进行监控，当压缩空气压力超过受电弓的上限工作压力值时，安全阀10自动泄压，从而保护受电弓。

气阀板的气路单元中装有二个压力传感器（压力传感器Ⅰ12和压力传感器Ⅱ13），压力传感器用于实时监测气阀板的主气路气压，其工作方式为：控制单元接受列车速度、方向以及受电弓位置等信号计算出目标压力值P0，然后由压力传感器Ⅰ反馈气路的压力P1。当P0＞P1时，先导式精密调压阀7增压，主气路压力升至P0；当P0＜P1时，先导式精密调压阀7减压，主气路压力降至到P0。上述方式使控制单元对先导式精密调压阀7形成一个闭环控制，保证气路的控制精度。

两个压力传感器为串联的方式，采用两个压力传感器的目的是增加闭环控制系统的冗余。即当压力传感器Ⅰ反馈的压力值P1与压力传感器Ⅱ反馈的压力值P2值存在一定的差异时（目前设定为0.5秒内相差40kPa），可以认定为其中一个传感器出现问题，报重要故障；当目标压力值P0与压力反馈值P1或P2出现一定差异时（目前设定为1秒内相差40kPa），可以认为该闭环系统的执行部件及先导式精密调压的调节能力出现故障，报紧急故障。 采用上述方式可以使P0、P1、P2之间形成关联，任一方出现问题都会立即反馈故障，从而避免单一压力传感器的劣势，这是以安全为导向的设计方法。

该气阀板能实时监测出气口的压力值，并且把压力值转换成0～10V的电信号反馈给列车控制系统。考虑到动车组有时需要快速降弓，故设计加装一个电磁快排阀，当动车组需要快速降弓时给电磁快排阀一个信号，电磁快排阀便把受电弓的压缩空气迅速排出，达到快速降弓的目的。当升弓电磁阀得到列车的降弓信号时，升弓电磁阀失电，切断压缩空气气源，同时把受电弓内的空气排出，完成降弓动作。

主动控制式受电弓控制单元根据通信网络传输的列车实时信息进行压力控制模型的计算，并及时反馈故障诊断信号。控制单元采用符合IEC61375-1-1999标准的多功能车辆总线(MVB)，实现受电弓控制单元与列车的数据通信。

本实施例的工况如图5所示。

受电弓控制单元2通过列车通信网络（MVB）获取列车的实时信息，基于线路试验数据建立受电弓的压力控制模型，并根据压力控制模型的计算结果发送模拟控制信号到气路单元3，由气路单元3对受电弓进行压力控制，从而实现受电弓与接触网平均动态压力的实时调节，改善受电弓的受流质量，同时气路单元3的压力传感器对气路压力值进行反馈，实现受电弓控制单元2对气路的实时监控。

Claims (7)

1.一种主动控制式气阀板，包括底板，其特征在于：所述底板上安装有控制单元和气路单元，所述气路单元包括进气口、过滤阀、升弓电磁阀、调压阀、高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、安全阀、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、出气口、反馈口和压力开关；

所述过滤阀、升弓电磁阀、调压阀分别固定在底板上；所述高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、安全阀、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ通过气路块Ⅰ固定在底板上；所述压力开关通过气路块Ⅱ固定在底板上；所述出气口设在气路块Ⅰ上，所述反馈口设在气路块Ⅱ上；

所述进气口与过滤阀气路连通，所述过滤阀与升弓电磁阀气路连通，所述升弓电磁阀与调压阀气路连通，所述调压阀与气路块Ⅰ气路连通；

所述控制单元与升弓电磁阀、高频阀Ⅰ、高频阀Ⅱ、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力开关线路连接。

2.根据权利要求1所述的主动控制式气阀板，其特征在于：所述调压阀为先导式精密调压阀。

3.根据权利要求1或2所述的主动控制式气阀板，其特征在于：所述过滤阀、升弓电磁阀、调压阀分别通过支架固定在底板上。

4.根据权利要求1或2所述的主动控制式气阀板，其特征在于：还设有快排阀，所述快排阀通过支架固定在底板上，所述快排阀与气路块Ⅱ气路连通，所述快排阀与控制单元线路连接。

5.根据权利要求3所述的主动控制式气阀板，其特征在于：还设有快排阀，所述快排阀通过支架固定在底板上，所述快排阀与气路块Ⅱ气路连通，所述快排阀与控制单元线路连接。

6.根据权利要求4所述的主动控制式气阀板，其特征在于：所述快排阀为电磁快排阀。

7.根据权利要求5所述的主动控制式气阀板，其特征在于：所述快排阀为电磁快排阀。

Images