CN218640370U - 一种碳纤维复合材料重力式水箱及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维复合材料重力式水箱及轨道车辆，包括由碳纤维复合材料制作的箱体，箱体顶部和底部设置开口，且箱体底部设置有底座，底座位置预埋有第一加强筋板，同时沿着车辆运行方向，在水箱内预埋有第二加强筋板，在箱体内预埋有电热丝。本实用新型通过结构功能一体化的设计改变轨道交通装备重力式水箱成型结构，并使用碳纤维复合材料通过液体成型进行一体化成型，设计成圆弧边角的方体“天井结构”水箱，一方面通过加强筋板对箱体进行加强，另一方面通过在箱体内预埋电热丝，对箱体进行加热，实现了一体化水箱结构，避免了后续缠绕伴热线，铺贴防寒材的繁琐工序。

Description

一种碳纤维复合材料重力式水箱及轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及轨道交通装备领域，具体涉及一种轨道交通装备用碳纤维复合材料重力式水箱及轨道车辆。

背景技术

统的水箱材质一般使用不锈钢材质，轨道交通装备在运行过程或者放置过程中，电离子会导致水箱腐蚀，进而形成漏点，影响行车安全，漏水后需将水箱从车顶活盖处取下检修，费时费力，影响交车周期，导致工序停止，造成大量人员和时间浪费。同时水箱检修过程中需要缠绕伴热线，铺贴防寒，费时费力，工序繁琐。

在CN 216068998 U中，公开了一种新型碳纤维增强复合水箱模板，包括由一张整板模压拉伸而成的模压板，所述的模压板的涉水面一侧设置有用以覆盖住模压板涉水面的内层板，所述的模压板与内层板之间设置有碳纤维增强片，所述的模压板、碳纤维增强片和内层板三者通过胶粘的方式复合为一体。本实用新型结构简单，设计巧妙，将模压板、碳纤维增强片和内层板三者通过胶粘的方式复合成一体，制成复合水箱模板，在减少金属材料的使用量的基础上大大提高了水箱模板的抗拉及抗压强度，另外在模压板与内层板之间设置碳纤维增强片，避免了双金属复合电腐蚀的隐患，延长了使用寿命。但是未涉及轨道交通装备用水箱结构。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种轨道交通装备用碳纤维复合材料重力式水箱，本实用新型基于水箱实际运行过程中面临的运行环境出发，从结构功能一体化的和高效低成本的成型角度考虑，采用碳纤维复合材料，对水箱结构进行一体化成型，进行解决漏水问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种碳纤维复合材料重力式水箱，包括由碳纤维复合材料制作的箱体，箱体顶部和底部设置开口，且箱体底部设置有底座，底座位置预埋有第一加强筋板，同时沿着车辆运行方向，在水箱内预埋有第二加强筋板，在箱体内预埋有电热丝。

作为进一步的技术方案，所述第一加强板为C型加强筋板。

作为进一步的技术方案，位于箱体同一侧的C型加强筋板的端部延伸至底座内。

作为进一步的技术方案，位于箱体不同侧的两个C型加强筋板对称设置。

作为进一步的技术方案，所述的第二加强筋板为U型加强筋板。

作为进一步的技术方案，所述的U型加强筋板的水平臂位于箱体底部，两个竖直臂延伸至箱体侧部。

作为进一步的技术方案，所述的第一加强筋板采用阳极氧化处理后的铝合金材料。

作为进一步的技术方案，所述的第二加强筋板采用阳极氧化处理后的铝合金材料。

作为进一步的技术方案，所述的电热丝设置若干，分布在箱体的各个面上。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种轨道车辆，包括前面任一所述的碳纤维复合材料重力式水箱。

上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

1、本实用新型通过结构功能一体化的设计改变轨道交通装备重力式水箱成型结构，并使用碳纤维复合材料通过液体成型进行一体化成型，设计成圆弧边角的方体“天井结构”水箱，一方面通过加强筋板对箱体进行加强，另一方面通过在箱体内预埋电热丝，对箱体进行加热，实现了一体化水箱结构，避免了后续缠绕伴热线，铺贴防寒材的繁琐工序。

2、本实用新型的水箱采用碳纤维复合材料，避免电离子腐蚀导致的水箱漏水问题以及结垢情况，从而避免因为漏水问题对水箱吊运下车进行检修和修补。

3、本实用新型采用液体成型进行水箱箱体的一体化成型，充分发挥复合材料的优势，减少了水箱箱体焊接的工序。

4、本实用新型采用复合材料降低了水箱的质量，降低了整车运行质量，节约运营成本。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型公开的水箱箱体三维结构示意图；

图2是本实用新型公开的水箱箱体二维结构示意图；

图3是本实用新型安装座与C型加强筋结构图；

图4是本实用新型箱体U型加强筋的布置示意图；

图5是本实用新型箱体U型加强筋的布置示意图；

图6是本实用新型电加热布置的示意图；

图7是本实用新型电加热布置的示意图；

图中：1上开口，2箱体，3底座，4下开口，5C型加强板，6U型加强板，7电加热丝。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本实用新型另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种轨道交通装备用碳纤维复合材料重力式水箱。

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实用新型从结构功能一体化和高效低成本的角度出发，充分考虑水箱的运营情况和承力特点，设计结构与成型技术交互协同，最终实现该碳纤维复合材料水箱。

本实用新型结构设计时充分考虑碳纤维复合材料的可设计性强的特点，设计一个圆弧边角的方体“天井结构”水箱；

具体的，如图1、图2所示，水箱包括箱体2，箱体2的顶部是上开口1，底部是下开口4，且上开口1的面积大于下开口4；上开口1高于箱体2的顶部，下开口4低于箱体2的底部，形成“天井结构”水箱；箱盖通过螺栓连接的方式与箱体2的上开口1位置相连进行连接，并基于箱体和箱盖密封同样的原理，采用橡胶圈进行密封；下开口4后续用于连接注水、溢水、出水板，通过连接法兰与其他部件相连。

进一步的，考虑水箱的安装要求，箱体2底部设置四处安装座3，安装座3与车体安装梁通过螺栓进行连接，安装座3承力为整个水箱结构的最大值，考虑强度问题和便于工艺脱模，安装座3内侧较外侧稍宽，同时内部增加C型加强板5进行加强，如图3所示；位于箱体同一侧两个底座3之间设置C型加强板5；C型加强板5的两个端部延伸至底座内；两侧设置的C型加强板5的尺寸大小完全相等。

进一步的，箱体考虑水箱中的水随着车辆的运行对于水箱体有较大的冲击，所以在水箱沿着车辆运行方向布置两处U型加强筋板6(如图4、图5所示)，增加水箱的强度，其中，本实施例中定义的沿着车辆运行方向是指箱体的长度方向，即箱体较长一边的方向，箱体共布置两处U型加强筋，U型加强筋板的水平臂位于箱体底部，两个竖直臂延伸至箱体侧部。

进一步的，本实施例中的C型加强筋板5和U型加强筋板6均采用铝合金材料，同时考虑电化学腐蚀问题，进行阳极氧化处理。

进一步的，由于现有水箱需要外包防寒材料，缠绕伴热线，避免冬季结冰，本实施例公开的箱体将加热丝7嵌入到水箱箱体结构中，且加热丝7分布在箱体2的各个面上，具体的如图6、图7所示。本实施例将热系统嵌入水箱中，避免了后续缠绕伴热线，铺贴防寒材的繁琐工序。

具体的成型方法如下：

该箱体采用袋压+液体成型，首先基于箱体的结构设计两个单面对模，在进行成型时候，固定为一体，铺放碳纤维干布(碳纤维干布由单向织物和多轴向织物组成)，在一体化成型的模具上铺放不小于两层的碳纤维干布，在两层干部之间铺放PMI泡沫夹芯，形成三明治夹芯结构，然后使用密封袋进行真空封装，密封完成后进行抽真空形成负压，将不饱和树脂抽入密封袋中，直至不饱和树脂布满整个成型模具的密封袋。其中，因为箱体底部安装座承力较大，需要通过螺栓将水箱与车体连接，故而水箱安装座处需增加加强板。

当箱体注射不饱和树脂完成后，将其放入烤箱中进行加热固化，加热一段时间后进行自然冷却。最后进行脱模，实现整个箱盖和箱体的成型。

进一步的，本实施例还提供了一种轨道车辆，所述的轨道车辆包括前面所述的水箱。由于该轨道车辆中设置有如上所述的水箱，因此该轨道车辆同样具备如上所述的全部优势。在一些实施例中，本实用新型提供的轨道车辆可以是任何适当类型的车辆，例如普速火车、动车、地铁车辆、城铁车辆等，本实用新型不局限于某种或某些特定的轨道车辆类型。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，包括由碳纤维复合材料制作的箱体，箱体顶部和底部设置开口，且箱体底部设置有底座，底座位置预埋有第一加强筋板，同时沿着车辆运行方向，在水箱内预埋有第二加强筋板，在箱体内预埋有电热丝。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，所述第一加强筋板为C型加强筋板。

3.如权利要求2所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，位于箱体同一侧的C型加强筋板的端部延伸至底座内。

4.如权利要求2所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，位于箱体不同侧的两个C型加强筋板对称设置。

5.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，所述的第二加强筋板为U型加强筋板。

6.如权利要求5所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，所述的U型加强筋板的水平臂位于箱体底部，两个竖直臂延伸至箱体侧部。

7.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，所述的第一加强筋板、第二加强筋板采用阳极氧化处理后的铝合金材料。

8.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，所述的第二加强筋板采用阳极氧化处理后的铝合金材料。

9.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料重力式水箱，其特征在于，箱体顶部开口高于箱体本体，底部开口低于箱体本体。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的碳纤维复合材料重力式水箱。

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