专利名称：一种受电弓控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气动控制领域，尤其涉及一种机车用受电弓控制装置。
背景技术：
电力机车(包括采用气囊式受电弓驱动的电力汽车、电力火车和动车组，本发明 文件中所述机车均为电力机车，即均包括电力汽车、电力火车和动车组)作为一种主要的 交通运输工具，在人们的生产生活中发挥着巨大的作用。它在运行过程中所需要的电能主 要是通过机车顶部的受电弓从接触网上获取的；因此若要保证机车的正常运行，就必须保 证受电弓能从接触网上获取稳定可靠且不间断的电能。在机车的实际运行中，受电弓与接 触网之间压力的变化直接影响电能的获取；当弓网间的接触压力较小时，接触电阻较大，消 耗的能量较多，弓网接触面会产生较多的热能，因此容易造成弓网接触面的烧伤；更严重 地，可能造成受电弓与接触网脱离，致使机车无法正常运行。当弓网间的接触压力较大时， 受电弓会将接触网的局部抬升，致使受电弓弓头滑板和接触网的磨耗增大，进而降低电弓 弓头滑板和接触网的使用寿命，严重时，容易引发弓网事故。受电弓通过受电弓控制装置来调节弓网间的接触压力，从而使受电弓在升起过程 中不会冲击到接触网，在落下过程中不会冲击到车顶。如图1所示，现有受电弓控制装置多 为气动控制，主要是利用来自机车的压缩空气来控制受电弓的升降，其主要结构包括空气 滤清器1、精密调压阀2、空气流通控制单元、升弓单向节流阀4、降弓单向节流阀5、安全阀 6和气囊7 ；所述空气滤清器1接收来自机车的压缩空气并进行过滤干燥处理，然后将其输 出给精密调压阀2 ；所述精密调压阀2对所述压缩空气进行调压处理后，通过空气流通控制 单元将其输出；从空气流通控制单元中输出的压缩空气顺序流经升弓单向节流阀4、降弓 单向节流阀5和安全阀6后，压缩进入气囊7。其中，所述的精密调压阀2的输出端连接有 压力表22，用于测量精密调压阀2流出空气的压力值；所述的精密调压阀2的排风口设有 消音器21，用于降低排除多余空气时所产生的噪音。在现有技术中，上述的空气流通控制单 元为第一电磁阀3，用于控制所述受电弓控制装置的空气流通。上述结构的受电弓控制装置 主要通过调节升弓单向节流阀4或降弓单向节流阀5来确保弓网间接触压力和升降弓时 间满足规定的要求，进而使受电弓在升起过程中不会冲击到接触网，在落下过程中不会冲 击到车顶。上述技术方案中，至少存在如下问题当机车高速运行时，只有适当提高弓网间的接触压力，并提升受流性能，才能保证 机车高速运转所需的能量；而现有的受电弓控制装置不能随车速的提高而自动改变接触压 力，必须通过其他专业设备被动地进行调整。
发明内容本实用新型的目的是提供一种受电弓控制装置，以便于机车可以随着车速的变 化，自动、快速、精确地调节弓网间的接触压力，从而降低资源损耗，改善受流性能，保障机
3车安全、可靠、高速运行。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种受电弓控制装置，包括空气滤清器1、精密调压阀2、空气流通控制单元、升弓 单向节流阀4、降弓单向节流阀5、安全阀6和气囊7，还包括主控电路单元8和压力反馈 单元11 ；所述的空气流通控制单元包括大流量精确比例换向阀10，所述大流量精确比例换 向阀10的输入端与主控电路单元8的输出控制端相连；所述的压力反馈单元11和气囊7连接，用于测量气囊7的压力，并输出压力信号 给主控电路单元8 ；所述主控电路单元8控制大流量精确比例换向阀10的工作。所述的主控电路单元8包括用于获取机车速度信息的机车速度信息接口 83 ；用于获取线路状况信息的线路 状况信息接口 84 ；用于获取受电弓状况信息的电弓状况信息接口 85 ；用于获取受电弓位置 信息的受电弓位置信息接口 86 ；用于获取接触网状况信息的接触网状况信息接口 87 ；用于 获取气候信息的气候信息接口 88 ；用于获取运行方向信息的机车运行方向接口 89。所述的空气流通控制单元还包括第一电磁阀3和第二电磁阀9 ；所述第二电磁阀9 与所述的大流量精确比例换向阀10串联后，又与第一电磁阀3并联；所述并联节点分别连 接前端的精密调压阀2与后端的升弓单向节流阀4。所述主控电路单元8包括第一电磁阀控制接口 81与第二电磁阀控制接口 82 ；所述的第一电磁阀控制接口 81与第一电磁阀3相连，所述第一电磁阀3通过第一 电磁阀控制接口 81调整主控电路单元8进入非正常状态工作模式；所述的第二电磁阀控制接口 82与第二电磁阀9相连，所述第二电磁阀9通过第二 电磁阀控制接口 82调整主控电路单元8进入正常状态工作模式。所述精密调压阀2的输出端连接有压力表22 ；所述精密调压阀2的排风口上设置 有消音器21。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的受电弓控 制装置通过压力反馈单元11来获取气囊7的压力信息，并将所述压力信息反馈给主控电路 单元8 ；所述主控电路单元8通过对所述压力信息进行处理分析，再依据外界的线路，气候， 车辆等信息自动制定控制策略对气囊7的压力进行自动、快速、精确地调节，从而控制弓网 间的接触压力；并且在精确调节压力的单元出现问题时，还能按照现有的受电弓控制装置 进行控制，从而达到了保障机车安全、可靠、高速运行的目的。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施 例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他附图。图1为现有的受电弓控制装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的受电弓控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。实施例一如图2所示，一种受电弓控制装置，用于通过来自机车的压缩空气来控制受电弓 的升降，其具体实现结构包括空气滤清器1、精密调压阀2、空气流通控制单元、升弓单向 节流阀4、降弓单向节流阀5、安全阀6、气囊7、主控电路单元8和压力反馈单元11 ；其中， 相应的空气流通控制单元包括大流量精确比例换向阀10 ；其具体连接方式如下所述空气滤清器1接收来自机车的压缩空气并进行过滤干 燥处理，然后将其输出给精密调压阀2 ；所述精密调压阀2对所述压缩空气进行调压处理 后，通过空气流通控制单元将其输出；从空气流通控制单元中输出的压缩空气顺序流经升 弓单向节流阀4、降弓单向节流阀5和安全阀6后，压缩进入气囊7 ；所述的压力反馈单元 11和气囊7连接，用于测量气囊7的压力，并输出压力信号给主控电路单元8 ；所述大流量 精确比例换向阀10的输入端与主控电路单元8的输出控制端相连；主控电路单元8根据自 身所设接口所获取到的外界线路、气候、车辆等信息，以及所述的压力信号确定输出的相应 控制参数并将其输出给空气流通控制单元的调节大流量精确比例换向阀10，从而通过调节 大流量精确比例换向阀10来控制气囊7的工作。其中，相应的精密调压阀2的排风口设有消音器21，相应的精密调压阀2的输出端 连接有压力表22 ；其中，相应的空气流通控制单元还可以包括第一电磁阀3和第二电磁阀9 ；所述的 第二电磁阀9与上述的大流量精确比例换向阀10串联后，又与第一电磁阀3并联；相应的 并联节点分别与前端的精密调压阀2和后端的升弓单向节流阀4相连；其中，相应的主控电路单元8可以设有第一电磁阀控制接口 81、第二电磁阀控制 接口 82和输出口 ；还可以包括机车速度信息接口 83、线路状况信息接口 84、受电弓状况信 息接口 85、受电弓位置信息接口 86、接触网状况信息接口 87、气候信息接口 88和机车运行 方向接口 89。具体地，上述组成受电弓控制装置的各部件的具体作用如下所述的空气滤清器1用于对来自机车的压缩空气并进行过滤干燥处理；所述的精密调压阀2用于对所述压缩空气进行精密调压处理；所述的精密调压阀2的消音器21用于降低排除多余空气时所产生的噪音；所述的精密调压阀2的压力表22用于实时测量精密调压阀2出口处的压缩空气 压力值；所述的第一电磁阀3用于控制所述压缩空气是否能在第一电磁阀3的支路上流通 以及根据操作者的信号调整主控电路单元8进入非正常工作模式(即因主控电路单元8、压 力反馈单元11或者大流量精确比例换向阀10中的任一部分出现故障而导致主控电路单元 8无法根据自身所设接口所获取到的外界线路、气候、车辆等信息，以及压力反馈单元11所 反馈的压力信息控制大流量精确比例换向阀10工作时的工作模式)；[0034]所述的第二电磁阀9用于控制所述压缩空气是否能在第二电磁阀9的支路上流通 以及根据操作者的信号调整主控电路单元8进入正常工作模式(即主控电路单元8能够根 据自身所设接口所获取到的外界线路、气候、车辆等信息，以及压力反馈单元11所反馈的 压力信息控制大流量精确比例换向阀10工作时的工作模式)；所述的大流量精确比例换向阀10用于精确高效地控制压缩空气的流量、流速和 尿强大小，以调节气囊7内的压力值；所述的升弓单向节流阀4用于调节压缩空气流入气囊7的流速；所述的降弓单向节流阀5用于调节压缩空气从气囊7中流出的流速；所述的安全阀6用于在弓网接触压力过大时排除气囊7中的压缩空气，以防止接 触网抬升量过大而造成的损坏；所述的气囊7用于控制受电弓的升降、调节抬升速度和抬升角度；所述的压力反馈单元11用于测量气囊7的压力信息，并将测量的压力信息反馈给 主控电路单元8 ； 所述的主控电路单元8用于根据压力反馈单元11所反馈的压力信息，以及主控电 路单元8的机车速度信息接口 83、线路状况信息接口 84、受电弓状况信息接口 85、受电弓位 置信息接口 86、接触网状况信息接口 87、气候信息接口 88和机车运行方向接口 89所获取 的相应信息控制大流量精确比例换向阀10的工作；所述的主控电路单元8的输出口与大流量精确比例换向阀10相连，用于控制大流 量精确比例换向阀10的工作；所述的第一电磁阀控制接口 81与第一电磁阀3连接，用于获取操作者所指示的信号， 所述信号用于控制第一电磁阀3的通断和调整主控电路单元8进入非正常状态工作模式；所述的第二电磁阀控制接口 82与第一电磁阀9连接，用于获取操作者所指示的 信号，所述信号用于控制第二电磁阀9的通断和调整主控电路单元8进入正常状态工作模 式；所述的机车速度信息接口 83用于获取机车速度信息；所述的线路状况信息接口 84用于获取线路状况信息(明线、隧道等信息)；所述的受电弓状况信息接口 85用于获取受电弓状况信息(受电弓类型、额定静态 接触压力值等信息)；所述的受电弓位置信息接口 86用于获取受电弓位置信息(单弓、双弓、前弓、后弓 等信息)；所述的接触网状况信息接口 87用于获取接触网状况信息(接触网类型、张力、跨 距等信息)；所述的气候信息接口 88用于获取气候信息(外界风速、温度、湿度等信息)；所述的机车运行方向接口 89用于获取运行方向信息(受电弓开口运行、闭口运行 等f曰息)。进一步地，本受电弓控制装置的工作原理如下正常工作情况下，由操作者发出气路启动信号，第一电磁阀3获取所述气路启动， 并将其传递给主控电路单元8 ；主控电路单元8根据所接收到的信号控制第二电磁阀控制 接口 82带电，即令第二电磁阀9保持常开，主控电路单元8进入正常工作状态；相应地，主控电路单元8同时控制第一电磁阀控制接口 81不带电，即令第一电磁阀3保持常闭；来自 机车的压缩空气通过空气滤清器1的过滤和干燥后，流入精密调压阀2 ；相应的精密调压阀 2对所述压缩空气进行精密的调压处理，然后经由保持常开状态的第二电磁阀9，以及控制 压缩空气流量、流速和压强的大流量精确比例换向阀10流入升弓单向节流阀4 ；相应的升 弓单向节流阀4对所述压缩空气的流速进行控制，以控制受电弓的上升速度；最后，所述压 缩空气经由降弓单向节流阀5和安全阀6压缩进入气囊7 ；与气囊7相连的压力反馈单元 11测量气囊7的压力信息，并将测量的压力信息反馈给主控电路单元8 ；主控电路单元8根 据压力反馈单元11所反馈的压力信息，以及主控电路单元8的机车速度信息接口 83、线路 状况信息接口 84、受电弓状况信息接口 85、受电弓位置信息接口 86、接触网状况信息接口 87、气候信息接口 88和机车运行方向接口 89所获取的相应信息确定相应的控制参数，并将 所述控制参数传输给大流量精确比例换向阀10，以精确、快速地控制气囊7的充气量和泄 气量，从而使弓网间的接触压力一直保持合理的水平。当主控电路单元8、大流量精确比例换向阀10或压力反馈单元11中任一发生故障 时，第一电磁阀控制接口 81带电，即第一电磁阀3保持常开，主控电路单元8进入非正常工 作状态；相应地，第二电磁阀控制接口 82不带电，即第二电磁阀9保持常闭；来自机车的压 缩空气通过空气滤清器1的过滤和干燥后，流入精密调压阀2 ；相应的精密调压阀2对所述 压缩空气进行精密的调压处理，然后经由保持常开状态的第一电磁阀3流入升弓单向节流 阀4 ；相应的升弓单向节流阀4对流入气囊7的压缩空气的流速进行控制，以控制受电弓的 上升速度；最后，所述压缩空气经由降弓单向节流阀5和安全阀6压缩进入气囊7。此种情 况作为一种应急方案，可以给气囊提供一个近似不变的静态弓网间接触压力，以保障机车 在精确控制气囊压力的系统出现故障的情况下仍能继续行驶。本实用新型实施例的实现使受电弓控制装置可以根据气囊7进口处的压力信息， 以及所述机车运行状况信息，来自动、快速、精确地调节气囊7的压力，进而控制弓网间的 接触压力；并且在精确调节压力的单元出现问题时，还能按照现有的受电弓控制装置进行 控制，从而达到了保障机车安全、可靠、高速运行的目的。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求书的保护范围为准。
权利要求一种受电弓控制装置，包括空气滤清器(1)、精密调压阀(2)、空气流通控制单元、升弓单向节流阀(4)、降弓单向节流阀(5)、安全阀(6)和气囊(7)，其特征在于，还包括主控电路单元(8)和压力反馈单元(11)；所述的空气流通控制单元包括大流量精确比例换向阀(10)，所述大流量精确比例换向阀(10)的输入端与主控电路单元(8)的输出控制端相连；所述的压力反馈单元(11)和气囊(7)连接，用于测量气囊(7)的压力，并输出压力信号给主控电路单元(8)；所述主控电路单元(8)控制大流量精确比例换向阀(10)的工作。
2.根据权利要求1所述的受电弓控制装置，其特征在于，所述的主控电路单元(8)包括用于获取机车速度信息的机车速度信息接口(83)；用于获取线路状况信息的线路状 况信息接口(84)；用于获取受电弓状况信息的电弓状况信息接口(85)；用于获取受电弓 位置信息的受电弓位置信息接口(86)；用于获取接触网状况信息的接触网状况信息接口 (87)；用于获取气候信息的气候信息接口(88)；用于获取运行方向信息的机车运行方向接 口(89)。
3.根据权利要求1或2所述的受电弓控制装置，其特征在于，所述的空气流通控制单元 还包括第一电磁阀⑶和第二电磁阀(9)；所述第二电磁阀(9)与所述的大流量精确比例 换向阀(10)串联后，又与第一电磁阀(3)并联；所述并联节点分别连接前端的精密调压阀 (2)与后端的升弓单向节流阀(4)。
4.根据权利要求3所述的受电弓控制装置，其特征在于，所述主控电路单元(8)包括第 一电磁阀控制接口(81)与第二电磁阀控制接口(82)；所述的第一电磁阀控制接口(81)与第一电磁阀(3)相连，所述第一电磁阀(3)通过第 一电磁阀控制接口(81)调整主控电路单元(8)进入非正常状态工作模式；所述的第二电磁阀控制接口(82)与第二电磁阀(9)相连，所述第二电磁阀(9)通过第 二电磁阀控制接口(82)调整主控电路单元(8)进入正常状态工作模式。
5.根据权利要求1或2所述的受电弓控制装置，其特征在于，所述精密调压阀(2)的输 出端连接有压力表(22)；所述精密调压阀(2)的排风口上设置有消音器(21)。
专利摘要本实用新型公开了一种受电弓控制装置，用于利用来自机车的压缩空气来控制受电弓的升降，包括空气滤清器1、精密调压阀2、空气流通控制单元、升弓单向节流阀4、降弓单向节流阀5、安全阀6、气囊7、主控电路单元8和压力反馈单元11；压力反馈单元11和气囊7连接，用于测量气囊7的压力，并输出压力信号给主控电路单元8；主控电路单元8根据自身所设端口所获取的外界信息以及所述压力信号控制气囊7的压力。本实用新型实施例的实现使受电弓控制装置可以根据线路，气候，车辆、气囊7中压力等信息来自动、快速、精确地调节气囊7的压力，进而控制弓网间的接触压力，达到了保障机车安全、可靠、高速运行的目的。
文档编号B60L5/32GK201677756SQ20102018349
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者刘志华, 姚念良, 王满, 甄旭峰, 苏安社, 马君, 马果垒 申请人:北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司