一种轨道交通车辆用风源装置的制作方法

本实用新型是关于轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通车辆用风源装置。

背景技术：

风源装置是车辆制动系统的至关重要部件，主要负责为车辆制动系统提供符合规定压力、高质量、稳定的压缩空气以实现空气制动，在使用时风源装置中的出气管路末端直接与车辆的主风管连接，以实现为车辆供风。

其中，风源装置中的空压机组负责压缩空气，但是，由于外界空气中含有一定水蒸气，当空气被压缩后，其单位体积内的水蒸气含量及对应的露点温度会随压力增加而升高。此时，若压缩空气温度高于露点温度，压缩空气中的水蒸气并不会析出液态水；但若压缩空气温度低于露点温度，则压缩空气中的水蒸气将凝析出液态水。如果空气压缩过程中产生液态水，液态水会与空气机组内的润滑油混合，在空压机组工作一段时间后，在气流的冲压作用下，将可能导致润滑油乳化的问题。

一般，在风源装置刚启动时，压缩空气温度较低，低于露点温度，此时可能会析出少量液态水。风源装置工作一段时间后，因压缩空气作功，压缩过程会释放热量，压缩空气温度会随之升高，压缩空气温度将高于露点温度，此时压缩空气的含水量是非饱和状态，不仅不会析出液态水，并且会带走润滑油内的部分水分，降低乳化风险。

因此，针对润滑油乳化的问题，普遍通过延长风源装置的工作时间，以保证压缩空气温度高于露点温度来实现。基于此，目前主要采用为车辆供风的同时通过一排风装置向外界排风，增加耗气量，进而延长风源装置的工作时间，避免润滑油乳化问题。

现有技术的风源装置和排风装置结构如图1所示，整个风源装置01下游目前会额外增加一套排风装置，由截断塞门02、电磁阀03、溢流阀04、节流孔05和消音器06组成，使用时将其通过管路连接至风源装置01的出风口处，通过截断塞门02可以手动关闭和开启排风装置，通过电磁阀03可以在车辆运行过程中实现关闭排风装置，溢流阀04主要保证车辆耗风安全；由于主风管处所需的表压力在900kpa左右，而排风装置与外界大气连通，外界大气的表压力为0，而排风装置是在供风的同时打开的，因此，为了保证在排气的同时不影响顺利供风，这里就需要增设节流孔05，来控制耗风量的大小，这里出气管路的外径为18mm，节流孔05的内径一般设为2mm。

但是，上述的风源装置01仍存在如下问题：

1、现有技术的排风装置与风源装置01是相互独立的，需要将排风装置单独设计和安装，安装时需要将排风装置连接至出气管路上的一管路接口上，同时还需增加电磁阀03的控制线路，较为繁琐；

2、现有的排风装置中需要设有节流孔05，且节流孔05通径小于风源装置01排气量，排风装置必须在风源装置01向车辆供风的同时才能开启工作，并不能单独开启工作，否则由于节流孔05的作用，会导致空压机组和主风管内的压力过大，造成系统气压升高，可能超过系统的允许压力；同时，正是由于现有的排风装置只能在车辆供风的同时开启，风源装置01为车辆供风的能力下降，这就存在当遇到车辆耗风量大的工况时，风源装置01供风能力可能不足的风险。

3、风源装置01通过车辆的主风管将压缩空气送入车辆的风缸中，但是，若车辆还未开始用风时，假如出现风源装置01未启动，且排风装置中的电磁阀03出现故障而无法关闭时，车辆风缸内的压缩空气可能通过主风管从排风装置直接排出至外界大气，车辆风缸内的总风压力将从最高压力下降至溢流阀04的开启值，可能影响车辆用风。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种轨道交通车辆用风源装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种轨道交通车辆用风源装置，能够有效预防风源装置润滑油乳化的问题，同时能够实现排气装置和风源装置一体设计制造，且并不会降低风源装置为车辆的供风能力。

本实用新型的目的是这样实现的，一种轨道交通车辆用风源装置，包括空压机组；在空压机组的出气管路上设有一分支管路，并在分支管路上设有能够在风源装置向车辆供风时关闭、在单独排风时打开的排风装置，分支管路的末端与外界大气连通。

在本实用新型的一较佳实施方式中，排风装置由依次连接的电磁阀、溢流阀和消音器组成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，分支管路内径大于等于出气管路的内径。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在出气管路上且位于分支管路与出气管路的连接节点之后设有一止回阀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，还包括控制器；在空压机组的进气管路上且位于其进气口处依次设有进气温度传感器和进气湿度传感器，在空压机组的出气管路上且位于其出气口处依次设有出气温度传感器和出气压力传感器；进气温度传感器、进气湿度传感器、出气温度传感器、出气压力传感器和空压机组均与控制器电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在出气管路上且位于空压机组之后设有一空压机组安全阀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在空压机组安全阀与分支管路和出气管路的连接节点之间设有一冷却器。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在冷却器与连接节点之间设有一干燥器。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在空压机组的进气管路上设有一空气过滤器，在冷却器和干燥器之间设有一前过滤器，在干燥器和连接节点之间设有一后过滤器。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在冷却器和前过滤器之间设有一干燥器前端安全阀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在出气管路上且位于止回阀的后端设有一出气安全阀。

由上所述，本实用新型中的风源装置将为车辆供风工作和风源装置排风工作两者单独分开，各自独立作业，在供风作业时并不排风，保证了风源装置的供风能力。在排风作业时并不供风，此时可以通过延长排风时间来达到延长风源装置工作时间的目的。在车辆不需要供风时利用风源装置单独向外界排风，能够升高润滑油温度，下次启动风源装置时油温较高，有助于将压缩空气温度快速提升至露点温度以上，不易析出水分，降低润滑油乳化的风险；还能够带走润滑油中可能存在的已析出的水分，进一步降低润滑油乳化的风险。而且当车辆不需要风源装置为其供风时，可以随时启动风源装置连续工作并向外界排风，可选时间范围更大。此外，本实用新型将排风装置与风源装置一体设计，并不需要排风装置再单独设计安装，操作更加方便。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为现有技术的风源装置和排风装置的结构示意图。

图2：为本实用新型提供的风源装置的结构示意图。

附图标号说明：

现有技术：

01、风源装置；02、截断塞门；03、电磁阀；04、溢流阀；05、节流孔；06、消音器。

本实用新型：

1、空气过滤器；2、进气温度传感器；3、进气湿度传感器；4、空压机组；41、进气管路；42、出气管路；421、分支管路；

5、出气温度传感器；6、出气压力传感器；7、控制器；8、空压机组安全阀；9、冷却器；10、干燥器前端安全阀；11、前过滤器；12、干燥器；13、后过滤器；14、止回阀；15、出气安全阀；16、电磁阀；17、溢流阀；18、消音器。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图2所示，本实施例提供一种轨道交通车辆用风源装置，包括空压机组4，在空压机组4的出气管路42上设有一分支管路421，并在分支管路421上设有能够在风源装置向车辆供风时关闭、在单独排风时打开的排风装置，分支管路421的末端与外界大气连通。其中，空压机组4包括空气压缩机和电动机，空气压缩机可以是螺杆式、活塞式或者滑片式等，电动机驱动空气压缩机工作并产生压缩空气。对于空压机组4的结构为现有技术，在此不再赘述。

这样，当车辆需要供风时排气装置关闭，空压机组4压缩空气并正常供风，由于排气装置并不会在供风的同时进行排风，并不会增加耗风量，进而不会降低风源装置为车辆供风的能力。在供风作业结束后，根据需要进行单独排风作业，此时排风装置打开，由于出气管路42末端与车辆主风管连接，压力很大，而排风装置与外界大气连通，压力很低，故，排风作业时，空压机组4内的压缩空气将会选择压力更低的分支管路421通过排风装置排到大气中，此时可以通过延长排风时间来延长空压机组4的工作时间，进而有效预防风源装置润滑油乳化的问题。

由此，本实施例中的风源装置将为车辆供风工作和风源装置排风工作两者单独分开，各自独立作业，在供风作业时并不排风，保证了风源装置的供风能力。在排风作业时并不供风，此时可以通过延长排风时间来达到延长风源装置工作时间的目的。在车辆不需要供风时利用风源装置单独向外界排风，能够升高润滑油温度，下次启动风源装置时油温较高，有助于将压缩空气温度快速提升至露点温度以上，不易析出水分，降低润滑油乳化的风险；还能够带走润滑油中可能存在的已析出的水分，进一步降低润滑油乳化的风险。而且当车辆不需要风源装置为其供风时，可以随时启动风源装置连续工作并向外界排风，可选时间范围更大。此外，本实施例将排风装置与风源装置一体设计，并不需要排风装置再单独设计安装，操作更加方便。

在具体实现方式中，排风装置由依次连接的电磁阀16、溢流阀17和消音器18组成。

其中，电磁阀16与下述的控制器7电连接，当电磁阀16打开时，出气管路42将与溢流阀17接通，若此时出气管路42内压力达到溢流阀17的开启压力，则溢流阀17开启，并向外界排风；电磁阀16关闭时，则不会通过溢流阀17向外界排风。这样，设置合理的溢流阀17开启压力，然后通过控制电磁阀16的打开和关闭就能够方便控制排风装置是否排风，操作更加方便。在实际应用中，一般分支管路421内径大于等于出气管路42的内径，以保证电磁阀16、溢流阀17和消音器18的通径能够满足风源装置的最大排风量。

与图1中的现有技术相比，本实施例的排风装置中并没有设置内径很小的节流孔，排风装置的通径相对较大，在进行单独排风时并不会导致系统气压太高而超过系统允许压力的问题。这样，当车辆主风管压力达到风源装置的停机压力、不再需要风源装置为其继续供风时，或者车辆主风管压力未达到风源装置停机压力、但未给出启动风源装置向车辆供风的信号时，均可以启动风源装置向外界单独排风，并不会造成主风管空气压力过高的问题。需要说明的是，在风源装置向外界排风过程中，若收到车辆需要风源装置为其供风的信号，应立即关闭电磁阀16，优先保证为车辆供风。

对于上述溢流阀17的开启压力，在选择时应该考虑需要风源装置正常启动的主风管压力，一般为了保证供风安全，车辆上会设置两台风源装置。若车辆需要风源装置为其供风时，对这两台风源装置的启停控制压力为：主风管内压力低于p1时一台风源装置启动，低于p2时两台风源装置启动，达到p0时风源装置停机，则溢流阀17的开启压力p溢应满足：p2＜p1≤p0-100kpa≤p溢≤p0。

例如，主风管内压力(表压力)需要达到900kpa为例，则p0为900kpa，一般可以设定p1为750kpa，p2为700kpa，这样，主风管内压力低于750kpa时一台风源装置开启，低于700kpa时两台风源装置开启，达到900kpa时风源装置停机。相应地，800kpa≤p溢≤900kpa，例如p溢可以取820kpa、850kpa等。

为了避免电磁阀16出现故障无法关闭时影响车辆用风，在出气管路42上且位于分支管路421与出气管路42的连接节点之后设有一止回阀14，以防止车辆风缸中的压缩空气回流。当然，这里的止回阀14也可以采用具有止回功能的溢流阀替代，只要具有止回功能的阀门均可，本实施例仅为举例说明。

进一步地，风源装置还包括控制器7，在空压机组4的进气管路41上且位于其进气口处依次设有进气温度传感器2和进气湿度传感器3，在空压机组4的出气管路42上且位于其出气口处依次设有出气温度传感器5和出气压力传感器6。进气温度传感器2、进气湿度传感器3、出气温度传感器5、出气压力传感器6和空压机组4均与控制器7电连接。

这样，通过进气温度传感器2、进气湿度传感器3、出气温度传感器5和出气压力传感器6就能够实时检测空气压缩机机头进气口处的进气空气温度t1和进气空气湿度h1以及空气压缩机机头出气口处的出气空气温度t2和出气空气压力p3。利用控制器7采集这四个数据t1、h1、t2和p3，并根据数据t1、h1和p3便可计算出出气口处压缩空气的露点温度t3；

然后将t2和t3进行对比，若t2较长时间或者经常小于t3，此时控制器7可判断风源装置工作率低、存在润滑油乳化的风险，并向车辆发出预警信号。当车辆不需要风源装置为其供风时，应尽快启动风源装置并同时开启排风装置连续工作，向外界排风。在实际使用时，一般会综合考虑t2小于t3的时间长短、风源装置总的工作时间长短以及其他因素来判断什么时机进行单独排风工作，以防止润滑油乳化。

在具体实现过程中，为了对空压机组4进行保护，在出气管路42上且位于空压机组4之后设有一空压机组安全阀8，以防止管路堵塞或者其他原因导致的空气压力过高损坏空气压缩机。

进一步地，为了对压缩空气和润滑油进行冷却，在空压机组安全阀8与分支管路421和出气管路42的连接节点之间设有一冷却器9。其中，这里的冷却器9一般分为两部分，一部分冷却压缩空气，这部分始终开启；另一部分冷却润滑油，这部分当润滑油温度达到83℃时才会靠温控阀开启，对于冷却器9的具体结构为现有技术，在此不再赘述。

为了吸收压缩空气中的水分，在冷却器9与上述的连接节点之间设有一干燥器12，并与上述的控制器7电连接。该干燥器12可以是无热再生吸附式干燥器、膜式干燥器或者双塔式干燥器，本实用新型对此不进行限定。

进一步地，在空压机组4的进气管路41上设有一空气过滤器1，在冷却器9和干燥器12之间设有一前过滤器11，在干燥器12和连接节点之间设有一后过滤器13。

其中，空气过滤器1能够对从外界进入空压机组4的空气进行过滤，一般采用定期手动排污即可；前过滤器11能够过滤压缩空气中的液态水、油等并排出至外界，一般采用带有自动排污电磁阀的凝聚式过滤器，并与控制器7电连接，通过控制器7控制进行排污，前过滤器11的个数和过滤精度根据空压机组4和干燥器12的类型进行选择，本实用新型对此不进行限定；后过滤器13能够进一步过滤压缩空气中的固态颗粒、悬浮油以及部分油气分子，一般采用不带自动排污电磁阀的凝聚式过滤器，根据需要定期进行手动排污。对于干燥器12和各过滤器的具体结构均为现有技术，在此不再赘述。

另外，在进行单独排风作业时，由于溢流阀17的开启压力较高，管路内空气压力也高，而干燥器12与前过滤器11和后过滤器13的前后压差较小，因此能够保证较好的干燥、过滤效果，并能够减小气流对干燥器12内干燥剂或者吸水膜(膜式干燥器)的冲击，延长其使用寿命。同时，在电磁阀16出现故障无法关闭的情况下，溢流阀17还可以保证风源装置向主风管正常供风(此时最高供风压力为p溢)，保证车辆运行安全。

为了在出现过滤器或干燥器12堵塞时，防止空气压力过高对冷却器9、各过滤器和干燥器12造成损坏，在冷却器9和前过滤器11之间设有一干燥器前端安全阀10，以起到保护作用。

为了保护车辆主风管，在出气管路42上且位于止回阀14的后端设有一出气安全阀15，以避免空气压力过高而对车辆主风管造成损坏。

为了便于加工和安装，上述各部件的设置位置优选为，在空压机组4的进气管路41上，空气过滤器1、进气温度传感器2和进气湿度传感器3按照沿气流方向从前至后依次布置；在空压机组4的出气管路42上，出气温度传感器5、出气压力传感器6、空压机组安全阀8、冷却器9、干燥器前端安全阀10、前过滤器11、干燥器12、后过滤器13、止回阀14和出气安全阀15按照沿气流方向从前至后依次布置。

这样，在加工时，进气温度传感器2、进气湿度传感器3、空压机组4、出气温度传感器5、出气压力传感器6、控制器7、空压机组安全阀8和冷却器9集成在一起，前过滤器11、干燥器12和后过滤器13集成在一起，电磁阀16、溢流阀17和消音器18集成在一起，实现模块化结构设计，结构更加紧凑，更便于安装。

以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。