本實用新型屬于壓縮空氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化的控制，尤其涉及機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置的控制組件以及使用該控制組件的機車風(fēng)源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機車的壓縮空氣凈化處理是指壓縮空氣經(jīng)過除塵、除油、除水后，使之達(dá)到壓縮空氣質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)，滿足機車的壓縮空氣品質(zhì)的要求。機車風(fēng)源系統(tǒng)是機車空氣管路系統(tǒng)的重要組成部分，其能夠?qū)諝膺M(jìn)行壓縮凈化處理，從而生產(chǎn)、儲備、調(diào)節(jié)控制壓力空氣，并向全車各氣路系統(tǒng)(例如制動氣路系統(tǒng)、控制氣路系統(tǒng)等)提供所需的高質(zhì)量的、潔凈、干燥、穩(wěn)定的高壓空氣。

機車風(fēng)源系統(tǒng)主要包括空氣壓縮機、總風(fēng)缸和它們之間的風(fēng)源凈化裝置，針對應(yīng)風(fēng)源凈化裝置，通常設(shè)置有相應(yīng)的控制組件來實現(xiàn)對風(fēng)源凈化裝置的控制，使得機車風(fēng)源系統(tǒng)能夠持續(xù)正常地、長期地運行，以便得到清潔、干凈的氣源，有利于避免機車車輛空氣管系統(tǒng)發(fā)生銹蝕、堵塞、凝水和結(jié)凍等問題，亦可防止因空氣中的雜質(zhì)引起制動失靈等問題。

因此，如何控制風(fēng)源凈化裝置有效可靠地工作對機車的運行非常具有意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的之一在于，提高機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置中的干燥塔的吸附凈化處理效果。

本實用新型的又一目的在于，提高機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置中的干燥塔的工作效率。

為實現(xiàn)以上目的或者其他目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案。

按照本實用新型的第一方面，提供一種機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置的控制組件，其中所述風(fēng)源凈化裝置包括第一干燥塔、第二干燥塔和電動排泄閥，其中，所述第一干燥塔和第二干燥塔二者交替地工作于吸附模式和再生模式；所述控制組件包括：

嵌入式中央處理器；

溫度傳感器，其設(shè)置在所述電動排泄閥中并與所述嵌入式中央處理器耦接；

在所述第一干燥塔和第二干燥塔所處理后氣體的下游氣路上各自對應(yīng)設(shè)置的第一濕度傳感器，其與所述嵌入式中央處理器耦接；

加熱元件驅(qū)動電路，其與所述嵌入式中央處理器耦接并用于驅(qū)動對應(yīng)所述電動排泄閥而設(shè)置的加熱元件；

對應(yīng)所述第一干燥塔而設(shè)置的第一電控閥，其與所述嵌入式中央處理器耦接；和

對應(yīng)所述第二干燥塔而設(shè)置的第二電控閥，其與所述嵌入式中央處理器耦接。

在一實施例中，所述溫度傳感器可以為無線溫度傳感器。

在一實施例中，所述控制組件還包括：在所述第一干燥塔和第二干燥塔的上游進(jìn)氣氣路上各自對應(yīng)設(shè)置的第二濕度傳感器，所述第二濕度傳感器與所述嵌入式中央處理器耦接。

在一實施例中，所述第一濕度傳感器和第二濕度傳感器可以為無線溫度傳感器。

在一實施例中，所述控制組件還包括人機交互模塊。

在一實施例中，所述人機交互模塊包括上位機、RS485接口、顯示部件和按鍵。

在一實施例中，所述第一干燥塔和第二干燥塔是相同的干燥塔。

按照本實用新型的又一方面，提供一種機車風(fēng)源系統(tǒng)，其包括：

至少包括第一干燥塔、第二干燥塔和電動排泄閥的風(fēng)源凈化裝置；和

以上任一所述的控制組件。

本實用新型的技術(shù)效果是，通過在電動排泄閥中設(shè)置溫度傳感器，使得第一干燥塔或第二干燥塔中的雜質(zhì)(例如水、油、塵埃等)能在低溫環(huán)境下通過電動排泄閥有效地排入大氣，提高或改善干燥塔的再生效果，有利于提高吸附凈化處理效果和工作效率；并且通過設(shè)置第一濕度傳感器，使得干燥塔處理后的氣體質(zhì)量能得到保證，吸附凈化處理效果得到保證，并且易于實現(xiàn)智能化地進(jìn)行交替控制；本實用新型的機車風(fēng)源系統(tǒng)能夠長期提供質(zhì)量穩(wěn)定的氣體。

附圖說明

從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會使本實用新型的上述和其他目的及優(yōu)點更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號表示。

圖1是按照本實用新型一實施例的機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置的控制組件的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例的控制組件控制第一干燥塔和第二干燥塔的原理示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖更加完全地描述本實用新型，附圖中示出了本實用新型的示例性實施例。但是，本實用新型可按照很多不同的形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)該被理解為限制于這里闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開變得徹底和完整，并將本實用新型的構(gòu)思完全傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。附圖中，相同的標(biāo)號指代相同的元件或部件，因此，將省略對它們的描述。

需要說明的是，本實用新型實施例的機車風(fēng)源系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種軌道車輛機車中，其具體應(yīng)用的機車車輛類型不是限制性的；并且，機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置具體結(jié)構(gòu)類型不是限制性的，其一般地包括干燥塔(或稱為“干燥筒”)、電動排泄閥等，其中，干燥塔的功能包括但不限于對進(jìn)來的氣源進(jìn)行去油、干燥、去污等吸附凈化處理，以得到符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的氣體，干燥塔可以工作于吸附模式和再生模式，在吸附模式中能夠發(fā)揮上述吸附凈化處理功能，在再生模式中，可以排出干燥塔在吸附模式過程中產(chǎn)生的油污等雜物，使干燥塔的吸附功能得到恢復(fù)或再生；其中，電動排泄閥至少用于將干燥塔內(nèi)的油污等排至外界，以實現(xiàn)干燥塔的恢復(fù)或再生。

圖1所示為按照本實用新型一實施例的機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置的控制組件的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，控制組件10用于控制機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置，尤其是用于控制風(fēng)源凈化裝的第一干燥塔221、第二干燥塔222和電動排泄閥210等。第一干燥塔221和第二干燥塔222可以但不限于是相同類型的干燥塔，干燥塔的具體類型或型號不是限制性的；第一干燥塔221和第二干燥塔222二者可以交替地工作于吸附模式和再生模式，例如，第一干燥塔221工作于吸附模式時第二干燥塔222工作于再生模式，第二干燥塔222工作于吸附模式時第一干燥塔221工作于再生模式，第一干燥塔221從吸附模式轉(zhuǎn)換至再生模式的同時第二干燥塔222從再生模式轉(zhuǎn)換至吸附模式，這樣，第一干燥塔221和第二干燥塔222二者可以交替地進(jìn)行吸附工作，機車風(fēng)源系統(tǒng)能夠持續(xù)獲得干凈壓縮氣源。電動排泄閥210與第一干燥塔221和第二干燥塔222均連通，可以對第一干燥塔221和第二干燥塔222在它們各自的再生模式階段進(jìn)行排泄處理。

控制組件10中使用嵌入式中央處理器110，其是控制組件10的核心部件，嵌入式中央處理器110所選用的具體處理器型號等不是限制性的，可以選用高性能、低成本、低功耗的為嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的處理器，例如ARM Cortex-M3內(nèi)核STM32。嵌入式中央處理器110關(guān)聯(lián)各控制組件10中的部件或模塊，易于實現(xiàn)控制組件10的功能智能化，并具有設(shè)計靈活和操作簡便的優(yōu)點。

在一實施例中，如圖1所示，控制組件10中包括溫度傳感器120和加熱元件驅(qū)動電路130。溫度傳感器120可以設(shè)置在電動排泄閥210中(例如設(shè)置在電動排泄閥210的進(jìn)氣管路中)并與嵌入式中央處理器110耦接。在該實施例中，溫度傳感器120可以為無線溫度傳感器，也即，溫度傳感器120可以無線傳輸信號至嵌入式中央處理器110，例如，無線傳輸溫度傳感器120所采集的溫度信號至嵌入式中央處理器110。溫度傳感器120可以實時地檢測電動排泄閥210中的進(jìn)氣管路中的溫度。加熱元件驅(qū)動電路130與嵌入式中央處理器110耦接并用于驅(qū)動對應(yīng)電動排泄閥210而設(shè)置的加熱元件111。

加熱元件111工作與否受加熱元件驅(qū)動電路130驅(qū)動控制，加熱元件驅(qū)動電路130工作與否又受嵌入式中央處理器110控制，嵌入式中央處理器110被配置為根據(jù)溫度傳感器120反饋的溫度信號進(jìn)行處理從而輸出相應(yīng)的控制信號。在一實施例中，溫度傳感器120所采集的信號被傳輸至嵌入式中央處理器110，當(dāng)溫度傳感器120所采集的溫度處于低溫狀態(tài)時(例如，低于5攝氏度時)，嵌入式中央處理器110輸出控制信號至加熱元件驅(qū)動電路130，開啟加熱元器件111，從而加熱電動排泄閥210，使得第一干燥塔221或第二干燥塔222中的雜質(zhì)(例如水、油、塵埃等)能在低溫環(huán)境下通過電動排泄閥210有效地排入大氣，提高或改善干燥塔的再生效果。

以上實施例的控制組件通過對應(yīng)電動排泄閥210布置溫度傳感器120和加熱元件驅(qū)動電路130，有利于在機車環(huán)境工作下提高再生效果，這是由于機車環(huán)境下氣源容易包含油污，干燥塔吸附的油污雜質(zhì)較多且相對容易在低溫條件下凝固而不易于排泄出去，因此，干燥塔在低溫條件下的再生效果差。以上實施例可以實現(xiàn)在低溫條件下自動對電動排泄閥210加熱，有利于防止油污雜質(zhì)等凝固所導(dǎo)致的電動排泄閥210的再生效果降低，因此，提高了對干燥塔221或222的再生效果(在其工作于再生模式時)。

繼續(xù)如圖1所示，控制組件10中還包括濕度傳感器151和152、第一電控閥141和第二電控閥142。其中，濕度傳感器151和第一電控閥141對應(yīng)第一干燥塔221設(shè)置，濕度傳感器151設(shè)置在第一干燥塔221所處理后氣體的下游氣路上，從而可以監(jiān)測出第一干燥塔221在吸附模式下所吸附凈化處理后的空氣的濕度，第一電控閥141用于控制第一干燥塔221在吸附模式和再生模式之間的轉(zhuǎn)換，例如，第一電控閥141處于第一狀態(tài)時第一干燥塔221工作于吸附模式，第一電控閥141處于第二狀態(tài)時第一干燥塔221工作于再生模式，嵌入式中央處理器110控制第一電控閥141在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，從而控制第一干燥塔221在吸附模式和再生模式之間的轉(zhuǎn)換。其中，濕度傳感器152和第二電控閥142對應(yīng)第二干燥塔222設(shè)置，濕度傳感器152設(shè)置在第二干燥塔222所處理后氣體的下游氣路上，從而可以監(jiān)測出第二干燥塔222在吸附模式下所吸附凈化處理后的空氣的濕度，第二電控閥142用于控制第二干燥塔222在吸附模式和再生模式之間的轉(zhuǎn)換，例如，第二電控閥142處于第一狀態(tài)時第二干燥塔222工作于吸附模式，第二電控閥142處于第二狀態(tài)時第二干燥塔222工作于再生模式，第二電控閥142處于第一狀態(tài)時第二干燥塔222工作于吸附模式，嵌入式中央處理器110控制第二電控閥142在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，從而控制第二干燥塔222在吸附模式和再生模式之間的轉(zhuǎn)換。通過設(shè)置電控閥，可以方便地實現(xiàn)交替工作的第一干燥塔221和第二干燥塔222之間的控制。

濕度傳感器151和濕度傳感器152所采集的濕度信號均可以傳輸至其所耦接的嵌入式中央處理器110，具體地，濕度傳感器151和152可以是無線濕度傳感器，其可以通過無線通信方式將其所采集的濕度信號傳輸至嵌入式中央處理器110，嵌入式中央處理器110被配置為根據(jù)其所接收的濕度信號控制相應(yīng)干燥塔的電控閥，從而控制第一干燥塔221和第二干燥塔222二者在吸附模式和再生模式之間的交替工作過程。具體地，嵌入式中央處理器110通過驅(qū)動電路140同時與第一電控閥141和第二電控閥142耦接，嵌入式中央處理器110輸出控制信號，使第一電控閥141工作于第一狀態(tài)時第二電控閥142工作于第二狀態(tài)、第一電控閥141工作于第二狀態(tài)時第二電控閥142工作于第一狀態(tài)，從而實現(xiàn)第一干燥塔221和第二干燥塔222二者在吸附模式和再生模式之間的交替工作過程。

需要說明的是，在本文中，“交替工作”是指第一干燥塔221和第二干燥塔222二者中的任意一個是在兩種模式之間交替地變換工作，同時是指第一干燥塔221和第二干燥塔222二者交替地接力工作于吸附模式從而持續(xù)進(jìn)行吸附凈化處理。

圖2所示為本實用新型實施例的控制組件控制第一干燥塔和第二干燥塔的原理示意圖。其中，第一干燥塔221/第二干燥塔222的循環(huán)工作周期為T，其中，吸附子周期T1表示第一干燥塔221/第二干燥塔222的工作于吸附模式的時間，再生子周期T2表示第一干燥塔221/第二干燥塔222的工作于再生模式的時間，周期T＝T1+T2且T1＝T2。

吸附子周期T1的時間需同時滿足以下條件：第一，當(dāng)前干燥塔(工作于吸附模式的第一干燥塔221或第二干燥塔222)所處理的空氣高于某一預(yù)定值或預(yù)定范圍值，表示處理后的空氣不滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的濕度要求，即當(dāng)前干燥塔需要進(jìn)行再生；第二，滿足另一干燥塔(處于再生模式的第一干燥塔221或第二干燥塔222)完成再生過程所需的時間要求。

為實現(xiàn)以上條件要求，特別是第一方面的條件要求，本實用新型實施例中在第一干燥塔221和第二干燥塔222中分別設(shè)置了濕度傳感器，具體地，利用無線濕度傳感器(例如安裝在第一干燥塔221和第二干燥塔222后部氣流檢測處)，分別檢測處理后風(fēng)道中空氣的濕度狀態(tài)，從而可以將處理后的空氣濕度值實時地傳輸至嵌入式中央處理器110，嵌入式中央處理器110對該濕度值與預(yù)定值或預(yù)定范圍值進(jìn)行比較判斷處理，從而可以獲知處理后的空氣是否符合要求，該預(yù)定值或預(yù)定范圍值可以對應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣第1部分污染物和清潔度等級ISO 8573-1(E)規(guī)定的2-3級來選擇設(shè)置。

在又一優(yōu)選實施例中，考慮到第一干燥塔221或第二干燥塔222在長期工作后存在吸附凈化性能波動、特別是干燥性能的衰變的情形，并且固定的再生子周期T2再生處理后的第一干燥塔221或第二干燥塔222可能并不能達(dá)到預(yù)定再生效果或者再生不夠充分，采用傳統(tǒng)的固定吸附子周期T1和再生子周期T2(即T1和T2是固定不變的)很可能導(dǎo)致第一干燥塔221或第二干燥塔222的吸附凈化性能越來越差，第一干燥塔221或第二干燥塔222處理后的氣體難以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求；為解決該問題，本實用新型實施例的風(fēng)源凈化裝置的控制方法中，通過濕度傳感器151和152所監(jiān)測的濕度值，在第一干燥塔221或第二干燥塔222工作于吸附模式時，在濕度值小于或等于預(yù)定值時，表示在當(dāng)前吸附性能條件下第一干燥塔221或第二干燥塔222所處理后的空氣已經(jīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，分別計算第一干燥塔221和第二干燥塔222在開始工作于吸附模式下直至氣體的濕度值小于或等于預(yù)定值時的時間t1，使T1＝t1；t1越長，表示干燥塔的性能衰變越厲害，需要更多的再生處理時間，因此，也使T2＝t1，這樣，同時也能使干燥塔再生處理更充分。在這種情況下，周期T＝2×t1，該周期T和子周期T1和T2是動態(tài)變化的，有利于獲得質(zhì)量達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定質(zhì)量的壓縮空氣，第一干燥塔221和第二干燥塔222的吸附凈化性能能夠得到保證。需要說明的是，如果第一干燥塔221和第二干燥塔222分別對應(yīng)的上述時間t1不相等，在以較長的一個作為T1，從而保證兩個干燥塔都能充分地處理得到符合標(biāo)準(zhǔn)的空氣。

以上實施例的風(fēng)源凈化裝置的控制方法的控制過程可以通過嵌入式中央處理器110對第一電控閥141和第二電控閥142的驅(qū)動控制來實現(xiàn)，示例地，在第一干燥塔221從開始工作于吸附模式到濕度傳感器151所檢測的濕度值小于或等于預(yù)定值的時間段計為t1’，在第二干燥塔222從開始工作于吸附模式到濕度傳感器152所檢測的濕度值小于或等于預(yù)定值的時間段計為t1”，如果t1’≠t1”，則以較大的值確定T1和T2，即T1等于T2并等于t1’和t1”中較大的一個；在周期T的T1時間點(即T/2時間點)，嵌入式中央處理器110輸出第一信號使驅(qū)動電路140驅(qū)動第一電控閥141進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而對應(yīng)第一干燥塔221在吸附模式-再生模式之間進(jìn)行工作模式轉(zhuǎn)換，同時輸出第二信號使驅(qū)動電路140驅(qū)動第二電控閥142進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而對應(yīng)第二干燥塔222在再生模式-吸附模式之間進(jìn)行工作模式轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)圖2所示的交替地工作過程。因此，不管是第一干燥塔221還是第二干燥塔222，其吸附凈化處理后的空氣的濕度均能夠穩(wěn)定地達(dá)到濕度要求，并且，保證再生效果，有利于后續(xù)工作吸附模式階段的處理過程變短，有利于提高工作效率。

需要說明的是，在又一替換實施例中，周期T＞T1+T2，也即，在周期T中，還包括柔性轉(zhuǎn)換階段，其可以處于吸附子周期T1與再生子周期T2之間，柔性轉(zhuǎn)換階段用于實現(xiàn)再生模式與吸附模式之間的柔性轉(zhuǎn)換特征，減小進(jìn)氣氣流對塔內(nèi)干燥劑等產(chǎn)生沖擊，有利于消除產(chǎn)生粉末的根源。

繼續(xù)如圖1所示，控制組件171還包括按鍵171、顯示部件172、RS485接口181和上位機182，其中上位機182是嵌入式中央處理器110的上位機，二者之間可以但不限于基于RS485通訊協(xié)議進(jìn)行通信；按鍵171、顯示部件172、RS485接口181和上位機182可以形成人機交互模塊，第一電控閥141和第二電控閥142的工作狀態(tài)(即對應(yīng)相應(yīng)的干燥塔的工作模式)可以顯示于顯示部件172上，并且，溫度傳感器120所采集的溫度、濕度傳感器所采集的濕度均可以顯示在顯示部件172上，這樣，可以供工作人員實時了解風(fēng)源凈化裝置的工作狀態(tài)，而且，工作人員可以基于顯示部件172顯示的信息、通過上位機182進(jìn)行操作來人工控制電動排泄閥210、和/或電控閥141和142。

繼續(xù)如圖1所示，控制組件171中各個部件所需要的電源可以通過電源轉(zhuǎn)換電路190供給，其中，電源轉(zhuǎn)換電路190將機車上的110V直流電源利用電源轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為控制組件171所需要的各種低壓電源，例如，可為嵌入式中央處理器110的STM32提供3.3V的電源，為無線溫濕度傳感器120、電控閥141和141、顯示部件172以及加熱元件驅(qū)動電路130提供相應(yīng)的合適的工作電源。

為描述的清楚和簡明，省略對機車風(fēng)源系統(tǒng)中的風(fēng)源凈化裝置的所有部件的工作原理或控制原理進(jìn)行詳細(xì)描述，附圖中示出了本領(lǐng)域普通技術(shù)人員為完全能夠?qū)崿F(xiàn)本實用新型的控制組件多個部件，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，許多部件的操作都是熟悉而且明顯的。

以上例子主要說明了本實用新型的機車風(fēng)源系統(tǒng)的風(fēng)源凈化裝置的控制組件和使用該控制組件的機車風(fēng)源系統(tǒng)。盡管只對其中一些本實用新型的實施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本實用新型可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本實用新型精神及范圍的情況下，本實用新型可能涵蓋各種的修改與替換。