專利名稱：鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泵的控制裝置及方法，特別涉及鐵道客車車輛用給水系統(tǒng)水 泵的缺水保護(hù)控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外鐵道客車車輛的水箱水泵缺水保護(hù)一般是采用供水壓力控制、供水 流量控制以及水箱內(nèi)水位控制等幾種方式。供水壓力控制即當(dāng)水泵正常工作時(shí)水路 中產(chǎn)生一定壓力，壓力開關(guān)起保護(hù)作用；供水流量控制是當(dāng)供水管路中的水流量小 于一定值時(shí)，控制水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這兩種控制方式在水泵系統(tǒng)斷開后，可能需要人 工復(fù)位，增加司乘人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。水箱內(nèi)水位控制的方式，是當(dāng)水箱內(nèi)的水位低 于一定值時(shí)，液位傳感器輸出信號(hào)，控制水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這種方式因?yàn)橐何粋鞲衅?不能放置在水箱的最低部，所以會(huì)造成水箱底部的水不能排凈，降低了用水使用率， 且冬季容易結(jié)冰，影響注水后的再供水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺 水保護(hù)控制裝置及方法，采用水位檢測(cè)和空氣壓力檢測(cè)相結(jié)合的方式進(jìn)行水泵缺水 保護(hù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，并可以將水箱內(nèi)及管路中的水抽空，充分利用水箱容水。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置-
包括水箱、水泵、水泵控制裝置、吸水管路、供水管路、壓力緩沖罐，所述吸 水管路的一端位于水箱的底部，用于從水箱中吸水，另一端接于水泵的入口。所述 供水管路的一端接于水泵的出口，另一端向鐵道客車車輛車內(nèi)供水。所述水泵控制 裝置與一個(gè)供水壓力傳感器相連接，用于檢測(cè)供水管路內(nèi)水的壓力，所述水泵控制 裝置還與一個(gè)供水流量傳感器相連接，用于檢測(cè)所述供水管路內(nèi)水的流量，所述供 水壓力傳感器和供水流量傳感器一起配合，控制水泵的工作狀態(tài)。
在所述水箱內(nèi)的底部設(shè)置一個(gè)水位檢測(cè)傳感器，與水泵控制裝置相連，用于檢 測(cè)水箱的水位，并向水泵控制裝置輸出控制信號(hào)。在所述供水管路上設(shè)置一個(gè)吸氣 壓力傳感器，與水泵控制裝置相連，用于當(dāng)水箱無(wú)水，水泵泵氣時(shí)，檢測(cè)供水管路內(nèi)空氣的壓力，向水泵控制裝置輸出控制信號(hào)。
在水泵控制裝置中還設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)器，用于水泵控制裝置在接到斷開信號(hào)后延 時(shí)切斷水泵電源。
所述水泵控制裝置還與一個(gè)供水流量傳感器相連接，用于檢測(cè)所述供水管路內(nèi) 水的流量，控制水泵的工作狀態(tài)。
所述水位檢測(cè)傳感器與水泵控制裝置相連接，通過水泵控制裝置輸出缺水信號(hào) 至一個(gè)水位指示燈，用于缺水警示。
在供水管路上設(shè)置一個(gè)供水電磁閥和一個(gè)供水閥門，在供水電磁閥后向鐵道客 車車輛供水的供水管路上再分支一條排水管路，在排水管路上設(shè)置一個(gè)排水電磁閥 和一個(gè)排水閥門，排水管路的出口位于所述水箱的底部。所述水位檢測(cè)傳感器為浮 子式開關(guān)，或者為浮球式開關(guān)，或者為電極式開關(guān)。在所述水箱的底部設(shè)置有一個(gè) 或多個(gè)水箱排水閥。
一種鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制方法，是利用水位檢測(cè)和管路內(nèi)空氣 壓力檢測(cè)相結(jié)合的方式，同時(shí)控制水泵的工作狀態(tài)，具體包括如下步驟
A、 利用設(shè)置在水箱底部的水位檢測(cè)傳感器檢測(cè)水箱中的水位，當(dāng)水箱中的水位 降到指定水位H時(shí)，水位檢測(cè)傳感器向水泵控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)；
B、 當(dāng)繼續(xù)使用至水箱中的水位低于吸氣管路的吸入口位置，水泵開始泵氣時(shí)， 吸氣壓力傳感器開，檢測(cè)所述供水管路中的空氣壓力，當(dāng)供水管路中的空氣壓力低 于指定值P時(shí)，吸氣壓力傳感器向水泵控制裝置輸出斷開水泵電源信號(hào)。
C、 所述水泵控制裝置在接收到水位檢測(cè)傳感器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)和吸氣壓力傳感 器輸出的斷開信號(hào)后，水泵控制裝置判斷水箱內(nèi)無(wú)水，切斷水泵電源，停止水泵運(yùn) 轉(zhuǎn)。
還包括以下步驟當(dāng)水泵控制裝置判斷水箱內(nèi)無(wú)水時(shí)，延時(shí)30秒后再切斷水泵 電源，停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，以便將存留在管路中的水排出和實(shí)現(xiàn)水泵初始工作自吸功能， 防止吸氣產(chǎn)生誤動(dòng)作。
綜上內(nèi)容，本發(fā)明提供的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置及方法，采 用水位檢測(cè)和管路內(nèi)空氣壓力檢測(cè)相結(jié)合的方式進(jìn)行水泵缺水保護(hù)，根據(jù)管路內(nèi)水 和空氣壓力的變化，區(qū)分水箱內(nèi)有水還是無(wú)水，水泵控制裝置接收各個(gè)信號(hào)，進(jìn)行 分析處理，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，同時(shí)在重新注滿水后，水泵可以自動(dòng)復(fù)位。另外采用
水泵泵氣檢測(cè)方法，可以將水箱內(nèi)的水抽空，充分利用水箱容水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水泵初 始工作的自吸供水功能，防止水泵吸氣產(chǎn)生誤動(dòng)作。由于采用了水泵延時(shí)停機(jī)的設(shè) 計(jì)，也可以將管路中殘留的水排出，使水箱及管路中不留存水，充分利用剩余水。
圖l本發(fā)明系統(tǒng)原理圖。
如圖1所示，水箱l，水泵2，供水壓力傳感器3，供水流量傳感器4，水位檢 測(cè)傳感器5，吸氣壓力傳感器6，供水電磁閥7，排水電磁閥8，供水閥門9，排水閥 門10，水泵吸水口供水閥門11，水箱排水閥12，吸水管路13，供水管路14，排水 管路15，壓力緩沖罐16。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 如圖1所示，所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置-包括水箱1、水泵2、水泵控制裝置(圖中未示出)、吸水管路13、供水管路14、 壓力緩沖罐16，吸水管路13的一端位于水箱1的底部，用于從水箱1中吸水，另一 端接于水泵2的入口，在其上還設(shè)有一個(gè)供水閥門11。供水管路14的一端接于水泵 2的出口，另一端向鐵道客車車輛車內(nèi)供水。
水泵控制裝置與一個(gè)供水壓力傳感器3相連接，用于檢測(cè)管路內(nèi)水的壓力，控制 水泵2的工作狀態(tài)。當(dāng)電源開啟時(shí)，水泵2啟動(dòng)，管路中的水壓會(huì)逐漸升高，當(dāng)管 路中的水壓達(dá)到設(shè)定值P1 (—般可設(shè)定為127kPa)時(shí)，供水壓力傳感器3關(guān)閉，并 向水泵控制裝置發(fā)出斷開信號(hào)，此時(shí)，水泵控制裝置切斷水泵2電源，水泵2停止 運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)鐵道客車車輛車內(nèi)有人用水，水閥門打開時(shí)，供水壓力傳感器3開啟，管 路內(nèi)的水壓由于有人用水就會(huì)隨之下降，當(dāng)降到設(shè)定值P2 (—般可設(shè)定為98kPa) 時(shí)，供水壓力傳感器3向水泵控制裝置發(fā)出接通信號(hào)，此時(shí),，水泵控制裝置就會(huì)接 通水泵2電源，水泵2重新啟動(dòng)。當(dāng)停止用水時(shí)，供水壓力傳感器3關(guān)閉，向水泵 控制裝置發(fā)出斷開信號(hào)，此時(shí)，水泵控制裝置切斷水泵2電源，水泵2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
水泵控制裝置還與一個(gè)供水流量傳感器4相連接，用于檢測(cè)供水管路14內(nèi)水的 流量，控制水泵的工作狀態(tài)。當(dāng)管路內(nèi)水的流量小于設(shè)定值(一般可設(shè)定為2. 5L/min) 時(shí)，供水流量傳感器4向水泵控制裝置輸出斷開信號(hào)，水泵控制裝置切斷水泵2電 源，水泵2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在水箱l內(nèi)的底部設(shè)置一個(gè)水位檢測(cè)傳感器5，與水泵控制裝置相連，用于檢測(cè) 水箱1的水位，水位檢測(cè)傳感器5可設(shè)置在比吸水管路13的吸入口稍高的位置上， 當(dāng)水箱l內(nèi)的水位降到指定水位H，即水位檢測(cè)傳感器5所在的位置時(shí)，水位檢測(cè)傳 感器5向水泵控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，控制水位指示燈亮，司乘人員可以很直觀地 知道水箱1中水位的情況，此時(shí)，水箱1內(nèi)的水量不多，但系統(tǒng)仍可以正常使用。 水位檢測(cè)傳感器5可采用浮子式(或浮球式)開關(guān)，通過水的浮力接通開關(guān)，向水 泵控制裝置輸出信號(hào)，或者為電極式開關(guān)，利用水的導(dǎo)電原理，接通開關(guān)，向水泵 控制裝置輸出信號(hào)。
在供水管路14上還設(shè)置一個(gè)吸氣壓力傳感器6，與水泵控制裝置相連，當(dāng)水箱 1中的水位繼續(xù)降低，低于吸水管路13的吸入口位置時(shí)，水泵2開始泵氣，吸氣壓 力傳感器6打開，檢測(cè)供水管路14內(nèi)空氣的壓力。水泵2開始泵氣后，管路內(nèi)的空 氣壓力會(huì)降低，此時(shí)，水箱1內(nèi)的剩余水就會(huì)被抽到管路內(nèi)，充分利用了水箱1的 容水。當(dāng)供水管路14內(nèi)空氣的壓力低于指定值P (—般可設(shè)定為59kPa)時(shí)，向水 泵控制裝置輸出斷開信號(hào)。此時(shí)，水泵控制裝置接收到了水位檢測(cè)傳感器5發(fā)出的 報(bào)警信號(hào)和吸氣壓力傳感器6輸出的斷開信號(hào)后，水泵控制裝置就會(huì)判斷水箱1內(nèi) 無(wú)水，水泵缺水保護(hù)啟動(dòng)，在水泵控制裝置中設(shè)置的一個(gè)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，延時(shí)30 秒后，水泵控制裝置切斷水泵電源，水泵2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。延時(shí)30秒的作用是為了將留 存在供水管路14中的水盡可能地排出，以及實(shí)現(xiàn)水泵初始工作自吸功能，防止吸氣 產(chǎn)生誤動(dòng)作。
在供水管路14上設(shè)置一個(gè)供水電磁閥7和一個(gè)供水閥門9，在供水電磁閥7后 向鐵道客車車輛供水的供水管路14上分支一條排水管路15，在排水管路15上設(shè)置 一個(gè)排水電磁閥8和一個(gè)排水閥門10，排水管路15的出口位于水箱1的底部。當(dāng)電 源開啟，水箱l內(nèi)有水時(shí)，供水電磁閥7打開，供水閥門9和位于吸水管路13上的 供水閥門ll均開啟，正常向鐵道客車供水，當(dāng)切斷電源后，供水電磁閥7關(guān)閉，排 水電磁閥8打開，排水閥門10開啟，供水管路14中殘留的水會(huì)通過排水管路15返 回到水箱1內(nèi)部，在水箱1的底部設(shè)置兩個(gè)水箱排水閥12,打開水箱排水閥12就可 將水箱l內(nèi)的剩余的水排凈。
一種鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制方法，是利用水位檢測(cè)和管路內(nèi)空氣 壓力檢測(cè)相結(jié)合的方式，同時(shí)控制水泵的工作狀態(tài)，對(duì)水泵進(jìn)行缺水保護(hù)，根據(jù)管路內(nèi)水和空氣壓力的變化，區(qū)分水箱內(nèi)有水還是無(wú)水，水泵控制裝置接收信號(hào)后， 進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。 具體包括如下步驟-
A、 利用設(shè)置在水箱1底部的水位檢測(cè)傳感器5檢測(cè)水箱1中的水位，當(dāng)水箱1 中的水位降到指定水位H時(shí)，水位檢測(cè)傳感器5向水泵控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同 時(shí)控制與水泵控制裝置連接的水位指示燈亮，司乘人員可以很直觀地知道水箱1中 水位的情況。此時(shí)，水箱l內(nèi)的水量不多，但系統(tǒng)仍可以正常使用。
B、 繼續(xù)使用后，水箱1中的水位會(huì)繼續(xù)降低，當(dāng)水位低于吸水管路13的吸入 口位置時(shí)，水泵2開始泵氣，吸氣壓力傳感器6打開，檢測(cè)所述供水管路14中的空 氣壓力，當(dāng)供水管路14中空氣壓力低于指定值(一般可設(shè)定為59kPa)時(shí)，向水泵 控制裝置輸出水泵斷開信號(hào)。
此時(shí)，水泵控制裝置接收到了水位檢測(cè)傳感器5發(fā)出的報(bào)警信號(hào)和吸氣壓力傳 感器6輸出的斷開信號(hào)后，水泵控制裝置就會(huì)判斷水箱1內(nèi)無(wú)水，水泵缺水保護(hù)啟 動(dòng)，在水泵控制裝置中設(shè)置的一個(gè)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，延時(shí)30秒后，水泵控制裝置切 斷水泵2電源，水泵2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。延時(shí)30秒的作用是為了將留存在供水管道14中 的水盡可能地排出和實(shí)現(xiàn)水泵初始工作自吸功能，防止吸氣產(chǎn)生誤動(dòng)作。
如上所述，結(jié)合附圖和實(shí)施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。 但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的 任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置，包括水箱(1)、水泵(2)、水泵控制裝置、吸水管路(13)、供水管路(14)、壓力緩沖罐(16)，所述吸水管路(13)的一端位于所述水箱(1)的底部，用于從所述水箱(1)中吸水，另一端接于所述水泵(2)的入口，所述供水管路(14)的一端接于所述水泵(2)的出口，另一端向鐵道客車車輛車內(nèi)供水；所述水泵控制裝置與一個(gè)供水壓力傳感器(3)相連接，用于檢測(cè)供水管路(14)內(nèi)水的壓力，所述水泵控制裝置還與一個(gè)供水流量傳感器(4)相連接，用于檢測(cè)所述供水管路(14)內(nèi)水的流量，所述供水壓力傳感器(3)和供水流量傳感器(4)一起配合，控制水泵(2)的工作狀態(tài)，其特征在于在所述水箱(1)內(nèi)的底部設(shè)置一個(gè)水位檢測(cè)傳感器(5)，與所述水泵控制裝置相連，用于檢測(cè)所述水箱(1)的水位，并向水泵控制裝置輸出控制信號(hào)；在所述供水管路(14)上設(shè)置一個(gè)吸氣壓力傳感器(6)，與所述水泵控制裝置相連，用于當(dāng)所述水箱(1)無(wú)水，水泵(2)泵氣時(shí)，檢測(cè)所述供水管路(14)內(nèi)空氣的壓力，并向水泵控制裝置輸出控制信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置，其特征在 于在所述水泵控制裝置中設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)器，用于所述水泵控制裝置在接到無(wú)水信 號(hào)后延時(shí)切斷所述水泵(2)電源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置，其特 征在于所述水位檢測(cè)傳感器(5)與水泵控制裝置相連接，通過水泵控制裝置輸出 缺水信號(hào)至一個(gè)水位指示燈，用于缺水警示。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置，其特征在 于在所述供水管路(14)上設(shè)置一個(gè)供水電磁閥(7)和一個(gè)供水閥門(9)，在供 水電磁閥(7)后向鐵路客車車輛車內(nèi)供水的供水管路(14)上分支一條排水管路(15)， 在所述排水管路(15)上設(shè)置一個(gè)排水電磁閥(8)和一個(gè)排水閥門(10)，所述排 水管路(15)的出口位于所述水箱(1)的底部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置，其特征在 于所述水位檢測(cè)傳感器(5)可為浮子式開關(guān)，浮球式開關(guān)，或者為電極式開關(guān)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置，其特征在于在所述水箱(1)的底部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)水箱排水閥(12)。
7、 一種鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制方法，其特征在于具體包括如下步驟A、 利用設(shè)置在水箱底部的所述水位檢測(cè)傳感器(5)檢測(cè)所述水箱(1)中的水位，當(dāng)水箱(1)中的水位降到指定水位(H)時(shí)，水位檢測(cè)傳感器(5)向水泵控制 裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)；B、 當(dāng)繼續(xù)使用至所述水箱(1)中的水位低于所述吸氣管路(13)的吸入口位 置，水泵開始泵氣時(shí)，所述吸氣壓力傳感器(6)開，檢測(cè)所述供水管路(14)中的 空氣壓力，當(dāng)供水管路(14)中的空氣壓力低于指定值(P)時(shí)，吸氣壓力傳感器(6) 向水泵控制裝置輸出斷開水泵電源信號(hào)；C、 所述水泵控制裝置在接收到所述水位檢測(cè)傳感器(5)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)和所 述吸氣壓力傳感器(6)輸出的斷開信號(hào)后，水泵控制裝置判斷水箱(1)內(nèi)無(wú)水， 切斷水泵電源，停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制方法，其特征在于當(dāng)水泵控制裝置判斷所述水箱(1)內(nèi)無(wú)水時(shí)，延時(shí)30秒后再切斷所述水泵(2) 電源，停止水泵(2)運(yùn)轉(zhuǎn)，以便將存留在管路中的水排出和實(shí)現(xiàn)水泵(2)初始工作自吸功能，防止吸氣產(chǎn)生誤動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵道客車給水系統(tǒng)水泵缺水保護(hù)控制裝置及方法，包括水箱，水泵，水泵控制裝置，吸水管路，供水管路，供水壓力傳感器，供水流量傳感器，水位檢測(cè)傳感器，吸氣壓力傳感器，壓力緩沖罐。其中供水壓力傳感器和供水流量傳感器用于檢測(cè)供水管路內(nèi)水的壓力及供水流量，控制水泵的工作狀態(tài)。設(shè)置在水箱底部的水位檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)水箱的水位，吸氣壓力傳感器用于當(dāng)水箱無(wú)水，水泵泵氣時(shí)，檢測(cè)供水管路內(nèi)空氣的壓力。本發(fā)明是采用水位檢測(cè)和管路內(nèi)空氣壓力檢測(cè)相結(jié)合的方式進(jìn)行水泵缺水保護(hù)，水泵控制裝置接收各個(gè)信號(hào)，進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，另外采用水泵泵氣檢測(cè)方法，可以將水箱內(nèi)的水抽空，充分利用水箱容水。
文檔編號(hào)B61C17/02GK101204960SQ200610167748
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者彥 孫, 洪 張, 梁君海, 斌 羅, 譚國(guó)強(qiáng), 金泰木 申請(qǐng)人:南車四方機(jī)車車輛股份有限公司