CN111923940B - 一种铁路客车自动上水接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路客车自动上水接头，用于解决上水作业完成后，上水接头不能及时自动脱落导致铁路客车拖动上水管的安全问题。所述自动上水接头包括保护罩、胶套、上水管连接体、控制器；其中，保护罩外部为圆筒状，内部含推拉式电磁铁以及限位环、活动环、夹紧环；胶套置于保护罩内通过限位环固定，外部呈下端口经小于上端口径的梯锥形，下端部边缘为带开口的工字型结构，可置入压力传感器；上水管连接体上部嵌入胶套内，下部与水源连接，所述压力传感器、推拉式电磁铁与控制器相连接。本发明所述上水接头通过控制器、内置压力传感器及推拉式电磁铁可实现自动上水结束后，上水接头与列车上水管自动脱离，避免造成列车拖动上水管的安全事故。

Description

一种铁路客车自动上水接头

技术领域

本发明涉及铁路客车上水设备领域，具体涉及一种可避免由于工作人员失误，导致上水胶皮管被铁路客车拖走的自动化上水接头。

背景技术

目前铁路客车在运行过程中，为满足列车用水需求，需要沿线设置上水设备为客车安排上水。现有上水方式为：依靠人工将上水胶皮管插到车厢的注水口处，再将上水胶皮管的阀门打开进行上水。这种方式需要存在以下缺陷：(1)对人工依赖比较大，而且由于列车一般靠站时间较短，所以在全国多个铁路站点发生了多起由于工作人员在上水结束后未及时拔下进水管而导致铁路客车拖走上水胶皮管的安全事故，甚至还造成了人身伤亡事故；(2)依靠人工上水的方式，导致上水效率低下；(3)目前，我国铁路运行的旅客铁路客车型号较多，不同型号的铁路客车车厢其注水口规格也存在一定差异，而上水管末端管径一般为DN25mm，因此上水管与部分铁路客车接口无法完全匹配，造成上水过程中漏水严重；(4)目前国内铁路客车在上水作业过程中，上水软管在地面拖曳现象普遍，从而造成软管表面受到污染，污染物易通过上水接头进入铁路客车水箱影响水质。

发明内容

为了降低对人工的依赖以及避免由于人为因素导致的上水安全事故的发生，本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、作业效率高且上水结束后上水接头可以自动脱落的上水接头。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种铁路客车自动上水接头，包括保护罩、胶套、上水管连接体、控制器；

所述保护罩外部呈圆筒状，内部为空腔结构，所述保护罩内部空腔壁上由上至下设有多个限位环；

所述胶套外部呈上端口径大、下端口径小的梯锥状结构，内部为列车上水管的安装腔体，所述胶套外壁上设有锥形凸起，所述锥形凸起上端面直径大于下端面直径，所述胶套的下端开口内设有工字型结构，所述工字型结构的上、下端面所形成的环形凹槽与胶套之间设有多个压力传感器，所述工字型结构中间设有环形腔体；

所述胶套可嵌入保护罩内部并与保护罩内壁上的多个限位环以及保护罩的底部开口边缘配合连接固定；

所述保护罩内壁上的多个限位环包括底部限位环，所述底部限位环与保护罩底部开口边缘所形成的环形凹槽内设有沿圆周方向均匀布置的多个横向推拉式电磁铁，所述横向推拉式电磁铁上设有推杆，所述推杆在电力驱动下可挤压胶套外壁，使胶套产生横向形变；

所述底部限位环上还设有与胶套、保护罩相接触的活动环，所述活动环上沿圆周方向布置有多个纵向推拉式电磁铁，所述纵向推拉式电磁铁上设有连杆，多个所述连杆的顶端设有夹紧环，所述夹紧环在连杆带动下可运动至所述锥形凸起的环形外侧，使胶套锥形凸起产生横向形变；

所述上水管连接体可嵌入所述工字型结构的环形腔体内，所述上水管连接体的上端为上水内管，下端为水源连接管，所述上水内管的外径小于列车上水管的内径；

所述横向推拉式电磁铁、纵向推拉式电磁铁、压力传感器与控制器相连接。

进一步地，所述控制器与进水阀门相连接，所述控制器为PLC控制器。

作为优选，所述夹紧环的内径大于列车上水管的外径。

进一步地，所述多个限位环还包括设置于保护罩内壁顶部的第一限位环、设置于保护罩内壁中下部的第二限位环，所述胶套顶部设有环形凸起部，所述锥形凸起上端面设有环形延伸部，所述胶套通过环形凸起部以及环形延伸部与保护罩的第一限位环、第二限位环配合连接固定。

作为优选，所述工字型结构的下端面延伸出胶套外部，并与保护罩底部开口边缘密封连接。

作为优选，所述上水内管与水源连接管之间设有与保护罩、胶套相连接的拼接部，所述拼接部呈梯锥状结构，所述水源连接管外部设有连接螺纹。

作为优选，所述上水内管上设有单向阀。

作为优选，所述上水内管外壁上设有多个环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈。

本发明所述的铁路客车自动上水接头工作原理如下：

本发明所述的铁路客车自动上水接头，通过设置压力传感器感应列车上水管是否***胶套底部并与上水内管配合连接，当压力传感器检测到压力变化时，控制器首先控制横向推拉式电磁铁并驱动推杆产生横向位移，使得胶套内壁产生横向形变并夹紧列车上水管，继而限制列车上水管产生上、下方向上的位移；其次，当列车上水管被限位后，控制器控制纵向推拉式电磁铁在电力驱动下驱动连杆、夹紧环向上移动至胶套锥形凸起外部，并使其产生横向形变，继而实现胶套内壁与列车上水管外壁之间的密封连接；最后，控制器控制进水阀门完成列车注水。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明所述的铁路客车自动上水接头，通过在保护罩的内部嵌入在外力作用下可产生弹性形变的胶套，并在胶套内部设置列车上水管安装腔体、上水管连接体用于容纳、固定列车上水管；在整个上水过程中，所述横向推拉式电磁铁可以限制列车上水管产生纵向位移，所述纵向推拉式电磁铁可以实现胶套与列车上水管之间的密封连接，避免了上水过程中，可能出现的漏水情况。

2、本发明所述的铁路客车自动上水接头，通过设置与控制器相连接的压力传感器、横向推拉式电磁铁、纵向推拉式电磁铁实现上水管连接体与列车上水管的密封连接，当上水结束后，控制器通过驱动横向推拉式电磁铁、纵向推拉式电磁铁上的推杆或连杆复位，即可实现上水管连接体与列车上水管的自动脱离，继而避免了由于列车工作人员疏忽，忘记在上水作业完成后，及时拔下列车上水管而导致的列车启动后拖走水胶皮管的安全事故问题。

3、本发明所述的铁路客车自动上水接头在断电等突发事故状态下，所述的横向推拉式电磁铁、纵向推拉式电磁铁上的推杆或连杆可在胶套弹性以及重力作用下复位，列车上水管可自动脱离出上水接头，继而避免了可能存在的上水接头断电无法与列车上水管脱离，铁路客车拖动上水管的情况。

4、本发明所述的铁路客车自动上水接头将上水内管设置于保护罩内部，外部进水管道表面上的污染物难以进入上水内管，可避免污染物通过上水接头进入铁路客车水箱而影响水质。

5、本发明所述的铁路客车自动上水接头通过在上水内管外壁设置密封圈，当上水作业时，所述上水内管与列车上水管之间通过密封圈进一步密封连接，并且上水内管上部设有单向阀，水流经上水内管通过单向阀片单向直接向列车上水管内流动，避免水流与上水接头其他部位接触，避免了水质污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述胶套的结构示意图。

图2为本发明实施例所述保护罩的结构示意图。

图3为本发明实施例所述上水管连接体的结构示意图。

图4为本发明实施例所述铁路客车自动上水接头的结构示意图。

图5为本发明实施例所述铁路客车自动上水接头与列车上水管使用状态示意图。

标号说明：1、保护罩；101、第一限位环；102、第二限位环；103、底部限位环；2、胶套；201、环形凸起部；202、锥形凸起；203、环形延伸部；3、夹紧环；4、纵向推拉式电磁铁；401、连杆；5、横向推拉式电磁铁；501、推杆；6、上水管连接体；601、上水内管；602、水源连接管；7、压力传感器；8、单向阀；9、活动环；10、密封圈；11、列车上水管；12、挡圈。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1至5所示，一种铁路客车自动上水接头，包括保护罩1、胶套2、上水管连接体6、控制器；

所述保护罩1外部呈圆筒状，内部为空腔结构，所述保护罩1内部空腔壁上由上至下分别设有第一限位环101、第二限位环102以及底部限位环103；

所述胶套2外部呈上端口径大、下端口径小的梯锥状结构，内部为列车上水管11的安装腔体，所述胶套2外壁由上至下依次设有环形凸起部201和锥形凸起202，所述锥形凸起202上端面直径大于下端面直径，所述锥形凸起202的上端面设有环形延伸部203，所述胶套2的下端开口内设有工字型结构，所述工字型结构的下端面延伸出胶套2外部，所述工字型结构的上、下端面所形成的环形凹槽与胶套2之间设有多个压力传感器7，所述工字型结构中间设有环形腔体；

所述胶套2可嵌入保护罩1内部，并通过环形凸起部201、环形延伸部203、工字型结构的下端面与保护罩1的第一限位环101、第二限位环102以及保护罩1的底部开口边缘相互配合连接固定；

所述底部限位环103与保护罩1底部开口边缘所形成的环形凹槽内设有沿圆周方向均匀布置的多个横向推拉式电磁铁5，所述横向推拉式电磁铁5上设有推杆501，所述推杆501在电力驱动下可挤压胶套2外壁，使胶套2产生横向形变；

所述底部限位环103上还设有与胶套2、保护罩1相接触的活动环9，，所述活动环9上沿圆周方向布置多个纵向推拉式电磁铁4，所述纵向推拉式电磁铁4上设有连杆401，多个所述连杆401的顶端设有夹紧环3，所述夹紧环3在连杆401带动下可运动至所述锥形凸起202的环形外侧，使胶套锥形凸起202产生横向形变；

所述上水管连接体6可通过工字型结构的环形腔体嵌入所述胶套2的列车上水管安装腔体内部，所述上水管连接体6的上端为上水内管601，下端为水源连接管602，所述上水内管601的外径小于列车上水管11的内径，在使用过程中，所述上水内管601可嵌入列车上水管11内部；

所述多个横向推拉式电磁铁5、多个纵向推拉式电磁铁4、多个压力传感器7与控制器相连接，所述控制器与进水阀门相连接。其中，所述控制器为PLC控制器。

实际安装中，可先将多个横向推拉式电磁铁5及其推杆501置于由保护罩1底部边缘与底部限位环103形成的环形凹槽中，后将活动环9置于限位环101上，依次在活动限位环9上放置多个纵向推拉式电磁铁4及其连杆401，将夹紧环3置于多个连杆401上端。然后将置入压力传感器7的胶套2置于保护套1的腔体内，由第一限位环101、第二限位环102固定位置。

具体地，在使用过程中，当所述列车上水管11***胶套2的安装腔体底部时，设置于列车上水管11底部的环形挡圈12可嵌入胶套2和上水内管601之间，实现配合连接；同时，触动多个压力传感器7，传感器将信号传递给控制器，控制器控制多个横向推拉式电磁铁5在电力驱动下推动推杆501横向向内运动，继而挤压胶套2下端，使胶套2产生横向形变，进一步卡住列车上水管11的下部环形挡圈，使列车上水管11难以向上运动；随后控制器控制多个纵向推拉式电磁铁4在电力驱动下驱动连杆401、夹紧环3纵向向上运动至锥形凸起202外部，由于锥形凸起下端面直径小，上端面直径大，夹紧环3向上运动夹紧胶套时，胶套的锥形凸起202产生横向形变，进而将胶套内壁与列车上水管外壁夹紧，起到密封作用，然后控制器控制进水阀门开启，使上水作业开始进行。

当上水完成时，控制器先关闭进水阀门，然后驱动横向推拉式电磁铁5以及纵向推拉式电磁铁4上的推杆或连杆在电力驱动下复位，列车上水管11与上水内管601脱离，并滑出本发明所述的上水接头。当出现断电等突发状况时，所述横向推拉式电磁铁5上的推杆501在胶套的弹性作用下复位，所述纵向推拉式电磁铁4上的连杆401可在重力作用下复位，列车上水管11与本发明所述的自动上水接头自然脱离，并由上水机器人或人工置于原位。

本发明所述的铁路客车自动上水接头，通过上水结束后，控制器自动控制推拉式电磁铁上的连杆或推杆复位，实现列车上水管与上水接头的脱离，继而有效避免了由于工作人员疏忽忘记上水作业完成后，及时拔下进水管，导致列车启动后拖拽水管的安全事故。

实施例2：如图1至5所示，在实施例1所述的铁路客车自动上水接头中，所述的上水内管601顶部还可设置单向阀8，用于控制进水流向，所述上水内管601外壁上设有多个环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈10。上水作业时，上水内管601***列车上水管11内，水流经上水内管601通过单向阀片8单向直接向列车上水管11内流动，避免水流与本发明所述一种铁路客车上水接头其他部位接触，避免了水质污染。

实施例3：如图3所示，在实施例1、实施例2所述的铁路客车自动上水接头中，所述上水内管601与水源连接管602之间设有与保护罩1、胶套2相连接的拼接部，所述拼接部呈梯锥状结构，所述水源连接管602外部设有连接螺纹，所述外接螺纹可用于与进水管相连接。其中，所述梯锥状拼接部的设置，可以有效提高保护罩1、胶套2、上水连接体6三者之间的密封性，避免上水过程中，出现漏水情况。

实施例4：进一步地，为了提高本发明所述自动上水接头的适用性，可将夹紧环3的内径设置为大于现有列车上水管11的外径，通过夹紧胶套2的方式适应不同规格的铁路客车上水管。

综上所述，本发明提供的一种铁路客车自动上水接头结构简单、设计合理且使用操作简便，通过内置压力传感器及推拉式电磁铁即可进行PLC控制实现自动上水开启与关闭，可与上水机器人配套使用，替代人工，增加上水效率与安全性；在断电等事故状态下，推拉式电磁铁连杆可在胶套弹性及重力作用下复位，上水接头自动脱落，避免铁路客车拖动上水管；可与大部分铁路客车接口匹配，适用面广，避免上水过程中漏水问题；将上水内管置于保护罩内，污染物难以进入上水内管，并且上水内管上部设单向阀片，可避免污染物进入上水内管内部，从而避免污染物通过上水接头进入铁路客车水箱而影响水质。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铁路客车自动上水接头，其特征在于，包括保护罩（1）、胶套（2）、上水管连接体（6）、控制器；

所述保护罩（1）外部呈圆筒状，内部为空腔结构，所述保护罩（1）内部空腔壁上由上至下设有多个限位环；

所述胶套（2）外部呈上端口径大、下端口径小的梯锥状结构，内部为列车上水管（11）的安装腔体，所述胶套（2）外壁上设有锥形凸起（202），所述锥形凸起（202）上端面直径大于下端面直径，所述胶套（2）的下端开口内设有工字型结构，所述工字型结构的上、下端面所形成的环形凹槽与胶套（2）之间设有多个压力传感器（7），所述工字型结构中间设有环形腔体；

所述胶套（2）可嵌入保护罩（1）内部并与保护罩（1）内壁上的多个限位环以及保护罩（1）的底部开口边缘配合连接固定；

所述保护罩（1）内壁上的多个限位环包括底部限位环（103），所述底部限位环（103）与保护罩（1）底部开口边缘所形成的环形凹槽内设有沿圆周方向均匀布置的多个横向推拉式电磁铁（5），所述横向推拉式电磁铁（5）上设有推杆（501），所述推杆（501）在电力驱动下可挤压胶套（2）外壁，使胶套（2）产生横向形变；

所述底部限位环（103）上还设有与胶套（2）、保护罩（1）相接触的活动环（9），所述活动环（9）上沿圆周方向布置有多个纵向推拉式电磁铁（4），所述纵向推拉式电磁铁（4）上设有连杆（401），多个所述连杆（401）的顶端设有夹紧环（3），所述夹紧环（3）在连杆（401）带动下可运动至所述锥形凸起（202）的环形外侧，使胶套锥形凸起（202）产生横向形变；

所述上水管连接体（6）可嵌入所述工字型结构的环形腔体内，所述上水管连接体（6）的上端为上水内管（601），下端为水源连接管（602），所述上水内管（601）的外径小于列车上水管（11）的内径；

所述横向推拉式电磁铁（5）、纵向推拉式电磁铁（4）、压力传感器（7）与控制器相连接;

所述多个限位环还包括设置于保护罩（1）内壁顶部的第一限位环（101）、设置于保护罩（1）内壁中下部的第二限位环（102），所述胶套（2）顶部设有环形凸起部（201），所述锥形凸起（202）上端面设有环形延伸部（203），所述胶套（2）通过环形凸起部（201）以及环形延伸部（203）与保护罩（1）的第一限位环（101）、第二限位环（102）配合连接固定;

所述上水内管（601）与水源连接管（602）之间设有与保护罩（1）、胶套（2）相连接的拼接部，所述拼接部呈梯锥状结构，所述水源连接管（602）外部设有连接螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种铁路客车自动上水接头，其特征在于，所述控制器与进水阀门相连接，所述控制器为PLC控制器。

3.根据权利要求1所述的一种铁路客车自动上水接头，其特征在于，所述夹紧环（3）的内径大于列车上水管（11）的外径。

4.根据权利要求1所述的一种铁路客车自动上水接头，其特征在于，所述工字型结构的下端面延伸出胶套（2）外部，并与保护罩（1）底部开口边缘密封连接。

5.根据权利要求2所述的一种铁路客车自动上水接头，其特征在于，所述上水内管（601）上设有单向阀（8）。

6.根据权利要求5所述的一种铁路客车自动上水接头，其特征在于，所述上水内管（601）外壁上设有多个环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈（10）。