高速列车项目给排水及卫生系统设计.pdf

第 3期 ( 总 第 1 9 0期 ) 2 0 1 5年 O 6月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG & AUT0MAT1 0N No 3 J u n 文章编号 ： 1 6 7 2 6 4 1 3 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 2 0 8 0 2 高速列车项 目给排水及卫生系统设计 沈 浦 源 ( 青岛四方一庞 巴迪 铁路运输设备有限公 司 5 - 程部 ，山东 青 岛 2 6 6 1 1 1 ) 摘要 ：车辆 给排 水系统及 卫生系统是列车运行期 间保证司乘人 员工作和 生活所 必备 的系统设备 。介 绍 了给排 水 系统和卫生系统的总体 结构，着重 以高速列车项 目中一个车型为例 ，分别介绍 了其给排水 系统和 卫生系统 的 设 计 。 关键词 ：给排水系统；管道系统；卫生系统 中图分 类号 ：U2 7 0 3 8 5 文献标识码 ：B 1 概 要 高速列车各车厢为司乘人员设计制造了方便适用 的给 排水 及卫 生 系统 。厕 所 的给水 系统 提供 用 于冲洗 集便器和洗手用水 ， 洗脸问的给水 系统能够提供洗漱 用冷热水 ， 开水炉 给水系统为乘车人员提供 饮用水 。 排水系统的任务是排掉污水和防冻排空。卫生系统是 向列车上的乘客提供舒适 的厕所环境， 收集并储存所 有 污 水和 污物 ， 直 到最后 实施 清理 。 2给 排水 及 卫生 系统 总体 结构 接水 在满足该 高速列 车大合 同规定 的运行环境要 求 下， 清水箱位于车下 ， 由水箱旁的水泵向车上中间水箱 供水 ， 然后靠重力向洗盆 、 便器和开水炉供水 ， 普通卧 铺 车还设 有 冲洗拖 把用 供水 系统 。整个 系统具 有 自动 和手 动 防冻排 空功 能 。 卫生系统 由蹲便器 、 座便器 、 控制面板 、 灰水单元 、 水封( 餐车) 和污物箱组成， 其作用是排空洗盆 内的灰 水并收集便器 内的污物 。本文以 Mc车为例对其给排 水及 卫生 系统 进行 说 明 ， 其 系统原 理 图见 图 1 。 管 图 1 Mc车给排水及卫生系统原理图 Mc 车 配 置 1套 供 水 系统 和 1套 污 物 收 集 系 统 。 列 车每个 车厢 都 设 置 有供 水 系统 ， 该 系统 主 要 由 Mc 车给排水及卫生系统控制方式原理图见图 2 。 清水箱、 水泵 、 中间水箱 、 管道系统、 开水炉、 水面板 、 洗 3 给 排水 系统 池 、 阀和 管道加 热 装 置 等 组成 。排 水 系统 主要 由厕 所 3 1 系统组成 系统部分 、 废水、 水箱、 集便箱和清空装置组成 。 收稿 日期 ：2 0 1 4 一 O 8 1 8 ；修订 日期 ：2 0 1 5 0 1 2 0 作者简介 ：沈浦源( 1 9 7 9 一 ) ，男 ，吉林舒 兰人 ，工程师 ，硕士 ，从事动车设计工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年 第 3期 沈浦 源： 高速列车项 目给排 水及 卫生 系统设计 2 0 9 带注水 口和溢水 口并具备相当容量 的清水箱为系 统储备水源 ； 其注水 连接满足 中国铁道行业标 准 T B Tl 1 2 7 4的有关规定 ， 每节车厢有一个注水点。水箱 和供水系统是防冻 的， 设置有电伴 热线。系统 中设置 有水泵和蓄压水箱 ， 以保证供水压力和流量 ； 在洗手盆 的正上 方设 置 有控 制 出水 的光 电元 件 ， 既 能 保 证 乘 客 清 洗 又能 自动 节 约用 水 ； 洗 脸 间 中设 置 有 水 加 热 器 和 混合阀， 以保证乘客能用上温暖舒适的清洁水 ； 每个车 厢 的供水系统和排水 系统是相连 的， 即供水 系统要为 排水系统提供清洗水源 。 T C M S 模块 妻 、 妻 嫠) 1 蒌 ； 纠 P I S 指示 座 堡墨垫 0 洗漱供水控制 ( 卫生间、洗漱问) 扩 展模块 1 ( 车下 ) 主控 模块2 ( 卫 生间2 ) 式便器 控制 图 2 Mc 车给排水及卫 生系统控 制方式原理 图 供水方式 ： 清水箱布置在车下 ， 由自动水泵 向车上 的中间水箱供水 ， 再 由中间水箱依靠重力 向车 内的用 水设备( 如洗手盆 、 便器、 茶水炉等) 供水。洗手水采用 温水箱加热后供水。 灰水处理方式 ： 系统不对列车产 生的灰水进行 收 集处理 ， 仅通过灰水单元直接排至车外。 3 2 管道 系统 车辆供水系统中的管道系统主要由直径 0 5 0 mm、 4 2 mm、 3 4 mm、 0 2 7 mm 和 O 2 1 mm 的不 锈钢 管及 阀门、 开关等附件组成 。不锈钢管需要满足 国标 GB T 1 4 9 7 6 ， 直径 05 0 mm不锈钢 3 1 6管用于排 污管 ， 直 径 0 4 2 mm 不锈 钢 3 0 4管 用 于排 水 管 ， 直 径 03 4 mm 不锈钢 3 0 4管 用于主供水管 ( 与水箱相连) 和排气 管 ( 溢 水 管 ) ， 直径 O2 1 mm 的 不 锈 钢 3 0 4管 用 于 茶 水 炉 供水 ， 直径 0 2 7 mm 的不锈钢 3 0 4管作为地漏下水管 。 为 了减少水 阻力 ， 管路 设计 的最大水 平长 度不超 过 7 1T I ， 最大提升距离不大于 1 5 IT I ， 9 0 。 折弯最多 4个 ， 4 5 。 折 弯最 多 8个 。 车 内管道 外包 防寒 材 料 防止 冷 凝 水 ， 车 下 管 道 考 虑 防冻 增加 伴 热线 及 防寒 材料 。 4卫 生 系统 针对现车布局存在污物传送管路较长 ， 且无法进 行 日常维 护 检 修 的状 况 ， 卫 生 系 统 布 置 如 图 3所 示 。 为满足真空系统的要求 ， 选择 了 E VAC公 司的紧凑型 便器系统 。此真空系统具有抽 吸能力强 、 污物传送距 离远 、 管路存留物少 、 便器冲洗循环周期短等特点 。 其基本工作原理是 ： 以车上的压缩空气 为能源 ， 利 用喷射器在污物箱内产生并保持一定程度 的真空度 ， 使便盆内污物在污物箱内真空的作用下被抽吸到污物 箱 中。便器采用压力水 冲洗方式 ， 压力 水的产生采用 气 动 增压 方式 。 电气 控制 方 式 如下 ： 按 部 件 的 功 能 和 实 际 安装 位 置将系统分成卫生间主控模块和车下扩展模块。模块 之 间采用 通讯 方式 联 系 。 开水炉 座式 厕所 图 3卫生系统布置 卫 生 间主控 模块 的 主要 功 能 如 下 ： 控 制 卫 生 间 内 的洗漱供水和便器冲洗 ； 与车下扩展模块采用通讯方 式进行数据交换 ( 状态信号和控制指令 ) ； 负责与列车 TC MS ( 列车控制管理系统) 进行 通讯联系， 提交 系统 信 息并 执行 来 自列 车控 制 系统 的集控 指令 。 车下扩展模块的主要功能如下 ： 负责对 车下清水 箱 、 泵箱、 污物箱以及中间水箱 ( 车上) 的状态信号( 气 源 、 液 位 、 温度 、 伴 热 、 水 泵状 态 、 故 障等 ) 进行 采集 并传 递 给 卫生 间 主控模 块 ， 同 时执 行 来 自主 控模 块 的 相关 指 令 。 由于转 向架 与钢 结 构 地 板 之 间 空 间狭 小 ， 同 时 考 虑检修 ， 因此设计排污管穿过内装地板和钢结构地板 ， 紧贴钢结构下表面布置。由于水盆距污物箱太远 ， 为 避免潜在 的管路堵塞风险 ， 灰水将直接排 到车外 。为 消除压力变化带来的影响( 如噪声 问题) ， 采用 E VAC 的灰水单元排放水盆 内的灰水 。为避免因油污或其他 杂质引起 的堵塞 ， 餐车使用水封排水。 待 用状 态 时 ， 便 盆 内存有 少量 水 ， 水 箱 充满 水 ， 进 、 出 口阀 门都 处 于关 闭状 态 。 按下冲洗按钮后开始执行冲洗流程。电磁阀打开 ， 压缩空气进入水箱， 水在压缩空气的作用下冲洗便盆。 5 总结 ( 1 )便器采用真空保持式工作 方式 ， 污物箱 中始 终保持着真空 ， 使用者只要触动冲洗按钮 ， 系统立即进 行冲洗便盆和抽吸污物动作 ， 不存在等待时间。此 系 统结构简单 、 安全可靠 。 ( 2 )污物收集系统除便器安装在车上外 ， 其他部 件 均 集成 在污 物箱 上 ， 车上 占用 空 间小 。 ( 3 )系统各部件分别采用各 自的控制单元控制 ， 各控制单元 间采用通讯方式联 系。相关 部件间布 线 少 ， 便 于施 工 。 参考文献 ： 1 青 岛四方 车辆研究所有 限公 司 TB T 1 1 2 7 4客 车用注 水 口( A、 B型 ) 型式 与 尺 寸 S 北京 ： 中 国铁 道 出版 社 ， 19 74： 1 - 5 E 2 全 国钢标 准化技术委员会 GB T 1 4 9 6 7 -2 0 1 2流体输送 用不锈钢无缝钢管E s 北京： 中国标准出版社， 2 0 1 2 ： 1 1 3 3 青 岛 四方车 辆研究 所有 限公 司 T B T 1 7 2 O 一2 O 1 0铁道 客 车给水装置 S 北 京 ： 中国铁道 出版社 ， 2 0 1 0 ： 1 - 4 4 青 岛 四方车 辆研究 所有 限公 司 T B T 3 3 3 8 -2 0 1 3铁道 客车及 动 车 组 集 便 装 置 s 北 京 ： 中 国铁 道 出 版 社 ， 2O1 3： 1 - 1 1 ( 英文摘要转第 2 l 1 页) 0 0 一 制 一 制 一 黼 一 控 一 制 一 控 一 箱 一 箱 一 控 一 箱 一 查 箱 一 物 一 盟 清 一 泵 一 污 一 中 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年 第 3期 机 械 工 程 与自 动 化 21 1 口旧绳后， 将新绳下放 1 m2 r n使 钢丝绳 松弛后采 用 保护 措施 后 割井 底 旧绳 ， 如 图 5所示 。 钢 丝绳 分绳器 图 3 分 绳器安装示意 图 上天 轮 图 4新旧绳连接示意 图 上天轮 提升 滚筒 图 5 井 口及 井 口割 绳 示 意 图 ( 6 )下 放新绳 ， 旧绳脱 离罐 笼后 ， 打开绞 车 的盘 闸 ， 绞车不参与运行 ， 采用多绳摩擦 提升机换绳装置下 放新绳同时井底 回收旧绳 ( 7 )新 绳 下放 完 毕后 ， 井底 及 井 口钢 丝 绳 留 够 长 度 ， 分 别在 井 口和井底 做绳 头 。 ( 8 )试 车 、 调 绳 。 3 创新 点 ( 1 )采用“ 旧绳带新绳” 的原理 ， 按编制 的 P L C控 制程序快速安全更换提升钢丝绳 。 ( 2 )设 备采 用 双移 动小 车 ( 夹 紧机 构 ) 实 现换 绳 过 程 的连 续步 进换 绳 ， 换 绳 过 程 中两 游 动小 车 交 替 实 现 交 叉 闭锁夹 紧控 制 。 ( 3 )防跑绳装 置采用“ 液压松 闸、 弹簧抱 闸” 工作 方式 ， 能够实现对钢丝绳的安全 自锁 ， 在换绳过程中通 过 P L C对 绳 速和 系统 压力 实现 在线 实 时检 测 ， 具 有超 速 捕 绳功 能 。 ( 4 )交 替步 进 送 绳 装 置 、 防跑 绳 装 置 中与 钢 丝绳 接触面均采用进 口的高效摩擦衬垫 ， 使新绳不受损 。 4应用 情况 王村矿 副立井提升机 自 2 0 1 3年 1 O月开始使 用 B HS - 4 4 4 5 3 0 L型多绳摩擦提升机首绳快速更换装 置 更换 首绳 ， 该 装置 能 够 将 多绳 摩 擦 提 升 机 的首 绳 同 时 更换 ， 极 大 地 提 高 了换 绳 效 率 ， 减 轻 了工 人 劳 动 强 度 ， 简化了作业工艺流程 ， 解决了引绳 、 送绳、 防缠绕 以 及张力不平衡等问题 ， 具有显著的经济效益 和社会效 益 。 5 结语 使用 B HS 一 4 4 4 5 3 0 L型多绳摩擦提升机首绳快 速更 换装 置对 王村 矿 副 立 井 提 升机 更 换 首 绳 ， 使 副 立 井提升机更换首绳 由原来的 4天工期缩短为 1天半 ， 且作业安全得到了进一步保证 ， 效果良好 。 参考文献 ： 1 国家安全 生产 监督 管理 总局 煤矿 安全 规程 M 北 京 ： 煤 炭工业出版社 ， 2 0 1 I I- 2 - 1 洪 晓华 矿井运 输提升I- M 徐州 ： 中 国矿 业大 学 出版 社 ， 20 00 3 王裕清 ， 韩 成石 液压传 动与控制技 术I M 北 京 ： 煤 炭工 、 l 出 版 社 ， 1 9 9 7 Br i e f I nt r o d u c t i o n t o Ra pi d Ro p e Re p l a c e me n t De v i c e 0 f M u l t i - r o p e Fr i c t i o n Ho i s t LI Ho ng - we i ( El e c t r o me c h a n i e a l M a n a ge me n t De p a r t me n t o f Da t o n g Coa l M i n e Gr ou p，Da t o n g 0 3 7 0 0 3，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Th i s p a p e r d e s c r i b e s t h e r a p i d r o p e r e p l a c e me n t d e v i c e o f BH S - t y p e mu l t i r o p e f r i c t i o n h o i s t ，d e s c r i b e s t h e f u n c t i o n s ，c o m p o s i t i o n ，c h a r a c t e r i s t i c s a n d e c o n o mi c b e n e f i t s o f t h e d e v i c e Th e d e v i c e c a n g r e a t l y i mp r o v e t h e r o p e r e p l a c e me n t e f f i c i e n c y ，r e d u c e l a b o r i n t e n s i t y ，s i mp l i f y o p e r a t i o n s p r o c e s s ，i t i s wo r t h p r o mo t i n g Ke y wor d s：mi ne h oi s t；r op e；r op e r e pl a c e me nt t e c h nol o gy ( 上接第 2 0 9页) De s i g n o f S u p pl y Dr a i na g e W a t e r a n d W a s t e Co l l e c t i o n S y s t e m f o r Hi g h S p e e d EM U SHEN Pu- y u an ( En g i n e e r i n g De p a r t me n t ， B o mb a r d i e r S i f a n g ( Qi n g d a o )Tr a n s p o r t a t i o n L t d ，Qi n g d a o 2 6 6 1 1 1 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：W a t e r s u p p l y a n d wa s t e c o l l e c t i o n s y s t e m i s e s s e n t i a l s y s t e m e q u i p me n t f o r p a s s e n g e r s a n d wo r k e r i n t r a i n d u r i n g t r a i n S r u n n i n g I t c o n s i s t s o f s u p p l y a n d d r a i n a g e wa t e r s y s t e m a n d wa s t e c o l l e c t i o n s y s t e m ，wh i c h s u p p l y d r i n k wa t e r ，c l e a n wa t e r a n d r e l i e v e na t ur e c os i l y a n d e a s i l y Thi s p ap e r i nt r od uc e s t h e de s i gn s t r u c t ur e of wa t e r s u ppl y a n d wa s t e c ol l e c t i o n s ys t e m a b ou t t he hi gh s p e e d EM U wi t h t he e xa mpl e of s ome c ar Ke y wo r d s ：s u p p l y a n d d r a i n a g e wa t e r s y s t e m ；p i p i n g s y s t e m ；wa s t e c o l l e c t i o n s y s t e m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m