直通式輔助空氣交換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 直通式輔助空氣交換裝置，涉及列車通風(fēng)系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)鐵路網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)，鐵路客運(yùn)仍是主流交通工具。長(zhǎng)期以來，鐵路客運(yùn)客 流量大，特別是在春運(yùn)暑運(yùn)期，普通坐席常常是滿員或超員運(yùn)載，擁擠的乘客在窄小的車 廂內(nèi)，空氣質(zhì)量會(huì)下降。為利用自然風(fēng)調(diào)節(jié)使新鮮空氣進(jìn)入車廂，現(xiàn)有技術(shù)的中國(guó)專利 CN202006797U專利，由于其新風(fēng)管1與排風(fēng)管2的結(jié)構(gòu)形式，雙向供10處折彎，新風(fēng)管1與 排風(fēng)管2之間的壓差，通過10折彎的局部阻力損失，幾乎消耗殆盡，換氣效果很差，除非新 風(fēng)管1與排風(fēng)管2的管道直徑足夠大，如此一來，車輛運(yùn)行阻力將大大增加。由其具體實(shí)施 例中也看出"將排風(fēng)管（1)的橫截面尺寸設(shè)定為：800mmX300mm，新風(fēng)管（2)的橫截面尺寸 設(shè)定為：500mmX150mm。"將高于車頂1200~1400mm，此高度已經(jīng)超出我國(guó)及世界大部分 國(guó)家的鐵路限界標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重危害行車安全。根據(jù)《中華人民共和國(guó)鐵路技術(shù)規(guī)程》附圖2的 規(guī)定，車廂的高度自鐵路軌道頂面到車輛頂部設(shè)備最高點(diǎn)要小于4800mm。我國(guó)鐵路目前的 主流客車25G型車輛的高度為4433mm，如果使用此設(shè)備車輛的高度將超過5633mm，這將顛 覆我國(guó)的鐵路車輛限界標(biāo)準(zhǔn)，在我國(guó)及世界大部分國(guó)家將根本無法實(shí)施，這樣的技術(shù)方案， 要么全面重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有車輛（如果改變車輛高度，將影響車輛整體強(qiáng)度，必須全部重新設(shè) 計(jì)），要么提高鐵路附屬建筑的高度，如：隧道、橋梁、站臺(tái)雨棚、接觸網(wǎng)（電力機(jī)車高壓供電 線）及車庫門等。此外，CN202006797U中的新風(fēng)換氣口"新風(fēng)管1"全部是迎著風(fēng)的新風(fēng)管， 進(jìn)口面積決定了換氣量，如此列車行駛中的阻力將大大增強(qiáng)，列車整體必須重新設(shè)計(jì)。換句 話說，若要在現(xiàn)有的列車上增加如CN202006797U專利所述的換氣裝置，必須將現(xiàn)有運(yùn)行使 用中的車輛重新設(shè)計(jì)改裝。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的中國(guó)專利：CN2811045Y，只適用于汽車，不適用于雙向開行的火車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 自上世紀(jì)九十年代，空調(diào)鐵路客車逐漸興起，空調(diào)車是門窗緊閉的，但人們的觀念 仍停留在老鐵路客車的時(shí)代，以為有了空調(diào)緊閉門窗可以靠空調(diào)除制冷外也一起補(bǔ)充著著 車廂內(nèi)的新鮮空氣。近年來，空調(diào)故障時(shí)有發(fā)生，如2011年5月8日12 :27分，南昌到虹橋 的D94次動(dòng)車組列車，由于空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障被迫在江山站停車；2009年7月19日晚8時(shí) 許，廣州開往蘭州的K226次列車因空調(diào)系統(tǒng)故障，不能提供新鮮空氣，因車廂內(nèi)氣悶造成 旅客不適，有的住進(jìn)醫(yī)院。這一起列車故障，由于當(dāng)時(shí)不靠站不能停車造成客傷事故。這樣 的事故不勝枚舉。
[0005] 作為空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的備用換氣裝置是十分必要的，正如要常備滅火器材， 沒有火災(zāi)就不需要滅火器材嗎？然而現(xiàn)行的鐵路客車卻沒有此備用通風(fēng)系統(tǒng)。因此，為克 服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，
[0006] 本申請(qǐng)的目的之一要發(fā)明一種利用流體的能量轉(zhuǎn)換原理為車廂補(bǔ)充新鮮空氣的 直通式輔助空氣交換裝置；
[0007] 本申請(qǐng)的目的之二是為實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的技術(shù)方案，還要保障列車的整體運(yùn)行的安 全；
[0008] 本申請(qǐng)的目的之三是在有限的空間最大限度地提高換氣效果；
[0009] 本申請(qǐng)的目的之四是下雨時(shí)防止雨水進(jìn)入車廂；
[0010] 本申請(qǐng)的目的之五是減少列車運(yùn)行阻力。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案：
[0012] 1、直通式輔助空氣交換裝置，包括：包括：負(fù)壓氣嘴1、負(fù)壓通氣管2、車頂設(shè)備倉(cāng) 3、正壓通氣管4、通氣管活門管口 5、防水活門組件10、車廂14、車頂蒙皮15、車廂頂棚16 ; (注：車頂蒙皮即車頂外殼）其中防水活門組件10包含：活門滑槽10-1、活門10_2、0型密 封圈10-3、密封圈卡槽10-4 ;
[0013] 其特征在于：
[0014] 負(fù)壓通氣管2為直管；正壓通氣管4也為直管；
[0015] 負(fù)壓通氣管2與正壓通氣管4的管徑相等；
[0016] 負(fù)壓通氣管2上部連接負(fù)壓氣嘴1，負(fù)壓氣嘴1頂部為外凸的流線弧面，負(fù)壓氣嘴 1頂端連接車頂蒙皮15,負(fù)壓通氣管2穿過車頂設(shè)備倉(cāng)3下部與車廂頂棚16連接管口在車 廂14內(nèi)；
[0017] 負(fù)壓通氣管2底端連接通氣管活門管口 5 ;
[0018] 正壓通氣管4頂端連接車頂蒙皮15,正壓通氣管4下端穿過車頂設(shè)備倉(cāng)3下部與 車廂頂棚16連接管口在車廂14內(nèi)，正壓通氣管4的頂端管口與車頂蒙皮15的水平面平 齊；
[0019] 正壓通氣管4底端連接通氣管活門管口 5 ;
[0020] 通氣管活門管口 5內(nèi)為凹槽形的活門滑槽10-1，活門滑槽10-1內(nèi)裝有防水活門組 件10 ;
[0021] 防水活門組件10的主體為活門10-2,活門10-2為上下面為平面，中間為外凸鼓 形的類扁圓柱體，活門1〇 -2在鼓形直徑最大處有環(huán)形的密封圈卡槽10-4,密封圈卡槽10-4 內(nèi)裝有0型密封圈10-3。（如附圖所示，當(dāng)車廂下雨時(shí)，翻動(dòng)活門10-2,使活門處于與負(fù)壓 通氣管2和正壓通氣管4管軸線垂直的位置時(shí)，活門10-2關(guān)閉，雨水不會(huì)進(jìn)入車廂，當(dāng)因空 調(diào)出現(xiàn)故障需要換氣通風(fēng)時(shí)，將活門10-2旋轉(zhuǎn)至與負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4均為軸線 方向平行的位置，活門10-2打開，外部新鮮空氣通過負(fù)壓通氣管2被吸出車廂，隨著吸出的 濁氣增多，車廂內(nèi)形成負(fù)壓，車廂外部新鮮的空氣通過正壓通氣管4進(jìn)入車廂內(nèi)，達(dá)到換氣 的目的）
[0022] 2、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：所述的負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4的 直徑均為50~90_。
[0023] 3、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：所述的活門10-2的直徑比通氣管活門 管口 5直徑小0? 2~0? 5臟。
[0024] 4、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：所述的0型密封圈10-3與通氣管活門 管口 5為過盈連接。（防止活門10-2脫出管口 5)
[0025] 5、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：所述的負(fù)壓通氣管2、正壓通氣管4均 在列車頂部。（進(jìn)入的新鮮冷空氣往下沉，車內(nèi)的熱濁空氣往上升。）
[0026] 6、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：所述的負(fù)壓通氣管2、正壓通氣管4均 為不銹鋼光滑管。
[0027] 7、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：負(fù)壓氣嘴1與車頂蒙皮15焊接連接。
[0028] 8、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：正壓通氣管4與車頂蒙皮15焊接連接。
[0029] 9、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：所述的負(fù)壓氣嘴1高于車頂蒙皮15為 60 ~100mm〇
[0030] 10、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：每一個(gè)負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4 為一組，每節(jié)車廂中裝有多組負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4。
[0031] 11、直通式輔助空氣交換裝置，其特征在于：普通硬座車廂有12組等距均勻排列 的負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4 ;
[0032] 硬臥車廂有11組負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4 ;
[0033] 軟臥車廂有9組負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4。
[0034] 有益效果
[0035] 1、"負(fù)壓通氣管2上部連接負(fù)壓氣嘴1，負(fù)壓氣嘴1頂部為外凸的流線弧面，負(fù)壓 氣嘴1頂端在車頂，負(fù)壓通氣管2穿過車頂設(shè)備倉(cāng)下部管口在車廂內(nèi)。"、"正壓通氣管4頂 端連接車頂，正壓通氣管4下端穿過車頂設(shè)備倉(cāng)下部管口在車廂內(nèi)。"由于負(fù)壓氣嘴1頂部 為外凸的流線弧面，氣體在負(fù)壓氣嘴1上部流動(dòng)速度大小平面的車頂蒙皮15,產(chǎn)生負(fù)壓，車 廂內(nèi)的濁氣被吸出車廂外，當(dāng)濁氣不斷的被吸出車外，當(dāng)車廂內(nèi)壓強(qiáng)小于外部氣壓時(shí)，車廂 外的新鮮空氣通過正壓通氣管4被吸入車廂內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充，達(dá)到換氣的效果。
[0036] 2、"負(fù)壓氣嘴1頂部為外凸的流線弧面"列車運(yùn)行阻力小，動(dòng)力損失少。
[0037] 3、負(fù)壓通氣管2和正壓通氣管4均為直管，阻力損失小，換氣效果好。根據(jù)《化工 原理》王志魁-第一章表1-2管件和閥件的局部阻力系數(shù)與當(dāng)量長(zhǎng)度的值，查得90°彎頭 的局部阻力損失相當(dāng)于當(dāng)量長(zhǎng)度與管徑之比的35 (參見下表）
[0038]
[0039] 4、負(fù)壓通氣管2、正壓通氣管4均為不銹鋼光滑管。由流體力學(xué)可知，摩擦系數(shù)入 是流體的流動(dòng)阻力的重要參數(shù)，流體在過渡流或端流時(shí)：
[0040]/L=t//(Rc,-~)a
[0041 ] 可見相對(duì)粗糙度對(duì)流體流動(dòng)的阻力的影響。
[0042]5、通氣管活門管口 5的內(nèi)凹槽內(nèi)裝有防水活門組件10;，下雨時(shí)可關(guān)閉負(fù)壓通氣 管2和正壓通氣管4管口的防水活門組件10。
[0043] 6、"負(fù)壓通氣管2、正壓通氣管4均在列車頂部"由于本申請(qǐng)的直通式輔助空氣交 換裝置，為供電故障時(shí)備用系統(tǒng)，那么當(dāng)車內(nèi)無空調(diào)開啟時(shí)無論是由于日照還是人員擁擠， 終將導(dǎo)致車廂內(nèi)的溫度高于車廂外，濁氣上升，新鮮的空氣溫度低于車廂內(nèi)的溫度，因此進(jìn) 入車廂向下流動(dòng)，達(dá)到全車廂新鮮空氣流通的作用。
[0044] 7、負(fù)壓氣嘴1高于車頂蒙皮15為60~100_。低于單元式空調(diào)機(jī)組，因此增加本 申請(qǐng)的裝置后，不會(huì)使車輛的總高增加，保障行車安全。
[0045] 8、本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行安全。
【附圖說明】
[0046] 圖1 :直通式輔助空氣交換裝置局部主視圖
[0047] 圖2 :直通式輔助空氣交換裝置整列客車主視示意圖
[0048] 圖3 :直通式輔助空氣交換裝置整列客車俯視示意圖
[0049] 圖4:1局部放大圖
[0050] 圖5:11局部放大圖
[0051] 圖6JII局部放大圖
[0052] 圖中：1負(fù)壓氣嘴、2負(fù)壓通氣管、3車頂設(shè)備倉(cāng)、4正壓通氣管、5通氣管活門管口、 7單元式空調(diào)機(jī)組、8空調(diào)組件、9車頂管線、10防水活門組件、11車門、12車梯、13轉(zhuǎn)向架、 14車廂、15車頂蒙皮、16車廂頂棚、17水牌、18車廂底板、活門滑槽10-1、活門10-2、0型密 封圈10-3、密封圈卡槽10-4。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步說明。
[0054] 實(shí)施例1
[0055] 1、直通式輔助空氣交換裝置，包括：包括：負(fù)壓氣嘴1、負(fù)壓通氣管2、車頂設(shè)備倉(cāng) 3、正壓通氣管4、通氣管活門管口 5、防水活門組件10、車廂14