專利名稱：脈動壓力波列車尾部監控裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種列車尾部監控裝置，特別是一種能防止列車在運行中出現尾部車輛丟失、折角塞門被誤關閉的脈動壓力波列車尾部監控裝置。
背景技術：
現在鐵路系統的貨物列車已經取消了運轉車長實行了無守運行，因沒有了運轉車長的監護，列車在運行中時有列車尾部的車輛丟失、車輛制動主管折角塞門被關閉等事故的發生。為此鐵路系統在貨物列車裝備了無線列尾裝置，但無線列尾裝置因其利用的是無線電波技術，使用中存在與列車無線調度電話之間、無線列尾裝置互相之間干擾及受地形或建筑物等影響聯系困難的問題，由此鐵路系統的無守車貨物列車已經發生了后果嚴重的行車事故。
發明內容
為確保無守列車的安全運行，本發明提供一種脈動壓力波列車尾部監控裝置。該裝置能自動監測列車尾部車輛和車輛制動主管的貫通狀況，遇列車尾部車輛丟失或折角塞門被誤關閉時能及時向司機報警，并對列車尾部的車輛施行制動措施，可確保列車的運行安全。
為研究脈動壓力波列車尾部監控裝置，首先分析了鐵路運行列車的必備條件。目前在鐵路運行的列車是由機車和車輛共同組成的，各個車輛之間由車鉤連接，每節車輛上都設有一條輸送壓縮空氣的主管路稱制動主管，在每輛車制動主管的兩端各設有一個折角塞門，折角塞門連接著制動軟管，在制動軟管上設有連接器，各個車輛之間的制動主管利用連接器連接在一起，再將折角塞門置于開通位置。完整的列車是指機車與所有車輛之間的車鉤連接好，全列車車輛的制動主管呈貫通的狀況。如果兩輛車之間的折角塞門出現被關閉，被關閉以后車輛的制動功能就失去控制，就會發生事故。
在這里可以看到列車安全運行的重要條件，是全列車車輛之間的折角塞門必須置于開通位，使列車制動主管呈貫通的狀況，列車才能安全運行。
本發明解決其技術問題所采取的技術方案是在列車的尾部加裝一套列車尾部裝置，它利用微處理器控制電控噴氣閥瞬時排出列車制動主管少量的一些壓力空氣，在列車制動主管里產生脈動壓力波信號，脈動壓力波信號以330M/S的速度沿制動主管的管路向前部傳輸，因列車前后的車輛制動主管呈貫通狀態，這個信號可以一直傳播到列車前部的機車制動主管；在機車加裝一套機車接收裝置，機車接收裝置利用機車制動主管可以接收到列車尾部裝置發出的脈動壓力波信號，向司機顯示列車的尾部正常，同時機車接收裝置發出回示的脈動壓力波信號，列車尾部裝置接收到機車接收裝置發出的回示脈動壓力波信號后，再發出脈動壓力波信號，這樣列車可以正常的運行。當列車在運行中時出現列車尾部的車輛丟失、車輛制動主管折角塞門被誤關閉時，因列車制動主管不能呈貫通狀態，機車接收裝置接收不到列車尾部裝置發出的脈動壓力波信號，立即向司機報警，司機可以采取相應的安全措施；同時列車尾部裝置在接收不到機車接收裝置回示的脈動壓力波信號后，自動對后部的車輛施行制動措施，可達到確保無守列車安全運行目的。
脈動壓力波信號的發生過程是在列車運行時，列車尾部裝置通過微處理器控制電控噴氣閥定時定量的噴氣，由于車輛制動主管內600Kpa的壓力空氣與管外大氣內外的壓差，使電控噴氣閥噴氣處的壓力突降，車輛制動主管內的壓力空氣由于壓差的存在，向電控噴氣閥噴氣處補充，這樣在車輛制動主管內產生了一個壓力波信號，確切的講為負壓力波信號，這個信號因列車前后的車輛制動主管呈貫通狀態，信號可以一直傳播到列車前部的機車制動主管。利用微處理器控制電控噴氣閥定時定量的噴氣，可以有規律的在列車制動主管里可以產生間斷的負壓力波信號，也就是脈動負壓力波信號。微處理器通過控制電控噴氣閥的噴氣時間和間隔時間，發出連續的幾個脈動負壓力波進行編碼設計。這樣列車尾部裝置利用發出編碼的脈動壓力波信號，將列車尾部的多種信息反饋給機車接收裝置。
本發明的有益效果是，利用電控噴氣閥排制動主管的壓力空氣噴氣，在車輛制動主管內產生脈動壓力波信號，又用制動主管的管路進行傳輸，解決了無線列尾裝置互相之間的干擾或受地形或建筑物等影響聯系困難的問題。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明。
圖1是本發明的系統框中1.機車接收裝置，2.機車自動制動閥，3.機車總風缸，4.折角塞門，5.列車尾部裝置，6.車輛制動主管，7.軟管連接器，8.機車制動主管。
圖2是脈動壓力波列車尾部監控裝置作用原理示意中1.機車接收裝置，2.機車自動制動閥，3.機車總風缸，4.折角塞門，5.列車尾部裝置，6.車輛制動主管，7.軟管連接器，8.機車制動主管。
圖3是本發明列車尾部裝置部分實施例的構造原理中1.蓄電池，2.電控噴氣閥，3.高壓軟管，4.三通，5.調壓閥，6.調壓缸，7.緊急排氣閥，8.微差壓變送器，9.微處理器。
圖4是本發明機車接收裝置部分實施例的構造原理中1.電源，2.電控噴氣閥，3.三通，4.調壓閥，5.調壓缸，6.微差壓變送器，7.揚聲器，8.顯示屏，9.微處理器。
具體實施方案首先分析列車車輛制動主管的直徑與長度和空氣壓力與機車自動制動機的操作情況。貨物車輛制動主管的直徑為32毫米；單車輛制動主管的長度約為14米，全列車車輛制動主管的長度為50輛700米左右；運行時制動主管內空氣的壓力為500或600Kpa，；施行制動時機車自動制動閥的排風口的直徑為6～8毫米，車輛制動主管的壓力低于定壓40Kpa就可以引起車輛發生制動作用。
由此得出結論，控制電控噴氣閥的噴氣時造成制動主管的壓力下降必須小于40Kpa，否則會使列車車輛發生制動作用。
參照圖1該方案脈動壓力波列車尾部監控裝置由機車接收裝置(1)與列車尾部裝置(5)構成。機車接收裝置(1)安裝在機車上，機車接收裝置(1)與機車制動主管(8)連通；列車尾部裝置(5)加裝在尾部車輛的車鉤上，列車尾部裝置(5)的高壓軟管與車輛制動主管(6)接通。列車運行時折角塞門(4)處于開通位置，車輛制動主管呈貫通的狀態，機車接收裝置(1)通過機車制動主管(8)和制動主管(6)與列車尾部裝置(5)溝通，可以傳輸各自發出的脈動壓力波查詢信號或回示信號進行信息傳輸。
參照圖2機車接收裝置1安裝在機車的駕駛室內，機車接收裝置(1)與機車制動主管(8)連通，接收到列車尾部裝置(5)發出的壓力波信號，從而判斷制動主管處于貫通狀態，列車車輛尾部完整良好。機車接收裝置(1)也通過微處理器控制電控噴氣閥定時定量的噴氣，發出回示的壓力波信號，這個回示信號經機車制動主管(8)沿車輛制動主管(6)的管路向后部傳播，列車尾部裝置(5)接收到機車接收裝置(1)的回示信號后，再次通過微處理器控制電控噴氣閥定時定量的噴氣，重新發出壓力波信號。這樣列車尾部裝置(5)與機車接收裝置(1)，利用列車制動主管的高壓空氣作載體，傳輸它們發出的負壓力波查詢信號或回示信號，形成了一種信息的聯絡。
列車尾部裝置(5)與機車接收裝置(1)的控制核心均為微處理器，可以有規律的控制各自電控噴氣閥定時定量的噴氣，在列車制動主管里可以產生間斷的負壓力波信號，也就是脈動負壓力波信號。微處理器通過控制電控噴氣閥的噴氣時間和間隔時間，發出連續的幾個脈動負壓力波進行編碼設計。這樣列車尾部裝置(5)利用發出編碼的脈動壓力波信號，將列車尾部的多種信息反饋給機車接收裝置(1)。
參照圖3該列車尾部裝置主要由蓄電池(1)，電控噴氣閥(2)，高壓軟管(3)，三通(4)，調壓閥(5)，調壓缸(6)，緊急排氣閥(7)，微差壓變送器(8)，微處理器(9)等組成。微處理器(9)選用AVR90系列單片機，電控噴氣閥(2)選用快速電磁閥，緊急排氣閥(7)選用直徑不小于6毫米的電磁閥。微差壓變送器(8)的量程小于100Kpa。該微差壓變送器(8)有P1、P2兩個接口，可直接與被測現場的高、低壓端聯連。高壓軟管(3)與三通(4)接通，電控噴氣閥(2)、緊急排氣閥(7)、調壓閥(5)與三通(4)連接。調壓閥(5)內有一個彈簧，可以調整開啟值，在這里調整開啟值為100Kpa，調壓閥(5)有單向導通調壓的功能。
高壓軟管(3)來的壓力空氣，經過三通(4)、調壓閥(5)的調整降壓后進入調壓缸(6)內，這樣保證了調壓缸(6)空氣壓力跟蹤制動主管的壓力，低于制動主管100Kpa，有了高、低壓兩路的壓力端。再將微差壓變送器(8)的P1、P2兩個接口與高、低壓兩路的壓力端接通。蓄電池(1)為高能蓄電池，可以較長時間的供電給列車尾部裝置。
微處理器(9)通過微差壓變送器(8)測試到制動主管內空氣的壓力達到550Kpa時，控制電控噴氣閥(2)定時定量的噴氣發出脈動壓力波查詢信號，這個脈動壓力波信號會在制動主管內出現一個壓降波動，這種壓降波動和正常壓力波動大不一樣具有幾乎垂直的前緣。這樣人為的控制電控噴氣閥(2)定時定量的噴氣，就可以產生有規律的脈動壓力波信號。
當機車接收裝置接收到列車尾部裝置的查詢信號后發出回示信號，回示的脈動壓力波信號傳輸到制動主管尾部時，微差壓變送器(8)的比較器翻轉輸出一個查知信號，微差壓變送器(8)準確的輸出一個量程值。這樣微處理器(9)接收到回示信號后，由此判斷制動主管前后貫通列車前后完整，延時一段時間，控制電控噴氣閥(2)噴氣，再次發出脈動壓力波查詢信號。
在設定的時間內如果不能收到機車接收裝置發出的回示信號，微處理器(9)由此判斷為列車尾部車輛與列車前部發生分離或折角塞門被誤關閉，微處理器(9)控制緊急排氣閥(7)排氣，車輛制動主管的壓力空氣被排出后，使列車后半部分的車輛發生制動作用，從而確保了列車的運行安全。
在司機對列車車輛施行制動措施時，操縱機車自動制動閥排出制動主管的一部分壓力空氣，制動主管的空氣壓力會下降，微處理器(9)通過微差壓變送器(8)查詢到制動主管空氣壓力低于550Kpa時，控制電控噴氣閥(2)處于關閉狀態，當制動主管空氣壓力上升高于550Kpa時，微處理器(9)重新進行前述的，控制電控噴氣閥(2)定時定量的噴氣發出脈動壓力波信號，然后等待機車接收裝置發出的回示信號的工作狀態。
參照圖4該機車接收裝置主要由電源(1)，電控噴氣閥(2)，三通(3)，調壓閥(4)，調壓缸(5)，微差壓變送器(6)，揚聲器(7)，顯示屏(8)，微處理器(9)等組成。
微處理器(9)也選用AVR90系列單片機，電控噴氣閥(2)也選用快速電磁閥，微差壓變送器(6)量程也是小于100Kpa。三通(3)與機車制動主管、電控噴氣閥(2)、調壓閥(4)連接，微差壓變送器(6)的P1、P2兩個接口，也是與利用調壓閥(4)的調整降壓后高、低壓兩路的壓力端接通。電源(1)取機車50V或110V的DC電源，可以長時間的供電給機車接收裝置。
微處理器(9)通過微差壓變送器(6)測試到制動主管的空氣壓力達到580Kpa時，進入等待接收列車尾部裝置發出的脈動壓力波信號的狀態。
當接收到列車尾部裝置發出的脈動壓力波信號后，微處理器(9)由此判斷制動主管前后呈貫通狀態，控制揚聲器(7)向司機發出語音提示，同時顯示屏(8)顯示列車為完整狀態。微處理器(9)隨后控制電控噴氣閥(2)噴氣發出脈動壓力波回示信號，然后等待接收列車尾部裝置繼續發出的脈動壓力波信號，微處理器(9)在接受到列車尾部裝置再次發來的脈動壓力波信號后，控制電控噴氣閥(2)再次定時定量的噴氣發出脈動壓力波回示信號，然后等待列車尾部裝置繼續發出的查詢信號，進入監控列車尾部工作的狀態。
微處理器(9)，在設定的時間內如果不能收到列車尾部裝置發出的查詢信號，微處理器(9)由此判斷列車尾部車輛丟失或折角塞門被誤關閉，控制揚聲器(7)向司機發出報警提示同時顯示屏(8)顯示列車尾部異常狀態，司機在聽到報警提示后可以采取相應的安全措施。從而確保了列車的運行安全。
司機操縱機車的自動制動閥對列車車輛施行制動措施時，制動主管的空氣壓力會下降，微處理器(9)通過差壓變送器(6)查詢到制動主管空氣壓力低于550Kpa時，則控制電控噴氣閥(2)處于關閉狀態，防止電控噴氣閥(2)的噴氣影響司機正常的操縱機車的自動制動機。當司機操縱機車的自動制動閥對列車車輛施行緩解，列車制動主管空氣壓力上升達580Kpa時，微處理器(9)重新進行前述的，等待接收列車尾部裝置發出的脈動壓力波信號的狀態。
權利要求
1.一種由微處理器、電控噴氣閥、微差壓變送器、調壓閥、調壓缸等組裝的列車尾部裝置與機車接收裝置共同組成的脈動壓力波列車尾部監控裝置，其特征在于它的列車尾部裝置與機車接收裝置都設計有電控噴氣閥，微處理器控制電控噴氣閥瞬時排出列車制動主管的壓力空氣，使制動主管內的壓力空氣出現壓降波動，這種壓降波動可在列車制動主管里產生脈動壓力波信號。
2.根據權力要求1所述的脈動壓力波列車尾部監控裝置，其特征在于它利用車輛制動主管的管路進行傳輸脈動壓力波信號，使列車尾部裝置與與機車接收裝置的之間可以進行信息的聯絡。
3.根據權力要求1所述的脈動壓力波列車尾部監控裝置，其特征在于它的列車尾部裝置與與機車接收裝置的微處理器，控制電控噴氣閥瞬時排出列車制動主管的壓力空氣時，造成制動主管的壓力下降小于40Kpa。
4.根據權力要求1所述的脈動壓力波列車尾部監控裝置，其特征在于它的列車尾部裝置在接收不到機車接收裝置發出的脈動壓力波信號時，可以自動利用緊急排氣閥排出列車制動主管的壓力空氣，對尾部的車輛施行制動。
5.根據權力要求1所述的脈動壓力波列車尾部監控裝置，其特征在于它的機車接收裝置在接收不到列車尾部裝置發出的脈動壓力波信號時，可以用揚聲器向司機發出報警提示。
全文摘要
一種確保列車的安全運行的脈動壓力波列車尾部監控裝置。它由微處理器、電控噴氣閥、微差壓變送器、調壓閥、調壓缸等組裝的列車尾部裝置與機車接收裝置共同組成，它控制電控噴氣閥瞬時排出列車制動主管的壓力空氣，使制動主管內的壓力空氣出現壓降波動，在制動主管里產生脈動壓力波信號，利用車輛制動主管的管路進行傳輸脈動壓力波信號，使列車尾部裝置與與機車接收裝置之間可以進行信息聯絡，在列車運行中出現尾部車輛丟失、折角塞門被誤關閉時，它的列車尾部裝置可以自動利用緊急排氣閥排出列車制動主管的壓力空氣，對尾部的車輛施行制動，機車接收裝置可以向司機報警提示司機可以采取相應的安全措施。
文檔編號B61K13/00GK1765671SQ200410086538
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月25日 優先權日2004年10月25日
發明者杜明義, 董佑 申請人:杜明義, 董佑