高速動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

杜 濤,李 艷

（南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司,山東 青島 266011）

高速動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

杜 濤,李 艷

（南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司,山東 青島 266011）

交通條件對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的重要性已經(jīng)逐漸被人們認(rèn)識(shí)到了，我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，對(duì)于交通事業(yè)也極為重視。其作為社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)之一，各個(gè)地區(qū)均在火熱的開展中，高速動(dòng)車組是我國現(xiàn)在重要的交通設(shè)施之一，其不僅有效的改善了各個(gè)地區(qū)的交通狀況，其設(shè)備中的各項(xiàng)系統(tǒng)均融入了人性化的設(shè)計(jì)理念，包括其中十分重要的給水衛(wèi)生系統(tǒng)。本文簡單的介紹了高速動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)，包括供水方式設(shè)計(jì)、排水裝置設(shè)計(jì)及集便系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，為該類設(shè)計(jì)人員提供一定的參考與借鑒。

高速動(dòng)車組；給水衛(wèi)生系統(tǒng)；給水裝置；排水裝置；衛(wèi)生裝置；設(shè)計(jì)；研究

0 前言

我國在交通建設(shè)方面的投入極大，鐵路高速動(dòng)車組則是其中極為重要的一部分，其在技術(shù)上經(jīng)歷了一系列的階段，包括引進(jìn)技術(shù)引進(jìn)階段、吸收技術(shù)階段、技術(shù)創(chuàng)新階段等，并最終實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)設(shè)計(jì)。在高速動(dòng)車組的各項(xiàng)設(shè)施中，給水衛(wèi)生系統(tǒng)是極為重要的一部分，其能主要職能是為旅客、乘務(wù)人員等提供飲用水、洗漱、衛(wèi)生等各項(xiàng)服務(wù)。由于其技術(shù)體系的區(qū)別，使得高速動(dòng)車組的設(shè)計(jì)也不盡相同，但是基本特點(diǎn)在于拉低車輛重心，且輕量化各個(gè)部件。設(shè)計(jì)高速動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的過程中，不僅需要達(dá)到其基本服務(wù)功能，也需要更加的人性化、標(biāo)準(zhǔn)化，更好的滿足人員的需求，提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1 供水方式設(shè)計(jì)

車輛運(yùn)行時(shí)其用水量及整體的布局對(duì)于供水方式有著決定性的影響，其中用水量決定了水箱的容積，能夠確定水箱所占的空間；整體的布置則決定了水箱安裝位置及空間，從而確定了供水方式。一般的供水方式可以分為壓力供水、重力供水及組合式供水三種，具體情況如下：

（1）壓力供水 采用壓力供水的的方式，其儲(chǔ)水箱一般安裝于車下，其主要優(yōu)勢在于水箱的容積較大，一般超過600L，系統(tǒng)的重心較低，但是整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，也使得其可靠性不足[1]。

（2）重力供水方式 該供水方式的儲(chǔ)水箱一般安裝在車廂頂板的上部，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)較為簡單，因此可靠性良好，但是其系統(tǒng)重心較高，決定了其水箱容積不能太大，一般在約為300 L。

（3）組合方式供水 其儲(chǔ)水箱一般安裝于車下，還需要安裝一個(gè)中間水箱，位置則是頂板上方，利用壓力把車下儲(chǔ)水箱的水輸送到中間水箱，最后通過重力為用水點(diǎn)提供水源。其主要優(yōu)勢在于水箱容積較大，超過600L，系統(tǒng)重心較低，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性不足。

2 排水裝置的設(shè)計(jì)

由于高速動(dòng)車組的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)于氣密性要求極高，設(shè)計(jì)排水裝置時(shí)需要考慮到各個(gè)方面的影響因素，包括進(jìn)出隧道是車廂內(nèi)氣壓變化引起的噪音、廢水噴出等，需要在洗池的排水管線中安裝保護(hù)設(shè)施，提高舒適性。根據(jù)裝置的不同原理，其保護(hù)裝置可以分為各種類型，包括壓力式、電磁式、重力式、虹吸式等，各個(gè)類型的優(yōu)勢、缺陷、使用范圍等，均有較大的區(qū)別，具體如下：

（1）壓力式排水裝置 其基本原理利用真空集便系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)污物的抽吸。具體是將中間箱安裝于洗池下方，如果中間箱的液位達(dá)到特定的高，其液位傳感器則會(huì)輸出抽吸信號(hào)，將其內(nèi)部的廢水排出至污物箱，實(shí)現(xiàn)廢水零排放，且排水管路和車外處于隔絕的狀態(tài)。該裝置需要裝配相應(yīng)的集便裝置，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且需要較大的成本[2]。

（2）電磁式水封 其主要是利用電磁閥實(shí)現(xiàn)排水開閉狀態(tài)的控制，如果液位達(dá)到特定的高度，電磁閥則會(huì)開啟，實(shí)施排水；如果水量尚未達(dá)到該高度，則會(huì)保持關(guān)閉，使得車內(nèi)外的排水管線壓力壓力保持不變。如果處于無電的狀態(tài)中，電磁閥則會(huì)處在開啟狀態(tài)，避免低溫存放的情況下出現(xiàn)冰凍情況，其裝置的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且成本高。

（3）重力式、虹吸式水封 排水管路中液位有一定的差異，形成的一定的壓力，重力式及虹吸式水封則是利用該壓力對(duì)抗動(dòng)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的壓力變化，其結(jié)構(gòu)一般較為簡單，且無法花費(fèi)較多的成本，但是其也有一定的缺陷，包括出現(xiàn)堵塞、有存水等，且在低溫存放的情況下可能出現(xiàn)冰凍的情況，需要對(duì)其投入大量的維護(hù)工作[3]。

3 集便系統(tǒng)設(shè)計(jì)

集便系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分包括便器、污物箱、排污裝置、控制系統(tǒng)等，高速動(dòng)車組一般是使用真空集便裝置，其可靠性良好，且效果較好。根據(jù)布局及性質(zhì)的不同，可以將真空集便裝置分為幾個(gè)不同的類型，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際的條件合理選擇，具體情況如下：

（1）緊湊型真空集便系統(tǒng) 在該系統(tǒng)中，真空排污系統(tǒng)一般處于常壓條件，系統(tǒng)不需要有較高的密封性，其能夠在中間箱形成真空，所占空間小，能源消耗也較低。但是其也存在一定的缺陷，及其在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生較大的壓降損失，容易造成排污管路結(jié)垢的問題，后期需要進(jìn)行積極的除垢工作，維護(hù)成本高[4]。

（2）在線型真空集便裝置 該裝置主要是能夠在排污管路中實(shí)現(xiàn)真空，實(shí)現(xiàn)污物的抽吸和排放，有點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)較為簡單，能源消耗少，且維護(hù)簡便，成本低，但是在運(yùn)行時(shí)有較大的噪音，影響旅客的休息。

（3）真空保持式集便裝置 其能夠在整個(gè)排污系統(tǒng)形成真空，排污效果良好，不會(huì)出現(xiàn)堵塞及結(jié)垢問題，減少了排污維護(hù)的工作量，但對(duì)于系統(tǒng)的氣密性要求極高，能耗較好，由于密封性要求也會(huì)出現(xiàn)許多問題，需要投入大量的維護(hù)工作。

4 總結(jié)

高速動(dòng)車組是現(xiàn)代極為先進(jìn)的交通方式之一，其在各個(gè)方面均顯示出較多的優(yōu)越性，各個(gè)系統(tǒng)給的設(shè)計(jì)較為獨(dú)特，其中給水衛(wèi)生系統(tǒng)是十分重要的部分，其不僅能夠?yàn)槌丝图俺藙?wù)人員提供良好的服務(wù)，也是體現(xiàn)高速動(dòng)車組特點(diǎn)及服務(wù)水平的重要內(nèi)容之一，需要更加重視其舒適性、方便性，并需要符合人機(jī)工程學(xué)的基本原理。本文僅從一般的角度分析了現(xiàn)代高速動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，還需要設(shè)計(jì)人員全面掌握動(dòng)車組的具體情況，包括車型、布局等，合理選擇形式，制定出科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，使得給水衛(wèi)生系統(tǒng)能夠提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

[1]付立艷,任剛,劉有.既有25型客車枕內(nèi)集便器長距離排污管的研制及開發(fā)[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014（01）：112-113.

[2]馬志會(huì),張國棟,熊劍春,歐陽立芝,崔婧美.高速動(dòng)車組零排放給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2014（13）：159-160.

[3]史義雄.鐵路客車上水栓水力計(jì)算模型的建立與分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2014,58（02）：121-125.

[4]崔婧美,李瑞淳.國外鐵路車輛衛(wèi)生間設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014（03）：13-14.