真空集便器系统

真空集便器系统陈祺一、概述集便系统包含污物收集系统，控制盘，操作盘，遥控操作组件（如有必要），及真空便器。该系统能容纳四个蹲式或座式真空便器。便器内的污物是通过压差从便器输送到污物箱。在每次冲洗循环过程中，由列车提供水源，用于冲洗便斗及污物。列车还提供电源、污物系统所需要的压缩空气。在适当的服务站外部的供水用于冲洗清洁污物箱。二、系统描述2.1污物收集系统污物箱收集系统是用于收集和存放污物直到污物箱对外排放。本系统是由一个污物箱体、两个液位指示开关、一个水分离器、两个冲水喷嘴、冲洗阀、排气阀及排放阀组装。（见附图1）污物收集系统2.1.1污物进入口：从真空便器接受污物。2.1.2水分离器真空排气出口：水分离器排除从污物箱中排出悬浮在空气中的水气。2.1.3两个污物排放阀：在污物箱的两端各提供一个人工操作的排放阀。2.1.4冲洗喷嘴：污物箱的顶端装有两个冲洗喷嘴及相关配件。在排放污物时，从冲洗喷嘴里喷出水来冲刷污物箱的内面。2.1.5排气阀：在污物箱的两端各提供一个人工操作的排气阀。当任何一个排气阀打开时，周围的空气流入污物箱，促使操作时间能迅速排污。2.1.6冲洗阀：在污物箱的两端各提供一个人工操作的冲洗阀。在排污时，冲洗阀控制进入冲洗喷嘴的水。2.1.7两个液位感应器：液位开关位于污物箱内的浮球。一个开关探测80%箱满的状态。另一个开关探测100%箱满的状态（使系统停止工作）。这些讯号被送到系统控制器，点亮每一个状况的指示灯。2.2操作系统2.2.1控制盘：控制盘提供整个污物收集系统的控制和监控。控制盘包含一个逻辑控制单元，一个端子板组合，一个线束及一个钢盒。2.2.2操作盘：操作盘是由一个DC24V阀和开关系统组成，可产生真空及控制便器操作。操作盘接口经由连接盒中的电子端子板，经由“W”和“WO”连接“AI”，“NO”和“NC”连接空气和控制盘。2.2.3遥控操作机组（ROU）：遥控操作机组类似操作盘，是一个DC24V阀系统。如同操作盘仅只控制一个便器，在系统中每增加一个便器，就要增加一个遥控操作机组。ROU包含和操作盘同样的增压器，冲洗阀和气阀。2.2.4冲便按钮：冲便按钮是一种工业型的按下开关。它由电线联到便器的控制盘，按下时就开始一次冲便循环。三、零部件描述3.1控制盘控制盘监视并控制整个污物收集系统，与污物箱的液位开关，操作盘和遥控操作机组接口互连。控制盘由一个逻辑控制单元，一个端子板，线束和一个钢板组成。（见附图2）3.1.1逻辑控制单元（LCU）：LCU包括零部件以限制系统循环时间，产生真空，控制高低真空水平，及监控系统的气压。3.1.2端子板组装：端子板提供电气连接到污物收集系统的其他零件。端子板组成采用弹簧夹技术，以达到确定及防震的电气联接。3.1.3线束：线束连接逻辑控制单元及端子板组合。3.1.4钢板：上述零部件稳固的安装在钢盒内。3.2操作盘操作盘从控制盘接收电路讯号，经过电磁阀将之转变成机械指令来操作真空发生器，开或关气压管线，而此操作气阀，由气阀操作增压器，冲洗阀和冲便阀。（见附图3）3.2.1真空发生器组成：由列车所提供的压缩空气，真空发生器组成采用流量计（文丘里管）原理产生真空。高、低真空感应器传送讯号至控制盘，指令真空发生器的电磁阀打开或关闭来控制系统的真空水平。气压开关：气压开关监控至污物系统内的空气压力。当压力高于3.4巴（50psig）时，接触器关闭，启动真空发生器阀。当压力低于3.1巴（45psig）时，接触器开启，切断真空发生器阀及全部系统真空发生器阀组成：真空发生器阀不含任何活动零件，它采用流量计（文丘里管）原理从车辆提供的压缩空气中产生真空。污物箱和污物管中所产生的真空度，足够将污物从便器便斗中排到污物箱中。真空发生器已安装了空气电磁阀，空气阀用于控制真空发生器之间的空气流量。阀处于常闭位置。当有电力时，阀打开使压缩空气流进真空发生器。单向阀：在真空发生器和污物箱之间装有一个单向阀，允许空气从污物箱和污物管中排出，当空气阀关闭时，防止空气反流。真空表：真空表与真空开关对齐安装，用于现实污物箱中的真空度。真空表是模拟式直接读出水银英寸汞拄。真空开关：真空开关用于维持污物箱中的真空度，开关可以设定在3寸至12寸范围内调节。它有单极常闭触点（丧失真空度时即关闭）。设定关闭点为10.2至20.3千帕（3-6英寸汞拄），打开点为23.7至30.5千帕（7-9英寸汞拄）。当开关触点关闭，空气阀通电，使压缩空气流向真空发生器。3.2.2增压装置：在冲便循环中，水被喷到便斗的各表面。在2-4pis（13.8至27.6千帕）的水压下，重力供给的水源不足以适当地清洗便斗的各表面。为完成此任务，一种增压装置被用来提高清洁效果并减少所需水量。增压器是一个内有可弯曲膜板的球形容器。由列车来的水充满了增压器。当冲便循环开始时，压缩空气从一边进入，迫使膜板弯曲，以强压把冲洗水从另一边挤出到冲洗喷嘴来清洗便斗。3.2.3冲洗启动空气阀：空气阀是一个DC24V螺线管控制空气阀，控制真空便器的冲洗动作。此3向电磁阀由LCU控制，它提供压缩空气以增强在冲洗增压器中的水压，并传送增压水到便器。3.2.4冲便启动空气阀：冲便启动空气阀是一个DC24V，由LCU控制的4向电磁阀。此空气阀提供压缩空气到汽缸以操作便器冲便阀。3.2.5冲洗阀组装：冲洗阀是一个3向气体控制阀；冲洗启动空气阀控制此阀的开关。冲洗阀有一个进水口（由冲洗增压器组成）；一个出水口（到冲洗喷嘴或冲便环）和一个转水口（以补充冲洗增压器）。冲洗阀组装也允许冲水增压器经由排水阀排水。3.2.6连接盒：连接盒包含几个端子台，它提供介于操作盘中的电器设备和控制盘之间的防水连接。3.2.7过滤/调整器组成：空气过滤调整器的组成，将空气中的固体污染物及水气除去，这些污染物将导致气体操作零部件过度磨损及提早损坏。这个组成也可调节由列车送来的压缩空气。3.3遥控操作机组遥控操作机组（ROU）从控制盘接收电气讯号，经由电磁阀将之转变成机械指令来操作压缩空气，而此来操作空气阀，由气阀操作增压器，冲洗阀和冲便阀。遥控操作机组仅可控制一个便器。在系统中每增一个便器，便需增加一个遥控操作机组。（见附图4）3.4蹲式真空便器蹲式便器是安装在列车的地板上。它包含一个框架，便斗，冲洗喷嘴，冲便阀和一个90°排放弯头。蹲式便器分左右件，90°弯头朝左为左件，90°弯头朝右为右件。（见附图5）3.4.1便斗：蹲式便器是不锈钢制的便斗，它的内面涂有一层不沾的涂层。这涂层可防止污物沾粘并减少累积矿物质的沉淀物。便斗有陡斜的内面，没有任何凹壁或无可接触的地方，连续弯曲的表面是倾斜单一的排出口。3.4.2冲洗喷嘴：蹲式便器结合三个冲洗喷嘴，当冲洗循环时，喷水可松动污物。3.4.3冲便阀：在冲水循环时，冲便阀依预设的时间打开及关闭，将污物从便斗冲到污物箱中。一个由空气阀控制的气缸打开及关闭冲便阀。两个管线接头连接气阀和气缸。（见附图7）3.4.4排出口90°弯头：连接到冲便阀排出口的90°弯头提供冲水阀和通向污物箱的污物管之间的互连。3.5座式真空便器座式便器是独立式的机件。它包含一个框架，冲便环，冲便阀和一个90°排放弯头。（见附图6）3.5.1便斗：座式便器是不锈钢制的便斗，它的内面涂有一层不沾的涂层。这涂层可防止污物沾粘并减少累积矿物质的沉淀物。便斗有陡斜的内面，没有任何凹壁或无可接触的地方，连续弯曲的表面是倾斜单一的排出口。3.5.2冲洗环：冲洗环安装在便器便斗上方内部的边缘，在冲水循环时喷水将污物冲松。冲洗环是用ULTEM1000塑料所制造的。3.5.3冲便阀：在冲水循环时，冲便阀依预设的时间打开及关闭，将污物从便斗冲到污物箱中。一个由空气阀控制的气缸打开及关闭冲便阀。两个管线接头连接气阀和气缸。3.5.4排出口90°弯头：连接到冲便阀排出口的90°弯头提供冲水阀和通向污物箱的污物管之间的互连。四、系统工作原理系统通过真空发生器将污物箱抽成真空，它利用文氏管原理，车辆压缩空气通过真空发生器内的喷射器，将污物箱抽成负压，在污物箱和排便管内建立并保持一定的真空度，当系统工作时产生足够的力将便斗内的污物抽到污物箱里。污物箱内的真空度由真空发生器内的真空开关来控制，开关可以设定在3寸至12寸范围内调节。它有单极常闭触点（丧失真空度时即关闭）。设定关闭点为10.2至20.3千帕（3-6英寸汞拄），打开点为23.7至30.5千帕（7-9英寸汞拄）。当开关触点关闭，空气阀通电，使压缩空气流向真空发生器。当开关触点打开，空气阀失电，压缩空气停止流动。（见附图8）五、系统的操作5.1操作所需真空集便系统需要列车供应电源、压缩空气及水。控制盘的逻辑控制单元和操作盘的电磁阀所需供电为DC24V。系统正常压缩空气所需空气为5.0巴（72.5psig）。空气压力开关监控压缩空气，如果压缩空气低于最小值3.1巴（45psig），系统将不能正常运作。列车顶的重力水箱提供水源。操作盘或遥控操作机组所要求的水压最小值为13.8千帕（2psi）。5.2冲洗循环系统的操作是基于整个冲洗循环。5.2.1按下冲洗按钮就开始了一次冲洗循环。气阀打开一段时间直到真空高度达到-27.1千帕（8英寸汞拄），或者等待150秒，看哪一种情况先发生。如果系统在150秒之内达到-27.1千帕，可进行下一次冲洗循环。如果系统在150秒之后还没达到-27.1千帕，当按下按钮，系统将会自动重置，下一次冲水循环又将开始。这种特点使系统在海拔高度0-5000米内可正常工作。5.2.2列车顶部的水箱用重力供水，从冲水喷嘴或冲洗环冲入便斗之前，经由便器增压器收集并加压再冲入便斗，沿便斗内侧完全冲湿内面。5.2.3冲洗阀打开，污物由压力负差（真空）作用很快进入污物箱。在整个冲洗循环过程中，真空开关一直监视着真空度。当真空度下降低于-13.5千帕（4英寸汞拄），空气阀运作，使压气流向真空发生器。当真空度达到-27.1千帕（8英寸汞拄）时，空气阀不供电，阻止空气流向真空发生器。它使污物箱里的真空保持在-13.5和27.1千帕之间（4和9英寸汞拄）。5.2.4几分钟后，冲洗停止，冲洗阀关闭，冲洗循环完毕。5.3系统不运作系统在下列情况下不运作：当气压低于3.1巴（45psig）电源断电污物箱已满5.4污物存储污物箱用于存储污物直至排放，系统监控器用两个浮标开关指示污物箱的污物量。80%箱满：污物箱里储存污物增加，“80%箱满”浮标开关升高到水平位置，向控制盘逻辑单元提示信号使相应的指示灯亮。这个指示仅仅警示污物箱已达到最高容量，必须在下一个适当时间排放。100%箱满：污物箱已达到最高容量，“100%箱满”浮标开关升高到水平位置，向控制盘逻辑单元提示信号使相应的指示灯亮。这个逻辑单元控制器提示系统不运作信号。逻辑单元控制器为防止过满而忽略便器冲洗开关并阻止真空发生器气阀打开。重新运作系统，污物箱必须做排放服务。六、排放污物箱有两个污物箱排放阀，对称安装在污物箱的两端，以便污物从列车任何一侧排出。另外，在每个排放阀旁边有一个手动排气阀及手动冲洗阀。污物箱的排放是通过真空抽取方式排出的。6.1排放时须确保系统已切断电源。如不切断电源可能导致真空集便系统受损或毁坏。6.2在列车任何一侧的排放阀接头处连一根排放管。6.3在冲洗阀的接头处连一根供水管。6.4手动打开排气阀、冲洗阀：首先扭动阀把手90°，直至分别与各阀对准（平行）。排气阀位于排放阀与冲水阀之间。6.5用旋转把手90°打开排放阀，直至对准（平行）排放管。6.6开动污物排放。保持吸力约4-5分钟，或直至听到清晰的空箱响声。6.7污物箱一经抽空，旋转把手90°直至垂直接管，关闭排放阀、排气阀和冲洗阀。6.8切断排放管及供水管，确保所有的阀都全部关闭。6.9恢复真空集便系统供电。真空发生器会立刻启动并有空气流动的声音。如果系统没有自动启动，请联系相关人员。七、试验及故障处理7.1外观视觉检查1.检查便器是否安装正确。2.检查污物收集系统（WCA）是否安装正确。3.检查控制盘安装及