铁路客车真空式集便系统浅析
2019-11-28徐亮亮
徐亮亮
长春中车轨道车辆有限公司 吉林长春 130000
随着铁路运营里程的不断增长,旅客运送量也不断刷新记录,同时对铁路运输服务质量也提出更高的要求,一些落后的运输设备急需更新换代,文中以铁路运输服务中的入厕服务为落脚点,对铁路客运服务设备改造升级提出笔者的观点。在过去很长一段时间里,我国铁路客车普遍采用直排式厕所,飞溅的排泄物堆积在客车底部向架、车辆端部的连接器等部件上,既不雅观,又增加了线路和车辆的维修工作量,提高了运营成本。随着人们环保意识的日益增强,列车的环保问题被提到议事日程上来,解决环境污染,提高旅客舒适度,改善铁路运输形象,从提高铁路运输和其他运输设备的竞争能力出发,铁路客车应采用集便装置[1]。
1 直排式便器的缺点
直排式便器是最传统的铁路客运的卫生便器,但现在仍有一些旅客列车在使用。其工作原理是利用水的自重将排泄物直接排放到铁路上。据统计,我国每天排放到铁路上的污物多达数千吨,一年积累下来达到可怕的数百万吨。这些排泄物污染了铁路线路,破坏了养护维修职工的工作环境,增加了工作量,还加速了车体腐蚀速度,大大缩短了旅客列车的使用寿命,造成了巨大的经济损失。直排式便器又因为直接与外界相通还带来了噪声污染,破坏了旅客的旅途体验舒适性。直排式便器的淘汰是大势所趋,接替它的就是真空集便器,为铁路在与其他交通工具的竞争中增添了砝码。
2 真空集便器的成功设计
真空集便器摒弃了直排式便器的缺点,但同时在设计上必须考虑周到,为铁路更好的工作。①在寒冷的冬季,在寒冷的北方,集便器的温度将处于0℃以下,集便器内的排泄物会上冻,这就造成了排泄物无法从集便箱中抽出,造成无法继续使用。为此集便箱必须考虑防冻,首先是材料的选择,在箱体的内外层中间夹有保温材料如橡胶闭孔泡沫塑料,同时内箱体外敷设有电热线,以保证在室外的温度0℃时,排泄物不冻,同时南方的车和北方的车在加热的功率上要不同,即保证排泄物不冻即可,以节省电力资源,但同时也应根据实际情况给装置中的排泄阀、排污管道、进入便道喷嘴或冲洗环的进水管路敷设电热线以防冻。②气压开关的设计主要用于监控真空集便器系统内空气压。当系统空气压力达到上限410kPa,空气开关接通电源,集便系统便开始工作;但系统内空气压力将低于下限340kPa时,气压开关断开电路,集便系统便停止工作。另外,气压开关还有一个重要作用,避免将车辆压力空气因未达到上限而无法正常工作,且造成了压缩空气的浪费以及影响其他工作装置。
3 真空式厕所的应用
3.1 真空保持式
真空保持式设计的原则为污物通过排泄阀直接从便器抽到一个具有一定负压的污物箱内。系统的一端接500-1000kPa的压缩空气源,通过空气喷射器将污物箱抽成30-40kPa的负压,压缩空气连接到水增压器上,将固定容积水增压器内的水增压。动作过程如下:按下冲洗按钮,压缩空气控制器开始动作,控制水阀将水增压器打开,增压后的水冲洗便池,排泄阀打开,污物通过管路进入污物箱。污物箱在冲洗过程的前后皆保持为一定的负压状态,当压力有所变化的时候,压力调节器将自动调节压力,使污物箱保持其正常的负压状态[2]。
真空保持式集便装置具有以下优点:
污物箱的设置位置比较随意,可以根据需要设计不同容积的污物箱;
集便装置的部件(如水增压器、控制器等)可拆卸,可以根据客车不同的空间要求设置在方便检修的位置;
采用净水冲洗,不需要任何填加剂,既为乘客提供了舒适的环境,又减少了运营部门的工作量。虽然一次性投入成本较高,但是大大降低了运营成本;
一个污物箱可供几个卫生间同时使用,即使卫生间的距离比较远。这样为设置多个卫生间的商务客车的设计提供了方便。
3.2 真空推拉式
与真空保持式厕所最大的不同是在便器和污物箱之间安装有一个小的隔离箱。在污物箱中没有压力存在。当手按下冲洗开关后,喷射器动作只将隔离箱抽成负压状态;排泄阀打开;污物从便器中抽进小的隔离箱中。随后,排泄阀关闭,喷射器阀关闭,压送阀及输送管阀打开,压缩空气通过限压阀进入隔离箱,箱体内的压力从负压变为正压,污物通过输送管阀压入污物箱。
上述两种形式的真空集便装置相比较,真空保持式对污物箱的制作较严格,安装上较真空推拉式复杂,优点在于单个部件在布置上较灵活,并易于维修。真空推拉式厕所易于装车,由于其具有较严密复杂的动作过程,不利于工作人员的检修以及零部件的更换。真空保持式厕所比较适合我国的实情。
4 结语
我国的相关研究部门在积极消化国外先进技术的同时,还开发了适合我国环境的拥有自己专利技术的新型自动开闭式集便器、公路客车用集便器,自主开发了WZ30、WZ20型专用吸污车系列产品。清华紫光集团已经开发成功列车免冲厕所,造价约2万元,采用一次性可降解塑料袋,对粪便进行密封式收集处理。它的特点是不用水、不用管道、不受地点限制、不受环境影响。
由于我国集便装置的研制与开发只是起步阶段,而集便装置的使用是一个复杂的系统工程,它包括车上的密封式厕所、地面接受和污水处理三个环节,每个环节都相互紧密联系,每个环节又都受不同的外部条件的影响和制约。哪个环节出了问题都会直接影响了集便装置的推广使用[3]。