本文摘要：摘要：現(xiàn)如今，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，我國(guó)的交通建設(shè)在不斷的完善，在動(dòng)車(chē)組研發(fā)過(guò)程中，其給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)得到不斷優(yōu)化。由于技術(shù)體系的差異，不同型號(hào)動(dòng)車(chē)給水系統(tǒng)有所差別，但其設(shè)計(jì)的基本原理大致相同。但系統(tǒng)材質(zhì)的選擇，
摘要：現(xiàn)如今，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，我國(guó)的交通建設(shè)在不斷的完善，在動(dòng)車(chē)組研發(fā)過(guò)程中，其給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)得到不斷優(yōu)化。由于技術(shù)體系的差異，不同型號(hào)動(dòng)車(chē)給水系統(tǒng)有所差別，但其設(shè)計(jì)的基本原理大致相同。但系統(tǒng)材質(zhì)的選擇，對(duì)不同材質(zhì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響有必要進(jìn)行研究。本文根據(jù)目前國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀，基于相關(guān)文獻(xiàn)資料，綜述了動(dòng)車(chē)組的給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)及要求，分析了水箱、管材、閥門(mén)、配件、密封件材質(zhì)對(duì)動(dòng)車(chē)組飲用水的影響，提出了應(yīng)結(jié)合動(dòng)車(chē)運(yùn)行實(shí)際需要分析研究的主要問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組;管材;水質(zhì);設(shè)計(jì)
引言
我國(guó)在交通建設(shè)方面的投入極大，鐵路高速動(dòng)車(chē)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(chē)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(chē)組的設(shè)計(jì)也不盡相同，但是基本特點(diǎn)在于拉低車(chē)輛重心，且輕量化各個(gè)部件。設(shè)計(jì)高速動(dòng)車(chē)組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的過(guò)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動(dòng)車(chē)組給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
1.1用水量需求
高速動(dòng)車(chē)組在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中主要的用水需求為旅客和司乘人員飲水、洗手用水、沖便用水。用水需求的計(jì)算數(shù)據(jù)如下：(1)廁所使用頻率：≤1次/4h/乘客;(2)便器沖洗耗水量Vb：≤0.5L/次;(3)乘客洗手頻率：≤1次/2h/乘客;(4)洗手水消耗量Vd：≤0.25L/次;(5)飲用水Ve：≤0.3L//1h/乘客(理論需求，從飲水裝置獲取);(6)洗漱用水消耗量：3L/乘客(2/3的旅客，超過(guò)8h或夜間運(yùn)營(yíng)的客車(chē))。通過(guò)用水需求計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)看，運(yùn)營(yíng)時(shí)間(車(chē)輛水箱注水間隔時(shí)間)和定員是用水需求的主要參數(shù)。高速動(dòng)車(chē)組的持續(xù)運(yùn)營(yíng)速度不小于250km/h，如按京滬線的距離(1320km)計(jì)算，單程運(yùn)營(yíng)時(shí)間約5h。全列16輛編組，總定員1026人，單車(chē)定員小于80人。單車(chē)的用水量需求按照定員80人，運(yùn)營(yíng)時(shí)間5h，安全系數(shù)按s=1.1計(jì)算，得出V單=242L。
整列動(dòng)車(chē)組的用水量需求按照定員1026人，運(yùn)營(yíng)時(shí)間6h，安全系數(shù)按s=1.1計(jì)算，得出V總=2823L。通過(guò)計(jì)算可以看出，飲用水為主要用水需求。根據(jù)實(shí)際旅客調(diào)查結(jié)果，在約5h的旅程中約50%的旅客飲用飲水裝置的供水，每位旅客飲用水量0.5L;30%的旅客泡方便面食品，每次泡面用水約0.5L。單車(chē)的飲用水量需求：V=80×(50%+30%)×0.5≤32L。整列動(dòng)車(chē)組的飲用水量需求：V=1026×(50%+30%)×0.5≤410.5L。通過(guò)理論需求計(jì)算，單車(chē)水箱容積不小于300L可滿足單程運(yùn)營(yíng)，根據(jù)實(shí)際飲用水的需求計(jì)算，單車(chē)容積不小于300L可滿足一個(gè)往返的運(yùn)營(yíng)。目前高速動(dòng)車(chē)組采用容積160L、200L、300L、430L等類(lèi)型的車(chē)上水箱。因此在車(chē)上空間許可的條件下，高速動(dòng)車(chē)組推薦采用重力供水方式。高速動(dòng)車(chē)組的餐車(chē)由于用水量無(wú)法按統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，一般采用大容積的水箱，目前大容積水箱為600L、700L、1000L等類(lèi)型的車(chē)下水箱，采用組合供水方式。從可靠性角度考慮，高速動(dòng)車(chē)組大容積的車(chē)下水箱的供水方式推薦采用組合供水方式。
1.2水箱設(shè)計(jì)
在動(dòng)車(chē)組系統(tǒng)的給水方式確定下來(lái)后，依據(jù)水箱和各需水支點(diǎn)在列車(chē)布局上的安置關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)水箱的布置接口和管道接口是水箱設(shè)計(jì)的重點(diǎn)程序。管道的接口確定是尤其需要關(guān)注的，它直接關(guān)系到管道的安置位置和功能。管道的接口基本分為入水的管道接口、給水的管道接口、出水的管道接口、排氣溢水的管道接口。給水管道的接口和出水管道的接口普遍布置于水箱的下側(cè)，以便清空水箱的余水，防止溫度低時(shí)水箱內(nèi)存水結(jié)冰產(chǎn)生危險(xiǎn)。入水的管道接口和排氣溢水的管道接口的位置在水箱內(nèi)部的高處，如此能使得水注滿水箱，擴(kuò)大水箱的使用效率，還可以防止注水時(shí)產(chǎn)生的壓力對(duì)水箱造成影響。在設(shè)計(jì)中通常使用重量輕的材質(zhì)設(shè)計(jì)來(lái)減少水箱的重量。
1.3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(chē)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(lèi)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(guò)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(wèn)題，后期需要進(jìn)行積極的除垢工作，維護(hù)成本高。
(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(jiǎn)單，能源消耗少，且維護(hù)簡(jiǎn)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(wèn)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(wèn)題，需要投入大量的維護(hù)工作。
1.4灰水零排放系統(tǒng)
動(dòng)車(chē)組便器污物一般被收集到污物箱中統(tǒng)一處理，這部分污染程度較高的污物對(duì)線路基本無(wú)影響。而動(dòng)車(chē)組上的灰水主要為乘客洗漱用水，其中含洗滌劑、化妝品等化學(xué)成分，對(duì)人體健康和環(huán)境都有一定程度的危害。臥鋪動(dòng)車(chē)組給水衛(wèi)生系統(tǒng)遵循綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，采用灰水零排放系統(tǒng)，即衛(wèi)生間、洗面室、拖布池和電熱開(kāi)水器面板的排水通過(guò)排污管路收集到車(chē)下污物箱內(nèi)，避免了排水對(duì)鐵路沿線環(huán)境造成污染，同時(shí)也避免了冬季列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)飛濺的排水對(duì)轉(zhuǎn)向架的不利影響。
衛(wèi)生間、洗面室的洗盆排水先進(jìn)入各自的灰水箱，灰水箱滿后，氣動(dòng)滑閥打開(kāi)，水通過(guò)真空抽吸到車(chē)下污物箱內(nèi)。電熱開(kāi)水器面板的水通過(guò)一個(gè)排水管路流到坐式衛(wèi)生間的灰水箱內(nèi)，當(dāng)列車(chē)供氣和供電時(shí)，灰水箱滿后，氣動(dòng)滑閥打開(kāi)，水通過(guò)真空抽吸到車(chē)下污物箱內(nèi)。為了防止灰水箱排水閥故障，防止故障導(dǎo)致灰水箱向客室返水的事故發(fā)生，灰水箱需設(shè)置排氣溢流管延伸到車(chē)下，一旦灰水箱返水，可導(dǎo)流至車(chē)下，為整個(gè)系統(tǒng)增加安全保障。
2需要研究的問(wèn)題
為保證給水系統(tǒng)水質(zhì)，建議進(jìn)行以下問(wèn)題研究：①不同水溫、不同存儲(chǔ)時(shí)間水箱材質(zhì)(不銹鋼、銅、PE)對(duì)水質(zhì)變化的影響，②管路材質(zhì)(不銹鋼、PE、鋁塑管)對(duì)水質(zhì)變化的影響，③水儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)水質(zhì)變化的影響，④環(huán)境溫度對(duì)水質(zhì)變化的影響，⑤電熱水壺工作條件對(duì)水質(zhì)變化的影響，⑥現(xiàn)有衛(wèi)生保護(hù)措施、維護(hù)清潔措施對(duì)水質(zhì)變化的影響。
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結(jié)語(yǔ)
高速動(dòng)車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)組的具體情況，包括車(chē)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)。
參考文獻(xiàn)
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作者：陳志恒強(qiáng)治政趙志敏王帥石超
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