一种机车撒砂控制箱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机车撒砂控制箱，属于铁路机车技术领域。包括箱体以及设于箱体内的直流变换器、控制模块和撒砂继电器，箱体具有供电接口、气压传感器连接接口、撒砂电空阀连接接口、车速信号接口和撒砂信号接口，直流变换器的输入端与供电接口连接，直流变换器的输出端分别与控制模块和撒砂电空阀连接接口连接，车速信号接口、撒砂信号接口、气压传感器连接接口以及撒砂继电器的控制端均与控制模块连接。本实用新型专利技术结构简单，设计巧妙，易于实施，有利于提升现有机车撒砂系统的自动化水平，进而提高机车运行的稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种机车撒砂控制箱
本技术涉及一种机车撒砂控制箱，属于铁路机车

技术介绍
机车牵引时，动轮作用力如果大于粘着力，车轮就会在钢轨上产生空转，使机车牵引力急剧下降甚至消失，严重者导致牵引电机故障。机车轮对与钢轨间的粘着力受到多种因素的影响。机车在牵引列车起步、加速、闯坡运行等需要增加牵引力的情况下，尤其是运行在霜、雪、冰、水、油垢、轮对踏面失圆、钢轨损伤、发生轴重转移等状况下时，车轮与钢轨之间容易出现空转、打滑，发生空转轮轴的牵引力急剧下降，进而影响整个机车牵引力的发挥。此时，通过在钢轨表面上均匀地撒砂，可以提高机车的粘着力，消除车轮的空转，充分发挥机车的牵引力。目前，电力、内燃机车的撒砂装置主要由砂箱、撒砂阀、撒砂管、压缩空气管路、撒砂电空阀等部件组成。砂箱的作用是存储合格的砂子；撒砂阀是机车撒砂装置的关键部件，作用是在需要撒砂时利用机车本身提供的压缩空气将砂箱中的砂子吹浮并均匀地喷撒出来；撒砂管的作用是将撒砂阀喷撒出的扬砂导向机车车轮与钢轨之间；压缩空气管路作用是将机车总风缸输出的压缩空气供给撒砂阀使用；撒砂电空阀的作用是接通或关断通向撒砂阀的压缩空气，撒砂电空阀的接通或关断则是受司机(手动控制)或机车上有关电器(自动控制)的控制。上述的撒砂控制方式比较单一。即需要撒砂时，司机按下撒砂按钮，控制撒砂电空阀得电、吸合，打开通往车下的压缩空气气路，撒砂阀在压力作用下吹出砂子。但是，机车的状态随时发生变化，单一方式控制撒砂过程存在着弊端。运用实践中，司机要根据列车牵引状态、运行速度、气候条件综合判断之后再通过手动控制的方式控制实际的撒砂量，目的是要在车轮与钢轨之间均匀地覆盖一层薄砂，这是比较理想的状态。但在实际的操作过程中，即使是经验丰富的高水平司机也很难达到这样的理想撒砂结果。撒砂量过小，则无法提供足够的摩擦力；撒砂量过大，也不能有效地解决车轮的空转，反而还会增加额外的阻力，带来许多不利后果。此外，实施紧急制动机车临近停车时，撒砂量过大还增加了再次启车时的阻力。为此，可以对现有的机车进行自动化改造，但现有技术中没有现成的电控设备可以满足机车自动撒砂的需要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提出一种机车撒砂控制箱，其能够安装在现有机车中，作为机车自动化撒砂改造的一部分，为机车的自动撒砂提供硬件支持。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种机车撒砂控制箱，其包括箱体以及设于箱体内的直流变换器、控制模块和撒砂继电器，所述箱体具有供电接口、气压传感器连接接口、撒砂电空阀连接接口、车速信号接口和撒砂信号接口，所述直流变换器的输入端与所述供电接口连接，所述直流变换器的输出端分别与控制模块和撒砂电空阀连接接口连接，所述撒砂继电器用于控制撒砂电空阀连接接口的通断，所述车速信号接口、撒砂信号接口、气压传感器连接接口以及撒砂继电器的控制端均与所述控制模块连接。可选的，所述箱体上还设有切除开关，所述切除开关连接在所述撒砂信号接口与所述控制模块之间的电路上。可选的，所述箱体上还设有触摸屏，所述触摸屏与所述控制模块连接。可选的，所述车速信号接口与所述控制模块之间，以及所述撒砂信号接口与所述控制模块之间均设有光电隔离电路。可选的，所述直流变换器的输入电压为110伏，输出电压为24伏，所述控制模块上设有用于将24伏电压转换为5伏电压的电源电路。可选的，所述撒砂继电器为两个，分别为前向撒砂继电器和后向撒砂继电器，所述车速信号接口包括前轮车速信号接口和后轮车速信号接口，所述撒砂信号接口包括前向撒砂信号接口和后向撒砂信号接口，所述气压传感器连接接口包括前向撒砂气压传感器连接接口和后向撒砂气压传感器连接接口，所述撒砂电空阀连接接口包括前向撒砂电空阀连接接口和后向撒砂电空阀连接接口；所述箱体上具有四个航插接口，其中，前向撒砂气压传感器连接接口和前向撒砂电空阀连接接口设于第一航插接口内，后向撒砂气压传感器连接接口和后向撒砂电空阀连接接口设于第二航插接口内，前轮车速信号接口和后轮车速信号接口设于第三航插接口内，供电接口、前向撒砂信号接口和后向撒砂信号接口设于第四航插接口内。从上面的叙述可以看出，本技术技术方案的有益效果在于：本技术可用于对现有机车的撒砂控制系统进行改造升级。具体来说，本控制箱需要配合安装在机车原有撒砂气路中的分控箱。该分控箱用于在机车原有的撒砂气路中串联一个撒砂电空阀，并在撒砂电空阀的前端设置风压传感器。改造时，将撒砂电空阀和风压传感器的电路接口分别与本控制箱的撒砂电空阀连接接口和气压传感器连接接口连接，并将本控制箱的供电接口、车速信号接口和撒砂信号接口分别与机车本身的电源、轴速传感器和撒砂开关连接，即可通过控制箱采集机车的相关信息，并控制分控箱实现对撒砂过程的自动控制。具体来说，基于本技术的自动撒砂控制的原理如下：理想情况下，撒砂量应与机车速度成一定的比例关系，速度慢时，撒砂量小，速度快时，撒砂量大。本专利的专利技术人通过理论研究和大量的模拟实验发现，在风压一定的情况下，机车电空阀的开启时间与撒砂量基本成正比关系。同时，风压的大小对撒砂量也有一定的影响，通过大量实验可拟合出风压与撒砂量的曲线关系。因此，可以根据风压和车速，以PWM波方式来控制撒砂电空阀的开启时间，从而控制撒砂量。可见，本技术结构简单，集成度高，便于部署，可以直接安装在现有的手动撒砂机车上，无需对现有机车做过多改造，使用非常方便，便于推广应用。并且，通过在控制模块中加载适当的程序，可以实现机车撒砂的自动化控制，极大地提升撒砂量的准确性，提高机车行驶的安全可靠性。此外，本技术进一步地在控制模块的外围设置了光电隔离电路，光电隔离电路可以对机车原有的电路起到隔离保护的作用，保障机车原有的电气系统不受影响。进一步地，本技术还可以在撒砂信号和控制模块之间设置切除开关。这样，通过断开开关的方式，可以隔断撒砂信号，将本技术中相对于现有技术的附加部分完全切除，从而恢复机车原有的撒砂控制结构。总之，本技术结构简单，易于实施，有利于提升现有机车撒砂系统的自动化水平，进而提高机车运行的稳定性和安全性。同时，应用本技术可以方便地对现有机车进行改造升级，从而使本技术具有极强的应用前景和经济效益。附图说明为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图。图1为本技术实施例中整个控制结构的结构框图；图2为本技术实施例中分控箱的结构示意图；图3～7是本技术实施例中的若干电路结构示意图；图8为本技术实施例的一种使用状态结构框图。具体实施方式为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做进一步的说明。图1所示为包括电控箱和分控箱在内的一种机车撒砂控制装置，其中，分控箱内设有风压传感器和撒砂电空阀，分控箱具有气路入口、气路出口和电路接口，撒砂电空阀连接在气路入口和气路出口之间，风压传感器设于气路入口与撒砂电空阀之间，电路接口包括与风压传感器相连的传感器接口以及与撒砂电空阀相连的电空阀接口，撒砂电空阀处于常开状态；电控箱内设有DC-DC直流变换器、控制模块和撒砂继电器，电控箱具有供电接口、传感器连接接口、电空阀连接接口、车速信号接口、撒砂信号接口，直流变换器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车撒砂控制箱，其特征在于：包括箱体以及设于箱体内的直流变换器、控制模块和撒砂继电器，所述箱体具有供电接口、气压传感器连接接口、撒砂电空阀连接接口、车速信号接口和撒砂信号接口，所述直流变换器的输入端与所述供电接口连接，所述直流变换器的输出端分别与控制模块和撒砂电空阀连接接口连接，所述撒砂继电器用于控制撒砂电空阀连接接口的通断，所述车速信号接口、撒砂信号接口、气压传感器连接接口以及撒砂继电器的控制端均与所述控制模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种机车撒砂控制箱，其特征在于：包括箱体以及设于箱体内的直流变换器、控制模块和撒砂继电器，所述箱体具有供电接口、气压传感器连接接口、撒砂电空阀连接接口、车速信号接口和撒砂信号接口，所述直流变换器的输入端与所述供电接口连接，所述直流变换器的输出端分别与控制模块和撒砂电空阀连接接口连接，所述撒砂继电器用于控制撒砂电空阀连接接口的通断，所述车速信号接口、撒砂信号接口、气压传感器连接接口以及撒砂继电器的控制端均与所述控制模块连接。2.根据权利要求1所述的机车撒砂控制箱，其特征在于：所述箱体上还设有切除开关，所述切除开关连接在所述撒砂信号接口与所述控制模块之间的电路上。3.根据权利要求1所述的机车撒砂控制箱，其特征在于：所述箱体上还设有触摸屏，所述触摸屏与所述控制模块连接。4.根据权利要求1所述的机车撒砂控制箱，其特征在于：所述车速信号接口与所述控制模块之间，以及所述撒砂信号接口与所述控制模块之间均设有光电隔离电路。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛同府，张晓飞，杜磊，
申请(专利权)人：河北高达电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13