一种轨道车辆司机室供氧系统及其供氧方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆高原供氧加工技术领域，尤其涉及一种轨道车辆司机室供氧系统及其供氧方法。

背景技术

供氧是指将车载制氧机采用某种方法制出氧气，并通过输送的方式将氧气送至乘客或司乘人员的过程。根据相关标准，当海拔高于3000m以上时，司乘人员和乘客有必要补充吸氧以维持人体正常代谢。

现有客车和机车采用独立供氧的方式，制氧所需压缩空气未实现列车贯通，不利于动车组制氧的一体化管理要求，无法解决司机室弥散式供氧气源不足的问题。现有机车司机室只有分布式供氧没有弥散式供氧方式，给司乘人员带来不便，也不利于增加的乘坐人员吸氧。

现有专利如公告号CN200957820Y公示的铁路客车供氧系统，其采用的是弥散式供氧和分布式供氧的组合方式，不能根据实际进行切换，从而不能实现停止弥散供氧，只提供分布式供氧的模式。

又如现有专利如公告号CN101190683A公示的轨道车辆车内供氧装置及其方法，其技术方案侧重于供氧管的结构改进，对于如何实现弥散式供氧和分布式供氧的切换也没有做出任何研究。

另外，针对本案提及的专业名词，本领域技术人员通常定义如下：

弥散式供氧：指通过提高密封空间(比如司机室)的氧含量(氧浓度)来改善人体所在的外环境，使司乘人员沐浴在一个富氧的环境中，从而达到改善人体呼吸内环境。

分布式供氧：指按照司机室内位置设定要求布设吸氧口，制氧机通过管路直接连通吸氧口，使氧气直接通过吸氧口喷出，供司乘人员吸取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道车辆司机室供氧方法，使司机室制氧能根据拖车压缩空气压力值在弥散+分布式供氧组合与分布式供氧两种方式中切换。

本发明的技术方案是：一种轨道车辆司机室供氧方法包括：

提供司机室、拖车、制氧机、空压机和空调机组；空压机向所述制氧机提供压缩空气，所述制氧机与空调机组连接；拖车内设有向所述制氧机提供压缩空气的所述空压机；

所述制氧机监测到空压机输送的压缩空气的压力大于设定值，且得到空调机组正常工作信号后，制氧机以弥散式供氧模式通过空调机组向司机室内输出A浓度的氧气；同时，制氧机还以分布式供氧模式向司机室内输出B浓度的氧气；

所述制氧机监测到空压机输送的压缩空气的压力小于设定值，且得到空调机组未工作信号后，关闭制氧机的弥散式供氧模式，启动制氧机内部的备用压缩机提供压缩气源，制氧机以分布式供氧模式向司机室内输出B浓度的氧气。

上述方案中，在拖车内设置空压机，解决了司机室制氧弥散供氧时压缩空气气源不足的问题，从而解决了弥散式供氧的问题；能够保证制氧量，满足司乘人员不便于吸氧和添乘人员吸氧口不足的问题；制氧机的弥散式供氧模式将氧气输入至空调机组的送风中，由空调风均匀送入司机室内，解决了弥散式供氧难以均匀送入司机室的问题；所述制氧机内设有备用压缩机，当动车组解编等原因导致拖车无法提供压缩空气时，由司机室制氧机内的备用压缩机提供压缩空气进行供氧，由此可采用了两种压缩空气气源，相互冗余，解决了全弥散式供氧条件下，拖车因解编等原因不能有效提供压缩空气的问题。

优选的，所述司机室内设有弥散式供氧口和分布式供氧口；制氧机通过弥散式供氧口输出A浓度的氧气，通过分布式供氧口输出B浓度氧气。

弥散式供氧口可与空调出风口共用，一方面节约操作台布置空间，另一方面能有效利用空调风将氧气有效吹出。另外，弥散式供氧口和分布式供氧口可根据其功能需求，布置在司机室合适位置处，以有效实现弥散和紧急供氧。

优选的，所述制氧机通过压力传感器实现监测所述空压机输送的压缩空气的压力值。监测实现的是压力监测，能够有效根据高原的地质特点实现有效监测，且感应灵敏，避免因气源不足导致供氧不足的情况。另外，压力传感器还能设置延时tmin，其中，t为时间，保证了拖车气源短暂无法提供压缩空气的问题。

优选的，A浓度＜B浓度。利用弥散式供氧的特点，采用低于分布式供氧的浓度，保证司机室内供氧均布，使司机室内环境为一个适合人体呼吸的富氧环境；另外，在紧急情况下，又能使司乘人员通过高浓度的分布式供氧吸取身体所需的氧气。

优选的，所述设定值为0.4Mpa；所述A浓度为35％，B浓度为90％。

优选的，所述空压机以全列车贯通的布置方式为制氧机提供压缩空气。全列车贯通的方式能够提供足够的气源，如在某一拖车部位的空压机故障时，还能通过其他空压机提供所需压缩空气，以保证供氧的正常进行。

本发明还提供一种轨道车辆司机室供氧系统，设于司机室和多个拖车内，其包括空调机组和制氧机，所述司机室内设有弥散式供氧口和分布式供氧口；所述空调机组和制氧机设置在所述司机室的旁侧；

所述拖车内设有空压机，所述空压机与制氧机通过压缩空气管相连；所述制氧机内设置有能提供压缩空气的备用压缩机；

所述制氧机、空调机组和弥散式供氧口通过弥散式供氧管连通，所述制氧机和分布式供氧口通过分布式供氧管连通；或者，所述制氧机、空调机组和弥散式供氧口不连通，所述制氧机和分布式供氧口通过分布式供氧管连通。

上述方案中，制氧机、空调机组和弥散式供氧口通过弥散式供氧管连通，所述制氧机和分布式供氧口通过分布式供氧管连通，实现弥散和分布式组合式供氧模式；所述制氧机、空调机组和弥散式供氧口不连通，所述制氧机和分布式供氧口通过分布式供氧管连通，实现分布式紧急供氧模式；两种模式能够自由切换，在拖车压缩空气故障的情况下，具备紧急供氧保障措施，有效保证在海拔3000m以上时司乘人员的吸氧量。

优选的，所述拖车内设置的空压机至少为两个，所述拖车内还设有空气罐，至少两个所述空压机并联后与所述空气罐串联，所述空气罐通过压缩空气管与制氧机相连。以能够给制氧机提供足够的压缩气源。空压机的数量能保证有足够的压缩气源提供。

优选的，所述轨道车辆司机室供氧系统还包括用于监测空压机向制氧机输送的压缩空气的压力值的压力传感器，所述压力传感器设置在制氧机与空压机连接的压缩空气管上。

优选的，所述空调机组内设有空调风机，所述空调风机与所述制氧机电连接。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、在拖车内设置空压机，实现压缩空气的整列车贯通，解决了正常供氧模式下，动力车压缩空气不足的问题，保证弥散式供氧的正常进行；

二、设置压力传感器监测拖车压缩空气压力，避免了因气源不足导致供氧不足的情况，同时设置了延伸tmin，保证了拖车气源短暂无法提供压缩空气的问题；

三、设置了弥散与分布式供氧的自动切换功能。

附图说明

图1为本发明提供的轨道车辆司机室供氧系统在正常供氧模式的示意图；

图2为本发明提供的轨道车辆司机室供氧系统在紧急供氧模式的示意图。

附图中：1、弥散式供氧口；2、分布式供氧口；3、空调机组；4、制氧机；5、备用压缩机；6、弥散式供氧管；7、空调风机；8、分布式供氧管；9、压力传感器；10、空压机；11、司机室；12、拖车；13、空气罐；14、机械间；15、压缩空气管。

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，本实施例提供的一种轨道车辆司机室供氧系统设于司机室11和多个拖车12内，在司机室11的旁侧设有机械间14。多个拖车12形成拖车组，拖车组的两端各设置一个司机室，两个司机室内布置的供氧系统一致。

所述供氧系统包括空调机组3和制氧机4，所述司机室11内设有弥散式供氧口1和分布式供氧口2。所述弥散式供氧口1可分布在司机室11的前侧，所述分布式供氧口2有两个，分别设置在司机室侧墙临近座椅的位置处，以及司机室后墙临近座椅的位置处。所述制氧机4设置在机械间14内，所述空调机组3设置在机械间14内或者设置在机械间14的外侧顶部。所述空调机组3内设有空调风机7，所述空调风机7与所述制氧机4电连接。所述制氧机4内设置有能提供压缩空气的备用压缩机5。

所述拖车12内设置的空压机10为两个，所述拖车12内还设有空气罐13，两个所述空压机10通过压缩空气管15并联后与所述空气罐13串联。多个拖车12之间的空气罐13通过压缩空气管15串接连通。临近司机室11的空气罐13通过压缩空气管15与制氧机4相连。所述制氧机4与空气罐13连接的压缩空气管15上设置有压力传感器9，所述压力传感器9临近制氧机4设置。

所述制氧机4与空调机组3通过弥散式供氧管6连通，所述空调机组3与弥散式供氧口1通过弥散式供氧管6连通，由此，制氧机4、空调机组3和弥散式供氧管6相连通。通过设置制氧机4弥散供氧时将氧气输入至空调送风中，由空调风均匀送入司机室内，解决了弥散供氧难以均匀送入司机室的问题。因此，优选的，将弥散式供氧口1设置在操作台的出风口处。所述制氧机4和分布式供氧口2通过分布式供氧管8连通。

所述弥散式供氧口1主要将氧气弥散至司机室内部。所述分布式供氧口主要提供司乘人员紧急吸氧。所述空调机组3主要给司机室送风。制氧机4为制氧供氧。所述制氧机4内的备用压缩机5作用是在拖车12无法提供压缩空气时，给制氧机4提供气源。所述空调风机7能将氧气送至弥散式供氧管6内并吹出。所述压力传感器9用于监测拖车压缩空气。空压机10提供整列车制氧的气源。

图1为正常模式下的弥散+分布式供氧模式，此时制氧机4通过拖车提供的压缩空气为司机室提供弥散+分布式供氧。具体为：当制氧机4启动后，通过压力传感器9监测到拖车12输送来的压缩空气的压力值大于0.4Mpa，并得到空调机组3正常工作信号后，启动制氧机4的弥散+分布式制氧模式，并通过弥散式供氧管6将35％浓度的氧气通过弥散式供氧口1输送到司机室；同时，通过分布式供氧管8把90％浓度的氧气通过分布式供氧口2输送到司机室。

图2为紧急模式下的分布式供氧方式，此时制氧机4启动自备的压缩机提供气源，为司机室提供分布式供氧。具体为：当制氧机4启动后，通过压力传感器9监测到拖车12输送的压缩空气小于0.4Mpa，且时间大于设定的延时tmin，或者得到的空调机组3反馈的空调风机7未工作的信号后，关闭弥散式供氧模式，启动紧急供氧模式。此时，制氧机4的备用压缩机5启动提供压缩气源，并通过分布式供氧管8把90％浓度的氧气通过分布式供氧口2输送到司机室。

本发明提供的轨道车辆司机室的供氧方法，可以在正常模式和紧急模式下自动切换的供氧方法，以满足当海拔高于3000m时，为司乘人员有效供氧。

当拖车提供的压缩空气达到一定限值(a Mpa)时，采用正常模式的供氧，采用弥散+分布式相结合的供氧方法，此时采用拖车提供的压缩空气；当拖车压缩空气低于一定限值时，停止弥散供氧，只提供分布式供氧，此时启动制氧机自带压缩机提供压缩空气。此方案采用两种压缩空气气源，相互冗余，解决了全弥散供氧条件下，拖车因解编等原因不能有效提供压缩空气的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。