關(guān)于高速動車組零排放給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計

楊旭升

摘要：軌道交通對于各地區(qū)的發(fā)展來說具有非常重要的作用，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對軌道交通業(yè)的發(fā)展也提高到了新的高度。這是基礎(chǔ)建設(shè)中比較重要的一項內(nèi)容，各地都在積極的響應(yīng)和大力的發(fā)展，在諸多客運(yùn)方式中，高速鐵路動車組便是我國現(xiàn)時期比較主要的交通工具之一，高鐵已成為人們?nèi)粘３鲂兄饕慕煌üぞ撸瑸榻?jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新的活力，有效提高運(yùn)輸效率，提高了旅客的舒適性，其各項系統(tǒng)設(shè)計都融入了人性化特點(diǎn)，其中給水衛(wèi)生系統(tǒng)便是本著這樣的理念而設(shè)計的。本文對高速動車組設(shè)備內(nèi)的給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了分析，希望可以為相關(guān)設(shè)計人員的提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高速動車組;給水衛(wèi)生系統(tǒng);設(shè)計

我國對于軌道交通建設(shè)的投入力度非常大，其中高速鐵路動車組便是軌道交通中非常重要的設(shè)備，經(jīng)過一系列研究，實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計和研發(fā)生產(chǎn)。在高速動車組內(nèi)的每個設(shè)施當(dāng)中，給水衛(wèi)生系統(tǒng)是較關(guān)鍵的一部分，主要功能是可以為旅客和司乘人員提供衛(wèi)生、洗漱和飲用水、涮洗等服務(wù)。因為使用功能和技術(shù)要求不同，各動車組對于這一系的設(shè)計也是各有不同，然最終的目的都是為了為旅客提供舒適、安全、可用、環(huán)境友好的旅客服務(wù)系統(tǒng)，并在輕量化、隔音降噪等方面適當(dāng)提高，提高整車性能，保證所用部件輕量、可靠、舒適。在設(shè)計的時候，不但要實(shí)現(xiàn)最基本的服務(wù)功能，同時也需保證人性化特點(diǎn)，最大程度的滿足用者需求，為乘客提供最高效的服務(wù)。

1.供水系統(tǒng)的設(shè)計

高速動車組在運(yùn)行的時候，列車整體布局和系統(tǒng)的用水量和都會對供水方式產(chǎn)生影響，用水量關(guān)系著水箱容積的具體設(shè)定，可以確定水箱空間大小;給水衛(wèi)生系統(tǒng)的整體布局設(shè)計對于水箱位置和空間的布置非常重要，決定著整個高速動車組系統(tǒng)的供水方式。通常情況下，常用的供水方式包含重力供水、組合供水和壓力供水。1）重力供水。這種供水方式，將水箱安裝在車頂，采用吊裝、托梁安裝等方式與車輛連接固定，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性較好、箱體重量輕、檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)的重心會由此變得較高，因此便要求水箱的容積不可以過大，且由于車頂部空間限制，箱體容積設(shè)計通常在300～500升之間;2）組合供水。這種供水方式是把主儲水箱裝在車下，同時在車頂安裝一個中間過渡水箱，車下采用電動水泵為中間車頂水箱供水，車頂水箱通過重力的原理來提供用水服務(wù)。這一供水方式的主要優(yōu)點(diǎn)是，所用車下水箱容積較大，可超過600升，同時會降低整個系統(tǒng)的重心，然而結(jié)構(gòu)卻非常復(fù)雜同樣也是不具備充足的可靠性;3）壓力供水。這種供水方式，主要是將儲水箱安裝在車下，主要優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)車下空間水箱容量會較大，通常都會超過600升，可以降低系統(tǒng)重心，然會使整個系統(tǒng)變得繁瑣，同時也會降低可靠性。

2.排水系統(tǒng)的設(shè)計

高速動車組高速運(yùn)行時，需保證車內(nèi)外壓力平衡，對氣密性的要求非常高，在對排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候需思考的因素較多，包含進(jìn)出隧道時車廂內(nèi)因氣壓變化產(chǎn)生的廢水反噴、噪音等現(xiàn)象，需在洗池排水管道安裝壓力保護(hù)設(shè)備，提升乘車舒適度。結(jié)合裝置原理，可將其分成不同類型，但各類裝置的優(yōu)勢也有所不同。1）廢水收集設(shè)備。這一類型的設(shè)備其主要是通過真空集便的系統(tǒng)來完成污物抽吸。洗池下部安裝廢水暫存箱，如水位達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)，其傳感器便會有清空信號發(fā)出，把廢水排到污物箱當(dāng)中，由此完成廢水的零排放，并且排水管道與車廂外處于分離狀態(tài);2）電磁型水封。主要是通過電磁閥來控制排水開關(guān)，如水位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，電磁閥就會打開進(jìn)行排水操作。如水量沒有達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，就會一直處于關(guān)閉狀態(tài)，使整個車的排水管道壓力保證不變。如在無電情況下，電磁閥便會處于開啟狀態(tài)，防止因低溫存放而形成冰凍，這一裝置結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，同時所需成本也會較高;3）重式型和虹吸型水封。利用封在排水管中液體高的高度差產(chǎn)生的壓力，來抵消動車在高速運(yùn)行期間的壓力變化，結(jié)構(gòu)通常都簡單，并且成本較低，但易堵塞、長期使用產(chǎn)生腐蝕物等，在低溫情況下會產(chǎn)生冰凍，維護(hù)起來會相對較困難。

3.集便系統(tǒng)的設(shè)計

集便系統(tǒng)是由污物箱、便器、控制系統(tǒng)和排污裝置所組成，高速動車組通常都采用的是真空集便裝置，這一類型的裝置具有較好的安全性，且沖洗效果較佳。結(jié)合布局和性質(zhì)，可把真空集便的裝置劃分成幾類，設(shè)計人員可結(jié)合具體情況來選用。1）緊湊類真空集便裝置。在高速動車組的給水衛(wèi)生系統(tǒng)應(yīng)用中，此類真空排污裝置處在常壓環(huán)境下，系統(tǒng)本身不需有太好的密封性，僅在中間箱當(dāng)中產(chǎn)生真空，并且所占空間會非常小，對于能源的消耗也會很低。然而，這一類裝置也存在一些不足之處，如其在運(yùn)行期間會形成很大壓降損失，較易使排污管道產(chǎn)生結(jié)垢情況，在后續(xù)的使用中需經(jīng)常實(shí)施除垢工作，維護(hù)成本較高的;2）在線類真空集便系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以在排污管道中形成真空，可以完成污物的排放與抽吸，結(jié)構(gòu)非常簡單、能源損耗低、維護(hù)方便、成本投入少，然在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生很大噪音，影響乘客正常休息;3）真空保持式集便系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以在排污的整個系統(tǒng)中產(chǎn)生真空，排污效果好，不會產(chǎn)生堵塞和結(jié)垢的情況，后期維護(hù)也會較輕松，然而對系統(tǒng)氣密性要求卻較高，同時，耗氣量較高，因為密封性的要求會導(dǎo)致很多問題出現(xiàn)，維護(hù)的投入會非常高。4）中轉(zhuǎn)式真空集便系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在便器閥門和污物箱的中轉(zhuǎn)箱間產(chǎn)生真空，污物先排至中轉(zhuǎn)箱內(nèi)，中轉(zhuǎn)箱內(nèi)達(dá)到液位標(biāo)準(zhǔn)后利用正壓排至儲污箱內(nèi)。排污能力較強(qiáng)，耗氣量少，箱體結(jié)構(gòu)簡單，對氣密性要求較低，但系統(tǒng)管路較為復(fù)雜，檢修維護(hù)較困難。

4.結(jié)語

總體來說，高速動車組屬于現(xiàn)時期非常先進(jìn)的一種交通方式，在很多方面都呈現(xiàn)出很大的優(yōu)勢，在車廂內(nèi)對于各系統(tǒng)的設(shè)計也非常獨(dú)特，在此當(dāng)中，給水衛(wèi)生系統(tǒng)是列車非常主要的構(gòu)成部分，這一系統(tǒng)不但可以為旅客或是司乘人員供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，同時也可展示出高速動車組的服務(wù)水平及特點(diǎn)，為此需對其方便性和舒適性特別關(guān)注和重視，并同時在設(shè)計的時候需遵循人機(jī)工程學(xué)原理。以促進(jìn)我國高速動車組的良好發(fā)展。

（作者單位：中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司）