一种机车风道继电器防护方法及装置

1.一种机车风道继电器防护方法，仍采用静压感应式，其特征在于：将风道风压感应敏感元件与风道感应介质实施空间隔离，采用防堵导流迷宫方式将风压引入到风压感应敏感元件处，实现通风冷却系统风压数据采集风道继电器防护方法；所述的将风道风压感应敏感元件与风道感应介质实施空间隔离是指将风压敏感元件设置在密闭的容器内，在相对风道密闭容器外的风道内设置通风冷却系统风压数据采集装置感应部分，再将通风冷却系统数据采集装置感应部分采集的压力值通过引压管引入风道继电器内的风压感应敏感元件感应输入口处，以保证机车风道内的压力信号始终在一个相对大气环境密闭的空间保护下，不直接与外界大气直接接触；所述的采用防堵导流迷宫方式将风压引入到风压感应敏感元件处是指通风冷却系统风道继电器的风压数据采集装置为迷宫方式的信号采集装置；
所述的迷宫方式的信号采集装置是指设置在风道内的通风冷却系统数据采集口为套管式采集口，其中外套管为敞口式直管，外套管一端与安装有风压感应敏感元件的密闭容器连接在一起，外套管插入在风道内；在外套管内设有一防堵导流迷宫式采样套筒，防堵导流迷宫式采样套筒内有一盲腔，防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔端板设置在朝风道一面；在套筒的周边径向开有取样孔，取样孔与盲腔联通，形成一种风道取样的迷宫形式；同时盲腔通过密闭容器上的导流孔与安装在密闭容器内的引压管连通，引压管一端套在密闭容器上的导流孔上，另一端套在密闭容器内的风压感应敏感元件的风压输入口上，形成从防堵导流迷宫式采样套管到风压感应敏感元件风压输入口的密闭风压信号采集通道。
2.如权利要求1所述的机车风道继电器防护方法，其特征在于：所述盲腔端板的高度低于外套管在风道内的高度，即防堵导流迷宫式采样套筒的端口平面低于外套管的端口平面。
3.如权利要求1所述的机车风道继电器防护方法，其特征在于：风道继电器的风压信号采集是通过经过风道的风压在其及经过外套管时将风压传递到防堵导流迷宫式采样套筒周围，再通过防堵导流迷宫式采样套筒上的取样孔传到防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔内，再通过导流孔和引压管传到风道继电器的风压感应敏感元件的风压输入口处。
4.一种按照权利要求1所述方法的机车风道继电器防护装置，包括风道继电器壳体、风压感应敏感元件和风道继电器风压数据采集装置，其特征在于：风压感应敏感元件设置在密闭容器内，机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置设置在机车通风冷却风道内，并安装在机车通风冷却风道壁上；机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置通过引压管与风道继电器的风压感应敏感元件风压输入口连接，以保证风压感应回路和风压感应敏感元件处于密闭的容器保护下，不直接与外界的空气接触；且机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置为迷宫方式的信号采集装置；所述的迷宫方式的信号采集装置是指设置在机车通风冷却风道内的风冷却系统数据采集口为套管式采集口；其中，外套管为敞口式直管，外套管一端与安装有风压感应敏感元件的密闭容器连接在一起，外套管插入在机车通风冷却风道内；在外套管内设有一防堵导流迷宫式采样套筒；所述的防堵导流迷宫式采样套筒内有一盲腔，防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔端板设置在朝风道一面；在防堵导流迷宫式采样套筒圆柱面径向开有取样孔，取样孔与盲腔联通，且位于防堵导流迷宫式采样套筒靠密闭容器一侧，形成一种迷宫形式的风道取样；同时盲腔通过密闭容器上的导流孔与安装在密闭容器内的引压管联通，引压管一端套在密闭容器上的导流孔上，另一端套在风道继电器的风压感应敏感元件的风压输入口上，形成从防堵导流迷宫式采样套管到风压感应敏感元件风压输入口的密闭采集通道。
5.如权利要求4所述的机车风道继电器防护装置，其特征在于：所述的盲腔端板的高度低于外套管在机车通风冷却风道内的高度，即防堵导流迷宫式采样套筒的端口平面低于外套管的端口平面。

一种机车风道继电器防护方法及装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于电力机车电器辅助类产品的防护方法及装置，尤其是指一种电力机车通风冷却系统数据采集风压(风速)阀值型电子保护继电器的防护方法及装置，该电子保护继电器将机车通风、冷却风道内的风压(风速)信号转换成电开关量提供给电力机车牵引电器辅助控制电路。\n背景技术\n[0002] 电力机车通风冷却风道是电机机车主要发热部件(牵引电机、制动电阻箱、主变压器、变流装置等机车运行关键部件)风冷散热通道，它是由冷却风机转动打风在风道内产生一定的风速和空气流量，利用循环空气带走发热部件的热量从而达到冷却通风效果。\n如果风机一旦停止，发热部件会因为急速的温升而导致机车关键部件失效、烧毁，甚至可能发生车毁人亡的重大事故。机车风道继电器是电力机车牵引电器辅助电路中的重要部件。\n主要用于向电力机车牵引电器辅助电路中的决策机构提供准确的通风冷却系统工作状态信息。安装在通风冷却风道壁上的风道继电器通过感应风道内的空气流速(风速)或风压，当达到设定的阀值时，风道继电器动作，继电器常开端闭合，说明冷却风机工作正常；当风道的风速低于阀值时，风道继电器恢复常态(不动作)，继电器常开端断开，说明冷却风机未启动或工作异常，机车牵引电器辅助电路马上发出警报，通知机车主电路不能按要求工作或在工作状态下停止工作。\n[0003] 目前电力机车上广泛采用的风道继电器有两种：一种是风速感应型，它是利用风道的风直接驱动带转轴的挡风板，再由挡风板运动带动行程开关从而感应风速；另一种是静压式风道继电器，它是通过一根连接机车风道的细管感应风道内空气流动产生的微弱压差，由压力感应膜片细微的机械运动驱动微动开关实现风速感应。机车的通风冷却风道是一个开放式的通风管道，直接和机车外部恶劣的运行环境相连，空气中时常带有沙尘、水分、冰雪等杂质，容易造成这两种方式的风道继电器机械结构失效、压力感应膜片污染、损伤、疲劳、老化以及堵塞压力感应细管而失效。在寒冷的冬天，静止的机车风道内的雨水、冰雪很容易在这些风道继电器的挡风板转轴和压力感应口形成冰冻被堵塞，导致感应失效。\n我国大部分地区的都有雨雪冰冻天气，而且近年来冰冻的程度以及冰冻区域都在加大，在我国长江以南大部分地区甚至珠江流域近几年都发生过严重的冰冻灾害，因雨雪冰冻而引起的风道继电器故障越来越多、越来越严重。因此很有必要对此加以改进。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于针对现有机车风道继电器在防失效、防雨雪冰冻等方面的不足，提出一种机械故障少，抗风沙雨雪冰冻的电力机车通风冷却系统风压数据采集风道继电器防护方法及装置。\n[0005] 根据本发明的目的所提出的技术实施方案：一种电力机车通风冷却系统风压数据采集风道继电器防护方法，仍采用静压感应方式，其特点在于：将风道风压感应敏感元件与风道感应介质实施空间隔离，采用防堵导流迷宫方式将风压引入到风压感应敏感元件处，实现通风冷却系统风压数据采集风道继电器防护方法。所述的将风道风压感应敏感元件与风道感应介质实施空间隔离是指将风压敏感元件设置在相对密闭的容器内，在相对风道密闭容器外的通风管道内设置通风冷却系统风压数据采集装置感应部分，再将通风冷却系统数据采集装置感应部分采集的压力值通过引压管引入风道继电器内的压力敏感元件感应输入口处，以保证机车风道内的压力信号始终在一个相对大气环境密闭的空间保护下，不直接与外界大气直接接触；所述的采用防堵导流迷宫方式将风压引入到风压感应敏感元件处是指通风冷却系统风道继电器的风压数据采集装置为迷宫方式的信号采集装置；所述的迷宫方式的信号采集装置是指设置在风道内的风冷却系统数据采集口为套管式采集口，其中外套管为敞口式直管，外套管一端与安装有压力敏感元件的相对密闭容器连接在一起，外套管插入在风道内；在外套管内设有一防堵导流迷宫式采样套筒，防堵导流迷宫式采样套筒内有一盲腔，防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔端板设置在朝风道一面，且盲腔端板的高度低于外套管在风道内的高度，即防堵导流迷宫式采样套筒的端口平面低于外套管的端口平面；在套筒的周边径向开有取样孔，取样孔与盲腔联通，形成一种风道取样的迷宫形式；同时盲腔通过相对密闭容器上的导流孔与安装在相对密闭容器内的引压管连通，引压管一端套在相对密闭容器上的导流孔上，另一端套在相对密闭容器内的压力敏感元件的风压输入口上，形成从防堵导流迷宫式采样套管到精密压力敏感元件风压输入口的密闭风压信号采集通道。风道继电器的风压信号采集是通过经过风道的风压在其及经过外套管时将风压传递到防堵导流迷宫式采样套筒周围，再通过防堵导流迷宫式采样套筒上的取样孔传到防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔内，再通过导流孔和引压管传到风道继电器的精密压力敏感元件的风压输入口处。\n[0006] 根据上述方法所提出的风道继电器通风冷却系统数据采集防护装置是：一种机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集防护装置，包括风道继电器壳体、精密压力敏感元件和风压数据采集装置，其特点在于：精密压力敏感元件设置在相对密闭的容器内，风道继电器风压数据采集装置设置在工作状态设置于机车通风冷却风道内，并安装固定在机车通风冷却风道壁上，压力数据采集装置通过引压管与风道继电器的精密压力敏感元件风压输入口连接，以保证采集系统和精密压力敏感元件处于相对密闭的空间里，不与大气直接接触；且风道继电器风压数据采集装置为迷宫方式的信号采集装置；所述的迷宫方式的风压信号采集装置是指设置在风道内的风压数据采集口为套管式采集口；其中，外套管为敞口式直管，外套管一端与安装有风道继电器的密闭容器连接在一起，外套管插入在风道内；在外套管内设有一防堵导流迷宫式采样套筒，防堵导流迷宫式采样套筒内有一个盲腔，防堵导流迷宫式采样套管的盲腔端板设置在朝风道一面，且盲腔端板的高度低于外套管在风道内的高度，即防堵导流迷宫式采样套筒的端口平面低于外套管的端口平面；在套筒的径向圆柱面开有取样孔，取样孔与盲腔联通，且位于防堵导流迷宫式采样套管靠密闭容器一侧，形成一种风道风压取样的迷宫形式；同时盲腔通过密闭容器上的导流孔与安装在密闭容器内的引压管连通，引压管一端套在相对密闭容器上的导流孔套上，另一端套在精密压力敏感元件的风压输入口上，形成从防堵导流迷宫式采样套管到精密压力敏感元件风压输入口的密闭风压信号采集通道。\n[0007] 本发明的优点在于：采用该机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集防护方法及装置，虽然机车风道是开放的，很容易造成沙尘异物进入，尤其是冬季冰雪经常堵塞风道继电器感应部件，造成失灵、失效。但带防护方法的迷宫静压式风道继电器采用迷宫防堵设计，对沙尘冰雪等杂质进行有效的阻挡，彻底解决了风沙、雨雪冰冻对风道继电器的影响，保证了风道继电器的可靠动作。同时由于采用了相对密闭的压力感应信号传输途径及其对精密压力敏感元件的密闭保护，可以有效避免外界对器件的干扰，提高器件灵敏性，压敏转换可靠、耐用抗震性好、灵敏度可调，使得风道继电器的动作更精确、适用性更广。\n附图说明\n[0008] 图1为迷宫静压式风道继电器原理结构示意图；\n[0009] 图2为迷宫静压式风道继电器实例结构示意图；\n[0010] 图中：1、机车通风冷却风道；2、机车通风冷却风道壁；3、机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置；4、相对密闭空间；5、壳体；6、外套管；7、防堵导流迷宫式采样套筒；8、引压管；9、精密压力敏感元件；10、盲腔；11、取样孔；12、盲腔端板；13、继电器连接线；14、导流孔；15、继电器动静触头接线柱。\n具体实施方式\n[0011] 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。\n[0012] 通过附图1可以看出，本发明涉及一种电力机车通风冷却系统风道继电器数据采集防护方法，仍采用静压感应式，其特点在于：将风道风压感应敏感元件与风道感应介质实施空间隔离，采用防堵导流迷宫方式将风压引入到风压感应敏感元件处，实现通风冷却系统风压数据采集风道继电器防护方法。所述的将风道风压感应敏感元件与风道感应介质实施空间隔离是指将风压敏感元件设置在相对密闭的容器内，在相对风道密闭容器外的通风管道内设置通风冷却系统风压数据采集装置感应部分，再将通风冷却系统数据采集装置感应部分采集的压力值通过引压管引入风道继电器内的压力敏感元件感应输入口处，以保证机车风道内的压力信号始终在一个相对大气环境密闭的空间保护下，不直接与外界大气直接接触；所述的采用防堵导流迷宫方式将风压引入到风压感应敏感元件处是指通风冷却系统风道继电器的风压数据采集装置为迷宫方式的信号采集装置；所述的迷宫方式的信号采集装置是指设置在风道内的风冷却系统数据采集口为套管式采集口，其中外套管为敞口式直管，外套管一端与安装有压力敏感元件的相对密闭容器连接在一起，外套管插入在风道内；在外套管内设有一防堵导流迷宫式采样套筒，防堵导流迷宫式采样套筒内有一盲腔，防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔端板设置在朝风道一面，且盲腔端板的高度低于外套管在风道内的高度，即防堵导流迷宫式采样套筒的端口平面低于外套管的端口平面；在套筒的周边径向开有取样孔，取样孔与盲腔联通，形成一种风道取样的迷宫形式；同时盲腔通过相对密闭容器上的导流孔与安装在相对密闭容器内的引压管连通，引压管一端套在相对密闭容器上的导流孔上，另一端套在相对密闭容器内的压力敏感元件的风压输入口上，形成从防堵导流迷宫式采样套管到精密压力敏感元件风压输入口的密闭风压信号采集通道。风道继电器的风压信号采集是通过经过风道的风压在其及经过外套管时将风压传递到防堵导流迷宫式采样套筒周围，再通过防堵导流迷宫式采样套筒上的取样孔传到防堵导流迷宫式采样套筒的盲腔内，再通过导流孔和引压管传到风道继电器的精密压力敏感元件的风压输入口处。\n[0013] 根据上述方法所提出的风道继电器通风冷却系统数据采集防护装置是：一种风道继电器通风冷却系统数据采集防护装置，包括风道继电器壳体5、精密压力敏感元件9和风道继电器风压数据采集装置3，其特点在于：精密压力敏感元件5设置在相对密闭容器4内，机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置3设置在机车通风冷却风道1内，并安装在机车通风冷却风道壁2上；机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置3通过引压管8与风道继电器的精密压力敏感元件9风压输入口连接，以保证风压感应回路和精密压力敏感元件9处于相对密闭的容器保护下，不直接与外界的空气接触；且机车通风冷却系统风道继电器风压数据采集装置3为迷宫方式的信号采集装置；所述的迷宫方式的信号采集装置3是指设置在机车通风冷却风道1内的风冷却系统数据采集口为套管式采集口；\n其中，外套管6为敞口式直管，外套管6一端与安装有精密压力敏感元件9的密闭容器4连接在一起，外套管6插入在机车通风冷却风道1内；在外套管6内设有一防堵导流迷宫式采样套筒7，防堵导流迷宫式采样套筒13内有一盲腔10，防堵导流迷宫式采样套筒7的盲腔端板12设置在朝风道一面，且盲腔端板12的高度低于外套管6在机车通风冷却风道1内的高度，即防堵导流迷宫式采样套筒7的端口平面低于外套管6的端口平面；在防堵导流迷宫式采样套筒7圆柱面径向开有取样孔11，取样孔11与盲腔12联通，且位于防堵导流迷宫式采样套筒7靠密闭容器4一侧，形成一种迷宫形式的风道取样；同时盲腔12通过密闭容器4上的导流孔7与安装在密闭容器4内的引压管8联通，引压管8一端套在密闭容器上的导流孔14上，另一端套在风道继电器的精密压力敏感元件9的风压输入口上，形成从防堵导流迷宫式采样套管到精密压力敏感元件风压输入口的密闭采集通道。\n[0014] 本发明实例的工作原理是：\n[0015] 图2中的箭头表示风压通路，安装在电力机车冷却风道壁2上的风道继电器风压数据采集装置3与机车通风冷却风道1内的风向垂直，当机车通风冷却风道1内有风时，机车通风冷却风道1内会产生一定的气压(与大气压力的压差＞100Pa)，经风道继电器风压数据采集装置3的导流迷宫隔离掉风道里的杂质(沙尘、冰雪等)，在到达精密压力敏感元件9前形成洁净的相对稳定的风压，精密压力敏感元件9感受到风道内风压与风道继电器内相对密闭空间气压(大气压力)之间的压差后机械传动其内部的常开触点闭合，通过继电器连接线13使连接在继电器动静触头接线柱15上的机车牵引电器辅助回路导通。当精密压力敏感元件9感受不到压差或压差小于动作压力范围，精密压力敏感元件9不动作，机车牵引电器辅助回路开路，提示机车牵引电器辅助回路主控单元机车风道1内通风异常。