国内现行集便器的使用说明.docx

国内现行集便器的使用说明 编写：单位：目录1.背景12.国内外集便装置发展情况13.国内主要集便系统的使用说明23.1集便器在轨道车辆上的应用23.1.1压力冲水式集便器23.1.2真空保持式集便器33.1.3紧凑型真空集便器33.2美国MONOGRAM集便系统说明43.2.1污物收集系统43.2.2真空便器63.2.3冲水控制系统73.2.4系统技术规格83.3瑞典EVAC集便系统说明93.3.1蹲式便器93.3.2座式便器93.3.3排泄阀103.3.4冲水组件盘103.3.5 污物箱103.3.6 信号箱113.3.7 冲洗循环过程123.4高速动车组CRH集便系统说明123.4.1 CRH 1型动车组集便器的原理123.4.2 CRH2型动车组集便器的原理133.4.3 CRH3型动车组集便器的原理143.4.4 CRH5型动车组集便器的原理154 我国轨道车辆集便器的选用164. 1 集便器的三种选用方向164. 2 .集便器在轨道交通应用上的不足164. 3 . 微生物技术处理污物的设想17参考文献17摘要在社会日益发展的今天，环境保护成为非常重要的课题。铁路客车的环保问题更是备受关注。为了保护铁路沿线的环境卫生，提高铁路客车的技术装备水平，从2004年初起，我国新造25G、25T型铁路客车全部加装了进口集便器，解决了列车粪便直排所带来的污染问题，同时，国内不少公司在吸收国外集便系统的先进技术，积极研制国产化集便系统。本文分析比较了国内外铁路客车集便装置的发展现状，着重介绍了在我国运用比较普遍的集便系统，MONOGRAM集便系统、瑞典EVAC集便系统，以及CRH1、CRH2、CRH3、CRH5型动车组集便系统，并对我国轨道车辆集便器的选用提出了设想。本文建议：我国铁路客车应加装适应其档次的集便器，应借鉴国外的先进经验，结合我国国情，研制出先进、成熟、经济、适用、可靠的集便系统。关键词：集便系统 ，轨道交通，铁路客车1.背景加快发展铁路、城市轨道交通.战略的实施, 为轨道交通装备技术水平的快速提升提供了强劲的动力, 为轨道交通装备的发展指明了方向。作为轨道交通重要装备之一的厕所, 也正朝着以人为本、舒适方便、安全可靠、绿色环保的方向发展。直通式厕所即便器排便口敞开, 直接与轨道相通。我国铁路客车多数使用这种厕所, 从22 型车到25B 型车再到25G 型车, 至今已经有约40 多年的历史了。直通式厕所包括普通直排式便器、脚踏便碗冲便机构式便器、水封气动冲水式便器等几种形式。这种直排式便器的安装、操作、维护相对比较简单, 使用也比较方便。但这种便器有着自身最大的缺点: 粪便直接排到轨道上, 对环境造成了很大的污染, 危害人的身体健康。目前, 我国共有旅客列车约4 万辆。以每节车厢有两个厕所计, 全国大约有8 万个厕所采用直排方式。我国铁路总长已达7 万多km, 年运送旅客达10. 5 亿人次。按每人每天排放0. 4 kg 粪便、0. 8 kg 尿液计算, 全国每天抛洒在铁路两侧的粪尿至少在3 000 t 以上, 一年下来就是100 多万t。列车运行中飞溅出的粪便不仅污染铁路沿线的环境, 而且造成轨道及车辆零部件的严重锈蚀, 给线路和车辆的维护工作带来了很大的困难。列车提速后, 更加剧了直排式厕所在运行中排放的粪便对周围环境以及车辆本身的污染。列车在高速运行时产生强大的气流, 将旅客列车排出的污水雾化。列车运行速度越高, 雾化就越严重, 其飞溅的面就越大。这给沿线的环境造成严重污染, 给铁路周围居民的身体健康带来了严重的危害。车辆转向架受到污染的程度尤其严重。每次车辆入库, 都能看到车下走行部分粘满了粪便。特别是寒冷的冬季, 在转向架上冻结了很厚的一层污物。这种情况加速了零部件的锈蚀, 大大缩短了转向架的使用寿命, 也危及列车的运行安全。在两车交会和通过隧道时, 强大的气流会将污物卷起溅落在脚蹬、扶手、侧墙和车窗上, 严重影响了铁路客车在公众中的形象。非典.疫情发生期间, 列车粪便的污染问题更是引起了社会的强烈反应。粪便的随意排放会造成多种病毒、病菌和人体寄生虫的传播。2003 年, 全国人大环境与资源保护委员会向全国人大常委会提交的一份报告中指出: 我国铁路客车普遍采用开放式直排厕所所造成的环境污染问题不容忽视, 必须采取果断措施, 切断污染源, 防止因此造成的疫病传播, 保护铁路沿线的环境卫生, 保护旅客和铁路沿线人民的身体健康。为了满足广大乘客对乘车环境越来越高的要求, 保障铁路员工以及沿线居民的身心健康, 减轻对线路、车辆的污染和维修工作量, 保障行车安全, 同时提升我国铁路客车的技术装备水平, 在铁路客车上安装集便器是非常必要的。2.国内外集便装置发展情况为避免列车排便对铁路环境的污染，世界各国都积极研制和发展列车集便装置，以替代传统的直排式厕所。日本从1984年下半年开始，所有新干线以及所有新的城建快车、卧铺车都安装了真空式集便器。韩国自80年代中期开始使用循环式列车厕所，1992年韩国开始研制自动开闭式厕所，并与1994年开始批量装车。美国有关法律规定1971年以后新造的车必须使用集便器，1970年以后新造的客车全部安装了封闭式厕所，其中有循环式全储存式厕所，Monogram真空密封式厕所、Microphor密封式厕所。英国海峡隧道开通后，海峡隧道穿梭列车全部装备了瑞典EVAC公司生产的EVAC2000型真空式厕所。 由于旅客对乘车环境的要求日益提高，真空式厕所越来越显示其优越性，所以法国新造列车全部使用EVAC真空式厕所，约为1500套德国铁路客车密封式厕所的主要形式有：压力水冲洗式、循环水冲洗式、车上焚烧式、以及真空式厕所，其中真空式又分为真空吸出式和集便箱有生物作用的真空式两种，目前，德国IEC高速列车就装用了真空式厕所。综观铁路客车的发展历程，我国自上世纪 90年代开始陆续使用美国的水循环式集便装置、瑞典的EVAC真空集便装置、韩国的暂集式集便装置、美国的 Monogram真空集便装置，目前我国设计制造的 CRH2型高铁动车组客车上还采用了日本的增压冲水集便装置，CRH3型高铁动车组客车上采用了德国的暂集式真空集便装置。 美国的水循环式集便装置具有节水优点，但因无真空性能，需在污物箱中定期混合除臭剂来消除系统产生的异味，同时污水需通过漂白、过滤再回用，是依靠重力排放到便器下方的污物箱中，具有管理不便和使用成本高及便器位置布置受限污物箱的主要缺点。 瑞典的 EVAC真空集便装置具有节水、真空性能、臭排性能等优点，但也有系统较复杂和设备成本高的主要缺点。系统动作主要以气动为主完成。 韩国的暂集式集便装置具有结构较简单和价格较低廉及增压冲水的优点，但因无真空性能，需在污物箱中定期混合除臭剂来消除系统产生的异味，同样具有管理不便和使用成本高及便器位置布置受限污物箱的主要缺点。 美国的 Monogram真空集便装置具有结构较简单、节水、真空性能、臭排性能等优点。系统动作主要以电动为主完成，与 EVAC真空集便装置相比，可靠性略差些。 日本的增压冲水集便装置具有结构较简单及增压冲水的优点。但因无真空性能，需在污物箱中定期混合除臭剂来消除系统产生的异味，同样具有管理不便和使用成本高及便器位置布置受限污物箱的主要缺点。德国的暂集式真空集便装置具有节水、真空性能、臭排性能等优点，与EVAC、Monogram真空集便装置相比，最大的优点是真空集便系统中的污物管和污物箱内无保持真空，仅由设在便器附近 20升左右的真空箱保持真空，所以系统真空密封可靠性好。 它们的共性是集便系统均配置污物箱集中收集粪便。目前我国铁路客车采用最多最广泛的集便装置是美国的 Monogram真空集便装置，综合集便装置技术性能、性价比、结构形式及目前我国铁路路段维护保养技术掌握和基础设施的建立等方面比较，美国的Monogram真空集便装置较适合我国铁路客车厕所推广用集便装置，是今后统型的发展趋势。 近几年来，国内的客车采用的集便装置以瑞典的 EVAC真空集便装置和美国的 Monogram真空集便装置居多，先锋号“两动一拖”动车组采用了瑞典的 EVAC真空集便装置、25T型客车和 200Km/，检测车采用了美国的 Monogram真空集便装置、广局 25T型轨道检查车采用了韩国的暂集式集便装置。正在研发的 200Km/h高速客车采用了美国的 Monogram真空集便装置。在国内的动车组和2004年以后新造的25G、25T型车客车上，全部装有进口集便器，其中Monogram集便器占有70%左右，EVAC占30%左右，两种集便器都是真空式集便器。在引进国外集便装置后，我国很多企业也开始致力于集便装置的研制工作，其中动车组集便器CRH1、CRH2、CRH3、CRH5型动车组集便器比较典型；3.国内主要集便系统的使用说明3.1集便器在轨道车辆上的应用3.1.1压力冲水式集便器压力冲水式集便器是一种比较简单的集便装置。其原理是通过压缩空气使水在冲洗过程中产生压力, 并在按下冲洗按钮的同时打开便器与车下污物箱之间的排泄阀, 将污物排到污物箱中; 冲洗结束后, 系统会自动关闭排泄阀, 使便器与车下污物箱彻底隔离。这种便器从排污管路到污物箱都保持常压, 单纯依靠带压力的水将污物冲洗到污物箱中, 其使用起来比较方便、可靠。其系统原理如图1 所示, 压力冲水式集便器有效地解决了粪便对车下零部件的污染问题, 实现了车上与车下的密封, 减小了车下噪声的传递。但这种便器有一个缺点: 压力水在冲洗过程中维持的时间较短, 这就要求从便器到车下污物箱的排污管路不宜过长, 且不能弯折。这样, 无形之中限制了厕所与污物箱之间的空间位置, 限制了客车的平面布置。图1 .压力冲水式集便器示意图3.1.2真空保持式集便器在2004 年4 月以后新造的25G、25T 型铁路客车上, 全部装有进口的真空保持式集便器。真空保持式集便器有MONOGRAM 集便器和EVAC 集便器两种类型。其中MONOGRAM 集便器占有率为70% 左右, EVAC 集便器占有率为30% 左右。两者的作用原理基本相同, 即: 系统通过真空发生器上的喷射器将污物箱抽成负压, 在污物箱和排便管内建立并保持一定的真空度; 冲洗时压缩空气作用于水增压器, 产生一定压力的水流冲洗便器, 排泄阀打开, 在压力水流和污物箱及管路负压力的双重作用下, 污物被吸入污物箱; 紧接着排泄阀关闭, 水增压器复原, 为下次冲洗做好准备。系统原理如图2 所示。真空保持式集便器每次冲洗用水约0. 3 0. 5 L, 是直排式便器的十分之一, 大大节约了列车上有限的水资源。真空保持式集便器的安装彻底避免了铁路客车厕所对铁路沿线的污染, 也避免了车下噪声从便器向车上传递。但这种真空保持式集便器每次冲洗时大约消耗压缩空气70 L 左右; 同时, 由于排污管路相对较长, 污物箱容量比较大, 这样不可避免会出现压力泄漏。于是在较长时间没有进行冲洗时, 真空发生器也会继续工作使污物箱产生负压力, 为下一次的冲洗作准备。所以这种真空保持式集便器会消耗和浪费很多车上有限的能源; 同时, 由于污物是通过较强的负压被抽到污物箱中, 因此在冲洗过程中的噪声相对较大。图2 真空保持式集便系统示意图3.1.3紧凑型真空集便器紧凑型真空集便器的作用原理是将污物通过中转箱收集到一个常压的污物箱中。这种集便器将水增压器、喷射器、排泄阀、中转箱等机构集成在便器内部, 形成一个模块, 安装空间非常紧凑, 因此被称作紧凑型集便器。其特点是安装简单、检修方便。另外, 装用这种集便器的厕所中的洗手污水也可排向污物箱, 使厕所彻底实现密封, 这对列车高速运行时降低车内噪声、保证密封性起到了重要作用。冲洗时, 中转箱首先产生负压力, 水增压器冲洗便盆, 中转箱进口阀打开, 将污物吸入; 然后进口阀关闭, 中转箱再产生正压力, 与车下污物箱相通的出口阀打开, 将污物推向污物箱( 如图3 所示) 。这种集便器每次冲洗用水约0. 5 L, 并具有很好的冲洗效果。冲洗时每次需要压缩空气30 L 左右, 大约是真空保持式集便器所需压缩空气的二分之一, 有效地节约了车上的能源。同时, 由于中转箱在冲洗时所产生的负压相对较小, 所以紧凑型真空集便器在冲洗过程中所产生的噪声也相对较小。这种紧凑型真空集便器在200 km/ h 动车组引进项目中得到了应用, 其使用效果受到了旅客的好评。图3 紧凑型集便器示意图3.2美国MONOGRAM集便系统说明目前国内动车组及新造25G、25T型客车上大部分装用美国MONOGRAM公司生产的真空保持式集便系统。该系统在客车运行状态下，车下污物箱一直保持有一定的真空度，当使用厕所时，冲便阀打开，污物在水的冲刷下，被抽到污物箱内。MONOGRAM集便系统由污物收集系统、真空便器、冲水控制系统等几大部分组成。如图所示图4 MONOGRAM真空集便系统图3.2.1污物收集系统污物收集系统用于收集和存放污物，直到污物箱对外排放，是集便系统的主要组成部分，由污物箱、真空发生器、系统控制器、液位开关、冲水喷嘴组成。如图所示图5 MONOGRAM污物收集系统系统通过真空发生器将污物箱抽成真空，它利用文丘里管原理，车辆压缩空气通过真空发生器内的喷射器，将污物箱抽成负压，在污物箱和排便管内建立并保持一定得真空度，当系统工作时产生足够的力将便斗内的污物抽到污物箱内。 污物箱内的真空度由真空发生器内的真空开关来控制，它让污物箱内始终保持4-9英寸汞柱的真空度，当真空度低于4英寸汞柱时，真空开关闭合，空气阀动作，压缩空气流向真空发生器，当真空度达到9英寸汞柱时，真空开关断开，空气阀失电，压缩空气停止流动。3.2.1.1真空发生器真空发生器用来使污物箱产生真空，限制每一次系统操作时间，包括喷射器、压力开关、真空开关、真空表、空气阀、单向阀等部件。如图所示。压力开关监控至污物收集系统内的压缩空气压力。当压力高于4.1bar(60psig)时，接触器关闭。当压力低于3.8bar(55psig)它开启，切断系统；图6 真空发生器空气阀用于控制喷射器之间的空气流量，阀处于常闭位置，当有电力时，阀打开使压缩空气流进喷射器；喷射器采用流量计（文丘里管）原理使污物箱通过车辆提供的压缩空气产生真空；单向阀装在真空发生泵和污物箱之间，允许空气从污物箱和污物管中排出，当空气阀关闭时，防止空气反流。真空表与真空开关相连，用于显示污物箱中的真空度。真空表是模拟式直接读出水银英寸汞柱（in.Hg）.真空开关用于维持污物箱中的真空度，开关可以上下调节。它有两极长闭触点，当污物箱真空度低于4英寸汞柱时，真空开关触点关闭，空气阀通电，使压缩空气流向真空发生器，当真空度达到9英寸汞柱时，真空开关断开，空气阀断电，压缩空气停止流动。3.2.1.2系统控制器 系统控制器内装有限定冲水时间的时间继电器，它是整个系统电气件与列车电气相连接的中转站，如图所示。系统控制器由三个计时器，三个继电器，三个门锁开关，两个端子排和一个温控器组成。图7 系统控制器3.2.1.2.1排放阀污物箱的两端设排污阀、排气阀、冲洗阀各一，排污阀使用63.5mm（2 1/2英寸）凸轮锁装置，能与地面吸污车迅速接合，可手工操作。排污时，打开排气球阀，外部空气球阀，外部空气进入污物箱使内外压差一直，将地面接收设施与污物箱排污球阀相连，将把柄搬至水平位置时，排污阀打开。在排污物时，排污球阀通过63.5mm(2 1/2英寸）凸轮锁装置连接到排污管。启动地面真空泵，将污物抽到地面污物罐内。污物箱还设有应急排放阀，当列车运行过程中，污物箱满时，可通过手动开关，在车上将污物箱内的污物排向车外，这个结构可以使的车辆在行驶途中，一旦污物箱满，可以排除部分污物，保证厕所正常使用。在污物箱两端各有一个手动作用冲洗球阀，用于控制冲洗喷嘴的出水量。冲洗球阀通过25.4mm（1英寸）凸轮锁装置连接到冲水胶管。3.2.1.2.2污物箱污物箱由内胆、伴热线、防寒材、外罩、吊梁组成，内胆采用4mm不锈钢板焊接而成，通过-50Kpa打压试验，要求保压1小时泄露量不大于3Kpa。污物箱有三个检查门，在箱的两端各有一个，另一个在箱底部，检查门用于检修污物箱时打开，从这里清理内部污垢并排污。3.2.1.2.3显示器系统还有显示器，通过指示灯显示液位80%、液位100%、电源指示、加热指示、喷射器超时。指示灯与每个液位指示开关及低真空指示器相连。液位指示开关有两个，一个开关是指示液位达到80%箱满状态的，另一个指示100%箱满状态的。当液位80%指示灯亮时，系统继续正常工作。当污物箱满指示灯亮时，便器便停止工作并且不会产生真空直到污物箱排放至存污量低于最大容量值。系统还设电源指示灯和加热指示灯，当系统有电时，电源指示灯亮，当冬季污物箱加热开通时，加热指示灯亮。集便器显示器和污物箱通过系统控制器相连。3.2.2真空便器真空便器用于接收并通过冲水控制系统用最少量的水将便斗里的污物冲刷掉，污物在压差的作用下通过排污管排到污物箱。便器分两种类型：蹲式便器和坐式便器。蹲式便器是东方人传统便器，它糊在玻璃钢地板上，由安装框架、便斗、冲洗喷嘴、冲便阀、排放阀弯头组成。如图所示。坐式便器又称西式便器，目前中国家庭和高档公共场所都采用坐式便器，包括便盆、支架、冲洗环、冲便阀、排放弯头组成。如图所示座式便器便斗由不锈钢制成，并在内侧涂有不粘涂层。蹲式便器便斗由黄铜制成同样在内侧涂有不粘涂层。图层可防止污物附着并减少无机物沉淀。两种便斗均为连续曲面且无任何凹陷处和难以达到的部分，便斗的内部表面陡斜直对底部排放口。座式便器里，冲洗环安装在便斗内侧上部，与家里面的座便冲水口相似，有很多小孔，均匀出水，冲洗到座便盆各个角落。蹲式便器装有3个冲洗喷嘴，每个喷嘴喷出来的水流呈扇形，使得便盆内各个角落都能够喷到水，防止有死角冲不干净。它们与座式便器里的冲洗环作用相同。 图8 蹲式便器 图9 座式便器冲便阀在冲洗循环的预定时间内开关，由一个空气电磁阀控制。空气阀与冲便阀气缸用两条软管装置连接，一个控制其开，一个控制其关。如图所示。气缸打开时，拉动冲便阀滑板打开，污物通过，汽缸关闭后，污物箱开始建立真空。图10 冲便阀3.2.3冲水控制系统冲水控制系统是利用电磁阀控制压缩空气，施压于定量的水去冲洗便器。它由按钮、冲洗阀、空气阀、水增压器、冲洗控制单元组成。如图所示图11 冲水控制系统水增压器是储存并给水加压的容器，上下两个不锈钢盘状体，之间为橡胶膜板，膜板上面通过电磁阀与压缩空气相连，下面通过冲洗阀与水源相连。当冲洗式，压缩空气通过电磁阀进入膜板上面，将水压出，形成高压水，冲洗便器。水增压器组成如图所示 图12 水增压器组成冲洗阀装配通过空气阀控制，以气动操作。有水输入口，水输出口和水转移口各一个。两个空气阀，一个阀控制进入水增压装置的气流，另一个阀控制进入冲便阀气缸里的气流。两个阀都受FCU控制，FCU发出信号以控制阀的开和闭。冲洗控制单元（FCU）是冲水控制系统的电气控制机构，将系统各部件通过一个集成电路板连接在一起，它连接冲洗按钮、空气阀，由系统控制器提供电源。冲洗控制单元也控制冲便阀的开启时间。3.2.4系统技术规格供水.座式便器每次冲水量0.2-0.3L 蹲式便器每次冲水量0.3-0.5L供气.4.1-9.0巴电源.22010%VAC,单向电源，50Hz（系统控制） 22015%VAC,单/三向电源，50Hz（防冻保护）重量座式便器为8.6公斤 蹲式便器为28公斤真空范围低状态18.63.4kpa(5.51英寸汞柱) 高状态32.23.4kpa(9.51英寸汞柱)温度范围.-40至40摄氏度（-40至120华氏度）空气消耗.70L（一个大气压）3.3瑞典EVAC集便系统说明国外高速车广泛采用瑞典EVAC公司生产的真空集便器，我国国内动车组和高档客车部分装用EVAC真空集便器。EVAC座便器和蹲便器的设计原则是污物通过排泄阀直接从便器排到一个具有一定真空度的污物箱内。冲洗和排空便器内的污物完全由一个真空操作的气动控制器控制。当按下冲洗按钮时，一个薄膜被激发，产生一个很小的脉冲气，传递到气动控制器。气动控制器传递真空能量使冲水阀打开，冲洗便盆；排泄阀打开，污物通过管路进入污物箱；气动控制器将自动激活阀组，将压缩空气传递到水增加器。系统如图所示，其中过滤减压阀的作用是将进入的压缩空气调节到正确的压力。主过滤器对系统的总风源进行过滤。污物箱内真空由喷射器产生。箱体内保持压力为-35kpa到-45kpa的持续真空，真空度由安装在真空组件盘上的真空压力开关控制。图13 EVAC2000P集便器系统3.3.1蹲式便器蹲式便器为地面安装式，采用不锈钢便盆。其主要由以下部件组成：蹲式便盆、冲洗按钮、冲水组件盘和排泄阀。如图所示图14 蹲式便器该便器的设计能利用最少水量达到最佳的冲洗效果，水消耗量为0.45升/次。便盆排出口的直径比系统其它部分小，并与一个90弯管直接连接，这样的便盆排出口，能够阻止可能在系统中造成堵塞的物体。3.3.2座式便器该便器为地面安装式，采用抛光的不锈钢便盆，由以下主要部件组成：座式便盆、冲洗按钮、冲水组件盘、排泄阀。如图所示图15 座式便器3.3.3排泄阀排泄阀接在便盆出口90的弯管之后。排泄阀在关闭位置时，将便盆与系统的其他部分隔离开，该阀的密封能力能满足在污物箱和管路中有-45kpa的真空时不泄露。如图所示3.3.4冲水组件盘冲水组件盘包括：控制器、水增压器、阀组、过滤减压阀、水阀和主过滤器等部件。如图所示 图16 排泄阀 图17 冲水组件盘为保证便盆最佳的冲洗效果和最少的耗水量，需要对水加压，加压通过水增压器进行。压缩空气进入水增压器以前，先通过主过滤器进行过滤，再通过过滤减压阀进行过滤和减压。控制器控制排泄阀打开的时间，阀组将压缩空气联接到水增压器组成，水阀打开使冲洗水进入便盆。冲洗循环结束以前控制器不执行新的冲洗循环。3.3.5 污物箱污物箱的主要组成部分：箱体、排空装置、液位开关、溢流气动球阀组件、伴热线、接线盒、温控器、电加热管、溢流排放箱、检查口、电控箱、真空组件箱，如图所示。箱体又由内胆、保温层、外部包板三层组成，容积为400L。内胆及外部包板采用不锈钢材质，具有良好的抗腐蚀性。图18 污物箱一个污物箱配有两个排空装置。排空装置内设有2.5”排污快速接头，该接头同通到污物箱底部的排污管连接，排污时只需将车站卸污装置接头同该接头相接，进行抽吸，可将污物箱内污物排空。排空装置内还设有1”清洗快速接头，连接上压力水可将污物箱冲洗干净。排空装置内还设有一个通气口。真空组件盘上的部件包括喷射器、电磁阀、真空表、压力开关、时间继电器、接线端子、臭气过滤器。如果喷射器工作时间超过时间继电器的预置时间，则时间继电器显示并报警，根据污物箱的大小，该工作时间是个可变的量。对于400L污物箱，时间继电器的预置时间为1.5分钟。污物箱上还设有两个液位开关，分别控制污物箱的液位80%和100%。液位到80%时，箱满80%指示灯亮，但系统仍能工作。液位到100%时，系统报警，禁止工作。图19 真空组件盘为了解决污物箱液位到100%后系统禁止工作乘客无法上厕所的问题，在污物箱上加装溢流球阀组件，它由球阀、摆动气缸、电磁换向阀等组成列车运行期间若污物箱满，可手动操作控制开关将其打开，排出一部分污物，就可以使便器系统能继续正常使用。所有污物管路外缠有伴热线、污物箱的底部设有加热管，其目的是防止气温过低时系统被冻影响其正常使用。加热管和管路伴热线的启动受装在污物箱上的温控器控制。温控器设置为箱体温度低于3时启动，高于8时停止。污物箱上电控箱内设有接线盒，污物箱上的所有接线、电源都通过该接线盒连接。污物箱上所有电气件的电源也由车上下来至此盒内。污物箱上设有检查口，以便观察污物箱内部情况和在大修时清理内部污损。3.3.6 信号箱液位80%为当污物箱内液位达到80%时显示，液位100%为当污物箱满时显示，同时报警，系统关闭。喷射器超时表示如果喷射器工作1.5分钟后，系统仍未建立起真空，则喷射器超时指示灯亮，系统关闭，若要恢复系统时，需按复位按钮。报警指示灯表示当出现喷射器超时和箱满100%时，除故障指示灯亮，报警指示灯也亮。复位指示灯表示出现喷射器超时时，若要恢复系统，需按复位按钮。手动排放按钮表示操作该按钮，打开污物箱溢流球阀，排放一部分污物。另外，系统还有24VDC电源显示和加热指示，24VDC电源表示电源24VDC;加热指示显示系统正在加热。3.3.7 冲洗循环过程整个冲洗过程时间控制如图所示：图20 冲洗循环过程图a. 按钮按被动时间。b. 控制器允许真空通过至水阀和排泄阀，且使机控阀工作时间，该时间是变量c. 排泄阀打开排空便盆，水阀打开且水增压器开始冲洗便盆的时间。该时间是变量。d. 排泄阀关闭且水增压器和水阀延迟时间。3.3.8 系统技术规格供水.座式便器每次冲水量0.3L 蹲式便器每次冲水量0.45L供气.5-10巴电源.24V10%VDC，50Hz(系统显示) 22015%VAC,单/三向电源，50Hz(防冻保护)重量.座式便器为8.6公斤 蹲式便器为28公斤真空范围-35kPa45kPa温度范围.-40至40摄氏度（-40至120华氏度）空气消耗.50L（一个大气压下）3.4高速动车组CRH集便系统说明2007年4月18日，我国成功实施了第六次铁 路大面积提速，和谐号CRH动车组首次出现在中国铁路上。随着CRH几种类型动车组的运营，拉近了时空的距离，方便了旅客的出行，对社会经济的 发展产生了深刻的影响。而作为CRH动车组上重 要装备之一的集便器，也正朝着以人为本、舒适环保 的方向发展。3.4.1 CRH 1型动车组集便器的原理CRH 1型动车组是四方-庞巴迪-鲍尔铁路运 输设备有限公司研制生产的速度为200 km/h的高 速动车组。CRH 1型动车组的集便器采用在线型真空式集便系统，其工作原理见图1。系统利用喷射器在污物收集管路中产生负压，通过压力差自动 将污物从便器的排放口抽吸到常压污物箱内。 图21 在线型真空式集便系统示意图当乘客按下冲洗按钮后，喷射器启动，在便器和污物箱之间的管道内产生约-35 kPa的间隙式真空，同时压缩空气作用于水增压器，产生一定压力的水流冲洗便器；然后排放阀打开，在压力水流和间隙式负压力的作用下，污物被吸入污物箱，紧接着排放阀关闭。该系统利用压缩空气将污物运输管路和污物箱联系在一起，具有可靠性高、抗破坏能力强等特点，其冲刷等待时间和单次冲刷循环时间很短，不受污物箱容量的限制。在线型真空式集便系统的工作过程示意图见图 2，其工作过程如下：（1）在线喷射器启动。当乘客按下冲洗按钮后，在电磁阀的控制下，压缩空气进入在线喷射器， 在线喷射器启动；压缩空气从在线喷射器流向污物箱并在排污管道内形成间隙式真空。（2）冲洗便器。几秒钟后，真空度达到-30 -3 5 k P a，同时，水增压器的水从分流器出口喷射进入便器内进行冲洗。（3）排放阀打开。当便器内高液位传感器检测到便器内的液位达到一定高度值时，打开排放阀，通真空的作用，污物经过喷射器抽吸端至污物箱之间的管路流向污物箱，而后间隙式真空消失。 （4）排放阀关闭。当间隙式真空消失后，排放阀自动关闭。图22在线型真空式集便系统工作示意图 过间隙式3.4.2 CRH2型动车组集便器的原理CRH 2型动车组是四方机车车辆股份有限公 司研制生产的速度为200 km/h或300 km/h的高 速动车组。CRH 2型动车组的集便器采用的是压 力冲水式集便系统，其工作原理如图3所示。 图23 压力冲水式集便系统示意图用于冲洗的部件安装在座便器组成单元内部， 座便器以电气控制压缩空气作为动力（通过电磁阀控制压缩空气，从而控制水增压和排污阀动作），冲洗用水由压缩空气增压以保证最佳的冲洗效果，污物通过重力作用排到污物箱中。为防止异味，座便器在排污过程中启动废排风扇将异味排到废排风道中。当光电感应开关检测到需要冲洗便器的信号后，电磁阀控制便器排污口的瓣阀打开，同时压缩空气作用于水增压器，产生大于0. 3 MPa的压力水， 通过冲洗喷嘴冲洗便器，污物在压力水冲洗及重力的双重作用下被排放到污物箱内，然后瓣阀关闭，水增压器恢复水位。同时，废排风扇启动将异味排到废排风道中。3.4.3 CRH3型动车组集便器的原理CRH 3型动车组是长春轨道客车股份有限公 司和唐山轨道客车有限责任公司研制生产的速度为 300 km/h的高速动车组。CRH 3型动车组的集便器采用真空保持式集便系统，其工作原理见图4图24 真空保持式集便系统示意图18系统通过真空发生器上的喷射器将污物箱抽成负压，在污物箱和排便管内建立并保持一定的真空度。冲洗时，压缩空气作用于水增压器，产生一定压力的水流冲洗便器，排泄阀打开；在压力水流以及污物箱和管路负压力的双重作用下，污物被吸入污物箱；紧接着排泄阀关闭，水增压器恢复水位，为下次 洗做好准备。系统工作过程示意图见图5，具体 工作过程如下：（1）按下冲洗按钮后，喷射器启动，产生真空；（2）真空度达到-18kPa以上时，水增压器工作，水阀打开，高压水冲洗便器；（3）排放阀打开，同时喷射器、水增压器失效， 便器内污物被转送到污物箱；（4）恢复最初水位；（5）排放阀关闭，系统进入待命状态。3.4.4 CRH5型动车组集便器的原理CRH 5型动车组是长春轨道客车股份有限公 司研制生产的速度为250 km/h的高速动车组。 CRH 5型动车组集便器采用紧凑型集便系统，其工作原理见图6。图25紧凑型集便系统示意图紧凑型真空集便器的作用原理是将污物通过中转箱收集到一个常压的污物箱中。该集便器将水增压器、喷射器、排泄阀、中转箱等机构集成在便器内部，形成一个模块，安装空间非常紧凑，因此被称作紧凑型集便器。冲洗时，中转箱首先产生负压力，水增压器冲洗便盆，中转箱进口阀打开，将污物吸入；然后进口阀关闭，中转箱再产生正压力，与车下污物箱相通的出口阀打开，将污物推向污物箱。紧凑型集便系统的工作过程示意图见图7，其工作过程如下：(1) 等待运行。在等待运行过程中，便器内有 少量的水，水增压器充满水，进口阀和出口阀处于关 闭状态。(2) 冲洗便器。按下冲洗按钮后，启动冲洗循 环，电磁阀打开使压缩空气进入水增压器；冲洗用水 通过水增压器被加压，便器被高效冲洗。一个完整 的冲洗循环大约需要25 s。在冲洗循环过程中，不 能启动其他操作。(3) 中转箱被抽成负压。该过程与冲洗循环同时 进行，真空发生器将中转箱的压力抽到约-40 kPa。(4) 清空便器。打开进口阀以及便器和中转箱