真空加压式集便装置的研制

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1、真空加压式集便装置的研制陈思国，娄嘉駿，旲明光文章编号：1002-7602(2005>01-0019-03真空加压式集便装置的研制陈思国，娄嘉駿，吴明光(浙江大学系统工程研究所，浙江杭州)摘要：分析了集便装置的国内需求和国外发展应用的现状，提出了铁路客车真空加压式集便装里设计方案，并介绍了该装置的结构特点、工作原理、关键技术和试验情况。关键词：铁路客车；真空加压式；集便装里中围分类号：U270.38+5文献标识码：B真空加压式集便装置的研制陈思国，娄嘉駿，旲明光真空加压式集便装置的研制陈思国，娄嘉駿，旲明光随着铁路客车不断提速和人们环保意识的不断加强，客车

2、直排式便器对铁路沿线环境危害日益凸现，同时也造成了高速列车内空气严重污染，车辆走行装置和钢轨使用寿命缩短，列车维修人员工作环境恶化。为此，许多国家的客车都装备了密闭式集便装置。1国外集便装置现状与发展趋势1960年，日本东海道新干线客车率先配置储留式厕所，净水冲洗便池后直接把污物导人车下的_留箱。由于冲水量大(6L/次），导致储污量大，影响了¥辆使用率和车辆的动力学性能，各国客车已弃而不用。1970年一1980年，日本、法国、韩国等国家的客车使用循环式集便装置。循环式集便装置采用化学药液混合人体排泄物来冲洗便池，其突出优点是几乎没有水量消耗，但由于添加了化

3、学药剂，容易造成二次污染，给粪便的后期处理带来了不便。鉴于现有技术条件下无法解决循环式集便装置的缺陷，各国的新造客车一般不再使用。我国广深线客车引进循环式集便装置，投入运用后因气味太大，乘客无法接受。目前，发达国家重点开发和广泛使用的是基于真空密闭技术的集便装置。真空密闭式集便装置大致可分为真空保持式和真空推拉式2种类型。我国使用的EVAC2000P(瑞典）集便装置属于前者，MAGVAC(美国）、SANIVAC(德国）属后者。EVAC2000P的工作原理为：列宇高压空气经喷射器将集便箱抽成30kPa〜40kPa负压，高压水冲洗便池，排污阀打开，污物在压差和

4、重力双重作用下迅速进人集便箱。MAG-VAC、SANIVAC的工作原理与EVAC2000P不同，艮P在便池与集便箱之间设一个小隔离器，喷射器只对隔收稿日期：2004-05-28基金项目：浙江省科技厅资助项目（、)作者简介：陈思国（1979-),男，硕士研究生。万方数据离器抽真空，污物一旦进入隔离器，MAGVAC利用列车风压，而SANIVAC依靠液压杲将污物输送至常压集便箱。真空保持式集便装置对污物和管路的密闭性要求高，气量消耗较大。真空推拉式集便装置结构复杂，运动部件多，不易维修。真空密闭式集便装置具有明显的综合经济技术优势，环保卫生指标优于循环式，适合高

5、速列车，耗水量少，因此已成为发达国家客车集便装置的主流技术。我国共有旅客列车4万列，每列配置30个厕所，共计120万个厕所亟待改造。进口厕所1台价格为20余万元，仅车载厕所改造费用就高达2400亿元。而车站污物后端处理设备亦耗资巨大。显然，单纯依靠进口，经济上难以承受。另一方面，由于国外产品未考虑中国国情，导致相当数量的产品在中国运用时出现故障。以金温线列车为例，损坏率高达85%〜90%。国外产品主要存在以下几点问题：(1)排泄阀。污物中夹杂着旅客抛弃的筷子、饭盒等物品，容易堵塞排泄阀，从而影响污物的排放。(2)真空度。由于排泄阀堵塞或真空管路泄漏，系统无

6、法达到标准真空度，使系统频繁启动。(3)防寒。在寒冷环境下，如果得不到很好的防寒保护，污物和水经过的管路可能形成冰堵。(4)维修保养。由于国外产品配件供货不及时，价格昂贵，维修力量跟不上，使集便系统得不到有效的定期维修保养，导致系统故障率高。.2真空加压式集便装置的设计方案我国列车单节载客容量大（硬座定员118人），国土辽阔，列车运行时间长，最长距离的列车要运行3天(72h)以上，而路局均未建固定式污物地面处理设施，因此，确定方案时必须立足于国情。现以定员118人，运行时间18h，每人次排污0.27L(日本、欧洲为0.2L),人均4h使用1次厕所，冲水量0

7、•3L/次，计算得:.19•净容量=118X(0.3+0.27)X18/4=302.67(L)总容量=302.67/0.9=336.3(L)(留出10%裕量）真空加压式集便装置的研制陈思国，娄嘉駿，旲明光国内标配400L集便箱，能满足运行时间小于18h的满员硬座列车。为应付超员、晚点等异常工况，集便装置采取满溢时转入直排式应急的措施：在集便箱上安装液位传感器，在液位达到80%•时，给出报警指示信息;达到100%时，系统关闭暂存腔和集便箱的连接阀，打开暂存腔出口阀，把污物直接喷到地面。3真空加压式集便装置的结构与工作原理集便装置的基本设计思想是高压水冲洗，通

8、过进口阀将污物从便池吸入到一个保持一定真空度的暂存腔中，然后给暂存