摘要：安全上水接頭，是我國鐵路上水行業(yè)發(fā)展的必然方向。它所要實(shí)現的功能是在能滿(mǎn)足上水作業(yè)的基礎上，對上水人員的安全進(jìn)行保護。把上水接頭在上水工作中存在的安全隱患進(jìn)行消除。近年來(lái)，在上水作業(yè)過(guò)程中，由于上水接頭所造成的事故頻頻發(fā)生。本文基于“上水接頭”的安全性能，從安全角度出發(fā)，針對上水接頭脫落不及時(shí)或設備故障人為操作不當時(shí)上水接頭被列車(chē)拖走上水管的問(wèn)題及解決方案做了詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路客車(chē)   上水接頭   安全   智能

1、前言

據國家發(fā)改委公布的數據顯示，至2020年，我國高鐵網(wǎng)絡(luò )將達到15萬(wàn)公里的總規模。由此可見(jiàn)，隨著(zhù)鐵路運輸網(wǎng)的日趨完善，車(chē)站的不斷增多，客車(chē)數量爆發(fā)式的增長(cháng)，客車(chē)停站時(shí)間將進(jìn)一步縮短、車(chē)流密度將進(jìn)一步加大。由此，保證客車(chē)進(jìn)站后高效快捷安全的完成上水作業(yè)任務(wù)，顯得尤為重要。同時(shí)也對上水設備技術(shù)的智能化和作業(yè)方式的高效性及安全性提出了更高的要求。

以前給列車(chē)上水采用傳統的操作方式，即由上水工先將供水管插入列車(chē)的注水口，再返回給水井打開(kāi)閥門(mén)進(jìn)行上水，在上水達到要求或列車(chē)?？繒r(shí)間將到時(shí)，由上水工拔掉注水口接頭，再返回給水井關(guān)閉閥門(mén)。在實(shí)際使用過(guò)程中由于列車(chē)上水接口形狀、結構不統一，嚴重影響了上水接口與注水口的緊密結合。大的接頭遇到小的水管就可能抱不緊；小的接頭遇到大的水管就要硬插上去，停水后就要人工使勁拔下。這不但加大上水工的勞動(dòng)強度，還造成水資源的極大浪費。

自2006年新型客車(chē)上水設備投入使用以來(lái)，上水接頭基本采用氣動(dòng)接頭和水動(dòng)接頭，廣泛應用于各大車(chē)站和動(dòng)車(chē)段所，在降低上水工勞動(dòng)強度，提高工作效率，節約水資源方面都起了重要的作用，但在使用過(guò)程中的問(wèn)題和安全隱患也逐漸暴露出來(lái)，尤其是上水接頭問(wèn)題較為突出，現場(chǎng)調查了解到，目前路內普通客車(chē)水箱的注水口種類(lèi)達10余種，口徑為22mm-37mm,材質(zhì)為鑄鐵和不銹鋼2種，動(dòng)車(chē)注水口種類(lèi)也較多，最小口徑20mm，最大口徑30mm，材質(zhì)為不銹鋼，形狀呈錐形。在客車(chē)上的安裝位置和角度不統一，有和車(chē)體水平的、垂直的、也有和車(chē)體成不同角度的。由此，造成這些接頭不能鎖緊注水口，易脫落，或鎖緊后不易脫落，影響上水作業(yè)。更重要的是這些接口在插上上水接頭后，由于設備故障原因，以及列車(chē)停留時(shí)間短等因素上水工不能及時(shí)把接頭拔下列車(chē)就啟動(dòng)，導致列車(chē)把上水接頭連同上水膠管帶走的安全事故時(shí)有發(fā)生。對上水工和客車(chē)安全造成極大的威脅，嚴重的影響了行車(chē)安全。下面就現有常用的上水接頭進(jìn)行安全分析。

2、氣動(dòng)上水接頭

2.1氣動(dòng)上水接頭的結構  氣動(dòng)上水接頭外部材質(zhì)為金屬材質(zhì)，內部有一根可以伸縮的鋼管，防止上水工誤操作時(shí)將內部氣囊打爆，上水作業(yè)開(kāi)始，氣泵氣罐里的氣體充到上水接頭的氣囊部分，使接頭內的氣囊膨脹鎖緊客車(chē)注水口完成上水作業(yè)。

2.2氣動(dòng)上水接頭解決的問(wèn)題  氣動(dòng)上水接頭的出現，改變了傳統上水的純手工上水作業(yè)。使上水工的工作量大大減小。并縮短了上水時(shí)間，減少了上水作業(yè)勞動(dòng)強度。實(shí)現了從傳統上水到半自動(dòng)化設備上水的成功轉變。

2.3氣動(dòng)上水接頭工作時(shí)的不足  因此接頭工作前要先啟動(dòng)氣泵，由氣泵工作產(chǎn)生氣壓，經(jīng)過(guò)水管內的氣管將氣壓傳輸到氣動(dòng)接頭的氣囊內，使接頭內的氣囊膨脹實(shí)現與列車(chē)上水口的緊密對接。此種對接方法，對設備的可靠性要求極高，并且完成過(guò)程附屬的設備多，接口復雜，任何一個(gè)環(huán)節出現問(wèn)題都會(huì )造成上水作業(yè)不能正常進(jìn)行。

在停電或電力臨時(shí)故障時(shí)，或氣泵不能正常工作，會(huì )對上水作業(yè)帶來(lái)一定的困難，影響上水效率。對電力的依附性過(guò)強，不能完成由于電力不足的突發(fā)性上水工作。

在停止上水后，必須先要關(guān)閉氣泵，打開(kāi)排氣閥使氣囊內的氣體排空才能使接頭脫落，任何一處設備故障造成排氣不暢，都會(huì )造成上水管不能及時(shí)脫落的安全風(fēng)險。如果在列車(chē)啟動(dòng)后，還未實(shí)現接頭脫落，就造成列車(chē)脫走上水管，引發(fā)安全事故。

由于該上水接頭結構復雜，安全隱患較多。不能完成停電等突發(fā)狀況下的上水問(wèn)題，也不能有效解決列車(chē)拖走上水管的問(wèn)題。便出現了水動(dòng)上水接頭。

3.水動(dòng)上水接頭  

3.1水動(dòng)上水接頭的構成  水動(dòng)上水接頭全部采用橡膠一次壓制成型，外壁采用比較堅硬的橡膠，內壁采用相對較軟的橡膠，內壁橡膠具有一定彈性，在打開(kāi)上水閥時(shí)利用水管內水的自身壓力，使接頭內壁膨脹鎖緊注水口，實(shí)現上水的功能。

整體結構內外部結構

3.2水動(dòng)上水接頭的優(yōu)點(diǎn)  水動(dòng)接頭采用水的壓力，達到接頭內壁和列車(chē)注水口緊密結合，克服了氣動(dòng)接頭工藝復雜等諸多缺陷，是一種比氣動(dòng)接頭更先進(jìn)的上水接頭，安全性大大得到了的提升。并且結構簡(jiǎn)單，且無(wú)需任何輔助設備，既能獨立完成上水作業(yè)，大幅降低上水設備的故障率。它利用水壓，就可以實(shí)現自動(dòng)鎖緊注水口，上水作業(yè)結束后接頭內的水會(huì )自動(dòng)排出使壓力減小，接頭就自動(dòng)脫落下來(lái)，使用方便，可靠性和安全性得到了大的提升。

3.3水動(dòng)上水接頭的弊端  水動(dòng)接頭是一個(gè)獨立的單元，結構簡(jiǎn)單無(wú)需附帶設備是一種比較先進(jìn)科學(xué)的方法，但是水動(dòng)接頭由于整體結構比較堅硬，在遇到接頭不能自動(dòng)脫落或上水工來(lái)不及拔管的情況下，列車(chē)啟動(dòng)就會(huì )有拖走上水管的風(fēng)險。其次，由于橡膠特性膠質(zhì)太硬，大接頭遇到細的注水口水管就會(huì )抱不住。倘若膠質(zhì)過(guò)軟，當出現水壓過(guò)大時(shí)，水壓接頭就會(huì )膨脹的像氣球，當管內壓力大于橡膠接頭最大承受壓力時(shí)，接頭就會(huì )漲裂。盡管如此，水動(dòng)上水接頭相對氣動(dòng)接頭還是有很大的進(jìn)步。

4、智能型安全上水接頭  

 智能型安全上水接頭結合上述兩種接頭的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們在工作中的弊端。外壁采用橡膠和復合抗拉材料一次性鑄造成型，當出現由于現操作不當或者上水接頭沒(méi)有及時(shí)脫落的情況，上水接頭在出現拖動(dòng)的情況下，立刻處于松動(dòng)狀態(tài)，隨著(zhù)管子的拖動(dòng)，接頭就會(huì )自動(dòng)脫落；如果接

頭還不能脫落，上水管被列車(chē)拖走時(shí)，智能型安全上水接頭在受到來(lái)自不同方向，大小為2000N左右的拉力的時(shí)候能實(shí)現自行斷裂，從而實(shí)現對上水管拖走現象的二次保護，繼而從根本上消除了安全隱患。由于此種材質(zhì)具有蓄能和防爆功能，故能承受更大的壓力，且為軟質(zhì)材料，具有一定的柔韌性、膨脹范圍大?？?/span>適應不同形狀、大小的注水口。

（智能型安全上水接頭結構圖）

智能安全上水接頭，從理論上實(shí)現了結構簡(jiǎn)單，能獨立完成上水的功能。能與不同列車(chē)，不同注水口緊密結合，很好的完成各種列車(chē)的上水工作。由于接頭的特殊性材質(zhì)，在遇到列車(chē)帶管時(shí)很容易就從注水管上滑落下來(lái)不受水管方向的約束。解決了由于列車(chē)停站時(shí)間較短，沒(méi)有來(lái)得及脫管或由于上水管與注水口連接過(guò)緊，無(wú)法正常脫離而造成的安全事故。

使用演示圖：幫助了解產(chǎn)品實(shí)際使用過(guò)程

      抱住注水管的效果                           接頭采用軟體結構

正常脫落過(guò)程演示                         強行拖拽滑落過(guò)程演示

5 結語(yǔ)  “安全作業(yè)”作為社會(huì )和經(jīng)濟持續發(fā)展的基本條件。安全型上水接頭將會(huì )成為鐵路客車(chē)上水領(lǐng)域不可替代的一部分。依據鐵路客運在客車(chē)停站時(shí)間短，車(chē)流密度大的現狀下，保證客車(chē)進(jìn)站后高效、快捷安全的完成上水作業(yè)，關(guān)乎著(zhù)鐵路客運的運營(yíng)和發(fā)展，智能型安全上水接頭作為上水設備重要的組成部分，在提高上水作業(yè)智能化，提高上水效率，降低勞動(dòng)強度，提高安全保障起到了一定的作用，該接頭在降低能耗的同時(shí)也產(chǎn)生一定的社會(huì )效益。從而證明，該接頭的是鐵路客車(chē)上水發(fā)展的必然換代產(chǎn)品。