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。它所要實現(xiàn)的功能是在能滿足上水作業(yè)的基礎上，對上水人員的安全進行保護。把上水接頭在上水工作中存在的安全隱患進行消除。近年來，在上水作業(yè)過程中，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或設備故障人為操作不當時上水接頭被列車拖走上水管的問題及解決方案做了詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路客車   上水接頭   安全   智能

1、前言

據(jù)國家發(fā)改委公布的數(shù)據(jù)顯示，至2020年，我國高鐵網(wǎng)絡將達到15萬公里的總規(guī)模。由此可見，隨著鐵路運輸網(wǎng)的日趨完善，車站的不斷增多，客車數(shù)量爆發(fā)式的增長，客車停站時間將進一步縮短、車流密度將進一步加大。由此，保證客車進站后高效快捷安全的完成上水作業(yè)任務，顯得尤為重要。同時也對上水設備技術(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。

以前給列車上水采用傳統(tǒng)的操作方式，即由上水工先將供水管插入列車的注水口，再返回給水井打開閥門進行上水，在上水達到要求或列車?？繒r間將到時，由上水工拔掉注水口接頭，再返回給水井關(guān)閉閥門。在實際使用過程中由于列車上水接口形狀、結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，嚴重影響了上水接口與注水口的緊密結(jié)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強度，還造成水資源的極大浪費。

自2006年新型客車上水設備投入使用以來，上水接頭基本采用氣動接頭和水動接頭，廣泛應用于各大車站和動車段所，在降低上水工勞動強度，提高工作效率，節(jié)約水資源方面都起了重要的作用，但在使用過程中的問題和安全隱患也逐漸暴露出來，尤其是上水接頭問題較為突出，現(xiàn)場調(diào)查了解到，目前路內(nèi)普通客車水箱的注水口種類達10余種，口徑為22mm-37mm,材質(zhì)為鑄鐵和不銹鋼2種，動車注水口種類也較多，最小口徑20mm，最大口徑30mm，材質(zhì)為不銹鋼，形狀呈錐形。在客車上的安裝位置和角度不統(tǒng)一，有和車體水平的、垂直的、也有和車體成不同角度的。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，以及列車停留時間短等因素上水工不能及時把接頭拔下列車就啟動，導致列車把上水接頭連同上水膠管帶走的安全事故時有發(fā)生。對上水工和客車安全造成極大的威脅，嚴重的影響了行車安全。下面就現(xiàn)有常用的上水接頭進行安全分析。

2、氣動上水接頭

2.1氣動上水接頭的結(jié)構(gòu)  氣動上水接頭外部材質(zhì)為金屬材質(zhì)，內(nèi)部有一根可以伸縮的鋼管，防止上水工誤操作時將內(nèi)部氣囊打爆，上水作業(yè)開始，氣泵氣罐里的氣體充到上水接頭的氣囊部分，使接頭內(nèi)的氣囊膨脹鎖緊客車注水口完成上水作業(yè)。

2.2氣動上水接頭解決的問題  氣動上水接頭的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)上水的純手工上水作業(yè)。使上水工的工作量大大減小。并縮短了上水時間，減少了上水作業(yè)勞動強度。實現(xiàn)了從傳統(tǒng)上水到半自動化設備上水的成功轉(zhuǎn)變。

2.3氣動上水接頭工作時的不足  因此接頭工作前要先啟動氣泵，由氣泵工作產(chǎn)生氣壓，經(jīng)過水管內(nèi)的氣管將氣壓傳輸?shù)綒鈩咏宇^的氣囊內(nèi)，使接頭內(nèi)的氣囊膨脹實現(xiàn)與列車上水口的緊密對接。此種對接方法，對設備的可靠性要求極高，并且完成過程附屬的設備多，接口復雜，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成上水作業(yè)不能正常進行。

在停電或電力臨時故障時，或氣泵不能正常工作，會對上水作業(yè)帶來一定的困難，影響上水效率。對電力的依附性過強，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，打開排氣閥使氣囊內(nèi)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，都會造成上水管不能及時脫落的安全風險。如果在列車啟動后，還未實現(xiàn)接頭脫落，就造成列車脫走上水管，引發(fā)安全事故。

由于該上水接頭結(jié)構(gòu)復雜，安全隱患較多。不能完成停電等突發(fā)狀況下的上水問題，也不能有效解決列車拖走上水管的問題。便出現(xiàn)了水動上水接頭。

3.水動上水接頭  

3.1水動上水接頭的構(gòu)成  水動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(nèi)壁采用相對較軟的橡膠，內(nèi)壁橡膠具有一定彈性，在打開上水閥時利用水管內(nèi)水的自身壓力，使接頭內(nèi)壁膨脹鎖緊注水口，實現(xiàn)上水的功能。

整體結(jié)構(gòu)內(nèi)外部結(jié)構(gòu)

3.2水動上水接頭的優(yōu)點  水動接頭采用水的壓力，達到接頭內(nèi)壁和列車注水口緊密結(jié)合，克服了氣動接頭工藝復雜等諸多缺陷，是一種比氣動接頭更先進的上水接頭，安全性大大得到了的提升。并且結(jié)構(gòu)簡單，且無需任何輔助設備，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，就可以實現(xiàn)自動鎖緊注水口，上水作業(yè)結(jié)束后接頭內(nèi)的水會自動排出使壓力減小，接頭就自動脫落下來，使用方便，可靠性和安全性得到了大的提升。

3.3水動上水接頭的弊端  水動接頭是一個獨立的單元，結(jié)構(gòu)簡單無需附帶設備是一種比較先進科學的方法，但是水動接頭由于整體結(jié)構(gòu)比較堅硬，在遇到接頭不能自動脫落或上水工來不及拔管的情況下，列車啟動就會有拖走上水管的風險。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抱不住。倘若膠質(zhì)過軟，當出現(xiàn)水壓過大時，水壓接頭就會膨脹的像氣球，當管內(nèi)壓力大于橡膠接頭最大承受壓力時，接頭就會漲裂。盡管如此，水動上水接頭相對氣動接頭還是有很大的進步。

4、智能型安全上水接頭  

 智能型安全上水接頭結(jié)合上述兩種接頭的優(yōu)點，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(xiàn)由于現(xiàn)操作不當或者上水接頭沒有及時脫落的情況，上水接頭在出現(xiàn)拖動的情況下，立刻處于松動狀態(tài)，隨著管子的拖動，接頭就會自動脫落；如果接

頭還不能脫落，上水管被列車拖走時，智能型安全上水接頭在受到來自不同方向，大小為2000N左右的拉力的時候能實現(xiàn)自行斷裂，從而實現(xiàn)對上水管拖走現(xiàn)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(jié)構(gòu)圖）

智能安全上水接頭，從理論上實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單，能獨立完成上水的功能。能與不同列車，不同注水口緊密結(jié)合，很好的完成各種列車的上水工作。由于接頭的特殊性材質(zhì)，在遇到列車帶管時很容易就從注水管上滑落下來不受水管方向的約束。解決了由于列車停站時間較短，沒有來得及脫管或由于上水管與注水口連接過緊，無法正常脫離而造成的安全事故。

使用演示圖：幫助了解產(chǎn)品實際使用過程

          抱住注水管的效果   

                        接頭采用軟體結(jié)構(gòu)

    正常脫落過程演示                                    

 強行拖拽滑落過程演示

5 結(jié)語  “安全作業(yè)”作為社會和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基本條件。安全型上水接頭將會成為鐵路客車上水領(lǐng)域不可替代的一部分。依據(jù)鐵路客運在客車停站時間短，車流密度大的現(xiàn)狀下，保證客車進站后高效、快捷安全的完成上水作業(yè)，關(guān)乎著鐵路客運的運營和發(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也產(chǎn)生一定的社會效益。從而證明，該接頭的是鐵路客車上水發(fā)展的必然換代產(chǎn)品。