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(xiàn)的功能是在能滿足上水作業(yè)的基礎(chǔ)上，對上水人員的安全進(jìn)行保護(hù)。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，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(shí)或設(shè)備故障人為操作不當(dāng)時(shí)上水接頭被列車拖走上水管的問題及解決方案做了詳細(xì)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(luò)將達(dá)到15萬公里的總規(guī)模。由此可見，隨著鐵路運(yùn)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(shí)間將進(jìn)一步縮短、車流密度將進(jìn)一步加大。由此，保證客車進(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(shè)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(jìn)行上水，在上水達(dá)到要求或列車?？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。在實(shí)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(yán)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(qiáng)度，還造成水資源的極大浪費(fèi)。

自2006年新型客車上水設(shè)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(yīng)用于各大車站和動車段所，在降低上水工勞動強(qiáng)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(dá)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(shè)備故障原因，以及列車停留時(shí)間短等因素上水工不能及時(shí)把接頭拔下列車就啟動，導(dǎo)致列車把上水接頭連同上水膠管帶走的安全事故時(shí)有發(fā)生。對上水工和客車安全造成極大的威脅，嚴(yán)重的影響了行車安全。下面就現(xiàn)有常用的上水接頭進(jìn)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(shí)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(shí)間，減少了上水作業(yè)勞動強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)上水到半自動化設(shè)備上水的成功轉(zhuǎn)變。

2.3氣動上水接頭工作時(shí)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(shí)現(xiàn)與列車上水口的緊密對接。此種對接方法，對設(shè)備的可靠性要求極高，并且完成過程附屬的設(shè)備多，接口復(fù)雜，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成上水作業(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(qiáng)，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(shè)備故障造成排氣不暢，都會造成上水管不能及時(shí)脫落的安全風(fēng)險(xiǎn)。如果在列車啟動后，還未實(shí)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(fù)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(jiān)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(shí)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(shí)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(diǎn)  水動接頭采用水的壓力，達(dá)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(fù)雜等諸多缺陷，是一種比氣動接頭更先進(jìn)的上水接頭，安全性大大得到了的提升。并且結(jié)構(gòu)簡單，且無需任何輔助設(shè)備，既能獨(dú)立完成上水作業(yè)，大幅降低上水設(shè)備的故障率。它利用水壓，就可以實(shí)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(gè)獨(dú)立的單元，結(jié)構(gòu)簡單無需附帶設(shè)備是一種比較先進(jìn)科學(xué)的方法，但是水動接頭由于整體結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)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(fēng)險(xiǎn)。其次，由于橡膠特性膠質(zhì)太硬，大接頭遇到細(xì)的注水口水管就會抱不住。倘若膠質(zhì)過軟，當(dāng)出現(xiàn)水壓過大時(shí)，水壓接頭就會膨脹的像氣球，當(dāng)管內(nèi)壓力大于橡膠接頭最大承受壓力時(shí)，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(jìn)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(diǎn)，克服了它們在工作中的弊端。外壁采用橡膠和復(fù)合抗拉材料一次性鑄造成型，當(dāng)出現(xiàn)由于現(xiàn)操作不當(dāng)或者上水接頭沒有及時(shí)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(shí)，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(shí)候能實(shí)現(xiàn)自行斷裂，從而實(shí)現(xiàn)對上水管拖走現(xiàn)象的二次保護(hù)，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。可適應(yīng)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(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單，能獨(dú)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(shí)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(shí)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(shí)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(qiáng)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(jì)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(yùn)在客車停站時(shí)間短，車流密度大的現(xiàn)狀下，保證客車進(jìn)站后高效、快捷安全的完成上水作業(yè)，關(guān)乎著鐵路客運(yùn)的運(yùn)營和發(fā)展，智能型安全上水接頭作為上水設(shè)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(qiáng)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。