摘要：安全上水接头，是我国铁路上水行业发展的必然方向。它所要实现的功能是在能满足上水作业的基础上，对上水人员的安全进行保护。把上水接头在上水工作中存在的安全隐患进行消除。近年来，在上水作业过程中，由于上水接头所造成的事故频频发生。本文基于“上水接头”的安全性能，从安全角度出发，针对上水接头脱落不及时或设备故障人为操作不当时上水接头被列车拖走上水管的问题及解决方案做了详细的阐述。

关键词：铁路客车   上水接头   安全   智能

1、前言

据国家发改委公布的数据显示，至2020年，我国高铁网络将达到15万公里的总规模。由此可见，随着铁路运输网的日趋完善，车站的不断增多，客车数量爆发式的增长，客车停站时间将进一步缩短、车流密度将进一步加大。由此，保证客车进站后高效快捷安全的完成上水作业任务，显得尤为重要。同时也对上水设备技术的智能化和作业方式的高效性及安全性提出了更高的要求。

以前给列车上水采用传统的操作方式，即由上水工先将供水管插入列车的注水口，再返回给水井打开阀门进行上水，在上水达到要求或列车停靠时间将到时，由上水工拔掉注水口接头，再返回给水井关闭阀门。在实际使用过程中由于列车上水接口形状、结构不统一，严重影响了上水接口与注水口的紧密结合。大的接头遇到小的水管就可能抱不紧；小的接头遇到大的水管就要硬插上去，停水后就要人工使劲拔下。这不但加大上水工的劳动强度，还造成水资源的极大浪费。

自2006年新型客车上水设备投入使用以来，上水接头基本采用气动接头和水动接头，广泛应用于各大车站和动车段所，在降低上水工劳动强度，提高工作效率，节约水资源方面都起了重要的作用，但在使用过程中的问题和安全隐患也逐渐暴露出来，尤其是上水接头问题较为突出，现场调查了解到，目前路内普通客车水箱的注水口种类达10余种，口径为22mm-37mm,材质为铸铁和不锈钢2种，动车注水口种类也较多，最小口径20mm，最大口径30mm，材质为不锈钢，形状呈锥形。在客车上的安装位置和角度不统一，有和车体水平的、垂直的、也有和车体成不同角度的。由此，造成这些接头不能锁紧注水口，易脱落，或锁紧后不易脱落，影响上水作业。更重要的是这些接口在插上上水接头后，由于设备故障原因，以及列车停留时间短等因素上水工不能及时把接头拔下列车就启动，导致列车把上水接头连同上水胶管带走的安全事故时有发生。对上水工和客车安全造成极大的威胁，严重的影响了行车安全。下面就现有常用的上水接头进行安全分析。

2、气动上水接头

2.1气动上水接头的结构  气动上水接头外部材质为金属材质，内部有一根可以伸缩的钢管，防止上水工误操作时将内部气囊打爆，上水作业开始，气泵气罐里的气体充到上水接头的气囊部分，使接头内的气囊膨胀锁紧客车注水口完成上水作业。

2.2气动上水接头解决的问题  气动上水接头的出现，改变了传统上水的纯手工上水作业。使上水工的工作量大大减小。并缩短了上水时间，减少了上水作业劳动强度。实现了从传统上水到半自动化设备上水的成功转变。

2.3气动上水接头工作时的不足  因此接头工作前要先启动气泵，由气泵工作产生气压，经过水管内的气管将气压传输到气动接头的气囊内，使接头内的气囊膨胀实现与列车上水口的紧密对接。此种对接方法，对设备的可靠性要求极高，并且完成过程附属的设备多，接口复杂，任何一个环节出现问题都会造成上水作业不能正常进行。

在停电或电力临时故障时，或气泵不能正常工作，会对上水作业带来一定的困难，影响上水效率。对电力的依附性过强，不能完成由于电力不足的突发性上水工作。

在停止上水后，必须先要关闭气泵，打开排气阀使气囊内的气体排空才能使接头脱落，任何一处设备故障造成排气不畅，都会造成上水管不能及时脱落的安全风险。如果在列车启动后，还未实现接头脱落，就造成列车脱走上水管，引发安全事故。

由于该上水接头结构复杂，安全隐患较多。不能完成停电等突发状况下的上水问题，也不能有效解决列车拖走上水管的问题。便出现了水动上水接头。

3.水动上水接头  

3.1水动上水接头的构成  水动上水接头全部采用橡胶一次压制成型，外壁采用比较坚硬的橡胶，内壁采用相对较软的橡胶，内壁橡胶具有一定弹性，在打开上水阀时利用水管内水的自身压力，使接头内壁膨胀锁紧注水口，实现上水的功能。

整体结构内外部结构

3.2水动上水接头的优点  水动接头采用水的压力，达到接头内壁和列车注水口紧密结合，克服了气动接头工艺复杂等诸多缺陷，是一种比气动接头更先进的上水接头，安全性大大得到了的提升。并且结构简单，且无需任何辅助设备，既能独立完成上水作业，大幅降低上水设备的故障率。它利用水压，就可以实现自动锁紧注水口，上水作业结束后接头内的水会自动排出使压力减小，接头就自动脱落下来，使用方便，可靠性和安全性得到了大的提升。

3.3水动上水接头的弊端  水动接头是一个独立的单元，结构简单无需附带设备是一种比较先进科学的方法，但是水动接头由于整体结构比较坚硬，在遇到接头不能自动脱落或上水工来不及拔管的情况下，列车启动就会有拖走上水管的风险。其次，由于橡胶特性胶质太硬，大接头遇到细的注水口水管就会抱不住。倘若胶质过软，当出现水压过大时，水压接头就会膨胀的像气球，当管内压力大于橡胶接头最大承受压力时，接头就会涨裂。尽管如此，水动上水接头相对气动接头还是有很大的进步。

4、智能型安全上水接头  

 智能型安全上水接头结合上述两种接头的优点，克服了它们在工作中的弊端。外壁采用橡胶和复合抗拉材料一次性铸造成型，当出现由于现操作不当或者上水接头没有及时脱落的情况，上水接头在出现拖动的情况下，立刻处于松动状态，随着管子的拖动，接头就会自动脱落；如果接

头还不能脱落，上水管被列车拖走时，智能型安全上水接头在受到来自不同方向，大小为2000N左右的拉力的时候能实现自行断裂，从而实现对上水管拖走现象的二次保护，继而从根本上消除了安全隐患。由于此种材质具有蓄能和防爆功能，故能承受更大的压力，且为软质材料，具有一定的柔韧性、膨胀范围大。可适应不同形状、大小的注水口。

（智能型安全上水接头结构图）

智能安全上水接头，从理论上实现了结构简单，能独立完成上水的功能。能与不同列车，不同注水口紧密结合，很好的完成各种列车的上水工作。由于接头的特殊性材质，在遇到列车带管时很容易就从注水管上滑落下来不受水管方向的约束。解决了由于列车停站时间较短，没有来得及脱管或由于上水管与注水口连接过紧，无法正常脱离而造成的安全事故。

使用演示图：帮助了解产品实际使用过程

          抱住注水管的效果   

                        接头采用软体结构

    正常脱落过程演示                                    

 强行拖拽滑落过程演示

5 结语  “安全作业”作为社会和经济持续发展的基本条件。安全型上水接头将会成为铁路客车上水领域不可替代的一部分。依据铁路客运在客车停站时间短，车流密度大的现状下，保证客车进站后高效、快捷安全的完成上水作业，关乎着铁路客运的运营和发展，智能型安全上水接头作为上水设备重要的组成部分，在提高上水作业智能化，提高上水效率，降低劳动强度，提高安全保障起到了一定的作用，该接头在降低能耗的同时也产生一定的社会效益。从而证明，该接头的是铁路客车上水发展的必然换代产品。