CN103469757B - 一种多功能除雪车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能除雪车，主要解决了现有除雪车除雪效率低、效果差等问题。该多功能除雪车包括除雪车头和除雪车身（1），其特征在于，所述除雪车头包括前端开口的集雪斗，位于集雪斗前端并与其转动连接的前方破冰装置，设置于集雪斗后端并与其连通的抛雪装置，以及为所述除雪车头提供运行动力的动力系统；在所述除雪车身的底部可拆卸式连接有用于吹扫轨道面积雪的热力涡轮吹雪装置。本发明设计合理、结构紧凑，且除雪效率及效果远高于目前所应用的除雪车。因此，适合推广应用。

Description

一种多功能除雪车

技术领域

 本发明涉及一种用于高铁线路的除雪设备，具体的说，是涉及一种多功能除雪车。

背景技术

高铁线路一般采用无砟轨道，它采用板式道床或整体式道床，没有单独的轨枕，轨道相对较稳定。高铁线路的轨道积雪排除一直是本技术领域的难题，现有除雪车一般为粗放式的结构设计，对轨道面的大面积的积雪除雪有一定效果。现有除雪车主要存在以下缺陷：一、除雪效率低、除雪不尽、难以适用于高铁线路的无砟轨道的缺陷；二、积雪收集后的抛洒角度一般是固定不变的，极易导造成路沿线的部分路段积雪抛洒困难的问题；三、对于轨道间歇、除雪设备无法触及到的地方，尤其是枕木之间的残留积雪的去除效果欠佳。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、除雪效率高、除雪效果良好的多功能除雪车。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能除雪车，包括除雪车头和除雪车身，所述除雪车头包括前端开口的集雪斗，位于集雪斗前端并与其转动连接的前方破冰装置，设置于集雪斗后端并与其连通的抛雪装置，以及为所述除雪车头提供运行动力的动力系统；在所述除雪车身的底部可拆卸式连接有用于吹扫轨道面积雪的热力涡轮吹雪装置。

其中，所述前方破冰装置包括通过悬臂与集雪斗两侧转动连接的除雪轮外壳，安装在外壳内并可相对于外壳旋转的除雪轮，以及用于抬升外壳的液压升降杆；在该外壳上端边沿处设有用于止雪飞溅的防飞溅盖板。

为了保证起冰刀或弹簧钢刷不与轨道板接触，所述前方破冰装置还包括用于校准悬臂下压距离的激光位移传感。

在一种实施方案中，适用于轨道面结冰或雪层较厚的除雪工况，所述除雪轮为碾冰轮，该碾冰轮包括两端与外壳对应连接并可相对于外壳转动的转动圆筒，以及可拆卸式安装于该转动圆筒的起冰刀和/或弹簧钢刷，该起冰刀和/或弹簧钢刷为弧形的条状结构；

在另一种实施方案中，适用于轨道面未结冰或积雪较薄的除雪工况，所述除雪轮为扫雪轮，该扫雪轮包括固定直径转筒，设置在固定直径转筒两侧并与其同步转动的可变直径转筒，以及安装在固定直径转筒和可变直径转筒上的柔性聚丙烯刷毛。

进一步的，所述集雪斗包括前端开口的收集斗，设置在该收集斗开口处两侧的翼板，以及设置在该翼板下端用于排雪或集雪且刷毛呈螺旋状的雪刷；其中，收集斗开口处的下端呈平口状。

再进一步的，所述抛雪装置包括与集雪斗后端连通的排雪风道，设置在排雪风道入口处的离心风机，设置在排雪风道出口处通过旋转齿轮与排雪风道旋转连接且排雪角度可调的排雪件。其中，离心风机的叶片呈弧形状，且叶片靠近离心风机转动轴的一端的弧度沿其轴向向外逐渐增加，此处叶片弧度较大利于接收双螺旋导入的积雪，远离离心风机转动轴的一端的弧度沿其轴向向内逐渐减小，配合风道能产生较大的离心风力。

本发明中，所述热力涡轮吹雪装置包括通过电机带动的涡轮风机，位于出风通道与涡轮风机出风口之间、用于加热涡轮风机出风温度并从所述除雪车上取电或通过蓄电池和逆变器供电的电阻环，以及设置于涡轮风机出风口且横截面呈“人”字形的出风通道；其中，出风通道的开口端朝向轨道面，其相对于开口端的一端与涡轮风机出风口连通。

考虑到不同除雪工况的需要，本发明中吹风温度可调，其可调温度的实现方式如下：所述热力涡轮吹雪装置还包括安装于所述除雪车上并与电阻环连接用于调节出风温度的温控设备。

为了便于使用、安装，所述热力涡轮吹雪装置还包括风机外壳，涡轮风机、电阻环均安装于外壳内，出风通道位于该外壳外部。

更进一步的，为了使得本发明吹扫除雪更彻底，所述出风通道“人”字形的两侧为弧形结构，且其下部的弧度沿远离“人”字形中轴线的方向逐渐增加。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明在除雪车身的底部安装有若干组热力涡轮吹雪装置，通过该热力涡轮吹雪装置将轨道面间隙、枕木之间的积雪向轨道两侧吹出，以达到吹扫除雪的目的；与此同时，涡轮风机吹出的风通过电阻环加热，热风可融化积雪，有利于吹扫，从而有效地提高了轨道面间隙、枕木之间的除雪效果。

（2）本发明中除雪车头包括了前方破冰装置、集雪斗和抛雪装置三部分，前方破冰装置用于破除除雪车正前方的结冰、积雪，然后积雪卷入集雪斗内，再通过与集雪斗连通的抛雪装置将积雪抛洒至轨道以外，其除雪效率非常高，尤其适用于高铁线路的除雪作业，有效地克服了现有技术中除雪车除雪效率低的缺陷。

（3）本发明中除雪轮采用两种结构形式，一种是破冰轮，另一种是扫雪轮，其中，破冰轮适用于轨道面结冰或雪层较厚的除雪工况，如：我国哈大线等经纬度较高轨道面易结冰或雪层较厚的地区，扫雪轮则适用于轨道面未结冰或积雪较薄的除雪工况，不同的除雪轮应对不同的工况，使得本发明的实现灵活多变，应用范围广。

（4）本发明的前方破冰装置还包括用于校准悬臂下压距离的激光位移传感，该激光位移传感负责校准下压距离，使得悬臂下压工作时保证除雪轮上的起冰刀或弹簧钢刷不与轨道板直接接触，并至少留有1-2cm的空隙，避免作业时对轨道板造成损坏。

（5）本发明中出风通道设计为“人”字形结构，且其开口端朝向轨道面，进一步的，“人”字形的两侧为弧形结构，且其下部的弧度沿远离“人”字形中轴线的方向逐渐增加，该结构设计有利于将积雪从轨道中间往轨道两侧吹扫。

（6）本发明在集雪斗的两侧下端各设有一个雪刷，该雪刷作业时可把轨道外侧（包括轨面以下）的积雪往外推开或者往轨道内部收集（往外排进线路两侧的沟道内，往内被集雪斗收集；同时，雪刷的刷毛螺纹间距对应于轨道枕梁间距，依据车速的改变相应的转速也改变，以达到契合枕梁间间隔，通过雪刷可有效地将轨道两侧集雪斗端部无法触及到的位置的积雪排出轨道，提高了除雪效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的热力涡轮吹雪装置的局部示意图。

图3为本发明中除雪车头的内部示意图。

图4为本发明中翼板及雪刷的局部示意图。

其中，附图标记所对应的名称：1-除雪车身，2-悬臂，3-除雪轮外壳，4-除雪轮，5-液压升降杆，6-防飞溅盖板，7-收集斗，8-翼板，9-雪刷，10-排雪风道，11-离心风机，12-排雪件，13-涡轮风机，14-出风通道，15-旋转齿轮，16-风机外壳，17-活动连接槽，18-气动装置，19-保护栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

本实施例提供了一种多功能除雪车，如图1、3、4所示，该除雪车主要包括除雪车头和除雪车身1两部分。本发明对于轨道除雪主要通过两个方面进行：一、轨道面的积雪处理；二、对于轨道面间隙、枕木之间的积雪处理。

轨道面的积雪处理主要通过新设计的除雪车头完成，具体的说，本实施例中，除雪车头主要包括集雪斗、前方破冰装置、抛雪装置和动力系统四部分，其中，前方破冰装置用于破除除雪车正前方的结冰、积雪，破除后的冰块、冰渣及积雪收集至集雪斗内，集雪斗与抛雪装置连通，集雪斗内的积雪、冰块、冰渣等通过雪装置抛洒出去，排除至轨道沿线两侧，完成除雪作业。

集雪斗整体呈斗状，其前端开口，底部为略高于轨道面的平口设计，积雪、冰块被集雪斗底部的平口铲入其内部。本实施例中，集雪斗包括前端开口的收集斗7，设置在该收集斗开口处两侧的翼板8，以及设置在该翼板8下端用于排雪或集雪且刷毛呈螺旋状的雪刷9。翼板一般为直板，其前端倒有圆弧，翼板底部设有雪刷9，雪刷的刷毛呈螺旋状，螺旋状的刷毛螺纹间距对应于轨道枕梁间距，依据车速的改变相应的转速也改变，以达到契合枕梁间间隔。作业时，雪刷可把轨道外侧（包括轨面以下）的积雪往外推开或者往轨道内部收集（往外排进线路两侧的沟道内，往内被集雪斗收集。根据不同雪量、不同线路环境而选择外排还是收集，外排方式的除雪速度较快但积雪不蹦出轨道床，一般适用于雪量较小的情况）。

为了对集雪斗端口所处平面以下积雪进行有效地清理，本实施例在集雪斗的底端，即其开口处的下端还固定安装有内集雪板，具体的说，内集雪板为外部包覆有橡胶的合金框架，且在该合金框架内设有防冲击弹簧。内集雪板为可升降设计，实现内集雪板的升降方式为现有成熟技术，本实施例不作赘述。道岔作业时集雪板通过气动装置收回到轨道面以上的水平位置，无道岔时可降下用于清除轨面以下的积雪。

进一步的，为了提高雪刷9的适用性，使其能根据不同的路面积雪情况而做出调整，本实施例将雪刷设计为可升降、角度可调节的雪刷，雪刷的可升降、角度可调节的结构实现多种多样，本实例的具体实现方式如下：翼板8下端活动连接有具有凹槽的活动连接槽17，雪刷则固定在该活动连接槽内，活动连接槽上端通过转动轴与翼板下端转动连接，并通过气动装置18控制活动连接槽转动；与此同时，活动连接槽上端还通过设置在集雪斗侧面上的气动杆或弹簧杆实现活动连接槽下压、抬起的动作。气动装置的供气设备可安装于除雪车内。

气动装置18一端通过贯穿于集雪斗侧部的连杆与集雪板铰接，另一端连接于保护栓19下臂。当集雪板遇到冲撞大于防冲击弹簧行程时，保护栓19动作（卡勾卡住，集雪板后缩收回）。正常道岔作业时，不具备轨面下作业条件，集雪板应收回。此外，为了能同时适应CRTSI型、CRTSⅡ型轨道板和既有线路，集雪板两侧设有可调节长度和角度的副板。副板完全收回时集雪板长度最小，适用于CRTSⅡ型轨道板（京沪线）。副板完全伸展时集雪板长度最大，适用于CRTSI型轨道板（哈大线），伸出长度介于两者之间的则适用于既有线路。

前方破冰装置通过悬臂2与集雪斗两侧转动连接，其主要用于破除除雪车正前方的结冰、积雪，以使得积雪及结冰可顺利地收集至集雪斗内。本实施例中，前方破冰装置包括通过悬臂2与集雪斗两侧转动连接的除雪轮外壳3，安装在除雪轮外壳内并可相对于外壳旋转的除雪轮4；在该除雪轮外壳上端边沿处设有用于止雪飞溅的防飞溅盖板6。在悬臂的中部与集雪斗之间设有升降杆，作为优选，该升降杆为液压升降杆5，悬臂通过升降抬起或降下除雪轮。除雪轮旋转除雪，其动力通过动力系统驱动。

本实例中除雪轮结构分为两种：

其一

除雪轮为碾冰轮，该碾冰轮包括两端与除雪轮外壳对应连接并可相对于除雪轮外壳转动的转动圆筒，以及可拆卸式安装于该转动圆筒的起冰刀和/或弹簧钢刷，该起冰刀和/或弹簧钢刷为弧形的条状结构。碾冰轮通过两端的轴承固定在外壳的端部，且其固定端单侧装有液压驱动马达和齿轮组，以此实现碾冰轮的旋转。碾冰轮总长0.9米，转动圆筒直径0.6米，起冰刀和/或弹簧钢刷安装在转动圆筒的外壁，作为优选，起冰刀和/或弹簧钢刷采用六角螺栓与转动圆筒固定。其中，起冰刀用于破开较为坚硬和厚实的压实冰层，弹簧钢刷用于薄冰层的刮除。

其二

除雪轮为扫雪轮，当轨道内积雪未结冰时用于替换碾冰轮使用，获得更好的清扫效果。扫雪轮包括固定直径转筒，设置在固定直径转筒两侧并与其同步转动的可变直径转筒，以及安装在固定直径转筒和可变直径转筒上的柔性聚丙烯刷毛。扫雪轮总长1.3米，其转动筒由中间0.8米长的固定直径转筒和左右外圈各0.2米长的可变直径转筒组成。柔性聚丙烯刷毛安装在扫雪轮的外壁，其耐磨并有一定硬度。位于固定直径转筒两侧的可变直径转筒内部设有行程螺丝，筒径可通过扳手调节行程螺丝而改变，调节后刷头可与轨道内侧轨道板和枕梁相契合，不同筒径分别适用于CRTSI型和CRTSⅡ型轨道板，同时也调节适用于传统的既有线路。实现扫雪轮旋转的方式与碾冰轮一样，在此不做赘述。需要除雪作业时，降下除雪轮，进行除雪，作业完成后或不需作业时，则通过升降杆抬起除雪轮离开轨道面。

悬臂带动除雪轮下降（下压）、抬起时，应当有一定行程限制，本实施例采用在悬臂与除雪轮固定的轴端盖下方设置激光位移传感器来实现对除雪轮下压位置的反馈，激光位移传感器负责校准下压距离，使得悬臂下压工作时保证起冰刀或弹簧钢刷不与轨道板接触，并至少留有1-2cm的空隙，避免作业时对轨道板造成损坏。

雪被收集到集雪斗内后，需要采用抛洒设备将收集的雪抛洒至轨道沿线的两侧，本实施例采用抛雪装置实现上述目的。具体的说，抛雪装置包括与集雪斗后端连通的排雪风道10，设置在排雪风道入口处的离心风机11，设置在排雪风道出口处的排雪件12。离心风机将集雪斗内的积雪卷入至排雪风道内，然后由排雪风道出口处的排雪件排出。排雪件的形状排雪风道匹配的中空的圆筒形，在其侧边开设有供积雪抛洒出的抛洒口。

进一步的，为了更好的达到离心风机将集雪斗内的积雪卷入至排雪风道内的目的，本实施例中，离心风机11的叶片呈弧形状，且叶片靠近离心风机转动轴的一端的弧度沿其轴向向外逐渐增加，此处叶片弧度较大利于接收双螺旋导入的积雪，远离离心风机转动轴的一端的弧度沿其轴向向内逐渐减小，配合风道能产生较大的离心风力。该设计极大地提高了排雪效率。

现有除雪车的排雪角度均是固定不变的，因此，极易导造成路沿线的部分路段积雪抛洒困难的问题。因此，本实施例中，排雪件通过旋转齿轮15与排雪风道10旋转连接，旋转齿轮15又通过第二电机进行驱动。当涉及需要改变抛雪角度时，启动第二电机，第二电机输出轴与旋转齿轮形成齿轮副，带动旋转齿轮转动，从而使得旋转齿轮带动排雪件转动，完成角度调节。

除雪车头的动力系统为除雪车头提供运行动力，其主要包括用于驱动雪刷旋转的第一液压马达，用于驱动离心风机的第一电机，用于驱动除雪轮（转动圆筒或固定直径转筒、可变直径转筒）的第二液压马达，用于驱动排雪件角度调节的第二电机，升降杆的液压驱动系统以及上述的气动装置等。

轨道面间隙、枕木之间的积雪处理的通过设置在除雪车身底部的热力涡轮吹雪装置实现。如图1、2所示，本实施例中，热力涡轮吹雪装置主要有两个作用：一、将轨道面的积雪融化，使较厚、较硬的雪层变松软；二、将松软的雪层吹向轨道两侧，实现吹扫除雪。热力涡轮吹雪装置实现上述两个作用的结构如下：热力涡轮吹雪装置包括涡轮风机13、电阻环和出风通道14三部分。

涡轮风机，通过涡轮电机带动其运行，该涡轮风机的出风口朝向轨道面并延伸至除雪车身外，涡轮风道和叶片均由铝合金制造，重量较小。

出风通道，安装在涡轮风机的出风口处，其作用在于将从涡轮风机出风口吹出的风进行导向，使得风吹向轨道面。进一步的，为了提高吹扫效果，本实施例中出风通道的横截面呈“人”字形结构，且其开口端朝向轨道面，同时， “人”字形的两侧为弧形结构，且其下部的弧度沿远离“人”字形中轴线的方向逐渐增加，该结构设计有利于将积雪从轨道中间往轨道两侧吹扫。根据不同的轨道面积雪情况，吹扫角度可作适应性调整，即出风通道的开口端相对于轨道面的角度可调；实现出风通道的开口端相对于轨道面的角度可调的方式多种多样，如：出风通道与涡轮风机的出风口的转动连接、旋转连接或球形铰接均可，该连接方式为现有成熟技术，因此，本实施例不对其详述。

电阻环，用于加热从涡轮风机的出风口吹出的风，电阻环安装在出风通道上方、涡轮风机出风口的下方。电阻环内安装有热电阻丝，电阻丝的供电主要有两种方式：一、热电阻丝通过位于环外部的电线接入除雪车上，进行取电；二、通过独立的蓄电池和逆变器进行供电。加热后的风对积雪有融化作用，更利于风的吹扫。考虑到不同工况下，积雪厚度、温度的不同，本实施例将吹风温度设计为可调式，其实现方式如下：在除雪车上安装有温控设备，该温控设备对电阻环进行控制调温，从而达到本装置出风温度可调的目的。

在上述结构的基础上，本实施例将涡轮风机、电阻环等集成在一起构成箱式模块化的设计，具体的做法是增设一个风机外壳16，涡轮风机、电阻环均安装于外壳内，出风通道位于该外壳外部。热力涡轮吹雪装置可通过箱式模块的设计拆卸式连接于除雪车身的底部，拆下后，可作为便携式吹扫装置使用，不仅实现灵活，而且维护方便。

热力涡轮吹雪装置单独使用适用于车站附近多道岔路段或小范围的清扫作业时。使用时，可单人背负使用，也可安装于小型作业台架上，通过供电设备进行供电。小型作业台架上可沿用“人”字形出风通道；人工作业的要求还设计有带把手的万向出风管，出风管头部为金属头，内有加热电阻丝。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多功能除雪车，包括除雪车头和除雪车身（1），其特征在于，所述除雪车头包括前端开口的集雪斗，位于集雪斗前端并与其转动连接的前方破冰装置，设置于集雪斗后端并与其连通的抛雪装置，以及为所述除雪车头提供运行动力的动力系统；在所述除雪车身的底部可拆卸式连接有用于吹扫轨道面积雪的热力涡轮吹雪装置；所述集雪斗包括前端开口的收集斗（7），设置在该收集斗开口处两侧的翼板（8），以及设置在该翼板下端用于排雪或集雪且刷毛呈螺旋状的雪刷（9）；其中，收集斗开口处的下端呈平口状；所述抛雪装置包括与集雪斗后端连通的排雪风道（10），设置在排雪风道入口处的离心风机（11），设置在排雪风道出口处通过旋转齿轮（15）与排雪风道旋转连接且排雪角度可调的排雪件（12）。

2.根据权利要求1所述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述前方破冰装置包括通过悬臂（2）与集雪斗两侧转动连接的除雪轮外壳（3），安装在除雪轮外壳内并可相对于外壳旋转的除雪轮（4），以及用于抬升除雪轮外壳的液压升降杆（5）；在该除雪轮外壳上端边沿处设有用于止雪飞溅的防飞溅盖板（6）。

3.根据权利要求2所述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述前方破冰装置还包括用于校准悬臂（2）下压距离的激光位移传感。

4.根据权利要求2或3所述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述除雪轮（4）为碾冰轮，该碾冰轮包括两端与外壳对应连接并可相对于外壳转动的转动圆筒，以及可拆卸式安装于该转动圆筒的起冰刀和/或弹簧钢刷，该起冰刀和/或弹簧钢刷为弧形的条状结构；

或者，所述除雪轮（4）为扫雪轮，该扫雪轮包括固定直径转筒，设置在固定直径转筒两侧并与其同步转动的可变直径转筒，以及安装在固定直径转筒和可变直径转筒上的柔性聚丙烯刷毛。

5.根据权利要求1所述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述热力涡轮吹雪装置包括通过电机带动的涡轮风机（13），位于出风通道与涡轮风机出风口之间、用于加热涡轮风机出风温度并从所述除雪车上取电或通过蓄电池和逆变器供电的电阻环，以及设置于涡轮风机出风口且横截面呈“人”字形的出风通道（14）；其中，出风通道的开口端朝向轨道面，其相对于开口端的一端与涡轮风机出风口连通。

6.根据权利要求5述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述热力涡轮吹雪装置还包括安装于所述除雪车上并与电阻环连接用于调节出风温度的温控设备。

7.根据权利要求5或6述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述热力涡轮吹雪装置还包括风机外壳（16），涡轮风机、电阻环均安装于风机外壳内，出风通道位于该风机外壳外部。

8.根据权利要求7述的一种多功能除雪车，其特征在于，所述出风通道“人”字形的两侧为弧形结构，且其下部的弧度沿远离“人”字形中轴线的方向逐渐增加。