CN103879431A - 一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，包括临时封闭系统和热风循环系统，临时封闭系统包括纺织风道、纺织软帘和活动挡板。热风循环系统包括纺织风道、热风机组和送回风管道。纺织风道是可充气的纺织物构件，设在停靠列车的一侧，与热风机组的送回风管道连通，送风时充气鼓胀，与列车车体接触并对列车一侧形成封闭。纺织软帘是悬垂式纺织物构件，设在停靠列车的另一侧，其上端与活动挡板相连，共同对列车另一侧形成封闭。纺织风道同时是热风输送通道，通过其上设置的送风喷口，向列车底部送热风，回风通道是若干围合组纺织风道的间隔形成的空间。本发明实现了只对列车底部封闭空间加热，具有缩短融冰时间、加热能耗少等优势。

Description

一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统

技术领域

本发明涉及铁路列车检修装置，特别涉及列车底部融冰装置。

背景技术

高铁列车在寒冷地区行驶，车体底部冻结有冰雪，运行4000公里或者运行48小时，需要回到车库进行一次一级检修。每次一级检修要在约3个半小时内完成，首先需要快速融冰，达到融冰除雪出库标准，走行部各部位不得有残留的积冰和积雪，才能保证下序作业的正常进行，按时并高质完成一次一级检修。因此，非常需要快速融冰系统，以解决高铁列车在寒冷地区运行时车体底部冰雪冻结的快速融化问题。

目前高铁动车本身进行着一些防冰雪研究，例如转向架防冰雪结构研究，根据转向架区域气动流场的研究试验结果，从增加扰流设备或在满足结构功能及强度的条件下优化转向架局部结构，对容易存冰雪的一系转臂区域、抗蛇行减振器和抗侧滚扭杆座区域、电机吊架区域、构架侧梁空簧座区域、制动吊座区域等进行防冰雪结构优化；又如基础制动防冰雪技术研究，为解决基础制动冻冰问题，对高寒耐低温表面低附着力的新型涂料和气动流场进行深入研究；还有车端连接区域防冰雪技术研究，为减少或避免车辆端部积雪，通过对该区域气动流场进行仿真分析研究，解决负压吸雪等问题。虽然动车本身防冰雪研究取得一些效果，但尚未能从根本解决列车在寒冷地区运行时车体底部冰雪冻结的问题。

对车体底部冰雪冻结后的融冰有很多方式，理论上可以采用热风、热水、蒸汽、高压水和化学试剂等，但实际操作中，从安全可靠的角度出发，减少因融冰对列车造成可能的伤害，目前国内大多采用热风系统进行融冰作业。

现有热风融冰系统是由热源加热并通过热风机组产生60℃以下的热风，经过很大的地下管道输送至列车附近位置，将热空气直接吹到列车底部，实现融冰除雪目的。现有热风融冰系统存在以下几个主要问题：

1、由于整个车库空间高大，与列车底部直接相连，融冰热风的热量会加热整个车库空间，使车库空间的环境空气温度超过30℃。车库空间的环境空气温度只需要14-16℃即可，并不需要更高温度，被动的提高车库环境空间的空气温度消耗了大量的能源，造成大量浪费，同时造成热风系统的装机容量需求加大，初投资和运行费用加大。

2、目前的热风融冰系统通过风口送出的60℃热风是点热源，只能与列车底部局部区域直接接触，列车底部大部分区域是在车库环境温度30-35℃作用下融冰，对加快融冰时间不利。

3、车库融冰期间室温过高也很大程度上影响了其他作业，融冰期间其他股道上列车不能同时进行作业，车库整体利用率降低。

4、融冰作业只在冬季才需要，目前的热风融冰系统送风口高出地面会一定程度上影响工艺作业的方便性。

发明内容

针对现有列车热风融冰系统存在的问题，本发明推出一种将高铁列车底部空间临时封闭同时兼顾热风输送风道的新型热风融冰系统，以达到进一步缩短融冰时间、节约能源和不影响其他作业的目的。

本发明涉及的将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，设置在列车车库内，包括临时封闭系统和热风循环系统，临时封闭系统包括纺织风道、纺织软帘和活动挡板，热风循环系统包括纺织风道、热风机组和送回风管道。纺织风道是可充气的纺织物构件，设在停靠列车的一侧，与热风机组的送风管连通，送风时充气鼓胀，其外表面与列车车体表面接触并对列车一侧形成封闭。纺织软帘是悬垂式纺织物构件，设在停靠列车的另一侧，其上端与活动挡板相连，沿列车纵向展开后对列车另一侧形成封闭。纺织风道同时是热风输送通道，通过其上设置的送风喷口，向列车底部送热风。纺织风道分组设置，各组纺织风道之间留有条形空间，形成回风通道，回风通道与热风机组的回风管连通。

纺织风道由不透气纤维制成，充气时鼓胀并呈半圆形断面结构，不充气时瘪软。纺织风道上下分别与列车检修平台和地面设置的滑道槽相连，可以沿滑道槽纵向移动。融冰作业时，纺织风道沿滑道槽伸展开，充气鼓胀后与列车车体一侧直接接触，接触面呈带状水平直线，使接触面上、下空气不相通。融冰作业后，纺织风道停止充气，瘪软后沿滑道槽移动至侧墙折叠堆放。纺织风道分组非直线布置，长度不超过80米，半圆形断面半径1.0～1.1米，与列车平行的滑道槽距列车外表面距离小于断面半径0.1米。

纺织软帘是悬垂式纺织物构件，设置在停靠列车的另一侧。纺织软帘的上端与活动挡板处设置的滑道槽相连，下端与地面设置的滑道槽连接。纺织软帘的上、下端可以沿滑道槽移动。融冰作业时，纺织软帘展开，与检修平台上端设置的、可与列车车顶搭接的活动挡板配合，形成对停靠列车另一侧的封闭。融冰作业后，纺织软帘拉至端墙堆放。设置2组纺织软帘，软帘尺寸为长235～240米，高4.5～5.0米，能遮蔽整列列车的一侧。

活动挡板为已有的列车检修安全设施，只是在人员不踩踏的一侧设置复合塑料薄膜保温被，使活动挡板达到作为封闭构件的功能。

在纺织风道一侧纵向设置送风喷口。纺织风道一端与送风管连接，输送来的热风通过纺织风道上设置的送风喷口高速送入列车底部。送风喷口上下不少于2排，每排送风角度不同，具有手动调节风量和关闭的结构。纺织风道不少于3组，每组之间离开一定距离，围合形成一个条形空间，这个条形空间连接了列车底部与回风口，作为回风通道。回风口设置在回风通道区域内。热风机组、送风管和回风管设置在热风设备机房内。

本发明对列车底部空间封闭采用临时方式，需要融冰作业时进行封闭，需要其他作业时打开封闭。临时封闭快速融冰系统操作程序是，当列车按固定位置停靠后，活动挡板自动落下与列车顶搭接、各组纺织风道和纺织软帘自动沿滑道槽移动展开，对列车进行围合，然后启动热风机组向纺织风道内送热风，使纺织风道鼓胀并从送风喷口出风吹向列车底部，与冰雪换热后的回风循环再加热，保持列车底部空间温度进行列车融冰。融冰结束或固定时间后，停止送风，自动将纺织风道和纺织软帘收回至原来位置，进行列车后续或其他作业。

本发明涉及的快速热风融冰系统只对列车底部封闭空间加热，封闭空间内的空气温度提升时间短，并能保持在45℃以上高温环境，因而能缩短融冰时间。同时，封闭空间内高温空气与车库大空间的热质交换量大幅减少，因而需要的加热能耗大幅减少，提高了热能的有效利用率；可以减少融冰需要的高温环境对大库整体空气温度的影响，满足了列车底部空间和车库空间各自的温度标准，能够安全、舒适达到同库同时实现融冰作业和其他作业，进一步提高了车库整体的利用效率。而且，由于纺织风道设置在地面上，并且采用临时自动围合方式，不会影响其他作业。还非常适合现有不具备融冰功能车库的改造，已建成的无融冰功能的车库可以通过简单改造就可以增加融冰功能。

附图说明

图1为本发明涉及的快速热风融冰系统平面示意图；

图2为本发明涉及的快速热风融冰系统剖面示意图。

图中标记说明：

1.纺织风道     2.送风喷口

3.纺织软帘     4.活动挡板

5.送风管       6.热风机组

7.回风管       8.回风口

9.列车检修平台 10.列车车体

具体实施方式

图1和图2显示了本发明涉及的临时封闭快速融冰系统的基本结构，结合图1和图2对本发明的技术方案具体实施方式作进一步说明。

1.采用纺织风道进行封闭的具体实施方式

采用纺织风道自身实现了对列车一侧的底部空间实施封闭，具体方式是：

在车库侧墙适当位置设置不少于3组纺织风道1，需要融冰作业时纺织风道沿上下的滑道槽移动展开，在列车的一侧形成3个很长的平行列车直线区域。纺织风道充气后鼓胀，由于上下滑道槽作为对纺织风道的约束，迫使该直线区域内的纺织风道与列车车体直接紧密接触，接触面呈带状水平直线，形成了垂直封闭。同时该区域纺织风道也与地面紧密接触，形成了水平封闭。这3个直线区域之间自然形成2处无纺织风道封闭的区域，与列车底部相通，作为回风通道。

每组纺织风道由2段90度转角纺织风道对接形成，平时堆放在车库侧墙适当位置，一端与热风设备机房内的送风道5连接，另一端为堵头。滑道槽分别设置在检修平台和地面上，转弯处设置弧形滑道槽，保证纺织风道整体开合移动顺畅。纺织风道的上、下端对称均匀设置单排连接件，连接件沿滑道槽移动带动纺织风道展开对列车进行围合，或使纺织风道折叠在靠墙处集中堆放。

纺织风道是充气鼓胀、不充气瘪软的纺织物构件，半圆形断面结构。纺织风道采用防火纯气密纺织材料，是一种不透气纤维，具有阻燃、保温、抗静电和防菌抗霉等多种性能。半圆形纺织风道每段的长度，不宜超过80米，纺织风道断面尺寸根据封闭列车需要的高度和送风量确定，半径可以采用1.0～1.1米，连接纺织风道的滑道槽距列车外表面距离小于纺织风道断面半径0.1米。

2.采用纺织软帘和活动挡板进行封闭的具体实施方式

采用纺织软帘和活动挡板实现了对列车另一侧的底部空间实施封闭，纺织软帘和与列车车顶搭接的活动挡板配合，通过车顶与活动挡板、活动挡板与纺织软帘、纺织软帘与地面之间的连接，形成对列车另一侧的封闭。具体方式是：

在不设纺织风道的列车另一侧，设置2组纺织软帘，平时堆放在车库端墙适当位置，一端与车库端墙固定连接，纺织软帘可以沿在活动挡板和地面上分别设置的滑道槽移动，2组纺织软帘展开对接后，可以完全遮蔽整列列车的一侧，形成了整列列车的垂直封闭。纺织软帘为纺织物构成的垂帘结构，采用防火隔热硅橡胶布材料，具有电器绝缘、耐高温、防腐和耐老化性能，同时具有保温性能，强度及柔韧性。每组纺织软帘长235～240米，高4.5～5.0米。

活动挡板为已有的检修安全设施。高铁动车一级检修时，为保证车顶人员安全，沿整个列车长度设置活动挡板，通过风动翻板机构放下或抬起，放下时与列车车顶搭接。本发明只对原有的48组每个9米的活动挡板单元模块镂空结构进行不透风和保温处理，具体方式是在人员不踩踏的一侧装设新型保温被，它是由复合塑料薄膜层、保温层和防水牛筋布进行缝合固定。列车进入车库停车后自动放下活动挡板（原有功能），实现对车体顶部与纺织软帘间的水平封闭。

3.热风循环的具体实施方式

热风循环系统包括热风机组、送风管、纺织风道、送风喷口、回风口、回风管，热风机组将热风经过纺织风道、送风喷口送入列车底部，回风通过各组纺织风道围合之间形成的回风通道进入回风口、回风管和热风机组，完成加热循环。具体实施方式是：

纺织风道作为封闭列车底部空间功能的同时具有输送热风功能。纺织风道一端与送风管连接，输送来的热风通过纺织风道上设置的送风喷口高速送入列车底部，送风喷口出口额定风速在8～15米/秒，风感距离5～10米。送风喷口设置为上下2排，每排送风角度不同，具有手动调节风量和关闭的结构，可以调节纵向不同位置的送风喷口风量，满足纵向不同位置的送风强度的变化需要，适应不同车型结冰位置的不同。

3组纺织风道围合之间自然形成2个通道与列车底部相通，作为回风通道。回风通道的位置设置在列车底部结冰较少的地方，断面尺寸满足风速小于5米/秒。回风口位置必须设置在回风通道区域内。

热风机组、送风管和回风管设置在热风设备机房内，热风机组制造60℃的热风。

Claims (7)

1.一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，设置在列车车库内，其特征在于：包括临时封闭系统和热风循环系统，临时封闭系统包括纺织风道、纺织软帘和活动挡板，热风循环系统包括纺织风道、热风机组和送回风管道；纺织风道是可充气的纺织物构件，设在停靠列车的一侧，与热风机组的送风管连通，送风时充气鼓胀，其外表面与列车车体表面接触并对列车一侧形成封闭；纺织软帘是悬垂式纺织物构件，设在停靠列车的另一侧，其上端与活动挡板相连，沿列车纵向展开后对列车另一侧形成封闭；纺织风道同时是热风输送通道，纺织风道一侧纵向设置送风喷口，通过送风喷口向列车底部送热风；纺织风道分组设置，各组纺织风道之间留有条形空间，形成回风通道，回风通道与热风机组的回风管连通。

2.根据权利要求1所述的一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，其特征在于：所述的纺织风道一侧的中下部，上下排列设置风量可调的送风喷口，送风喷口不少于2排，每排具有不同的送风角度，具有手动调节风量和关闭的结构。

3.根据权利要求1所述的一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，其特征在于：所述的纺织风道由不透气纤维制成，充气时鼓胀并呈半圆形断面结构，纺织风道上下分别与列车检修平台和地面设置的滑道槽相连，可以沿滑道槽纵向移动。

4.根据权利要求3所述的一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，其特征在于：所述的纺织风道分组非直线布置，纺织风道不少于3组，长度不超过80米，半圆形断面半径1.0～1.1米，与列车平行的滑道槽距列车外表面距离小于断面半径0.1米。

5.根据权利要求1所述的一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，其特征在于：所述纺织软帘直线布置，纺织软帘的上端与活动挡板处设置的滑道槽相连，下端与地面设置的滑道槽连接，可以沿上下设置的滑道槽移动，与活动挡板配合形成封闭。

6.根据权利要求5所述的一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，其特征在于：所述纺织软帘设置2组，纺织软帘尺寸为长235～240米，高4.5～5.0米，能遮蔽整列列车的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种将高铁列车底部空间封闭的快速热风融冰系统，其特征在于：所述的活动挡板的一侧设置复合塑料薄膜保温被。

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