CN104369745A - 加热板以及铁路红外线轴温探测设备的除雪装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及融雪除雪技术领域，具体涉及一种加热板以及铁路红外线轴温探测设备的除雪装置。所述加热板包括隔热母板和电热线，所述隔热母板包括第一侧面和与该第一侧面相反的第二侧面，所述第一侧面开设有凹槽，所述电热线位于所述凹槽内。本发明通过设置于隔热母板上的电热线对降落的积雪进行融雪，而能够大幅提高对室外设备的除雪效率，从根本上杜绝雪堵造成铁路红外线轴温探测设备不能正常探测或者其户外设备不能正常工作的故障给铁路行车安全带来的风险。并且，隔热母板能够阻挡来自电热线的热辐射，防止电热线的热辐射对铁路红外线轴温探测设备的测量精度造成影响，从而能够在不停止铁路红外线轴温探测设备工作的同时进行除雪。

Description

加热板以及铁路红外线轴温探测设备的除雪装置

技术领域

本发明涉及融雪除雪技术领域，具体地，涉及一种加热板以及包括该加热板的铁路红外线轴温探测设备的除雪装置。

背景技术

铁路红外线轴温探测设备是铁路列车安全运行的重要检测设备，已在国内铁路运输生产中得到广泛的应用，它对减少和杜绝列车特别是货车热轴故障造成的事故起到关键的作用。

在冬季降雪时，自然的雪花飘落及列车通过时风场作用而卷起的雪雾逐渐的堆积在轨边探测设备的周围，或埋没了探测设备，堵塞了探头窗口，遮挡了探头的探测光路，使轴温探测设备不能正常的工作，给铁路行车安全带来极大的威胁。

历年冬季遇下雪天气时红外线探测设备维修人员都要提前下线驻守在探测站，利用过车的空档时间对轨边探测设备上和周边的积雪进行清扫，以保证轴温探测设备的正常工作。维修人员在清扫作业时还要随时观察本线和临线的来车，既要把探测设备上的积雪清扫掉保证设备的正常运行，同时又要保证员工自身的安全，形成职工个人作业个人监护的危险作业局面，因而又给铁路的行车安全带来诸多的风险。

目前，国内的红外线轴温探测器都没有装配定型的融雪除雪装置，而在现有的具有融雪或者除雪功能的红外线轴温探测器主要有以下几种形式。

第一、探测设备内加热方式(参见《红外线轴温探测器除雪装置的研制》作者：韩增盛。)

装置采用双侧风机，可根据需要改变风向，单机尺寸为80×80×25mm，Dcl2V/0.16A，输入功率＜2w。而熔雪热丝功率的选择主要考虑探测站供电负荷的承受能力和造成探头箱箱温升高对热轴预报的影响，因此，单侧热丝功率选择为120—160W，整机功率＜400w。雪天正常接车时，当列车达到预定磁钢时，红外探测器保护门打开准备接车，同时使热丝继电器断开失电，热丝和风机停止工作，红外线探测设备处于正常接车状态。轴温探测结束，列车通过后，探头保护门关闭，延时后除雪器继电器闭合，恢复自动除雪功能。

第二种、探测设备全密封且探测设备外局部加热与高压吹扫并用(参见《红外线轴温探测设备在青藏铁路的应用》作者：董宏伟，赵爱华)

针对大雪粘在探头箱探测口的情况，下探探头箱加装了吹雪装置，选用高压风机(电压220V,电流2.9A,风压16kPa,出风量65m³/h)，通过管路减径方法，使吹在探测口上的风压增大。高压风机采用定时启动,吹风频率由程序控制。下侧探探头箱通过改进探头箱本身结构、加防雪罩和箱体上表面局部加热等方法对探头箱进行现场改进。将改进后的箱体安装在上行方向的右侧,左侧保留原箱体,在2005年7月下旬至2005年10月30日间进行了对比试验。下中雪时,统计了约10列列车的波形数据；下大雪时,统计了5列车。通过数据观察发现,采集到的下探轴温波形已经和正常采集的波形完全一样。通过观察发现,没有出现粘雪使探测口变小或堵住的情况。

第三种、自动的除雪装置(专利名称：一种红外线探测器除雪装置；申请号：201120153973.0)

一种红外线探测器除雪装置包括室内探头除雪控制箱、本地自动控制除雪电路、远程自动控制除雪电路、除雪装置和磁钢传感器，所述磁钢传感器的信号输出端通过探测器连接室内探头除雪控制箱的信号输入端，本地自动控制除雪电路和远程自动控制除雪电路的输出端分别连接室内探头除雪控制箱的输入端，室内探头除雪控制箱的输出端连除雪装置的输入端。该装置既可以本地控制除雪装置进行除雪作业，又能远程控制该探测站的除雪装置工作，节约人力，保证了除雪工作及时有效地进行。

第四种、自动的融雪装置(专利名称：用于铁路列车轴温探测设备探测孔的自动融雪装置；申请号：201020201753.6)

一种用于铁路列车轴温探测设备的探测孔的自动融雪装置，包括防护圈、加热膜、加热膜引线和绝缘硅橡胶。加热膜的两面包有绝缘硅橡胶，加热膜引线与加热膜连接，防护圈安装在加热膜外部，防护圈上设置有安装孔。该装置可以使落到探测设备防护圈上的雪花立刻融化，探测孔的有效探测面积不会因积雪而变化，从而保证探测精度不受影响。

到目前铁路红外线轴温探测设备在冬季降雪天气时的机械除雪装置都处在研究的起步阶段。其中，上述的第一种形式中可局部防止雪堵故障的发生，但受加热位置的影响，开机动作必须避免装置除雪工作对红外轴温探测的影响，因而控制较为复杂。第二种形式采用高压风机与融雪热丝实现探测器的融雪除雪，原理可行但装置工作采用交流220V又不符合轨边用电设备安全等级电压的要求，融雪热丝的融雪效率偏低，且高压风机控制程序较繁琐。而第三种形式为控制除雪装置进行自动除雪，第四种形式为控制融雪装置进行自动融雪，其均为单一的形式而无法达到高效融雪除雪的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种符合铁路安全生产要求、不影响铁路红外线轴温探测设备的测量精度且融雪除雪效率高的加热板。另外，本发明还提供一种符合铁路安全生产要求、不影响铁路红外线轴温探测设备的测量精度的除雪装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种加热板，其包括隔热母板和电热线，所述隔热母板包括第一侧面和与该第一侧面相反的第二侧面，所述第一侧面开设有凹槽，所述电热线位于所述凹槽内。

优选地，所述电热线为碳纤维电热线。

优选地，所述第二侧面上铺设有隔热反射膜。

优选地，所述第一侧面上铺设有导热板。

本发明还提供一种铁路红外线轴温探测设备的除雪装置，所述铁路红外线轴温探测设备的轨边探测箱包括壳体和设于所述壳体内的红外线轴温探测仪探头，所述壳体上开设有用于使红外线通过的光口，其中，所述除雪装置包括上述的加热板，所述加热板以所述第一侧面朝向所述轨边探测箱的外部的方式铺设于所述壳体上。

优选地，所述除雪装置还包括设置于所述壳体内的风力吹扫单元，所述风力吹扫单元对所述光口进行风力吹扫。

优选地，所述壳体包括相互拼接的顶壁和光口板、相互拼接的底壁和下挡雪板以及从所述顶壁和光口板的自由边缘向所述底壁和下挡雪板自由边缘延伸形成的筒状的侧壁，所述下挡雪板设置于所述光口板的下方，所述红外线轴温探测仪探头设置于所述底壁上，所述光口板上开设有所述光口。

优选地，所述加热板分别设置于所述顶壁、光口板的和下挡雪板上，所述风力吹扫单元设置于所述下挡雪板上。

采用上述技术方案，通过设置于隔热母板上的电热线对降落的积雪进行融雪，而能够大幅提高对铁路红外线轴温探测设备等室外设备的除雪效率，从根本上杜绝雪堵造成铁路红外线轴温探测设备不能正常探测或者其他户外设备不能正常工作的故障给铁路行车安全带来的风险。并且，隔热母板能够阻挡来自电热线的热辐射，从而防止电热线的热辐射对铁路红外线轴温探测设备的测量精度造成影响，而能够在不停止铁路红外线轴温探测设备工作的同时进行除雪。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的加热板的结构示意图；

图2是铁路红外线轴温探测设备的轨边探测箱(不包括风力吹扫单元)的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是铁路红外线轴温探测设备的轨边探测箱(不包括加热板)的主视图；

图5是图4的俯视图。

附图标记说明

1 隔热母板                1a 凹槽

2 电热线                  3 导热板

4 隔热反射膜              5 壳体

51 顶壁                   52 光口板

53 下挡雪板               55 光口

6 红外线轴温探测仪探头

7 风泵                    8 轨边探测箱

9 风管                    10 风嘴

A 红外线路径              B 风力吹扫路径

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明提供一种加热板，其包括隔热母板1和电热线2，隔热母板1包括第一侧面和与该第一侧面相反的第二侧面，第一侧面开设有凹槽1a，电热线2位于凹槽1a内。通过设置于隔热母板1上的电热线2对降落的积雪进行融雪，而能够大幅提高对铁路红外线轴温探测设备室外设备的除雪效率，从根本上杜绝雪堵造成铁路红外线轴温探测设备不能正常探测或者其他户外设备不能正常工作的故障给铁路行车安全带来的风险。并且，隔热母板1能够阻挡来自电热线2的热辐射，从而防止电热线2的热辐射对铁路红外线轴温探测设备的测量精度造成影响，而能够在不停止铁路红外线轴温探测设备工作的同时进行除雪。

其中，隔热母板1优选为环氧树脂绝缘板，电热线2优选为碳纤维电热线。在隔热母板1上按照设计排列电热线2的位置铣出凹槽1a，将碳纤维电热线用耐高温胶粘接于凹槽1a内，制成模块式的加热板。每块加热板内置一根电热线，每块加热板功率为20W，加热板制成后的总体厚度约为5mm。加热板所需为24V直流电压，电热线表面温度不低于50℃，加热板表面温度不低于30℃，在高寒地区加热板表面温度不低于40℃。

第二侧面上铺设有隔热反射膜4。热具有辐射性，被加热体受热同样向外辐射热。加热板在铁路红外线轴温探测设备的表面进行加热，其热源也会不断地传导到探测设备内部，长时间的加热对探测设备内的温升会产生很大的影响，因此优选铝箔反射膜作为隔热反射膜，用来进一步隔离红外热辐射。

第一侧面上铺设有导热板3。其中，导热板3优选为不锈钢板，在导热的基础上对碳纤维电热线进行防雨雪防尘保护。不锈钢板表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀，且还具有受热快、散热快、热分布均匀的特点，不仅有很强的保温换热能力，同时也具有极强的反光能力，使其不仅具有防撞保护功能，同时还具有夏季防强光照晒、反射隔热的功能，以降低探测设备内的工作温度。

碳纤维电热线是一种节能型电热线，采用进口高级碳纤维作为发热体，具有很高的机械强度和极长的使用寿命，电热线重量轻、柔软，可弯成各种形状，易制成多种电热元件组合模块，能方便地适用各种加热场合的需求。碳纤维是一种很好的电热转换材料，经过特殊处理后的碳纤维材料，具有稳定的电气性能，拥有其他诸多电阻材料无法比拟的优点，如：在特定的环境中使用抗氧化性能强，使用寿命长；加热功率稳定，在功率为500W(含500W)以下使用电热转换效率达100％，在500W以上使用则电热转换效率为98％。它比目前广泛采用的金属丝、PTC、碳化硅电热体的热效率提高达30—40％，电热功率几乎不衰减。电加热材料选择碳纤维电热线，并与隔热模板1结合形成加热板，从而达到升温速度快，换热效率高且受热均匀的目的。通过加热板的隔热、储热、反射、换热的设计，消除加热工作对轴温探测工作的影响，保证除雪装置的加热融雪工作的正常进行。

如图2和图3所示，本发明还提供一种铁路红外线轴温探测设备的除雪装置，铁路红外线轴温探测设备的轨边探测箱8包括壳体5和设于壳体5内的红外线轴温探测仪探头6，壳体5上开设有用于使红外线通过的光口55。其中，除雪装置包括上述的加热板，该加热板以第一侧面朝向轨边探测箱8的外部的方式铺设于壳体5上，以不干扰铁路红外线轴温探测设备的工作，而实现在不停止铁路红外线轴温探测设备的工作的同时进行除雪。

进一步地，如图4和图5所示，除雪装置还包括设置于所述壳体5内风力吹扫单元，风力吹扫单元包括依次连接的空气滤清器、风泵7、风管9和风嘴10，光口55为长圆孔，从风嘴10中喷出的吹扫气体从壳体内朝向光口55吹扫(即沿着图4中的风力吹扫路径B吹扫)，从而能够有效地防止光口55处积雪。其中，风泵7所需为直流24V电压，工作电流为0.85A，最大风量为30升/分，最大风压为100Kpa/cm²。

具体地，壳体5采用玻璃钢材料制成，其包括相互拼接的顶壁51和光口板52、相互拼接的底壁和下挡雪板53以及从顶壁51和光口板52的自由边缘向底壁和下挡雪板53自由边缘延伸形成的筒状的侧壁，下挡雪板53设置于光口板52的下方，红外线轴温探测仪探头6设置于底壁上，光口板52上开设有光口55。其中，相互拼接是指两块板材基本平行地或者基本共面地并排放置，然后将两块板材的相邻的侧边对接，而自由边缘是指这两块板材上未相互拼接的侧边。更具体地，光口板52的位置可以高于或者低于顶壁51的位置，只需保证光口板52与顶壁51有相互对接的侧边即可。

顶壁51按照稍大于加热板的尺寸隔断，将加热板镶在其中，表面使用厚度为0.8mm的不锈钢的导热板3来封面。导热板3的封面可有效的防护外单位施工对铁路红外线轴温探测设备表面的机械刮伤，同时还克服了原设备的紧固固定处的雨季渗漏不足，并在夏季时反射阳光来隔热而降低铁路红外线轴温探测设备内的工作温度。

而在对铁路红外线轴温探测设备雪堵的部位和原因做了精确的分析后，发现确保探测设备的表面和探测光路出口部位不积雪是消除探测设备被雪堵的根本，因此把加热的部位明确设置在轨边探测箱6的表面、光口55、卡轨器周边三个重点区域，在本实施方式中将加热板分别设置于顶壁51、光口板52和下挡雪板53上。其中，在顶壁51和光口板52的上表面上的加热板以从上至下依次为导热板3、隔热母板1(第一侧面朝上并设有电热线2)、隔热反射膜4的顺序设置。然而，在下挡雪板53的上表面上的加热板以从上至下依次为隔热反射膜4、隔热母板1(第一侧面朝下(即朝向轨边探测箱8的外部)并设有电热线2)、导热板3的顺序设置，从而不干扰铁路红外线轴温探测设备的工作，而实现在不停止铁路红外线轴温探测设备的工作的同时进行除雪。

安装在壳体5上的加热板按壳体5的外壳形状制成，光口板53上的加热板在光口55处挖通孔，该通孔的尺寸稍小于光口55的尺寸，安装时加热板的通孔与光口55的边缘基本平齐设置，确保红外线路径A不受阻挡，降雪天气时加热装置能正常加热融雪，彻底根除轨边探测箱8被积雪埋没而造成的探测光路被堵的隐患。

风力吹扫单元设置于下挡雪板53上，风泵7优选为微型风泵，该微型风泵设置在下挡雪板53上且位于两个光口55之间的位置上，在本实施方式中包括两个风嘴10，风嘴10分别沿着风力吹扫路径B吹扫光口55，防止雪花侵入壳体5内造成的探测光路被堵的故障。而在高寒风大地区可设计两只微型风泵各吹扫一个光口55，杜绝雪花侵入壳体5内造成的探测光路被堵的故障。其中，微型风泵优选为GMPF25微型风泵，GMPF25微型风泵是一款隔膜泵，在使用中除配上空气过滤器外，其他的保养维护工作很少，非常适合本实施方式的工况，是非常理想的气动机械。

另外，以下通过对加热板的试制过程进行描述，来对本发明进行进一步的说明。

试制的加热板选择型号为F46-12K的电热线，工作时的电热线表面的加热温度为50℃～60℃，电阻值为33Ω/m，线径为2mm，工作电压为DC24V时，每米的功率为17.5W。根据融雪热量需求初算，壳体5的顶壁51需要五根并联的长度为0.9m的电热线，而光口板52和下挡雪板53均需要两根并联的长度为0.9m的电热线。

然后，将电热线2按传热效率高、成品表面受热均匀的技术要求而有序的排列，隔热母板1采用厚度为4mm的环氧树脂绝缘板，按电热线2的排列要求铣凹槽1a，将电热线2用耐高温胶粘接在环氧树脂绝缘板的凹槽1a，外表面用0.8mm不锈钢板进行封装。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.加热板，其特征在于，所述加热板包括隔热母板(1)和电热线(2)，所述隔热母板(1)包括第一侧面和与该第一侧面相反的第二侧面，所述第一侧面开设有凹槽(1a)，所述电热线(2)位于所述凹槽(1a)内。

2.根据权利要求1所述的加热板，其特征在于，所述电热线(2)为碳纤维电热线。

3.根据权利要求1所述的加热板，其特征在于，所述第二侧面上铺设有隔热反射膜(4)。

4.根据权利要求1所述的加热板，其特征在于，所述第一侧面上铺设有导热板(3)。

5.铁路红外线轴温探测设备的除雪装置，所述铁路红外线轴温探测设备的轨边探测箱(8)包括壳体(5)和设于所述壳体(5)内的红外线轴温探测仪探头(6)，所述壳体(5)上开设有用于使红外线通过的光口(55)，其特征在于，所述除雪装置包括如权利要求1-4中任一项所述的加热板，所述加热板以所述第一侧面朝向所述轨边探测箱(8)的外部的方式铺设于所述壳体(5)上。

6.根据权利要求5所述的除雪装置，其特征在于，所述除雪装置还包括设置于所述壳体(5)内的风力吹扫单元，所述风力吹扫单元对所述光口(55)进行风力吹扫。

7.根据权利要求6所述的除雪装置，其特征在于，所述壳体(5)包括相互拼接的顶壁(51)和光口板(52)、相互拼接的底壁和下挡雪板(53)以及从所述顶壁(51)和光口板(52)的自由边缘向所述底壁和下挡雪板(53)自由边缘延伸形成的筒状的侧壁，所述下挡雪板(53)设置于所述光口板(52)的下方，所述红外线轴温探测仪探头(6)设置于所述底壁上，所述光口板(52)上开设有所述光口(55)。

8.根据权利要求7所述的除雪装置，其特征在于，所述加热板分别设置于所述顶壁(51)、光口板(52)的和下挡雪板(53)上，所述风力吹扫单元设置于所述下挡雪板(53)上。