CN104962717B - 用于钢轨的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路领域，并公开了一种用于钢轨的冷却装置，该冷却装置包括用于冷却钢轨头部的风冷器，所述冷却装置还包括设置于所述钢轨(1)两侧并且沿所述钢轨(1)的延伸方向延伸的导风板(4)，该导风板(4)与所述钢轨两侧侧面之间形成冷却风引导空间，以引导冷却风从钢轨的头部向下流经所述钢轨的腰部(1c)和底部(1d)。本发明的用于钢轨的冷却装置能够加快钢轨腰部和底部的冷却速度，提高钢轨冷却效率，进而能够提高钢轨接头的焊接质量。

Description

用于钢轨的冷却装置

技术领域

本发明涉及铁路领域，具体地，涉及一种用于钢轨的冷却装置。

背景技术

轨道的钢轨一般都需要进行焊接(无论是焊轨基地闪光焊接，还是铁路现场铝热焊接，或气压焊接)形成无缝线路，以便提高铁路的平顺性，保证列车的平稳运行。根据铁标(TB/T1632-2005系列标准)要求，闪光焊和气压焊需进行焊后正火热处理工艺，达到细化组织，提高接头强度韧性，使得钢轨头部顶面硬度合理分布以及释放焊接应力的目的。多年数据统计表明，钢轨焊接接头发生伤损断轨事故的概率远大于钢轨母材本身，所以钢轨焊接接头的焊接质量历来是铁路工务部门关心的重大技术问题，它涉及到铁路运输的安全。

根据TB/T1632-2005标准的要求，目前国内钢轨闪光或气压焊焊接后进行焊后900℃左右的正火热处理工艺，即采用中频感应电加热或氧乙炔火焰加热钢轨接头至900℃的峰温后空冷至室温，甚至在正火后利用冷却装置冷却钢轨，从而进一步提高钢轨头部顶面硬度。

现有的用于钢轨的冷却装置普遍侧重于钢轨头部，例如公告号为CN2639348Y的实用新型专利公开了一种用于焊接钢轨热处理的喷风冷却装置。它由3个单独的喷风冷却器组成，以对焊接钢轨焊头处的轨头踏面及两个侧面，进行喷压缩空气冷却。而每个喷风冷却器由喷风器本体、带孔板、接头等组成。其中，带孔板上有数量不等、孔径不同的几种高速喷嘴；喷嘴呈梅花式分布；且轨头两侧的喷风冷却器带孔板上的喷嘴，其轴向与轨头侧面的夹角为85°～60°。

公告号为CN2111292U的实用新型专利公开了一种钢轨热处理用冷却装置，包括支架、上喷头和两侧喷头，各喷头上有数十个喷嘴。上喷头和两侧喷头分别安装在支架的上部和两侧，并接入冷却介质源管道。两侧喷头向轨头下圆角方向倾斜，其喷嘴轴线与钢轨断面对称轴构成的夹角为2°≤α≤25°。

公告号为CN2044257U的实用新型专利公开了一种钢轨热处理机，由加热器与冷却装置组成，加热器端部设喷火罩，罩上设喷火孔，冷却装置包括喷雾罩和供水装置，喷雾罩内侧设多个喷水嘴。使水在喷雾罩高压喷嘴处雾化，适用于全长淬火轨焊后热处理，也适用于普通轨端头热处理。

公告号为CN1036042A的实用新型专利公开了一种钢轨热处理设备和淬火工艺，用加热器与冷却装置组合形成的钢轨热处理机，对钢轨轨顶纵轴形成20°～85°的交角式加热方式，采用欠速淬火法对钢轨进行热处理，可以有效地缩短全长淬火钢轨焊后接头软带宽度，同时，软带以斜的形式存在，避免车轮的叠合冲击。

其中，公告号为CN2111292U的实用新型专利中还通设置喷头的朝向，将冷却风引流至钢轨腰部和底部，从而达到进一步提高冷却效率的目的。但是以上的冷却装置冷却效率仍然较低，无法同时满足高强度、高硬度珠光体钢轨和贝氏体钢轨的冷却要求。

有鉴于此，需要提供一种冷却效率更高的用于钢轨的冷却装置。

发明内容

本发明发现现有的钢轨热处理后焊接接头的强度韧性仍然较差的原因在于在钢轨热处理后，钢轨的冷却速度不够，冷却效率较低，并导致热处理后的效果较差。为了解决上述技术问题，经过多次试验后，本发明发现现有技术的技术方案不能有效地对钢轨的腰部和底部进行冷却，从而影响钢轨腰部和底部热处理后的机械性能。而本发明的技术方案能够显著地提高钢轨的冷却速和冷却效率，同时使钢轨的腰部和底部也能够获得良好的冷却，并由此提高钢轨接头的焊接质量。

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够加快钢轨腰部和底部的冷却速度，提高钢轨冷却效率的冷却装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于钢轨的冷却装置，该冷却装置包括用于冷却钢轨头部的风冷器，所述冷却装置还包括设置于所述钢轨两侧并且沿所述钢轨的延伸方向延伸的导风板，该导风板与所述钢轨两侧侧面之间形成冷却风引导空间，以引导冷却风从钢轨的头部向下流经所述钢轨的腰部和底部。

优选地，从所述钢轨的延伸方向来看，所述导风板的轮廓与所述钢轨的腰部的侧面轮廓相适应。

优选地，从所述钢轨的延伸方向来看，所述导风板的轮廓与所述钢轨的腰部和底部的侧面轮廓相适应。

优选地，所述风冷器包括用于朝向钢轨头部顶面喷风的顶部风冷器和用于朝向所述钢轨头部两侧侧面喷风的侧部风冷器。

优选地，所述顶部风冷器包括设置于钢轨头部上方并且沿钢轨的延伸方向延伸的第一喷风件，所述第一喷风件为具有内部空腔的箱体，并且其朝向钢轨头部的表面设置有多个第一喷风孔。

优选地，所述第一喷风件的顶部设置有与所述内部空腔连通的第一供风连接管，该第一供风连接管上连接有压力表和风量调节开关。

优选地，所述侧部风冷器包括设置于钢轨头部两侧并且沿钢轨的延伸方向延伸的第二喷风件，所述第二喷风件为两端封闭的空心管，并且其朝向钢轨头部的表面设置有多个第二喷风孔。

优选地，钢轨头部两侧的所述第二喷风件通过第一管道连接到第二供风连接管，该第二供风连接管上连接有压力表和风量调节开关，所述第一管道为U形管道，钢轨头部两侧的所述第二喷风件分别连接于U形管道的两侧顶端，所述第二供风连接管连接于U形管道的中间底端。

优选地，所述第一喷风件和所述第二喷风件的两端平齐设置，所述用于钢轨的冷却装置还包括在所述第一喷风件和所述第二喷风件的两端分别连接所述第一喷风件和所述第二喷风件的两个支架，所述支架形成有与钢轨头部相应的凹槽。

优选地，所述导风板的顶部形成有用于悬挂在所述第二喷风件上的挂钩。

本发明的用于钢轨的冷却装置在进行钢轨正火后冷却工艺时，可以通过风冷器对钢轨头部进行冷却，与此同时，本发明的用于钢轨的冷却装置由于还包括设置于钢轨两侧并且沿钢轨的延伸方向延伸的导风板，风冷器喷出的冷却风分别抵达至钢轨头部后将通过导风板引导至钢轨腰部和钢轨底部，从而加快钢轨腰部和底部的冷却速度，提高钢轨冷却效率，进而提高钢轨接头的焊接质量。

本发明的其它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是根据本发明的具体实施方式的用于钢轨的冷却装置的主视图；

图2是图1中的用于钢轨的冷却装置的侧视图。

附图标记说明

1、钢轨 1a、钢轨头部顶面

1b、钢轨头部两侧侧面 1c、钢轨腰部

1d、钢轨底部 2、第一喷风件

3、第二喷风件 4、导风板

5、支架 6、第一喷风孔

7、第二喷风孔 8、第一管道

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。

本发明提供一种用于钢轨的冷却装置，如图1和图2所示，该冷却装置包括用于冷却钢轨头部的风冷器，所述冷却装置还包括设置于所述钢轨1两侧并且沿所述钢轨1的延伸方向延伸的导风板4，该导风板4与所述钢轨两侧侧面之间形成冷却风引导空间，(导风板4与钢轨的头部、腰部1c和底部1d之间的局域)，以引导冷却风从钢轨的头部向下流经所述钢轨的腰部1c和底部1d。

需要说明的是，风冷器和导风板4的具体结构形式可以更具需要设置(具体结构形式将在下文描述)，这些均属于本发明的技术构思范围之内。

本发明的用于钢轨的冷却装置在进行钢轨正火后冷却工艺时，可以通过风冷器对钢轨头部进行冷却，与此同时，本发明的用于钢轨的冷却装置由于还包括设置于钢轨1两侧并且沿钢轨1的延伸方向延伸的导风板4，风冷器喷出的冷却风分别抵达至钢轨头部后将通过导风板4引导至钢轨腰部1c和钢轨底部1d，从而加快钢轨腰部1c和底部1d的冷却速度，提高钢轨冷却效率(能够满足高强度、高硬度珠光体钢轨和贝氏体钢轨的冷却要求)，进而提高钢轨接头的焊接质量。

在本发明的用于钢轨的冷却装置中，优选地，从所述钢轨的延伸方向来看，所述导风板4的轮廓与所述钢轨的腰部1c的侧面轮廓相适应，或者从所述钢轨的延伸方向来看，所述导风板4的轮廓与所述钢轨的腰部1c和底部1d的侧面轮廓相适应，从而在导风板4与钢轨两侧侧面之间形成冷却风引导空间，以便引导冷却风从钢轨的头部向下流经钢轨的腰部1c和底部1d。

同时，需要说明的是，当冷却风从钢轨头部两侧分散较严重时，导风板4可相应地延伸到钢轨头部两侧，以便将更多的冷却风引导到钢轨的腰部1c和底部1d。

在本发明的用于钢轨的冷却装置中，具体地，所述风冷器包括用于朝向钢轨头部顶面1a喷风的顶部风冷器和用于朝向所述钢轨头部两侧侧面1b喷风的侧部风冷器，从而能够专门针对钢轨头部顶面1a和钢轨头部两侧侧面1b进行冷却。

在上述用于钢轨的冷却装置中，更具体地，所述顶部风冷器包括设置于钢轨头部上方并且沿钢轨1的延伸方向延伸的第一喷风件2，所述第一喷风件2为具有内部空腔的箱体，并且其朝向钢轨头部的表面设置有多个沿钢轨1的延伸方向间隔排列的第一喷风孔6。进一步具体地，所述第一喷风件2的顶部设置有与所述内部空腔连通的第一供风连接管，该第一供风连接管上连接有压力表和风量调节开关，从而便于根据压力数值使用风量调节开关调整第一喷风件2的供风量。

在上述用于钢轨的冷却装置中，同样具体地，所述侧部风冷器包括设置于钢轨头部两侧并且沿钢轨1的延伸方向延伸的第二喷风件3，所述第二喷风件3为两端封闭的空心管，并且其朝向钢轨头部的表面设置有多个沿钢轨1的延伸方向间隔排列的第二喷风孔7。进一步地，钢轨头部两侧的所述第二喷风件3通过第一管道8连接到第二供风连接管，该第二供风连接管上连接有压力表和风量调节开关，所述第一管道8为U形管道，钢轨头部两侧的所述第二喷风件3分别连接于U形管道的两侧顶端，所述第二供风连接管连接于U形管道的中间底端，从而便于根据压力数值使用风量调节开关调整第二喷风件3的供风量。

需要说明的是，顶部风冷器和侧部风冷器的具体结构形式并不仅限于以上形式，例如顶部风冷器和侧部风冷器可以为沿钢轨1的延伸方向间隔排列的多个喷嘴。

在上述用于钢轨的冷却装置中，优选地，所述第一喷风件2和所述第二喷风件3的两端平齐设置，所述用于钢轨的冷却装置还包括在所述第一喷风件2和所述第二喷风件3的两端分别连接所述第一喷风件2和所述第二喷风件3的两个支架5，所述支架5形成有与钢轨头部相应的凹槽，从而在使用本发明的装置时，只需将凹槽与钢轨头部卡接，即可将冷却装置固定，同时，通过支架5将冷却装置形成为一体件，由此能够提高冷却装置的便携性。

在上述用于钢轨的冷却装置中，更优选地，所述导风板4的顶部形成有用于悬挂在所述第二喷风件3上的挂钩，从而通过该挂钩将导风板4分别与钢轨两侧的第二喷风件3连接，并且在需要的时候，还能够将导风板4从第二喷风件上拆卸。

此外，所述导风板4的具体安装方式并不仅限于以上形式，例如所述导风板4相对角度可调节地安装于第二喷风件3上(例如通过棘轮机构)，从而能够通过转动导风板4调节冷却风引导空间的大小，进而可以调节通过钢轨的腰部1c和底部1d的冷却风的风速。

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 (9)

1.一种用于钢轨的冷却装置，该冷却装置包括用于冷却钢轨头部的风冷器，其特征在于，所述冷却装置还包括设置于所述钢轨(1)两侧并且沿所述钢轨(1)的延伸方向延伸的导风板(4)，该导风板(4)与所述钢轨两侧侧面之间形成冷却风引导空间，以引导冷却风从钢轨的头部向下流经所述钢轨的腰部(1c)和底部(1d)，从所述钢轨的延伸方向来看，所述导风板(4)的轮廓与所述钢轨的腰部(1c)的侧面轮廓相适应。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，从所述钢轨的延伸方向来看，所述导风板(4)的轮廓与所述钢轨的腰部(1c)和底部(1d)的侧面轮廓相适应。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述风冷器包括用于朝向钢轨头部顶面(1a)喷风的顶部风冷器和用于朝向所述钢轨头部两侧侧面(1b)喷风的侧部风冷器。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述顶部风冷器包括设置于钢轨头部上方并且沿钢轨(1)的延伸方向延伸的第一喷风件(2)，所述第一喷风件(2)为具有内部空腔的箱体，并且其朝向钢轨头部的表面设置有多个第一喷风孔(6)。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述第一喷风件(2)的顶部设置有与所述内部空腔连通的第一供风连接管，该第一供风连接管上连接有压力表和风量调节开关。

6.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述侧部风冷器包括设置于钢轨头部两侧并且沿钢轨(1)的延伸方向延伸的第二喷风件(3)，所述第二喷风件(3)为两端封闭的空心管，并且其朝向钢轨头部的表面设置有多个第二喷风孔(7)。

7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，钢轨头部两侧的所述第二喷风件(3)通过第一管道(8)连接到第二供风连接管，该第二供风连接管上连接有压力表和风量调节开关，所述第一管道(8)为U形管道，钢轨头部两侧的所述第二喷风件(3)分别连接于U形管道的两侧顶端，所述第二供风连接管连接于U形管道的中间底端。

8.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述第一喷风件(2)和所述第二喷风件(3)的两端平齐设置，所述用于钢轨的冷却装置还包括在所述第一喷风件(2)和所述第二喷风件(3)的两端分别连接所述第一喷风件(2)和所述第二喷风件(3)的两个支架(5)，所述支架(5)形成有与钢轨头部相应的凹槽。

9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述导风板(4)的顶部形成有用于悬挂在所述第二喷风件(3)上的挂钩。