CN105774842A - 轨道交通加砂装置及加砂方法 - Google Patents

Abstract

一种轨道交通加砂装置，包括储砂罐、发射缸，发射缸顶部与储砂罐底部出砂口通过填料门连接，发射缸底部通过砂粒输送管道与加砂枪连接；填料门包括固定在储砂罐内出砂口附近的沿竖直方向设置的气缸，气缸活塞杆连接有实现填料门的开启与关闭的填料门板，填料门处还设有沿径向方向包住填料门板边缘的充放气气囊。本发明通过压缩气体压力将刹车砂从发射缸输送到机车砂箱中，整个过程全自动控制，无粉尘污染；填料门处设有充放气气囊，保证发射缸的密闭性，储砂罐与发射缸内均设有料位传感器，发射缸和储砂罐中砂量可控，可防止系统无砂喷射。本发明的加砂方法设有排空步骤，防止处于待工作状态的发射缸内静止状态的砂粒结核成块，影响使用。

Description

轨道交通加砂装置及加砂方法

技术领域

本发明涉及轨道交通设备领域，特别的，涉及一种轨道交通加砂装置及加砂方法。

背景技术

随着国内外轨道交通快速的发展及自动化程度的不断提高，对于轨道交通车辆加砂装置提出了较高的要求。轨道车辆刹车砂为防止车辆在运行时打滑，通常在车轮旁设有砂箱，主要用于其爬坡及刹车时向轨道上撒砂，增加接触面摩擦力。目前国内外对轨道交通储砂箱加砂装置技术各不相同，但主要分为以下几大类：人工加砂、重力加砂、空气输送加砂。在国内机务段数量较多，而在车辆加砂技术方面大部分为人工加砂，其次为重力加砂。

人工加砂：操作人员推着砂车到机车砂箱处，用小簸箕一下下往里倒或者直接用砂袋灌入机车砂箱。用小簸箕灌装时装满一个空砂箱要十多次，所需时间长，效率低；使用砂袋直接灌注时，往往一个人难以完成，特别是对于储砂箱位置较高的车辆更难以灌注，同时易造成灌注时大量砂石外漏，造成极大的浪费。随着轨道交通车辆整备量的增加、牵引里程增加等因素，人工加砂的工作效率就显得捉襟见肘；特别是遇到雨雪天气，机车用砂量大，人工加砂更不能满足需要。

重力加砂：重力加砂通常是通过高压空气压缩机或风机提供动力的手段将成品刹车砂输送到高位储砂仓中，在高位储砂仓下部设置手动蝶阀及软管。在使用时将软管插入机车砂箱内，开启蝶阀，砂粒靠自重顺软管流入机车砂箱。其缺点是：a.砂粒在高速中被打碎，不能满足机车使用要求；b.输送管道转弯处磨损严重；c.在注砂过程中难免由于重力的作用，造成在关闭蝶阀后仍然会有残砂下落，造成不必要的浪费；d.难以控制注砂时间，智能化程度不高；e.由于采用重力加砂时软管直径较大，在加注时易产生大量的粉尘，污染严重。f.整套设备需拥有高压空气设备，料位控制装置，机车砂箱部件数量繁多，成本昂贵。

中国专利201310556364.3公开了一种轨道车辆加砂设备，该方案在砂箱的出砂口与出砂管之间依次设置有调砂阀和储砂腔，通过空气动力装置对储砂腔或砂箱供气加砂，或同时对储砂腔与砂箱供气加砂，其加砂过程中，调砂阀打开，因此，该方案实际上始终是通过砂箱对机车加砂，储砂腔只起到一个流通管路的作用，且其加砂压力及加砂量不可控。

发明内容

本发明目的在于提供一种轨道交通加砂装置及加砂方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种轨道交通加砂装置，包括储砂罐，以及与储砂罐底部出砂口连接的发射缸，发射缸顶部与储砂罐底部出砂口连接，储砂罐底部出砂口设有可打开或关闭储砂罐与发射缸之间连通通道的填料门，发射缸底部通过砂粒输送管道与加砂枪喷砂口连接，所述发射缸连接有对发射缸提供喷砂气压的供气装置。

所述填料门包括固定在储砂罐内出砂口附近的沿竖直方向设置的气缸，气缸活塞杆连接有可将储砂罐内出砂口封住的可上下活动的填料门板，气缸活塞杆带动填料门板上下运动使填料门板封住储砂罐内出砂口或与出砂口错开而实现填料门的关闭与开启。

进一步的，所述填料门还包括设置在储砂罐内出砂口处的充放气气囊，所述填料门还包括设置在储砂罐内出砂口处的充放气气囊，所述充放气气囊鼓胀时为环形管状结构，鼓胀的充放气气囊外圆弧面抵住出砂口内壁，填料门板位于出砂口时，鼓胀的充放气气囊内圆弧面沿径向方向包住填料门板边缘，实现填料门的密封；充放气气囊放气内缩，填料门板与出砂口错开时，填料门打开，储砂罐内的砂粒在重力作用下经填料门落入发射缸内。充放气气囊放气内缩后，填料门板与充放气气囊之间有空隙，避免了填料门板与充放气气囊之间的摩擦，保护充放气气囊并延长充放气气囊的寿命，填料门板可更灵活的上下移动。

进一步的，所述气缸设有可检测并反馈活塞杆行程的位移传感器，气缸缸体及位移传感器外罩设有保护罩。

进一步的，所述储砂罐内出砂口附近设有检测并反馈储砂罐内料位的料位传感器A，发射缸内出砂口附近、发射缸内顶部分别设有检测并反馈发射缸内料位的料位传感器C与料位传感器B。

所述供气装置包括空气压缩机，及与空气压缩机出口连接的储气罐，储气罐的入口与空气压缩机的出口连接，储气罐的出口与发射缸连接，为发射缸提供喷砂气压，储气罐的出口与发射缸之间的连接管道上连接有供气阀门。

进一步的，所述储气罐的出口与发射缸之间的连接管道上还连接有空气过滤器。

进一步的，所述加砂装置还包括置于储砂罐罐体内的粉尘过滤器，所述加砂枪另通过粉尘回收管道在储砂罐罐体内与粉尘过滤器连接，粉尘回收管道的回吸口位于加砂枪喷砂口附近，粉尘过滤器的排气口穿过储砂罐罐壁与外界相通。

进一步的，所述加砂枪的出砂口设有带手动操作与电控控制双作用的控制开关，机车的砂箱顶部设有感应物料的接近开关。

进一步的，所述加砂装置设有控制器，所述空气压缩机、供气阀门、充放气气囊、位移传感器、气缸、料位传感器A、料位传感器B、料位传感器C、粉尘过滤器、加砂枪控制开关、机车砂箱处的接近开关均由控制器电连接控制。

进一步的，所述储砂罐、发射缸、空气压缩机、储气罐、均固定在一框架上，框架的顶部设有吊耳，框架底部与可移动的行走小车固定连接，所述控制器，所述空气压缩机、供气阀门、充放气气囊、位移传感器、气缸、料位传感器A、料位传感器B、料位传感器C、粉尘过滤器、加砂枪控制开关均采用蓄电池供电。

根据所述加砂装置，本发明还提供了一种加砂方法，包括以下步骤：

1)储砂罐对发射缸加砂：先将充放气气囊放气回缩，再将气缸活塞杆伸出或收回，使填料门板与出砂口错开而将填料门打开，储砂罐内的砂粒在自身重力作用下经填料门落入发射缸内，发射缸内顶部的料位传感器B检测到发射缸内砂粒位于高位后，气缸活塞杆收回或伸出，填料门板移至出砂口位置，再对充放气气囊充气，使填料门关闭。

2)发射缸对机车加砂：将加砂枪喷砂口打开，打开供气阀门对发射缸供气，发射缸内的砂粒经砂粒输送管道、加砂枪排至机车砂箱内，发射缸内出砂口附近的料位传感器C检测到发射缸内砂粒位于低位后，控制器先关闭供气阀门，使加砂枪停止喷砂，再重新启动步骤1的过程，即打开填料门，对发射缸加砂，发射缸砂满(即料位传感器B检测到发射缸内砂粒位于高位)后再关闭填料门。

3)注满机车砂箱：如机车砂箱未注满则继续步骤1与步骤2的循环过程，储砂罐对发射缸加砂后继续对砂箱进行加砂动作，直至机车砂箱内接近开关检测到机车砂箱注满，关闭供气阀门，使步骤1及步骤2的加砂过程中止。

4)发射缸排空：保持加砂枪喷砂口开启并将加砂枪喷砂口通入储砂罐内，控制器先屏蔽发射缸内出砂口附近的料位传感器C的信号，再打开供气阀门对发射缸供气，发射缸内的砂粒经砂粒输送管、加砂枪排至储砂罐内，至步骤3结束后发射缸内余留砂粒被排尽，再依次关闭供气阀门、加砂枪喷砂口。

有益效果：本发明通过空气压缩机提供压缩空气，通过气体压力将刹车砂从发射缸中输送到机车砂箱中，当砂箱注满时系统通过接近式开关将信号反馈到控制器，发出终止信号，停止加注，整个过程实现全自动控制，储砂罐内设有粉尘过滤器，压缩气体将颗粒砂粒输送至储砂箱，而压缩气体则通过粉尘回收管道，经过过粉尘过滤器的滤芯过滤后，最终经粉尘过滤器的排气口排出，滤芯滤掉的粉尘可直接漏入储砂罐，全过程无粉尘污染；储砂罐与发射缸之间的填料门设有充放气气囊，在防止漏砂的同时，充分保证了发射缸对机车加砂过程中整个发射缸的密闭性，在填料门板上下运动过程中，气囊处于不饱和状态，避免气囊与活动密封门之间产生摩擦，有效的提高了气囊的使用寿命；储砂罐出砂口处设有料位传感器，可及时补料；发射缸内顶部与发射缸出口附近均设有料位传感器，加砂过程及加砂量可控；加砂枪的出砂口设有带手动操作与电控控制双作用的控制开关，可手动开启，机车砂箱内砂满时加砂枪喷砂口可自动关闭，保证砂粒能够在枪头处自由开启和关闭，操作方便、控制可靠；系统通过蓄电池提供动力，整个加砂装置可随行走小车移动，方便快捷。其于本加砂装置的加砂方法设有排空步骤，防止处于待工作状态的发射缸由于压缩空气带入的大量湿气而而使静止状态的砂粒在发射缸内结核，防止砂粒不能满足车辆使用要求的现象发生。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的加砂装置的整体示意图；

图2是本发明优选实施例的加砂装置的立体结构示意图；

图3是本发明优选实施例的加砂装置的内部结构剖面图。

图中：1、行走小车；2、加砂枪；3、砂粒输送管道；4、粉尘回收管道；5、框架；6、空气过滤器；7、粉尘过滤器；8、储砂罐上盖板；81、小门；9、发射缸；10、空气压缩机；11、控制箱；12、输送变径接头；13、储气罐；14、控制面板；15、气缸；16、保护罩；17、位移传感器；181、料位传感器A；182、料位传感器B；183、料位传感器C；19、充放气气囊；20、法兰盘(填料门板)；21、储砂罐；22、吊耳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图3的轨道交通加砂装置，包括储砂罐21，以及与储砂罐21底部出砂口连接的发射缸9，发射缸9顶部与储砂罐21底部出砂口连接，储砂罐21底部出砂口设有可打开或关闭储砂罐21与发射缸9之间连通通道的填料门，发射缸9底部通过砂粒输送管道3与加砂枪2喷砂口连接，发射缸9连接有对发射缸9提供喷砂气压的供气装置。

本实施例中，发射缸9底部出砂口与砂粒输送管道3之间连接有输送变径接头12，输送变径接头12与发射缸9底部出砂口连接的一端为大径端，输送变径接头12与砂粒输送管道3连接的一端为小径端。

填料门包括固定在储砂罐21内出砂口附近的沿竖直方向设置的气缸15，气缸15活塞杆连接有法兰盘20，本实施例中，气缸15的活塞杆带动法兰盘20向上运动至出砂口处时，填料门关闭，气缸15的活塞杆带动法兰盘20向下运动至法兰盘20与出砂口错开时，填料门开启。

填料门还包括设置在储砂罐21内出砂口处的充放气气囊19，充放气气囊19鼓胀时为环形管状结构，法兰盘20位于出砂口时，充放气气囊19充气鼓胀并沿径向方向包住法兰盘20边缘，实现密封，防止漏砂；充放气气囊19放气内缩，法兰盘20与出砂口错开时，填料门打开，储砂罐内的砂粒在重力作用下经填料门落入发射缸内。充放气气囊19放气内缩后，法兰盘20与充放气气囊19之间有足够的空间，方便砂粒下落，同时避免了法兰盘20与充放气气囊19之间的摩擦，保护充放气气囊19并延长充放气气囊19的寿命，法兰盘20可更灵活的上下移动。

气缸15设有可检测并反馈活塞杆行程的位移传感器17，气缸15缸体及位移传感器17外罩设有保护罩16。

储砂罐21内出砂口附近设有检测并反馈储砂罐21内料位的料位传感器A181，发射缸内出砂口附近设有料位传感器C183、发射缸内顶部设有料位传感器B182。

供气装置包括空气压缩机10，及与空气压缩机10出口连接的储气罐13，储气罐13的入口与空气压缩机10的出口连接，储气罐13的出口与发射缸9连接，为发射缸9提供喷砂气压，储气罐13的出口与发射缸9之间的连接管道上连接有供气阀门(图中未示出)。

储气罐13的出口与发射缸9之间的连接管道上还连接有空气过滤器6，本实施例中，空气过滤器6设置在供气阀门与发射缸9之间，通过安装空气过滤器6控制进入发射缸9内压缩空气的湿度。

本加砂装置还包括置于储砂罐21罐体内的粉尘过滤器7，加砂枪2另通过粉尘回收管道4在储砂罐21罐体内与粉尘过滤器7连接，粉尘回收管道4的回吸口位于加砂枪2喷砂口附近，粉尘过滤器7的排气口穿过储砂罐21罐壁与外界相通。

本实施例中，粉尘过滤器7中安装有双层滤布，增强过滤净化效果。

加砂枪2的出砂口设有带手动操作与电控控制双作用的控制开关(图中未示出)，机车的砂箱顶部设有感应物料的接近开关(图中未示出)。

本实施例中，加砂装置设有控制器，控制器设于控制箱11中，空气压缩机10、供气阀门、充放气气囊19、位移传感器17、气缸15、料位传感器A181、料位传感器B182、料位传感器C183、粉尘过滤器7、加砂枪2的控制开关、机车砂箱处的接近开关均由控制器电连接控制。

本实施例中，储砂罐21、发射缸9、空气压缩机10、储气罐13、均固定在框架5上，框架5的顶部设有吊耳22，框架5底部与可移动的行走小车1固定连接，控制器、空气压缩机10、供气阀门、充放气气囊19、位移传感器17、气缸15、料位传感器A181、料位传感器B182、料位传感器C183、粉尘过滤器7、加砂枪2的控制开关均采用蓄电池供电。

根据所述加砂装置设置的一种加砂方法，包括以下步骤：

1)储砂罐对发射缸加砂：先将充放气气囊19放气回缩，再将气缸15活塞杆伸出，使法兰盘20向下移动后与出砂口错开而将填料门打开，储砂罐21内的砂粒在自身重力作用下经填料门落入发射缸9内，发射缸9内顶部的料位传感器B182检测到发射缸9内砂粒位于高位后，先使气缸15活塞杆收回，法兰盘20向上移动至出砂口位置，再对充放气气囊19充气，使填料门关闭。

2)发射缸对机车加砂：通过将加砂枪2的控制开关手动将加砂枪2喷砂口打开，打开供气阀门对发射缸9供气，发射缸9内的砂粒经砂粒输送管道3、加砂枪2喷砂口排至机车砂箱内，发射缸9内出砂口附近的料位传感器C183检测到发射缸9内砂粒位于低位后，控制器先关闭供气阀门，使加砂枪停止喷砂，再重新启动步骤1的过程，即打开填料门，对发射缸9加砂，发射缸9砂满后再关闭填料门。

3)注满机车砂箱：如机车砂箱未注满则继续步骤1与步骤2的循环过程，储砂罐21对发射缸9加砂后继续对砂箱进行加砂动作，直至机车砂箱内接近开关检测到机车砂箱注满，关闭供气阀门，使步骤1及步骤2的加砂过程中止。

4)发射缸排空：保持加砂枪2喷砂口开启并将加砂枪2喷砂口通入储砂罐21内，控制器先屏蔽料位传感器C183的信号，再打开供气阀门对发射缸9供气，发射缸9内的砂粒经砂粒输送管道3、加砂枪2排至储砂罐21内，至发射缸9内砂粒被排尽，再依次关闭供气阀门、加砂枪喷砂口。本实施例中，储砂罐上盖板8上开设有小门81，加砂枪2喷砂口经小门81通入储砂罐21内。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道交通加砂装置，其特征在于，包括储砂罐，以及与储砂罐底部出砂口连接的发射缸，发射缸顶部与储砂罐底部出砂口连接，储砂罐底部出砂口设有可打开或关闭储砂罐与发射缸之间连通通道的填料门，发射缸底部通过砂粒输送管道与加砂枪喷砂口连接，所述发射缸连接有对发射缸提供喷砂气压的供气装置；

所述填料门包括固定在储砂罐内出砂口附近的沿竖直方向设置的气缸，气缸活塞杆连接有可将储砂罐内出砂口封住的可上下活动的填料门板。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述填料门还包括设置在储砂罐内出砂口处的充放气气囊，所述充放气气囊鼓胀时为环形管状结构，鼓胀的充放气气囊外圆弧面抵住出砂口内壁，填料门板位于出砂口时，鼓胀的充放气气囊内圆弧面沿径向方向包住填料门板边缘，实现填料门的密封。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述气缸设有可检测并反馈活塞杆行程的位移传感器，气缸缸体及位移传感器外罩设有保护罩。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述储砂罐内出砂口附近设有检测并反馈储砂罐内料位的料位传感器A，发射缸内出砂口附近、发射缸内顶部分别设有检测并反馈发射缸内料位的料位传感器C与料位传感器B。

5.根据权利要求4所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述供气装置包括空气压缩机，及与空气压缩机出口连接的储气罐，储气罐的入口与空气压缩机的出口连接，储气罐的出口与发射缸连接，为发射缸提供喷砂气压，储气罐的出口与发射缸之间的连接管道上连接有供气阀门。

6.根据权利要求5所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述储气罐的出口与发射缸之间的连接管道上还连接有空气过滤器。

7.根据权利要求5所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述加砂装置还包括置于储砂罐罐体内的粉尘过滤器，所述加砂枪另通过粉尘回收管道在储砂罐罐体内与粉尘过滤器连接，粉尘回收管道的回吸口位于加砂枪喷砂口附近，粉尘过滤器的排气口穿过储砂罐罐壁与外界相通。

8.根据权利要求7所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述加砂枪的出砂口设有带手动操作与电控控制双作用的控制开关，机车的砂箱顶部设有感应物料的接近开关；

所述加砂装置设有控制器，所述空气压缩机、供气阀门、充放气气囊、位移传感器、气缸、料位传感器A、料位传感器B、料位传感器C、粉尘过滤器、加砂枪控制开关、机车砂箱处的接近开关均由控制器电连接控制。

9.根据权利要求8所述的一种轨道交通加砂装置，其特征在于，所述储砂罐、发射缸、空气压缩机、储气罐、均固定在一框架上，框架的顶部设有吊耳，框架底部与可移动的行走小车固定连接，所述控制器，所述空气压缩机、供气阀门、充放气气囊、位移传感器、气缸、料位传感器A、料位传感器B、料位传感器C、粉尘过滤器、加砂枪控制开关均采用蓄电池供电。

10.根据权利要求1～9任一项所述加砂装置设置的加砂方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)储砂罐对发射缸加砂：先将充放气气囊放气回缩，再将气缸活塞杆伸出或收回，使填料门板与出砂口错开而将填料门打开，储砂罐内的砂粒在自身重力作用下经填料门落入发射缸内，发射缸内顶部的料位传感器B检测到发射缸内砂粒位于高位后，气缸活塞杆收回或伸出，填料门板移至出砂口位置，再对充放气气囊充气，使填料门关闭；

2)发射缸对机车加砂：将加砂枪喷砂口打开，打开供气阀门对发射缸供气，发射缸内的砂粒经砂粒输送管道、加砂枪排至机车砂箱内，发射缸内出砂口附近的料位传感器C检测到发射缸内砂粒位于低位后，控制器先关闭供气阀门，使加砂枪停止喷砂，再重新启动步骤1的过程，即打开填料门，对发射缸加砂，发射缸砂满后再关闭填料门；

3)注满机车砂箱：若机车砂箱未注满则继续步骤1与步骤2的循环过程，储砂罐对发射缸加砂后继续对砂箱进行加砂动作，直至机车砂箱内接近开关检测到机车砂箱注满，关闭供气阀门，使步骤1及步骤2的加砂过程中止；

4)发射缸排空：保持加砂枪喷砂口开启并将加砂枪喷砂口通入储砂罐内，控制器先屏蔽发射缸内出砂口附近的料位传感器C的信号，再打开供气阀门对发射缸供气，发射缸内的砂粒经砂粒输送管、加砂枪排至储砂罐内，至步骤3结束后发射缸内余留砂粒被排尽，再依次关闭供气阀门、加砂枪喷砂口。