CN106043327B - 一种用于轨道交通加砂装置的密封结构及其密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于轨道交通加砂装置的密封结构，包括气缸安装座、竖直设置于所述气缸安装座上的气缸、设置于气缸活塞杆底端且可通过轴向运动实现储砂罐与发射缸间连接通道开闭的填料门、环设于发射缸顶部进砂口处的气囊安装座、以及沿所述气囊安装座内壁嵌入式设置的气囊，气囊安装座的上部沿径向方向向内延伸一段距离并形成环形突出端；通过填料门与该突出端的紧密贴合可阻断砂料的继续流动并实现轴向密封，再通过气囊的充气膨胀使其外弧面与气囊安装座的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与填料门的边缘紧密贴合，实现对储砂罐与发射缸间连接通道的径向密封。本发明结构简单，密封效果好，且通过二次密封的方式，避免砂料对气囊的磨损。

Description

一种用于轨道交通加砂装置的密封结构及其密封方法

技术领域

本发明涉及轨道交通设备领域，具体地，涉及一种用于轨道交通加砂装置的密封结构及其密封方法。

背景技术

轨道车辆在行制动过程中，有时需主动增加机车轮与轨道之间的摩擦力，以取得更好的制动效果，常用的方法是在机车轮旁设置多个撒砂器。由于受机车的载重及其底部空间所限，撒砂器的储砂量不能太大，因此在对机车进行检修和维护时，经常需要对撒砂器进行加砂。目前国内在车辆加砂技术方面基本以人工加砂为主，其所需时间长、效率低、人工成本高，而且灌注过程不够精细，特别是在对一些位置较高的砂箱进行加砂时，常常出现大量砂料外漏的情况，造成了极大的浪费。随着轨道车辆数量以及行驶里程的快速增加，人工加砂的方式已经越来越不能满足需要，尤其是在遇到雨雪天气时，机车用砂量大，人工加砂存在的问题更加凸显。

刹车砂是一种来自矿井、河流或湖泊中的天然砂子，其成分中二氧化硅的含量不小于60%，经加工筛选后，砂子的颗粒大小绝大部分分布在0.8<d（d为砂粒的直径）<2.8mm之间，没有粘土及其他杂物，砂料经烘烤干燥后使用，且具有硬度大、颗粒形状不规则、流动性能好等特点。

目前出现了一种通过压缩的高压空气喷射方式进行加砂的方法，其包括依次连通的储砂罐、发射缸和喷砂枪，打开储砂罐和发射缸之间的连接通道，使储砂罐中的刹车砂靠自重流入发射缸中，关闭连接通道，将喷砂枪插入撒砂器的砂箱内，然后通过压缩机产生的压力差及高速气流，带动砂料快速地通过喷砂枪并进入砂箱内，该方法实现了对机车加砂过程的自动化，方便控制加砂量和加砂时间，同时减轻了灌注时产生的粉尘污染。但在上述方法中，位于储砂罐与发射缸间的密封结构存在着密封效果差的问题，经常出现漏砂漏气、甚至密封结构被砂料卡住的情况，严重影响加砂工作的正常进行。

中国专利200820085553.1公开了一种覆砂造型机加砂机构，该方案在砂斗出砂口与射砂筒的连接处设置有一个能根据气压差打开的单向阀作为密封结构，该密封结构包括连接座和浮动球，所述连接座内部中空且设有用于支撑浮动球的网栅，所述浮动球位于连接座内部且与连接座之间存在空隙。在自然状态下浮动球被网栅拦住，从出砂口流出的砂料经浮动球与连接座之间的空隙，再通过网栅进入射砂筒内；而在射砂状态时，浮动球被射砂筒内的压缩空气向上顶，并与连接座保持紧贴状态，从而实现对出砂口的封堵。所述方案存在以下缺点：1、浮动球的动作不受人为控制，在不进行喷砂的时候砂料不间断地从砂斗进入射砂筒内；2、浮动球在封堵出砂口的过程中很容易因为高速气流的作用而发生自旋，影响密封性；3、砂料在下落过程中会对浮动球的表面产生长期磨损，影响浮动球的密封性和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轨道交通加砂装置的密封结构及其密封方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于轨道交通加砂装置的密封结构，其设置于储砂罐与发射缸的连接处，包括设置于储砂罐内部的气缸安装座、竖直设置于所述气缸安装座上的气缸、设置于气缸活塞杆底端且可通过轴向运动实现储砂罐与发射缸间连接通道开闭的填料门、环设于发射缸顶部进砂口处的气囊安装座、以及沿所述气囊安装座内壁嵌入式设置的气囊；

所述气囊安装座的上部沿径向方向向内延伸一段距离并形成环形的突出端，所述填料门的直径大于所述气囊安装座上部的内径而小于其下部的内径，通过所述填料门上表面与所述突出端下表面的紧密贴合可阻断砂料的继续流动并实现轴向密封，所述气囊通过自带的气嘴中气体的流动实现充放气过程，且所述气囊在充气膨胀时为环形管状结构，在气压的作用下其外弧面与所述气囊安装座的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与所述填料门的边缘紧密贴合，从而实现对储砂罐与发射缸间连接通道的径向密封。

优选地，所述气囊在充气膨胀时与放气内缩时的最大变化距离不小于6mm。

优选地，所述气囊的材质为耐磨橡胶。

优选地，所述气囊的厚度为1.5~3mm，且所述气囊在放气内缩时与所述填料门间存在空隙，可避免二者间接触产生摩擦。

优选地，在所述气缸活塞杆的外部环设有用于防止砂料对其轴向运动造成影响的活塞杆护罩。

优选地，所述填料门通过螺母与所述气缸活塞杆连接，且可通过螺母的上下调节确定所述填料门的位置。

优选地，所述气囊安装座通过螺栓和密封垫的方式分别与储砂罐和发射缸固定连接。

优选地，所述气缸安装座通过螺栓与设置于储砂罐内壁上的安装座固定连接。

根据所述密封结构，本发明还提供了一种密封方法，包括以下步骤：

1）驱动气缸使气缸活塞杆回缩，并带动填料门向上运动，直至填料门的上表面与气囊安装座的突出端紧密贴合，完全阻断砂料的继续流动并实现轴向密封；

2）保持填料门与气囊安装座的紧贴状态5~10s，使位于填料门与放气内缩的气囊间空隙处的砂料完全下落至发射缸内；

3）通过气嘴向气囊充气，使气囊膨胀并形成环形管状结构，在气压的作用下其外弧面与气囊安装座的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与填料门的边缘紧密贴合，从而实现对储砂罐与发射缸间连接通道的径向密封。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、所述密封结构通过气缸带动填料门的轴向运动，从而实现对储砂罐与发射缸间连接通道的开闭的控制，并可根据实际需要对加砂时间和加砂量进行调节。

2、所述密封结构通过二次密封的方式，先阻断砂料的轴向流动，再通过膨胀气囊实现填料门的径向密封，不仅具有很好的密封效果，还避免了砂料与气囊的直接接触，大大减少了气囊受到的磨损并延长其使用寿命，减少了加砂装置的维修次数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例与储砂罐及发射缸的装配结构的分解示意图；

图3是图1所示实施例中填料门与气囊安装座在密封时的剖视图；

图中：01储砂罐，02发射缸；1气缸安装座，11活塞杆护罩，2气缸，21气缸活塞杆，3填料门，4气囊安装座，41突出端，5气囊，51气嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1~图3，一种用于轨道加砂装置的密封结构，设置于储砂罐01与发射缸02的连接处，所述密封结构包括设置于储砂罐01内部的气缸安装座1、竖直设置于所述气缸安装座1上的气缸2、设置于气缸活塞杆21底端且可通过轴向运动实现储砂罐01与发射缸02间连接通道开闭的填料门3、环设于发射缸02顶部进砂口处的气囊安装座4、以及沿所述气囊安装座4内壁嵌入式设置的气囊5；

所述气囊安装座4的上部沿径向方向向内延伸一段距离并形成环形的突出端41，所述填料门3的直径大于所述气囊安装座4上部的内径而小于其下部的内径，通过所述填料门3上表面与所述突出端41下表面的紧密贴合可阻断砂料的继续流动并实现轴向密封，所述气囊5通过自带的气嘴51中气体的流动实现充放气过程，且所述气囊5在充气膨胀时为环形管状结构，在气压的作用下其外弧面与所述气囊安装座4的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与所述填料门3的边缘紧密贴合（如图3中虚线所示），从而实现对储砂罐01与发射缸02间连接通道的径向密封。

本实施例中，所述气缸安装座1通过螺栓与设置于储砂罐01内壁上的安装座固定连接。

本实施例中，在所述气缸活塞杆21的外部环设有用于防止砂料对其轴向运动造成影响的活塞杆护罩11，同时还可通过调节所述气缸2进气口两端的进气速度来控制所述气缸活塞杆11的运动速度，以保证所述填料门3开闭的稳定性。

本实施例中，所述填料门3通过螺母与所述气缸活塞杆11连接，且可通过螺母的上下调节确定所述填料门3的位置。

本实施例中，所述气囊安装座4通过螺栓和密封垫的方式分别与储砂罐01和发射缸02固定连接。

所述气囊5在放气内缩时与所述填料门3间存在空隙（如图3中实线所示），可避免二者间接触产生摩擦，以便于所述填料门3在轴向上的自由运动。本实施例中，所述气囊5的材质为耐磨橡胶且其厚度为2mm，所述气囊5在充气膨胀时与放气内缩时的最大变化距离不小于6mm。

根据所述密封结构的一种密封方法，包括以下步骤：

1）驱动气缸2使气缸活塞杆21回缩，并带动填料门3向上运动至进砂口处，使填料门3的上表面与气囊安装座4的突出端41紧密贴合，完全阻断了砂料的继续流动并实现轴向密封；

2）保持填料门3与气囊安装座4的紧贴状态10s，使位于填料门3与放气内缩的气囊5间空隙处的砂料完全下落至发射缸02内；

3）通过气嘴51向气囊5充气，使气囊5膨胀并形成环形管状结构，在气压的作用下其外弧面与气囊安装座4的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与填料门3的边缘紧密贴合，从而实现对储砂罐01与发射缸02间连接通道的径向密封。

当需要向发射缸02内加砂时，先通过气嘴51放气，使气囊5内缩回气囊安装座4内并与填料门3间形成空隙，然后驱动气缸2使气缸活塞杆21伸长，并带动填料门3向下运动，使填料门3与气囊安装座4错开，此时储砂罐01中的砂料受自身重力作用下落至发射缸02内，最后再重复上述密封方法的步骤，完成对发射缸02加砂的过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，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。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于轨道交通加砂装置的密封结构，设置于储砂罐（01）与发射缸（02）的连接处，其特征在于，包括设置于储砂罐（01）内部的气缸安装座（1）、竖直设置于所述气缸安装座（1）上的气缸（2）、设置于气缸活塞杆（21）底端且可通过轴向运动实现储砂罐（01）与发射缸（02）间连接通道开闭的填料门（3）、环设于发射缸（02）顶部进砂口处的气囊安装座（4）、以及沿所述气囊安装座（4）内壁嵌入式设置的气囊（5）；

所述气囊安装座（4）的上部沿径向方向向内延伸一段距离并形成环形的突出端（41），所述填料门（3）的直径大于所述气囊安装座（4）上部的内径而小于其下部的内径，通过所述填料门（3）上表面与所述突出端（41）下表面的紧密贴合可阻断砂料的继续流动并实现轴向密封，所述气囊（5）通过自带的气嘴（51）中气体的流动实现充放气过程，且所述气囊（5）在充气膨胀时为环形管状结构，在气压的作用下其外弧面与所述气囊安装座（4）的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与所述填料门（3）的边缘紧密贴合，从而实现对储砂罐（01）与发射缸（02）间连接通道的径向密封。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述气囊（5）在充气膨胀时与放气内缩时的最大变化距离不小于6mm。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述气囊（5）的材质为耐磨橡胶。

4.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，所述气囊（5）的厚度为1.5~3mm，且所述气囊（5）在放气内缩时与所述填料门（3）间存在空隙，可避免二者间接触产生摩擦。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，在所述气缸活塞杆（21）的外部环设有用于防止砂料对其轴向运动造成影响的活塞杆护罩（11）。

6.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于，所述填料门（3）通过螺母与所述气缸活塞杆（11）连接，且可通过螺母的上下调节确定所述填料门（3）的位置。

7.根据权利要求6所述的密封结构，其特征在于，所述气囊安装座（4）通过螺栓和密封垫的方式分别与储砂罐（01）和发射缸（02）固定连接。

8.根据权利要求7所述的密封结构，其特征在于，所述气缸安装座（1）通过螺栓与设置于储砂罐（01）内壁上的安装座固定连接。

9.根据权利要求1~8任一项所述密封结构的密封方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）驱动气缸（2）使气缸活塞杆（21）回缩，并带动填料门（3）向上运动，直至填料门（3）的上表面与气囊安装座（4）的突出端（41）紧密贴合，完全阻断砂料的继续流动并实现轴向密封；

2）保持填料门（3）与气囊安装座（4）的紧贴状态5~10s，使位于填料门（3）与放气内缩的气囊（5）间空隙处的砂料完全下落至发射缸（02）内；

3）通过气嘴（51）向气囊（5）充气，使气囊（5）膨胀并形成环形管状结构，在气压的作用下其外弧面与气囊安装座（4）的内壁紧密贴合，其内弧面沿径向方向与填料门（3）的边缘紧密贴合，从而实现对储砂罐（01）与发射缸（02）间连接通道的径向密封。