CN106494453A - 高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置 - Google Patents

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沈德安
邓保顺
侯卫华
张海
李德辉
李�杰
郭永桢
马强
王腾
铁勇
冉春雨
马江燕
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    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K11/00—Serving peculiar to locomotives, e.g. filling with, or emptying of, water, sand, or the like at the depots
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders

Abstract

本发明涉及一种高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置。当高速列车在室外运行时，高速列车裸露在外的转向架部分，包括其侧面以及底面，都极易发生结冰积雪的情况。本发明包括三角支撑架、铝制聚光罩、钨丝灯管和红外线温度传感器；铝制聚光罩安装于三角支撑架顶端，铝制聚光罩内设置有钨丝灯管，铝制聚光罩的边沿设置有红外线温度传感器；三角支撑架的支撑杆上设置有卡槽，卡槽内安装有可移动式高压热风枪。本发明采用红外线辐射加热除冰，红外线的部分能量可以直接穿透冰层对结冰的车体部位进行加热，使得冰层更容易脱落，辅以高压热风枪对特殊部分进行加热，除冰效率更高。

Description

高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置
技术领域
本发明涉及一种铁路辅助除冰设备，具体涉及一种高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置。
背景技术
在我国北方地区，冬季降雪天气多，地面积雪情况严重。当高速列车在室外运行时，高速列车裸露在外的转向架部分，包括其侧面以及底面，都极易发生结冰积雪的情况。严重时冰层及积雪的厚度可达到10cm，大大影响了转向架的性能，阻滞了各活动部件的运动。同样的，列车运行过程中，冰块的脱落有可能造成轨道设备的损坏，造成经济损失。由此可见，对于运行在冬季工况下的高速列车来进行除冰和融冰，是十分有必要的。
在中国，针对高速列车的除冰有着几种不同的方法，其中最常使用包括暖库融冰，热风除冰，热水除冰。以上几种现有的除冰方式都具有不同缺点。例如暖库融冰：1、成本较高，融冰解冻库中，每设置一条除冰线路的成本在2500万元左右；2、利用热风机和暖气的设备使暖库升温，设置两条除冰线路在12小时内解冻8辆编组的高速列车，效率偏低；3、融冰暖库的室内温度较高，工人工作环境较差。而对于传统的热风除冰而言，一些缺点也是不可避免的：1、传统大功率热风机，只能除去转向架侧面的冰块与积雪，对于底部结冰和积雪的效果不明显；2、传统的大功率热风机，送风口使用方形散流器，气流组织形式对于除冰而言不合理，使得换热效果不明显，除冰效率不高。3、传统大功率热风机，无法实现精确的定点除冰，只能同时对一整块结冰部位进行除冰作业，同时因为结冰位置冰层厚度不均匀，可能使有些部位先暴露在热风中，可能影响列车性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，提高冬季工况下高速列车的除冰效率，降低现有除冰方法对于高速列车底盘以及转向架的影响,减少热力除冰方法对室内环境的不利影响。
本发明所采用的技术方案为：
高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
包括三角支撑架、铝制聚光罩、钨丝灯管和红外线温度传感器；
铝制聚光罩安装于三角支撑架顶端，铝制聚光罩内设置有钨丝灯管，铝制聚光罩的边沿设置有红外线温度传感器。
三角支撑架底部为三条支脚，上部为L形的支撑杆，支撑杆上部弯折部分的端部通过连接铰链安装铝制聚光罩。
三角支撑架的支撑杆上设置有卡槽，卡槽内安装有可移动式高压热风枪。
可移动式高压热风枪的外壳内自前向后设置有陶瓷管和高压风机，陶瓷管上缠绕有电热丝；
外壳前端设置有带消声器出风口，后端设置有带消声器进风口。
可移动式高压热风枪的外壳下端设置有手柄，手柄上设置有开关。
可移动式高压热风枪的外壳后段插入三角支撑架支撑杆上的卡槽进行固定。
本发明具有以下优点：
1、相对于暖库融冰，成本大大的降低了，仅需要购置和安装红外线辐射加热的除冰设备和高压热风枪即可。
2、采用红外线辐射加热除冰，辐射灯管的温度可以达到200℃，并且红外线的部分能量可以直接穿透冰层对结冰的车体部位进行加热，使得冰层更容易脱落。所以对比于几种传统的除冰方式，红外线辐射加热除冰效率更高。
3、可移动式高压热风枪，送风口风速可以达到20m/s，温度维持在70℃。对比于几种传统的除冰方式，除冰效率较高。
4、对比于传统的除冰装置，红外线辐射加热装置更加便于操作，把红外线辐射加热设备布置到结冰车体的一定距离，开启设备即可除冰。
5、红外线辐射除冰设备中带有测量并反馈控制的红外线温度传感器，可以通过测量被加热结构的温度，来调控红外线辐射除冰设备的启停，当温度过高时，加热设备会自动停止运行。所以红外线辐射加热除冰装置对于高速列车底部结构的影响较小。
附图说明
图1为CRH2型高速列车红外线辐射和热风联合加热除冰装置平面布置图。
图2为红外线辐射加热除冰装置结构图。
图3为除冰装置灯罩详图。
图4为高压热风除冰设备结构图。
图中，1-除冰装置，2-三角支撑架，3-连接铰链，4-铝制聚光罩，5-钨丝灯管，6-红外线温度传感器，7-卡槽，8-可移动式高压热风枪，9-开关，10-带消声器进风口，11-高压风机，12-陶瓷管，13-电热丝，14-带消声器出风口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的一种高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，包括三角支撑架2、铝制聚光罩4、钨丝灯管5和红外线温度传感器6。铝制聚光罩4安装于三角支撑架2顶端，铝制聚光罩4内设置有钨丝灯管5，铝制聚光罩4的边沿设置有红外线温度传感器6。钨丝灯管5用来产生红外线，红外线温度传感器6用于检测车体表面温度，除冰完成后，车体表面温度上升，则自动关闭红外线辐射加热除冰部分，即钨丝灯管5。
三角支撑架2底部为三条支脚，上部为L形的支撑杆，支撑杆上部弯折部分的端部通过连接铰链3安装铝制聚光罩4。连接铰链3可以用来调控铝制聚光罩4的朝向，进而调控加热部位。
三角支撑架2的支撑杆上设置有卡槽7，卡槽7内安装有可移动式高压热风枪8。可移动式高压热风枪8的外壳内自前向后设置有陶瓷管12和高压风机11，陶瓷管12上缠绕有电热丝13。电热丝13在启动后，温度会比较高，需要缠绕和固定在不导电耐高温的陶瓷管12上。外壳前端设置有带消声器出风口14，后端设置有带消声器进风口10。带消声器出风口14的外径为1cm，主要是由于当出风口越小，热风除冰设备吹出的风压和风速就越高，也就更容易穿透冰层和除冰。可移动式高压热风枪8的外壳下端设置有手柄，手柄上设置有开关9。可移动式高压热风枪8的外壳后段插入三角支撑架2支撑杆上的卡槽7进行固定。
我国现有的高速列车型号有多种。不同列车的结构与形式各不相同，但总体上，在遭遇结冰情况时，各种型号的列车都是转向架底部与侧部结冰较为严重。为了更好的描述本发明的使用情况，以CRH2型高速列车为例进行具有说明。如图1所示，CRH2型高速列车共有8节车厢，选择了一号车整体与二号车部分来示例。本发明的红外线辐射加热部分主要用于除动车转向架侧面的大面积冰层，而对于红外线设备无法直接照射的被遮挡部位和转向架底部则是用可移动式高压热风除冰设备除冰。
在列车的检修库中，列车的除冰线路都是位于两侧靠墙的线路，所以红外线辐射除冰装置可以布置在列车的两侧。每一个转向架，两侧各布置一台红外线辐射加热设备。一趟CRH2型列车有16个转向架，所以一条红外线辐射除冰线共需要有32台红外线辐射加热设备。每个转向架需要两个可移动式高压热风除冰设备，热风除冰设备是固定在红外线除冰设备的三脚支撑架上的卡槽中，卡槽的作用是方便取下热风除冰设备，对于列车上局部难除掉的冰可以通过除冰人员手持进行局部近距离的加热。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
包括三角支撑架（2）、铝制聚光罩（4）、钨丝灯管（5）和红外线温度传感器（6）；
铝制聚光罩（4）安装于三角支撑架（2）顶端，铝制聚光罩（4）内设置有钨丝灯管（5），铝制聚光罩（4）的边沿设置有红外线温度传感器（6）。
2.根据权利要求1所述的高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
三角支撑架（2）底部为三条支脚，上部为L形的支撑杆，支撑杆上部弯折部分的端部通过连接铰链（3）安装铝制聚光罩（4）。
3.根据权利要求1所述的高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
三角支撑架（2）的支撑杆上设置有卡槽（7），卡槽（7）内安装有可移动式高压热风枪（8）。
4.根据权利要求3所述的高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
可移动式高压热风枪（8）的外壳内自前向后设置有陶瓷管（12）和高压风机（11），陶瓷管（12）上缠绕有电热丝（13）；
外壳前端设置有带消声器出风口（14），后端设置有带消声器进风口（10）。
5.根据权利要求4所述的高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
可移动式高压热风枪（8）的外壳下端设置有手柄，手柄上设置有开关（9）。
6.根据权利要求4所述的高速列车高压热风枪辅助红外线辐射加热除冰装置，其特征在于：
可移动式高压热风枪（8）的外壳后段插入三角支撑架（2）支撑杆上的卡槽（7）进行固定。
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