CN111775712A - 一种具有高程限制的受电弓 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有高程限制的受电弓，其包括铰链系统、升弓气囊、升降弓控制装置和超程检测控制系统，超程检测控制系统包括第一管路、第一快排阀、常闭阀门、第一压力开关和触发部件，第一管路与升弓气囊连通，第一管路上设置有第一快排阀和常闭阀门，第一压力开关连接于第一管路；触发部件固定于下臂上，当下臂相对于底架转动达到一定角度，触发部件抵接于常闭阀门，使得常闭阀门将第一管路与大气连通。本发明的受电弓相比于现有技术增加了超程检测控制系统，当接触网超限时，可以实现快速降弓进行保护，避免架空接触网超限引发的弓网故障，同时能用以辅助检测判断运行区域架空接触网是否超限。

Description

一种具有高程限制的受电弓
技术领域
本发明涉及一种具有高程限制的受电弓，属于轨道车辆受电弓技术领域。
背景技术
日趋繁忙的货运物流促进了双层集装箱货运列车广泛应用，双层集箱货运列车的限界要求电气化铁路建设时架设比普通架空接触网高度更高的架空接触网，实际运营为充分发挥线路利用率提升物流，运行双层集装箱货运列车线路同样会开行普通货运列车，为解决普通货运列车和双层集装箱货运列车在高架空接触网下的受流问题，需要更宽工作范围的高工作高度受电弓与高架空接触网匹配受流。
国内电气化铁路干线的架空接触网距轨面高度一般为5300mm～6500mm，能够满足普通客货列车、双层客运列车、双层集装箱货运列车通行要求，限于架空接触高度，国内双层集装箱货运列车装载2×8.5ft集装箱，此类架空接触网下受电弓工作高度一般为300mm～2400mm。不同于国内，印度等某些国家开行普通货运列车的电气化线路的架空接网距轨面最小高度为4500mm，而双层集装箱货运列车因搭载2×9.5ft集装箱，其电气化线路配套采用特制升高式架空接触网，架空接触网距轨面最大高度为7570mm，为满足普通货运列车和双层集装箱货运列车在同一线路下运行，其机车采用高工作高度受电弓，受电弓工作高度为150mm～3600mm，这类具有更宽工作范围的受电弓也称为高工作高度受电弓。
现有受电弓运用经验表明，受电弓工作高度越高其动态受流性和稳定性会显著降低，一方面原因是高工作高度下受电弓稳定性差，且迎风面积更大，风阻和气流扰动影响较大，弓网间接触压力波动大，另一方面原因是高工作高度下受电弓部件和ADD风管遭线路异物击打引发自动降弓或弓网事故的，此外，局部线路架空接触网高度超限度时，受电弓升弓高度急剧攀升，动态受流伴随的电弧火花现象明显，甚至会因为受电弓弓头超限而发生弓网事故。
为此，当局部线路架空接触网高度超度限时，如何避免因受电弓升弓超过限度而引发的各种事故，并将架空接触网高度超限位置进行记录反馈，是急需要解决的技术问题。
发明内容
本发明涉及的是一种用于轨道交通干线机车车辆受电系统领域的具有更宽工作范围、高升弓高度下动态受流稳定性和可靠性、高架空接触网下防超限的自我降弓保护功能、能检测并反馈线路上架空接触网超限位置等特点的受电弓。具体技术方案如下。
一种具有高程限制的受电弓，其包括铰链系统、升弓气囊和升降弓控制装置，所述铰链系统包括底架、上臂、下臂、拉杆和平衡杆，所述升弓气囊用于驱动所述下臂旋转实现受电弓的上升；所述升降弓控制装置用于对所述升弓气囊进行充气或放气；
其特征在于：所述受电弓还包括有超程检测控制系统，所述超程检测控制系统包括第一管路、第一快排阀、常闭阀门、第一压力开关和触发部件，所述第一管路与所述升弓气囊连通，所述第一管路上设置有所述第一快排阀和常闭阀门，所述第一压力开关连接于所述第一管路；所述触发部件固定于所述下臂上，当所述下臂相对于所述底架转动达到一定角度，所述触发部件抵接于所述常闭阀门，使得所述常闭阀门将所述第一管路与大气连通。
进一步地，所述常闭阀门为二位二通阀。
进一步地，所述触发部件为凸轮、悬臂构件或凸起等。
进一步地，所述升降弓控制装置包括第二管路以及依次设置于第二管路上的空气过滤器、升弓电磁阀、升弓节流阀、调压阀、安全溢流阀、降弓节流阀，所述第二管路的一端连通于气源，另一端连通于所述升弓气囊。
进一步地，所述受电弓还包括有ADD装置，所述ADD装置包括第三管路、第二压力开关以及设置依次设置于第三管路上的第二快排阀、截止阀和实验阀，所述第三管路的一端与所述升弓气囊连通，另一端与所述受电弓的碳滑板的气腔联通；所述第二压力开关连接于所述第三管路。
本发明的受电弓相比于现有技术增加了超程检测控制系统，通过安装在铰链系统的下臂上的触发部件将升弓高度与下臂转动关联起来从而设定受电弓升弓高度，当升弓高度达到设定值时机械触发处于常闭状态的常闭阀门，常闭阀门打开并排出气体，该气路风压降低启动快排阀并将气囊内部风排出以实现快速降弓进行保护。降弓信号通过第一压力开关将风压变化转换为电信号反馈至列车内部，经与受电弓的升弓高度设定值对比，则可判断该区域接触网高度是否超限，从而用以辅助判断检测线路的架空接触网高度。本发明的受电弓避免了架空接触网超限引发的弓网故障，同时能用以辅助检测判断运行区域架空接触网是否超限。
附图说明
图1是本发明的受电弓的示意图；
图2是本发明的受电弓气路原理示意图。
图中：底架1、下臂2、上臂3、拉杆4、平衡杆5、阻尼器6、弓头电流连接结构7、弓头8、气囊升弓装置9、气路控制系统10、绝缘子11、肘接电流连接结构12、底架电流连接结构13、空气过滤器10.1、升弓电磁阀10.2、升弓节流阀10.3、调压阀10.4、安全溢流阀10.5、降弓节流阀10.6、第二快排阀10.7、截止阀10.8、实验阀10.9、碳滑板10.10、升弓气囊10.11、常闭阀门10.12、触发部件10.13、第一快排阀10.14、第一压力开关10.15、第二压力开关10.16、压力表10.17、第一管路10.18、第二管路10.19、第三管路10.20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1-2，一种具有高程限制的受电弓，其包括铰链系统、升弓气囊10.11和气路控制系统10；
铰链系统包括底架1、安装在底架1上的下臂2、与下臂2上端铰接的上臂3、拉杆4、位于上臂下方的平衡杆5，拉杆4一端铰接于底架1，另一端铰接于所述上臂3的下端，平衡杆5的下端铰接于下臂2，平衡杆5的上端和上臂3的上端均与弓头8铰接；卧式安装于底架1上的气囊升弓装置9用于驱动下臂2的旋转(转动)，弓头8随着下臂2的转动不断上升，实现升弓；降弓时，排出气囊升弓装置9中气囊中的气体(空气)，弓头8在重力作用下不断下降实现降弓。
底架1和下臂2之间具有阻尼器6，底架1上还设置有控制受电弓升降的气路控制系统10；为了将弓头8上电流传导至机车中，弓头8与上臂4之间设置有弓头电流连接结构7，上臂4与下臂2之间设置有肘接电流连接结构12，底架1与下臂2之间设置有底架电流连接结构13，弓头8上电流经弓头电流连接结构7、上臂3(固定设置有电缆)、肘接电流连接结构12、下臂2(固定设置有电缆)和底架电流连接结构13传递至机车中，底架1通过绝缘子11设置与车顶上，电流连接结构可以拆了软铜绞线和螺栓。
如图2所示，气路控制系统10包括升降弓控制装置、ADD装置和超程检测控制系统；
如图2中右上部所示，超程检测控制系统包括第一管路、第一快排阀10.14、常闭阀门10.12、第一压力开关10.15和触发部件10.13，第一管路与升弓气囊10.11连通，第一管路上设置有第一快排阀10.14和常闭阀门10.12，第一压力开关10.15连接于第一管路；触发部件10.13固定于下臂3上，当下臂3相对于底架1转动达到一定角度，触发部件10.13抵接于常闭阀门10.12，使得常闭阀门10.12将第一管路与大气连通。常闭阀门优选为二位二通阀；触发部件10.13为优选地凸轮、悬臂构件或凸起等。
铰链系统的下臂2转动角度与升弓高度相关联，具体为下臂2不同角度对应具体升弓高度值，通过控制下臂组装2上的触发部件10.13的安装位置即可在受电弓升至预订高度时机械触发处于常闭状态的机控常闭阀门10.12，常闭阀门10.12固定于底架1上，机控常闭阀门10.12触发后直接导通大气并排风，排风进一步触发第一快排阀10.14启动，第一快排阀10.14启动后将升弓气囊10.11内部风压快速排向大气，受电弓在自重作用下快速降弓避免受电弓超限造成的弓网事故，集成式阀板上的第一压力开关10.15(第一压力开关10.15并联有一个压力表10.17)检测升弓气囊10.11内部风压变化并输出升弓高度和架空接触网超限信号，此信号被列车内部控制系统采集，用作此区域架空接触网维修数据。超程检测控制系统让受电弓具有高程限制功能，而且可以用来对接触网超高区域进行检测并反馈异常数据。
如图2中上部所示，升降弓控制装置包括第二管路以及依次设置于第二管路上的用于过滤空气的空气过滤器10.1、用于控制气路通断的升弓电磁阀10.2、用于调节升弓时间的升弓节流阀10.3、用于控制精密调节输入风压并稳定输出风压的调压阀10.4、用于防止风压超限并泄压的安全溢流阀10.5、用于调节降弓时间的降弓节流阀10.6，第二管路的一端连通于气源(未图示)，另一端连通于升弓气囊10.11。
如图2中左上部所示，ADD装置包括第三管路、第二压力开关10.16以及设置依次设置于第三管路上的第二快排阀10.7、截止阀10.8和实验阀10.9，第三管路的一端与升弓气囊10.11连通，另一端与受电弓的碳滑板10.10的气腔联通；第二压力开关10.16连接于第三管路。当碳滑板10.10破裂、磨损到限或管路泄露时，受电弓ADD装置第三管路的压力下降，快排阀10.7打开通往大气的通路，升弓气囊10.11压力快速下降，使得受电弓快速降弓，第二压力开关10.16用于监测反馈正常降弓时或滑板磨耗到限造成自动快速降弓信号。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有高程限制的受电弓，其包括铰链系统、升弓气囊和升降弓控制装置，所述铰链系统包括底架、上臂、下臂、拉杆和平衡杆，所述升弓气囊用于驱动所述下臂旋转实现受电弓的上升；所述升降弓控制装置用于对所述升弓气囊进行充气或放气；
其特征在于：所述受电弓还包括有超程检测控制系统，所述超程检测控制系统包括第一管路、第一快排阀、常闭阀门、第一压力开关和触发部件，所述第一管路与所述升弓气囊连通，所述第一管路上设置有所述第一快排阀和常闭阀门，所述第一压力开关连接于所述第一管路；所述触发部件固定于所述下臂上，当所述下臂相对于所述底架转动达到一定角度，所述触发部件抵接于所述常闭阀门，使得所述常闭阀门将所述第一管路与大气连通。
2.根据权利要求1所述的一种具有高程限制的受电弓，其特征在于，所述常闭阀门为二位二通阀。
3.根据权利要求1所述的一种具有高程限制的受电弓，其特征在于，所述触发部件为凸轮、悬臂构件或凸起。
4.根据权利要求1所述的一种具有高程限制的受电弓，其特征在于，所述升降弓控制装置包括第二管路以及依次设置于第二管路上的空气过滤器、升弓电磁阀、升弓节流阀、调压阀、安全溢流阀、降弓节流阀，所述第二管路的一端连通于气源，另一端连通于所述升弓气囊。
5.根据权利要求1所述的一种具有高程限制的受电弓，其特征在于，所述受电弓还包括有ADD装置，所述ADD装置包括第三管路、第二压力开关以及设置依次设置于第三管路上的第二快排阀、截止阀和实验阀，所述第三管路的一端与所述升弓气囊连通，另一端与所述受电弓的碳滑板的气腔联通；所述第二压力开关连接于所述第三管路。
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