CN112224172A - 一种机车喷淋机构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高铁转向架去冰的技术领域，尤其是涉及一种机车喷淋机构，其包括安装板、储砂组件、加热组件、喷砂组件和滤水组件；储砂组件包括储砂内筒和储砂外筒，储砂内筒的外壁、储砂外筒的内壁和安装板的上表面共同围成了容纳腔，容纳腔内固定嵌设有第一螺旋板，储砂内筒的内部和储砂外筒的内部均设有第一空腔；加热组件包括导热油和若干电热丝；喷砂组件包括出料管、喷嘴和风管；滤水组件包括旋转盘、旋转内柱和旋转外筒，旋转内柱的侧壁、旋转外筒的内壁和旋转盘的上表面共同围成了回收腔，回收腔内固定嵌设有第二螺旋板，旋转盘上开设有若干下料口，旋转外筒的外壁上开设有若干滤水孔；安装板上设有带动件。本申请提高了去冰效果。
Description
技术领域
本申请涉及高铁转向架去冰的技术领域，尤其是涉及一种机车喷淋机构。
背景技术
随着我国北方严寒地区以及其他超低温地区开行高速动车组的日益增多，高速列车在寒冷冬季运行时，环境风雪及线路积雪会导致列车转向架区域出现大面积积雪结冰，转向架关键部位都有严重积雪结冰，给高速列车安全运行带来隐患，同时也增加了铁路检修成本。
通过检索，中国专利公告号CN109131433B公开了携热微砂喷射式高速列车转向架快速除积雪结冰方法，该申请在利用热量可以将结固在转向架关键部件上的结冰层进行融化的原理上，使用高速喷射装置将微小砂粒喷入到冰中，把冰层打成蜂窝状，由于砂粒携带热量，砂粒的热量能够把冰直接融化。融冰的速度快，效果好。与传统用水融化的方式相比，水只能作用在冰层表层，而高速微砂能够射入冰层一定深度，将结冰一层层快速融化。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：当砂粒将转向架上的冰融化去除后，冰水与砂粒将落入到回砂收集斗内，虽然回砂收集斗内设有过滤器用于过滤掉冰水，但仍有较多的冰水附着在砂粒表面；这部分冰水将与砂粒一起进入到储砂箱内，因加热带只能对靠近于储砂箱内壁的砂粒进行加热，故位于储砂箱中心处的砂粒将无法达到指定的温度，这部分砂粒从喷嘴喷出后将无法利用自身热量有效融化冰层，降低了去冰效果，因此需要改进。
发明内容
为了提高去冰效果，本申请提供一种机车喷淋机构。
本申请提供的一种机车喷淋机构，采用如下的技术方案：一种机车喷淋机构，包括通过吊杆安装在列车下部的安装板、用于储存砂粒的储砂组件、用于加热储砂组件内的砂粒的加热组件、用于将储砂组件内的砂粒喷向转向架的喷砂组件和用于将砂粒和冰水分离的滤水组件；
储砂组件包括固定在安装板上表面的储砂内筒和储砂外筒，储砂内筒位于储砂外筒的内侧，储砂内筒的外壁、储砂外筒的内壁和安装板的上表面共同围成了用于容纳砂粒的容纳腔，容纳腔内固定嵌设有促使砂粒螺旋下滑的第一螺旋板，储砂内筒的内部和储砂外筒的内部均设有第一空腔；
加热组件包括通入到第一空腔内的导热油和若干安装在第一空腔腔壁上的电热丝；
喷砂组件包括连通于容纳腔的出料管、安装在出料管上的喷嘴和连通于出料管并用于向喷嘴吹气的风管，风管连接于车载高压风；
滤水组件包括搁置在储砂内筒和储砂外筒上表面的旋转盘、固定在旋转盘上表面的旋转内柱和旋转外筒，旋转内柱位于旋转外筒的内侧，旋转内柱的侧壁、旋转外筒的内壁和旋转盘的上表面共同围成了供砂粒和冰水落入的回收腔，回收腔内固定嵌设有促使砂粒螺旋下滑的第二螺旋板，旋转盘上开设有若干连通于回收腔和容纳腔的下料口，旋转外筒的外壁上开设有若干供冰水穿过的滤水孔，滤水孔的孔径小于砂粒的粒径；
安装板上设有带动旋转盘绕自身轴线旋转的带动件。
通过采用上述技术方案，在去冰过程中，电热丝和导热油将对容纳腔内的砂粒进行加热，车载高压风将通过风管向喷嘴吹出高压气体，容纳腔内的砂粒将通过风管和喷嘴喷射到转向架的冰层上，砂粒将把冰层上打成蜂窝状，且砂粒利用自身携带的热量将冰层快速融化。
随后冰水与砂粒将落入到回收腔内并在第二螺旋板上螺旋下降，带动件将带动旋转盘绕自身轴线旋转，冰水将在离心力的作用下穿过滤水孔，实现了冰水与砂粒的分离；第二螺旋板增加了砂粒在回收腔内的运动时间，提高了冰水与砂粒的分离效果；且第二螺旋板使得回收腔内的砂粒不易堆积在一起，故砂粒在离心力的作用下将贴合旋转外筒的内壁螺旋下降，便于砂粒表面的冰水通过滤水孔排出，进一步提高了冰水与砂粒的分离效果。
然后被去除冰水的砂粒将通过下料口进入到容纳腔内并在第一螺旋板上螺旋下降，导热油将通过储砂内筒的外壁和储砂外筒的内壁对砂粒进行加热，提高了对砂粒的加热效果；第一螺旋板提高了砂粒在容纳腔内的加热时间，进一步提高了对砂粒的加热效果；且第一螺旋板使得砂粒不易堆积在一起，故砂粒将平铺在第一螺旋板上并螺旋下降，提高了容纳腔内热气对砂粒的加热效果。
同时，因导热油的温度通常可达170-400℃，故残留在砂粒表面的冰水在受热后将蒸发成水蒸气并与容纳腔内的热气上升至回收腔内，实现了对回收腔内砂粒的预热，使得所有砂粒在被喷嘴喷出之前均能够达到指定温度，从而提高了去冰效果。
优选的，还包括集水组件，集水组件包括固定在安装板上表面的集水筒，储砂外筒和旋转外筒均位于集水筒的内侧，集水筒的内壁、储砂外筒的外壁、旋转外筒的外壁和安装板的上表面共同围成了用于收集冰水的收集腔。
通过采用上述技术方案，回收腔内的冰水将在离心力的作用下穿过滤水孔进入到收集腔内，以便重复利用。在寒冷的冬季，收集腔内的冰水温度将高于外部环境的温度，而收集腔内的冰水与储砂外筒的外壁相接触，故收集腔内的冰水为第一空腔内的导热油提供了一定的保温效果。
优选的，所述集水组件还包括固定在安装板上表面的分隔筒，分隔筒位于集水筒的内侧，储砂外筒和旋转外筒均位于分隔筒的内侧，分隔筒将收集腔分隔成自外向内依次设置的保温腔和加热腔，且分隔筒的上端低于集水筒的上端。
通过采用上述技术方案，在带动件带动旋转盘旋转的过程中，穿过滤水孔的大部分冰水将落入到保温腔内，小部分的冰水将落入到加热腔内，因加热腔内的冰水与储砂外筒的外壁相接触，故第一空腔内的导热油将通过储砂外筒的外壁将加热腔内的冰水煮沸，加热腔内的部分冰水将蒸发为水蒸气并上升与转向架上的冰层接触，使得冰层快速融化，从而进一步提高了去冰效果。
优选的，所述滤水组件还包括若干排水通道，排水通道包括设于第二螺旋板内部和旋转外筒内部的通道本体、若干设于第二螺旋板上表面并连通于通道本体的进水口、设于旋转外筒外壁上并连通于通道本体的出水口。
通过采用上述技术方案，当带动件带动旋转盘绕自身轴线旋转时，收集腔内砂粒表面的部分冰水将在自身重力的作用下通过进水口进入到通道本体内，然后这部分冰水将在离心力的作用下通过出水口流出，从而提高了冰水和砂粒的分离效果。
优选的，所述第一螺旋板内部设有第二空腔，第二空腔连通于两个第一空腔。
通过采用上述技术方案，使得第一空腔内的导热油能够流入到第二空腔内，第二空腔内的导热油将通过第一螺旋板的上表面对砂粒进行加热，因容纳腔内的砂粒是平铺在第一螺旋板上的，故大幅度提高了对砂粒的加热效果。
优选的，所述带动件为固定在安装板上表面的电机，电机的输出轴固定连接于旋转盘下表面的中心处；储砂内筒的内壁上设有隔热层。
通过采用上述技术方案，在砂粒和冰水落入到回收腔内后，电机将带动旋转盘绕自身轴线旋转，使得砂粒上的冰水能够通过滤水孔排出到回收腔外；隔热层能够对来自储砂内筒内的导热油热量进行阻隔，使得热量不易传输到处于储砂内筒内侧的电机上，从而使得电机不易因过热而损坏。
优选的，所述旋转外筒的上表面高于旋转内柱的上表面。
通过采用上述技术方案，使得落入到回收腔内的砂粒不易在旋转过程中从回收腔内甩出。
优选的，所述旋转内柱的上端呈锥形设置。
通过采用上述技术方案，使得砂粒不易残留在旋转内柱的上端。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.储砂组件、加热组件、喷砂组件和滤水组件的设置，提高了冰水与砂粒的分离效果，且提高了导热油对砂粒的加热效果，从而提高了去冰效果；
2.集水组件的设置，实现了对冰水的收集，且加热腔内的部分冰水将被导热油蒸发为水蒸气并上升与转向架上的冰层接触，使得冰层快速融化，从而进一步提高了去冰效果；
3.排水通道的设置，收集腔内砂粒表面的部分冰水将在自身重力的作用下通过进水口进入到通道本体内，然后这部分冰水将在离心力的作用下通过出水口流出，从而提高了冰水和砂粒的分离效果。
附图说明
图1是本申请实施例中整体的剖视结构示意图；
图2是本申请实施例中表示储砂组件和加热组件的剖视结构示意图；
图3是本申请实施例中表示滤水组件的剖视结构示意图；
图4是图3中A处的局部放大示意图。
附图标记：1、安装板；11、吊杆；12、电机；2、储砂组件；21、储砂内筒；211、第一空腔；22、储砂外筒；23、容纳腔；24、第一螺旋板；241、第二空腔；3、加热组件；31、导热油；32、电热丝；4、喷砂组件；41、出料管；42、喷嘴；43、风管；5、滤水组件；51、旋转盘；511、下料口；52、旋转内柱；53、旋转外筒；531、滤水孔；54、回收腔；55、第二螺旋板；56、排水通道；561、通道本体；562、进水口；563、出水口；57、隔热层；6、集水组件；61、集水筒；62、分隔筒；63、保温腔；64、加热腔；65、水管。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种机车喷淋机构。如图1所示，一种机车喷淋机构，包括通过吊杆11安装在列车下部的安装板1、用于储存砂粒的储砂组件2、用于加热储砂组件2内的砂粒的加热组件3、用于将储砂组件2内的砂粒喷向转向架的喷砂组件4、用于将砂粒和冰水分离的滤水组件5和用于收集被滤水组件5滤出冰水的集水组件6。
如图1所示，储砂组件2包括固定在安装板1上表面并位于转向架正下方的储砂内筒21和储砂外筒22，储砂内筒21位于储砂外筒22的内侧，储砂内筒21的外壁、储砂外筒22的内壁和安装板1的上表面共同围成了用于容纳砂粒的容纳腔23，容纳腔23内固定嵌设有第一螺旋板24。当砂粒落入到容纳腔23内后，砂粒将在第一螺旋板24上螺旋下滑。
如图2所示，储砂内筒21的内部和储砂外筒22的内部均设有第一空腔211，第一螺旋板24内部设有第二空腔241，第二空腔241连通于两个第一空腔211。加热组件3包括通入到第一空腔211内的导热油31和若干安装在第一空腔211腔壁上的电热丝32，电热丝32通过穿设于安装板1的导线与车载电源连接。电热丝32将对第一空腔211和第二空腔241内的导热油31进行加热，使得容纳腔23内的砂粒表面冰水能够快速蒸发。
如图1所示，喷砂组件4包括连通于容纳腔23的出料管41、安装在出料管41上的喷嘴42和连通于出料管41并用于向喷嘴42吹气的风管43，风管43连接于车载高压风。车载高压风将通过风管43向喷嘴42吹出高压气体，容纳腔23内的砂粒将通过风管43和喷嘴42喷射到转向架的冰层上，砂粒将把冰层上打成蜂窝状，且砂粒利用自身携带的热量将冰层快速融化。
如图2和图3所示，滤水组件5包括搁置在储砂内筒21和储砂外筒22上表面的旋转盘51、固定在旋转盘51上表面的旋转内柱52和旋转外筒53，旋转内柱52位于旋转外筒53的内侧，旋转内柱52的侧壁、旋转外筒53的内壁和旋转盘51的上表面共同围成了回收腔54，将转向架上冰层融化的砂粒将与冰水共同落入到回收腔54内；回收腔54内固定嵌设有第二螺旋板55，使得回收腔54内的砂粒与冰水螺旋下降。
如图2和图3所示，旋转外筒53的外壁上开设有若干滤水孔531，滤水孔531的孔径小于砂粒的粒径。安装板1的上表面固定有带动件，带动件为电机12，电机12的输出轴固定连接于旋转盘51下表面的中心处。在回收腔54内砂粒螺旋下降的过程中，电机12将带动旋转盘51绕自身轴线旋转，冰水将在离心力的作用下穿过滤水孔531，实现了冰水与砂粒的分离；第二螺旋板55增加了砂粒在回收腔54内的运动时间，提高了冰水与砂粒的分离效果；且第二螺旋板55使得回收腔54内的砂粒不易堆积在一起，故砂粒在离心力的作用下将贴合旋转外筒53的内壁螺旋下降，便于砂粒表面的冰水通过滤水孔531排出，进一步提高了冰水与砂粒的分离效果。
如图2和图3所示，旋转盘51上开设有若干连通于回收腔54和容纳腔23的下料口511，完成滤水的砂粒将通过下料口511落入到容纳腔23内。同时，因导热油31的温度通常可达170-400℃，故容纳腔23内残留在砂粒表面的冰水在受热后将蒸发成水蒸气并与容纳腔23内的热气上升至回收腔54内，实现了对回收腔54内砂粒的预热，使得所有砂粒在被喷嘴42喷出之前均能够达到指定温度，从而提高了去冰效果。
如图1所示，旋转外筒53的上表面高于旋转内柱52的上表面，使得落入到回收腔54内的砂粒不易在旋转过程中从回收腔54内甩出。旋转内柱52的上端呈锥形设置，使得砂粒不易残留在旋转内柱52的上端。旋转内柱52的内部呈中空设置，减轻了旋转内柱52的重量。
如图2所示，储砂内筒21的内壁上设有隔热层57，隔热层57能够对来自储砂内筒21内的导热油31热量进行阻隔，使得热量不易传输到处于储砂内筒21内侧的电机12上，从而使得电机12不易因过热而损坏。
如图3和图4所示，滤水组件5还包括若干排水通道56，排水通道56包括设于第二螺旋板55内部和旋转外筒53内部的通道本体561、若干设于第二螺旋板55上表面并连通于通道本体561的进水口562、设于旋转外筒53外壁上并连通于通道本体561的出水口563。当电机12带动旋转盘51绕自身轴线旋转时，收集腔内砂粒表面的部分冰水将在自身重力的作用下通过进水口562进入到通道本体561内，然后这部分冰水将在离心力的作用下通过出水口563流出，从而提高了冰水和砂粒的分离效果。
如图1所示，集水组件6包括固定在安装板1上表面的集水筒61和分隔筒62，储砂外筒22、旋转外筒53和分隔筒62均位于集水筒61的内侧，集水筒61的内壁、储砂外筒22的外壁、旋转外筒53的外壁和安装板1的上表面共同围成了收集腔；储砂外筒22和旋转外筒53均位于分隔筒62的内侧，分隔筒62将收集腔分隔成自外向内依次设置的保温腔63和加热腔64，且分隔筒62的上端低于集水筒61的上端。
在电机12带动旋转盘51旋转的过程中，穿过滤水孔531的大部分冰水将落入到保温腔63内，小部分的冰水将落入到加热腔64内，因加热腔64内的冰水与储砂外筒22的外壁相接触，故第一空腔211内的导热油31将通过储砂外筒22的外壁将加热腔64内的冰水煮沸，加热腔64内的部分冰水将蒸发为水蒸气并上升与转向架上的冰层接触，使得冰层快速融化，从而进一步提高了去冰效果。
同时，在寒冷的冬季，保温腔63内的冰水温度将高于外部环境的温度，而保温腔63内的冰水与分隔筒62的外壁相接触，故保温腔63内的冰水为分隔筒62内的煮沸冰水提供了一定的保温效果。
如图1所示，保温腔63上连通有水管65，水管65可通过水泵与列车的厕所水箱相连，实现了冰水的重复利用。
本申请实施例一种机车喷淋机构的实施原理为：在去冰过程中，电热丝32将对第一空腔211和第二空腔241内的导热油31进行加热，导热油31的热量将通过储砂内筒21的外壁、储砂外筒22的内壁和第一螺旋板24的上表面对容纳腔23内的砂粒进行加热；第一螺旋板24提高了砂粒在容纳腔23内的加热时间，且使得砂粒不易堆积在一起，故砂粒将平铺在第一螺旋板24上并螺旋下降，使得砂粒快速达到指定温度。
然后车载高压风将通过风管43向喷嘴42吹出高压气体，容纳腔23内的砂粒将通过风管43和喷嘴42喷射到转向架的冰层上，砂粒将把冰层上打成蜂窝状，且砂粒利用自身携带的热量将冰层快速融化。
随后冰水与砂粒将落入到回收腔54内并在第二螺旋板55上螺旋下降，电机12将带动旋转盘51绕自身轴线旋转；第二螺旋板55增加了砂粒在回收腔54内的运动时间，且使得回收腔54内的砂粒不易堆积在一起，故大部分砂粒将在离心力的作用下贴合旋转外筒53的内壁螺旋下降。一部分冰水将在离心力的作用下穿过滤水孔531，另一部分冰水将在自身重力的作用下通过进水口562进入到通道本体561内，然后这部分冰水将在离心力的作用下通过出水口563流出，实现了冰水与砂粒的分离。
从滤水孔531和出水口563流出的大部分冰水将落入到保温腔63内，小部分的冰水将落入到加热腔64内，因加热腔64内的冰水与储砂外筒22的外壁相接触，故第一空腔211内的导热油31将通过储砂外筒22的外壁将加热腔64内的冰水煮沸，加热腔64内的部分冰水将蒸发为水蒸气并上升与转向架上的冰层接触，使得冰层快速融化，从而进一步提高了去冰效果。同时，在寒冷的冬季，保温腔63内的冰水温度将高于外部环境的温度，而保温腔63内的冰水与分隔筒62的外壁相接触，故保温腔63内的冰水为分隔筒62内的煮沸冰水提供了一定的保温效果。
之后被去除冰水的砂粒将通过下料口511进入到容纳腔23内并在第一螺旋板24上螺旋下降，导热油31将通过对砂粒进行加热，以便砂粒的重复使用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种机车喷淋机构，其特征在于：包括通过吊杆（11）安装在列车下部的安装板（1）、用于储存砂粒的储砂组件（2）、用于加热储砂组件（2）内的砂粒的加热组件（3）、用于将储砂组件（2）内的砂粒喷向转向架的喷砂组件（4）和用于将砂粒和冰水分离的滤水组件（5）；
储砂组件（2）包括固定在安装板（1）上表面的储砂内筒（21）和储砂外筒（22），储砂内筒（21）位于储砂外筒（22）的内侧，储砂内筒（21）的外壁、储砂外筒（22）的内壁和安装板（1）的上表面共同围成了用于容纳砂粒的容纳腔（23），容纳腔（23）内固定嵌设有促使砂粒螺旋下滑的第一螺旋板（24），储砂内筒（21）的内部和储砂外筒（22）的内部均设有第一空腔（211）；
加热组件（3）包括通入到第一空腔（211）内的导热油（31）和若干安装在第一空腔（211）腔壁上的电热丝（32）；
喷砂组件（4）包括连通于容纳腔（23）的出料管（41）、安装在出料管（41）上的喷嘴（42）和连通于出料管（41）并用于向喷嘴（42）吹气的风管（43），风管（43）连接于车载高压风；
滤水组件（5）包括搁置在储砂内筒（21）和储砂外筒（22）上表面的旋转盘（51）、固定在旋转盘（51）上表面的旋转内柱（52）和旋转外筒（53），旋转内柱（52）位于旋转外筒（53）的内侧，旋转内柱（52）的侧壁、旋转外筒（53）的内壁和旋转盘（51）的上表面共同围成了供砂粒和冰水落入的回收腔（54），回收腔（54）内固定嵌设有促使砂粒螺旋下滑的第二螺旋板（55），旋转盘（51）上开设有若干连通于回收腔（54）和容纳腔（23）的下料口（511），旋转外筒（53）的外壁上开设有若干供冰水穿过的滤水孔（531），滤水孔（531）的孔径小于砂粒的粒径；
安装板（1）上设有带动旋转盘（51）绕自身轴线旋转的带动件。
2.根据权利要求1所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：还包括集水组件（6），集水组件（6）包括固定在安装板（1）上表面的集水筒（61），储砂外筒（22）和旋转外筒（53）均位于集水筒（61）的内侧，集水筒（61）的内壁、储砂外筒（22）的外壁、旋转外筒（53）的外壁和安装板（1）的上表面共同围成了用于收集冰水的收集腔。
3.根据权利要求2所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：所述集水组件（6）还包括固定在安装板（1）上表面的分隔筒（62），分隔筒（62）位于集水筒（61）的内侧，储砂外筒（22）和旋转外筒（53）均位于分隔筒（62）的内侧，分隔筒（62）将收集腔分隔成自外向内依次设置的保温腔（63）和加热腔（64），且分隔筒（62）的上端低于集水筒（61）的上端。
4.根据权利要求1所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：所述滤水组件（5）还包括若干排水通道（56），排水通道（56）包括设于第二螺旋板（55）内部和旋转外筒（53）内部的通道本体（561）、若干设于第二螺旋板（55）上表面并连通于通道本体（561）的进水口（562）、设于旋转外筒（53）外壁上并连通于通道本体（561）的出水口（563）。
5.根据权利要求1所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：所述第一螺旋板（24）内部设有第二空腔（241），第二空腔（241）连通于两个第一空腔（211）。
6.根据权利要求1所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：所述带动件为固定在安装板（1）上表面的电机（12），电机（12）的输出轴固定连接于旋转盘（51）下表面的中心处；储砂内筒（21）的内壁上设有隔热层（57）。
7.根据权利要求1所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：所述旋转外筒（53）的上表面高于旋转内柱（52）的上表面。
8.根据权利要求1所述的一种机车喷淋机构，其特征在于：所述旋转内柱（52）的上端呈锥形设置。
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Denomination of invention: A locomotive spray mechanism Effective date of registration: 20221127 Granted publication date: 20211102 Pledgee: Fuyang Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd. the Fuchun River branch Pledgor: HANGZHOU SHENGYIHAO TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980023789 |
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