CN114633219B - 一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法，所述系统包括射流发生单元、铁屑分离回收单元、废液分离回收单元及磨料分离回收单元。射流发生单元对钢轨进行打磨；铁屑分离回收单元将回收的磨料废液收集转入铁屑分离箱，采用电磁铁吸附铁屑，待分离铁屑后的将磨料和废液形成的悬浊液输入废液分离回收单元；废液分离回收单元通过滤网和过滤管滤得到滤液并输送至水箱；磨料分离回收单元通过细磨料滤网和振动筛将不和规格的磨料筛除，使合格粒径的磨料进入干燥器干燥后输入磨料罐。本发明系统通过对磨料废液进行逐步分离，快速地将铁屑、不合规格磨料筛出，使过滤后的水及合格粒径的磨料进行循环利用，延长打磨装置的工作时长。

Description

一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法

技术领域

本发明属于钢轨打磨技术领域，更具体地，涉及一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法。

背景技术

随着我国高铁的大量建设及运营，高铁轨道的维修养护就成为一项重要课题。目前，轨道打磨的主要方式是通过砂轮磨削轨道表面金属，矫正微小的轨道轮廓形变和铺设角度，修复在铺设过程中所产生的表面损坏。然而，传统的砂轮打磨方式存在以下不足：（1）砂轮打磨轨道是一种机械切削过程，砂轮和轨道接触时会产生大量的热量，引起基础部位温度急剧升高，这会导致轨道由于冷热不均产生不平衡的热应力，同时还会破坏轨道的热处理效果，导致轨道淬火失效，降低轨道的各项性能；（2）砂轮打磨的加工精度较低，钢轨的表面处理精度不足，难以控制进给速度。

专利CN111843857A公开了一种轨道超高压磨料射流与纯水射流联合打磨装置及方法，采用高压磨料水射流对钢轨进打磨，解决了传统的砂轮打磨方式存在的不足，但由于轨道车的限制，其所承载的水箱及磨料罐容积有限，不能支持打磨装置的长期不间断工作。因此需要对高压磨料射流打磨装置进行改进，对打磨的废液及磨料进行回收循环利用以延长打磨装置的工作时长。

专利CN103481207A公开了一种磨料水射流除鳞系统中的磨料回收装置，通过设有多级溢流回收桶可以高效逐级分离回收磨料液中磨料，使磨料可循环利用，但其磨料沉积时间长，装置占用空间大，不利于在轨道车上布设，且该装置没有公开对打磨后废液进行分离回收的方案，因此该专利的技术方案对延长水射流打磨装置的工作时长作用不大。

发明内容

针对现有水射流打磨回收装置分离磨料时间长、占用空间大，且没有针对打磨后铁屑及废分离处理的方案，本发明提供一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法，通过在钢轨进行打磨的过程中，对打磨后的磨料废水进行回收，并能快速地分离出滤液水和合格粒径的磨料颗粒进行循环利用，同时对打磨过程中产生的铁屑、不合规格粒径的磨料颗粒进行回收，避免了对环境的污染，所述系统无需设置多级溢流池，整体结构占用空间小，利于在轨道车上进行布设。

为了实现上述目的，本发明提供一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，包括轨道车及设于所述轨道车上的射流发生单元、铁屑分离回收单元、废液分离回收单元及磨料分离回收单元；所述射流发生单元包括喷头、磨料混合装置、磨料罐及水箱，所述水箱与磨料混合装置之间设有高压泵、安全阀及压力表，所述磨料罐与磨料混合装置之间设有磨料截止阀；所述磨料罐上还设有泄压阀；所述磨料混合装置将磨料和高压水化成均匀的磨料悬浮液，并通过喷头形成高速的混合磨料水射流；所述铁屑分离回收单元包括用于接收打磨后的磨料废液的磨料废液接收口，与所述磨料废液接收口管道连接的铁屑分离箱，设于所述铁屑分离箱内用于吸附铁屑的电磁铁；所述废液分离回收单元包括滤网、过滤管及管道离心泵；所述滤网设于悬浊液收集箱箱内中间部位，将悬浊液收集箱分为用于滤液收集的上箱体和用于磨料沉积的下箱体；所述下箱体底部侧壁设有磨料废液进口，通过管道及磨料废液通止阀与铁屑分离箱连接，所述下箱体底部还设有吸砂管路，所述吸砂管路与泥沙泵连接，将沉积悬浊液收集箱底部的磨料抽入磨料分离箱内；所述上箱体侧壁设有滤液抽取口和滤液汇入口，所述滤液汇入口设于滤液抽取口上方并与过滤管连接，将所述过滤管过滤的水汇入上箱体内，所述滤液抽取口通过管道与滤液截止阀一端连接，通过于所述滤液截止阀另一端连接的管道离心泵将滤液抽取至水箱；所述滤网将悬浊液收集箱内去除铁屑后的由磨料和废液形成的悬浊液进行过滤后得到滤液水；所过滤管连通磨料分离箱和悬浊液收集箱，其将所述磨料分离箱中含细磨料的悬浊液过滤，过滤后的滤液水在液位高差作用下汇入所述滤网顶部的滤液水层，所述管道离心泵将汇合后的滤液水抽取至水箱进行循环利用；所述磨料分离回收单元包括泥沙泵、细磨料滤网、振动筛、干燥器及吸砂机；所述细磨料滤网一端设于磨料分离箱顶部，另一端设于磨料分离箱箱内侧壁中间部位，将箱体内分隔为大粒径磨料滤干区和细磨料悬浊液区；所述大粒径磨料滤干区底部设有压力传感器，其底部侧壁上还设有吸砂口，通过所述压力传感器发出信号控制吸砂机将堆积的大粒径磨料颗粒从吸砂口抽出磨料分离箱进行下一步的筛分工作；所述泥沙泵将悬浊液收集箱底部的悬浊液抽出，沿细磨料滤网形成的坡面排放，所述细磨料滤网将含有细磨料的悬浊液滤出至所述磨料分离箱底部，剩余的大粒径磨料滑落至坡底处，通过吸砂机吸取输送至振动筛内筛出合格粒径的磨料颗粒，经过干燥器干燥后吸砂机将合格粒径的磨料颗粒输入磨料罐中进行循环利用。

进一步地，所述吸砂机包括第一吸砂机、第二吸砂机和第三吸砂机；所述第一吸砂机一端与磨料分离箱侧壁吸砂口连接，另一端与所述设于振动筛顶部开口连接，其将大粒径磨料抽取至振动筛内；所述第二吸砂机一端与振动筛底部连接，将筛选出的合格粒径磨料颗粒送入干燥器内进行干燥；所述第三吸砂机一端通过第一磨料截止阀与所述干燥器连接，另一端通过第二磨料截止阀与所述磨料罐连接，将干燥后磨颗粒输送至所述磨料罐中。

进一步地，所述滤网顶部还设有液位传感器，其可发出信号，控制滤液截止阀打开，同时启动管道离心泵，将滤液抽取至水箱。

进一步地，述铁屑分离箱包括一体成型的上端圆筒部和下端圆锥部；所述上端圆筒部内设有多组电磁铁，底部侧边设有磨料废液排出口，所述磨料废液排出口通过管道与磨料废液通止阀连接；所述下端圆锥部为倒圆锥体，其底部锥尖处与铁屑收集箱顶部通过管道进行连接。

进一步地，所述铁屑收集箱与铁屑分离箱连接的管道上设有电动启闭开关。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，通过分布式水流循环与磨料循环系统设计，实现水射流钢轨打磨过程中铁屑及不合规格粒径的磨料颗粒智能分离及循环利用，有效解决了传统水射流打磨后废料造成的环境污染、水资源浪费、磨料浪费等关键技术问题。

2.本发明的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其的磨料分离回收单元通过细磨料滤网和振动筛快速地分离出合格粒径的磨料颗粒，经干燥器干燥后由吸砂机完成输送工作，使磨料能进行循环利用，整体单元占地空间少，利于轨道车上进行布设，在磨料分离过程中用水量少，大大延长了高压水射流钢轨打磨装置的工作时长。

3. 本发明的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其废液分离回收单元通过将滤网上方经滤网及过滤管过滤后汇合的滤液抽取至水箱，实现打磨用水的循环利用；所述通滤网和过滤管设于含砂量低的悬浊液层，能够实现快速过滤得到滤液水，从而有效延长高压水射流钢轨打磨装置的工作时长，避免了水资源的浪费。

4. 本发明的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其铁屑分离回收单元通过在铁屑分离箱设有多组电磁铁，可将磨料废液中的铁屑进行吸附，其下端圆锥部为倒圆锥体锥度较大，容积较小，容纳的磨料废液体积小，可方便收集掉落铁屑并减少磨料及水的损耗，同时通过在在下端圆锥部上端设有磨料废液排出口，避免掉落的铁屑混入下级回收管路，影响磨料非分离回收使用。

附图说明

图1为本发明实施例中一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统结构示意图；

图2为本发明实施例中一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统的整体工作流程示意图；

图3为本发明实施例中铁屑分离回收单元工作流程示意图；

图4为本发明实施例中废液分离回收单元工作流程示意图；

图5为本发明实施例中磨料分离回收单元工作流程示意图；

图6为本发明实施例中一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用方法流程示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1-射流发生单元，包括：101-喷头、102-磨料混合装置、103-磨料罐、104-水箱、105-磨料截止阀、106-高压泵、107-安全阀、108-压力表；

2-铁屑分离回收单元，包括：201-磨料废液接收口、202-铁屑分离箱、203-铁屑收集箱、204-电磁铁、205-电动启闭开关、206-磨料废液通止阀；

3-废液分离回收单元，包括：301-滤网、302-过滤管、303-滤液截止阀、304-管道离心泵；

4-磨料分离回收单元，包括：401-悬浊液收集箱、402-吸砂管路、403-泥沙泵、404-磨料分离箱、405-细磨料滤网、406-第一吸砂机、407-振动筛、408-第二吸砂机、409-干燥器、410-第一磨料截止阀、411-第三吸砂机、412-第二磨料截止阀、413-泄压阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-5所示，本发明实施例提供一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法，所述系统包括设于轨道车上的射流发生单元1、铁屑分离回收单元2、废液分离回收单元3及磨料分离回收单元4。其中射流发生单元1包括喷头101、磨料混合装置102、磨料罐103及水箱104，磨料混合装置102将磨料和高压水化成均匀的磨料悬浮液，并通过喷头101形成高速的混合磨料水射流，对钢轨进行打磨；铁屑分离回收单元2包括磨料废液接收口201、铁屑分离箱202、铁屑收集箱203及电磁铁204，通过磨料废液接收口201将回收的磨料废液收集并转入铁屑分离箱202，对电磁铁204进行通电从而吸附磨料废液中的铁屑，待分离铁屑后的磨料和废液形成的悬浊液进入下一级管道后，将电磁铁204断电，使吸附的铁屑在重力的作用下进入铁屑收集箱203；废液分离回收单元3包括滤网301、过滤管302及管道离心泵304，通过滤网301和过滤管302将磨料废液进行过滤，得到能使用的滤液，管道离心泵304进行抽取后进入水箱进行循环利用；所述磨料分离回收单元4包括细磨料滤网405、振动筛407、干燥器409及吸砂机，通过细磨料滤网405将悬浊液中细小的磨料分离，使含有大颗粒的磨料及合格粒径的磨料悬浊液在气动隔膜泵抽取下进入振动筛407，振动筛407将大颗粒的磨料筛除，使合格粒径的磨料进入干燥器409干燥后由吸砂机抽取进入磨料罐103，实现磨料的循环利用。本发明实施例的循环利用系统，对打磨钢轨后的磨料废液进行逐步分离，快速地将铁屑、不合规格粒径的磨料筛出，使过滤后的水及合格粒径的磨料进行循环利用，延长打磨的工作时长。

在本发明的实施例中，如图1所示，所述射流发生单元1包括喷头101、磨料混合装置102、磨料罐103及水箱104；其中水箱104与磨料混合装置102之间设有高压泵106、安全阀107及压力表108，高压泵106通过管道与水箱104相连，将水抽吸出来并施加高压通过安全阀107后进入磨料混合装置102，所述压力表108对水压进行监控，并将信息上传至控制系统，控制系统可根据压力值调整高压泵106输出不同压力，使喷嘴输出磨料水射流压力值适配不同钢轨打磨面，所述安全阀107可对管道内压强过大时进行泄压，保证管路的安全运行；所述磨料罐103与磨料混合装置102之间设有磨料截止阀105，通过磨料截止阀105可控制磨料罐103投放磨料进入磨料混合装置102；磨料混合装置102与喷头101管道相连，其将磨料和高压水化成均匀的磨料悬浮液，并通过喷头101形成高速的混合磨料水射流，对钢轨进行打磨。

本发明实施例中，如图1所示，所述铁屑分离回收单元2包括磨料废液接收口201、铁屑分离箱202、铁屑收集箱203、电磁铁204、电动启闭开关205及磨料废液通止阀206。所述磨料废液接收口201通过管道与铁屑分离箱202顶部连接，将磨料废液输入铁屑分离箱202内。所述铁屑分离箱202包括一体成型的上端圆筒部和下端圆锥部，上端圆筒部内设有多组电磁铁204，可将磨料废液中的铁屑进行吸附，上端圆筒部底部侧边设有磨料废液排出口，其通过管道与磨料废液通止阀206连接；所述下端圆锥部为倒圆锥体，其底部锥尖处设有开口，可用于在电磁铁断电后将掉落的铁屑输入铁屑收集箱203内进行储存，进一步地所述下端圆锥部锥度较大，容积较小，容纳的磨料废液体积小，在将铁屑收集至铁屑收集箱203中时，可减少磨料及水的损耗。所述铁屑收集箱203顶部设有开口与铁屑分离箱202底部管道连接，两者间连接的管道上设有电动启闭开关205，可控制管道的通断，进一步地，所述铁屑分离箱202上设有抽拉式托盘，收集的铁屑掉落至托盘上，在完成打磨工作后可抽出托盘将铁屑收集留作样本，用以进行刚刚打磨后续分析实验用。

如图3所示，所述铁屑分离回收单元2工作时，电磁铁204通电，磨料废液通止阀206打开，电动启闭开关205关闭，磨料废液接收口201保持与喷头101随动，使打磨钢轨后的磨料废液溅射入磨料废液接收口201内，通过负压发生装置将磨料废液吸入后传输至铁屑分离箱202，电磁铁204吸附分离磨料废液中的铁屑，去除铁屑后的磨料和废液形成的悬浊液进入通过磨料废液通止阀206进入下一级管道；完成钢轨打磨工作后，电磁铁204断电，磨料废液通止阀206关闭，电动启闭开关205开启，此时铁屑在重力作用下掉落至铁屑分离箱202下端圆锥部的锥面上，并滑落通过电动启闭开关205进入铁屑收集箱203内，待铁屑收集完毕后抽出托盘，将混有少量磨料废液的铁屑按打磨钢轨段编号留做样品，在进行实验分析时，可先进行滤除废液，烘干后采用电磁铁吸附分离出铁屑，根据分离出的铁屑分析钢轨打磨状况。本发明实施例的铁屑分离回收单元2，通过在铁屑分离箱202设有电磁铁204，能快速分离出打磨钢轨后产生的铁屑，避免其后其混入回收的磨料内，对打磨效果产生不利影响，通过在铁屑分离箱202底部设有下端圆锥部，可方便收集掉落铁屑并减少磨料及水的损耗，同时通过在在下端圆锥部上端设有磨料废液排出口，避免掉落的铁屑混入下级回收管路，影响磨料非分离回收使用。

本发明实施例中，如图1所示，所述废液分离回收单元3包括滤网301、过滤管302、滤液截止阀303及管道离心泵304。其中，所述滤网301孔径较小，可防止磨料通过，能滤出滤液水，其设于悬浊液收集箱401内中间部位，悬浊液进入通过磨料废液通止阀206进入悬浊液收集箱401后，含砂量高的悬浊液沉积于底部，含砂量低的悬浊液居于上层，含砂量低的悬浊液通过滤网301可快速过滤出滤液。所述过滤管302一端与悬浊液收集箱401上端连通，另一端与磨料分离箱404连接，其将磨料分离箱404中含细磨料的悬浊液进行过滤，过滤后的滤液水在液位高差的作用下流入滤网301顶部的滤液水层，所述过滤管302一端与磨料分离箱404连接，其接口处位于悬浊液上层，接触的悬浊液含砂量低，能快速进行过滤，同时由于其高度避免了细磨料的堆积导致过滤管道堵塞。所述滤液截止阀303一端与管道离心泵304管道连接，另一端与设于滤网301上端的管道连接；所述管道离心泵304另一端与水箱104通过管道连接。进一步地，在本发明优选实施例中，所述滤网301顶部还设有液位传感器，其与控制系统通信连接，当滤网301上方汇合的滤液水到达指定液位时，液位传感器发出信号，控制系统控制滤液截止阀303打开，同时启动管道离心泵304，将滤液抽取至水箱104。

如图4所示，所述废液分离回收单元3工作时，打开滤液截止阀303，控制系统控制管道离心泵304开始工作，将滤网301上方经滤网301及过滤管302过滤后汇合的滤液抽取至水箱，实现打磨用水的循环利用。本发明的废液分离回收单元3，通过将滤网301和过滤管302设于含砂量底的悬浊液层，能够实现快速过滤得到滤液水，从而有效延长高压水射流钢轨打磨装置的工作时长，避免了水资源的浪费。

本发明实施例中，如图1所示，所述磨料分离回收单元4包括悬浊液收集箱401、吸砂管路402、泥沙泵403、磨料分离箱404、细磨料滤网405、振动筛407、第二吸砂机408、干燥器409、第一磨料截止阀410、第三吸砂机411、第二磨料截止阀412、泄压阀413及吸砂机，其中所述吸砂机包括第一吸砂机406、第二吸砂机408和第三吸砂机411。

所述悬浊液收集箱401通过箱内中间部位设有滤网301，将悬浊液收集箱401分为用于滤液收集的上箱体和用于磨料沉积的下箱体。所述下箱体底部侧壁设有磨料废液进口，通过管道与磨料废液通止阀206连接，下箱体底部还设有吸砂管路402，所述吸砂管路402与泥沙泵403连接，将沉积悬浊液收集箱401底部的磨料抽入磨料分离箱404内。所述悬浊液收集箱401上箱体侧壁设有滤液抽取口和滤液汇入口，所述滤液汇入口设于滤液抽取口上方，与过滤管302连接，将过滤管302过滤的水汇入上箱体内，所述滤液抽取口通过管道与滤液截止阀303一端连接，通过管道离心泵304可将滤液抽取至水箱。

所述磨料分离箱404通过在箱内设有细磨料滤网405，其在箱内倾斜设置，其一端设于磨料分离箱404顶部，另一端设于磨料分离箱404箱内侧壁中间部位，整体呈斜坡状，将箱体内分隔为大粒径磨料滤干区和细磨料悬浊液区。泥沙泵403出口位于磨料分离箱404顶部一侧，将从悬浊液收集箱401底部抽取得悬浊液沿细磨料滤网405形成的坡面进行排放，由于细磨料滤网405形成的坡面面积大，悬浊液向下排放行程长，可快速充分的将细磨料和水进行过滤，过滤后通过细磨料滤网405进入细磨料悬浊液区，剩下的大粒径磨料在排放的悬浊液冲击和重力的作用下，滑落至大粒径磨料滤干区底部。所述磨料分离箱404的细磨料悬浊液区侧壁上还设有滤液出口，其位于大粒径磨料滤干区底部，通过过滤管302与悬浊液收集箱401，能及时将细磨料悬浊液的水过滤至悬浊液收集箱401内，避免细磨料悬浊液液位过高和进入大粒径磨料滤干区，使细磨料混入大粒径磨料内。所述磨料分离箱404的大粒径磨料滤干区底部侧壁上还设有吸砂口，通过吸砂口可将堆积的大粒径磨料抽取出磨料分离箱404进行下一步的筛分工作。在本发明的优选实施例中，所述大粒径磨料滤干区底部还设有压力传感器，其与控制系统通信相连，在大粒径磨料堆积一定量时，压力传感器发送信号至控制系统，控制系统控制吸砂机将大粒径磨料抽出，有效地避免大粒径磨料堆积过多，占用细磨料滤网405有效过滤面积，影响过滤效果。本发明实施例中的磨料分离箱404，能够快速地分离出细磨料和水，得到大粒径磨料，避免了后期细磨料混入后，由于细磨料的做功能力低、打磨效果差，使得钢轨打磨质量不合格，所述大粒径磨料在过滤掉水后，可有利于加快下一步的分离干燥工作，同时也避免了打磨用水在干燥时被蒸发，节约了水资源，使轨道车的车载用水得到充分循环利用。

所述第一吸砂机406一端与磨料分离箱404侧壁上的吸砂口连接，另一端与设于振动筛407顶部开口连接，其将大粒径磨料抽取至振动筛407内，有振动筛407内的筛网对大粒径磨料做进一步筛选，使合格粒径的磨料筛出进入振动筛407底部，由于大粒径磨料中超出合格粒径的磨料颗粒极少，不会影响振动筛407内筛网的工作效率，无需再打磨钢轨的工作过程中对其进行专项清除，可在完成打磨钢轨工作完成后将筛网取出，清理掉超出合格粒径的磨料颗粒即可。合格粒径磨料颗粒筛选出后，通过与振动筛407底部连接的第二吸砂机408送入干燥器409内进行干燥，完成干燥后，通过第三吸砂机411送入磨料罐103中，完成磨料的循环利用。所述振动筛407、第二吸砂机408、干燥器409、第三吸砂机411及磨料罐103依次通过管道进行连接，其中，所述燥器409及第三吸砂机411之间的管道上还设有第一磨料截止阀410，所述第三吸砂机411及磨料罐103之间的管道上还设有第二磨料截止阀412，用于控制吸砂管路的通断。在本发明优选实施例中，所述磨料罐103上还设有泄压阀413，在第三吸砂机411输送磨料至磨料罐103时，可卸除磨料罐103压力，可有效避免除磨料罐103压力过大导致磨料无法输入甚至回流的异常状况。

如图5所示，所述磨料分离回收单元4工作时，磨料废液通止阀206打开，泥沙泵403开始工作，将沉积悬浊液收集箱401底部的磨料抽入磨料分离箱404内，经细磨料滤网405分离出大粒径磨料，达到一定重量后，第一吸砂机406开始工作，将大粒径磨料输送至振动筛407内筛分出合格粒径的磨料颗粒，通过第二吸砂机408送入干燥器409内进行干燥，完成干燥后，开启第一磨料截止阀410、第二磨料截止阀412及泄压阀413，通过第三吸砂机411将磨料送入磨料罐103中，完成磨料的循环利用。本发明的磨料分离回收单元4通过细磨料滤网405和振动筛407快速地分离出合格粒径的磨料颗粒，经干燥器409干燥后由吸砂机完成输送工作，使磨料能进行循环利用，整体单元占地空间少，利于轨道车上进行布设，在磨料分离过程中用水量少，大大延长了高压水射流钢轨打磨装置的工作时长。

如图6所示，本发明还提供一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用方法，包括以下步骤：

S100: 射流发生单元1对钢轨进行打磨，磨料废液接收口201保持与喷头101随动将收集的磨料废液输入铁屑分离箱202；

S200：电磁铁204通电吸附分离磨料废液中的铁屑；

S300: 磨料废液通止阀206打开，泥沙泵403开始工作，将铁屑分离箱202中的悬浊液吸取至悬浊液收集箱401内进行沉积，并将底部的悬浊液输送至磨料分离箱404内，滤网301和过滤管302过滤悬浊液得到滤液水；

S400：悬浊液收集箱401内液位到达指定值时，液位传感器发出信号，控制滤液截止阀303打开，管道离心泵304开始工作，将滤液水输送至水箱104；

S500：磨料分离箱404内堆积一定量大粒径磨料时，大粒径磨料滤干区底部传感器发出信号，控制第一吸砂机406开始工作，将大粒径磨料输送至振动筛407内进行筛分；

S600：振动筛407筛选出合格粒径的磨料颗粒筛，第二吸砂机408将其送入干燥器409进行干燥；

S700：完成干燥工作后，开启第一磨料截止阀410、第二磨料截止阀412及泄压阀413，通过第三吸砂机411将磨料送入磨料罐103中；

S800：结束钢轨打磨工作后，对电磁铁204进行断电，对落入铁屑收集箱203进行收集，同时将磨料分离箱404中含细磨料的悬浊液及振动筛407的超出合格粒径的磨料颗粒进行回收风促挪威样品，用于后期实验分析使用。

本发明的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统及方法，通过在钢轨进行打磨的过程中，对打磨后的磨料废水进行回收，并能快速地分离出滤液水和合格粒径的磨料颗粒进行循环利用，同时对打磨过程中产生的铁屑、不合规格粒径的磨料颗粒进行回收，避免了对环境的污染，所述系统无需设置多级溢流回收桶，整体结构占用空间小，利于在轨道车上进行布设。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，包括轨道车及设于所述轨道车上的射流发生单元（1）、铁屑分离回收单元（2）、废液分离回收单元（3）及磨料分离回收单元（4），其特征在于：

所述射流发生单元（1）包括喷头（101）、磨料混合装置（102）、磨料罐（103）及水箱（104），所述水箱（104）与磨料混合装置（102）之间设有高压泵（106）、安全阀（107）及压力表（108），所述磨料罐（103）与磨料混合装置（102）之间设有磨料截止阀（105）；所述磨料罐（103）上还设有泄压阀（413）；所述磨料混合装置（102）将磨料和高压水化成均匀的磨料悬浮液，并通过喷头（101）形成高速的混合磨料水射流；

所述铁屑分离回收单元（2）包括用于接收打磨后的磨料废液的磨料废液接收口（201），与所述磨料废液接收口（201）管道连接的铁屑分离箱（202），设于所述铁屑分离箱（202）内用于吸附铁屑的电磁铁（204）；

所述废液分离回收单元（3）包括滤网（301）、过滤管（302）及管道离心泵（304）；所述滤网（301）设于悬浊液收集箱（401）箱内中间部位，将悬浊液收集箱（401）分为用于滤液收集的上箱体和用于磨料沉积的下箱体；所述下箱体底部侧壁设有磨料废液进口，通过管道及磨料废液通止阀（206）与铁屑分离箱（202）连接，所述下箱体底部还设有吸砂管路（402），所述吸砂管路（402）与泥沙泵（403）连接，将沉积悬浊液收集箱（401）底部的磨料抽入磨料分离箱（404）内；所述上箱体侧壁设有滤液抽取口和滤液汇入口，所述滤液汇入口设于滤液抽取口上方并与过滤管（302）连接，将所述过滤管（302）过滤的水汇入上箱体内，所述滤液抽取口通过管道与滤液截止阀（303）一端连接，所述滤液截止阀（303）另一端与管道离心泵（304）连接，将上箱体内的滤液抽取至水箱（104）内；所述滤网（301）设将悬浊液收集箱（401）内去除铁屑后的由磨料和废液形成的悬浊液进行过滤后得到滤液水；所过滤管（302）连通磨料分离箱（404）和悬浊液收集箱（401），其将所述磨料分离箱（404）中含细磨料的悬浊液过滤，过滤后的滤液水在液位高差作用下汇入所述滤网（301）顶部的滤液水层，所述管道离心泵（304）将汇合后的滤液水抽取至水箱（104）进行循环利用；

所述磨料分离回收单元（4）包括泥沙泵（403）、细磨料滤网（405）、振动筛（407）、干燥器（409）及吸砂机；所述细磨料滤网（405）一端设于磨料分离箱（404）顶部，另一端设于磨料分离箱（404）箱内侧壁中间部位，将箱体内分隔为大粒径磨料滤干区和细磨料悬浊液区；所述大粒径磨料滤干区底部设有压力传感器，其底部侧壁上还设有吸砂口，通过所述压力传感器发出信号控制吸砂机将堆积的大粒径磨料颗粒从吸砂口抽出磨料分离箱（404）进行下一步的筛分工作；所述泥沙泵（403）将悬浊液收集箱（401）底部的悬浊液抽出，沿细磨料滤网（405）形成的坡面排放，所述细磨料滤网（405）将含有细磨料的悬浊液滤出至所述磨料分离箱（404）底部，剩余的大粒径磨料滑落至坡底处，通过吸砂机吸取输送至振动筛（407）内筛出合格粒径的磨料颗粒，经过干燥器（409）干燥后吸砂机将合格粒径的磨料颗粒输入磨料罐（103）中进行循环利用。

2.根据权利要求1所述的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其特征在于，所述吸砂机包括第一吸砂机（406）、第二吸砂机（408）和第三吸砂机（411）；

所述第一吸砂机（406）一端与磨料分离箱（404）侧壁吸砂口连接，另一端与设于所述振动筛（407）顶部的开口连接，其将大粒径磨料抽取至振动筛（407）内；

所述第二吸砂机（408）一端与振动筛（407）底部连接，将筛选出的合格粒径磨料颗粒送入干燥器（409）内进行干燥；

所述第三吸砂机（411）一端通过第一磨料截止阀（410）与所述干燥器（409）连接，另一端通过第二磨料截止阀（412）与所述磨料罐（103）连接，将干燥后磨颗粒输送至所述磨料罐（103）中。

3.根据权利要求1所述的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其特征在于，所述滤网（301）顶部还设有液位传感器，其可发出信号，控制滤液截止阀（303）打开，同时启动管道离心泵（304），将滤液抽取至水箱（104）。

4.根据权利要求1所述一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其特征在于，所述铁屑分离箱（202）包括一体成型的上端圆筒部和下端圆锥部；

所述上端圆筒部内设有多组电磁铁（204），底部侧边设有磨料废液排出口，所述磨料废液排出口通过管道与磨料废液通止阀（206）连接；

所述下端圆锥部为倒圆锥体，其底部锥尖处与铁屑收集箱（203）顶部通过管道进行连接。

5.根据权利要求4所述的一种水射流钢轨打磨废液分离和磨料循环利用系统，其特征在于，所述铁屑收集箱（203）与铁屑分离箱（202）连接的管道上设有电动启闭开关（205）。

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