CN114987561B - 一种轨道列车循环喷砂系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种轨道列车循环喷砂系统；本发明包括转向架，转向架上前、后两端均安装有轮对，转向架上设有相互配合的喷砂组件和回收组件，轮对的车轮上还设有引力组件；喷砂组件、回收组件和引力组件均由车载控制系统供电和控制，喷砂组件包括储砂箱、输送泵和喷砂管，回收组件包括负压泵、三通管、回收箱、回收管、集尘盒和负压管，引力组件包括第三电磁铁、电刷头、环形电刷板、套筒、电控伸缩杆，储砂箱中预存有防滑砂，防滑砂为采用软磁材料制成的金属颗粒；本发明能够有效地解决现有技术存在回收效果差和安全性差的问题。

Description

一种轨道列车循环喷砂系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种轨道列车循环喷砂系统。

背景技术

列车在运行过程中，经常会遇到爬坡、刹车或出现暴雨等天气情况下，列车车轮易打滑的现象，导致列车不能正常发挥牵引力，或者因列车刹车距离延长导致交通事故，此时需要喷砂设备对车轮与铁轨间喷砂施加摩擦力，现阶段都需在火车内设置一定空间存放砂，所需存放空间大，并且未设有对砂进行回收的设备，使得砂只能在使用完后进行填充，并且砂的每次使用量都很大，导致使用次数降低。

在专利CN202011088427.3中公开了一种回收利用火车喷砂的装置，包括收集箱以及设置于收集箱中的收集腔，收集腔底部设有移动积砂板，移动积砂板上连接有拉线，收集腔右端为通孔，收集腔内上下对称设有能转动的电动合叶，本发明设有喷砂收集箱，能对喷在铁轨上反射在空气中的砂直接进行收集，在收集到一定量后将其运送至喷砂箱内进行储存，还设有喷砂储放箱，能在有风时将落于铁轨上的砂进行收集，防止砂被风吹走造成的资源浪费，在无风时不工作，使得后面的火车轮也能增大与铁轨间摩擦力，该装置能大大减少火车内放砂箱的大小，并且延长了火车内补充砂的时间。

但是，其在实际应用的过程中仍存在以下不足：

第一，回收效果差，因为其通过负压气流的方式所能回收的砂量十分有限，这在车辆高速行驶、大风天或雨雪天等等条件下尤其明显。

第二，安全性差，因为其依靠将砂子洒落在铁轨和车轮之间来增加摩擦力，但是这种方式雨雪天或大风天下，很容易使得砂子大量的散落到轨道外，从而使得车轮与铁轨之间增加的摩擦力十分有限。

上述技术问题需要解决。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明特提供了一种轨道列车循环喷砂系统，包括转向架，所述转向架上前、后两端均安装有轮对，所述转向架上设有相互配合的喷砂组件和回收组件，所述轮对的车轮上还设有引力组件；所述喷砂组件、回收组件和引力组件均由车载控制系统供电和控制。

所述喷砂组件包括储砂箱、输送泵和喷砂管，所述转向架左、右两端的中部均设有储砂箱，所述储砂箱上设有输送泵，所述输送泵输出端分支有分别朝前、朝后的喷砂管，所述喷砂管的管口分别靠近对应车轮的凹陷处，并且所述喷砂管均处于同一转向架上两个轮对之间；

所述回收组件包括负压泵、三通管、回收箱、回收管、集尘盒和负压管，所述转向架前、后两端的中部均设有负压泵，所述负压泵的输出端设有三通管，所述三通管两个支管均连接有回收箱，并且该两个回收箱分别设置在转向架的左、右两端，所述负压泵输入端分支有分别朝左、朝右的回收管，所述回收管的输入端与集尘盒连接，所述集尘盒分别处于对应车轮的凹陷处，并且所述集尘盒处于同一转向架上两个轮对的外侧，所述集尘盒靠近车轮一端的盒体上并联式地设有若干个朝向该车轮凹陷处的负压管。

更进一步地，同一所述集尘盒上的负压管在垂直方向上成等间距线性阵列的方式分布。

更进一步地，所述储砂箱中预存有防滑砂，所述防滑砂为采用软磁材料制成的金属颗粒；

所述喷砂管的输出端的管口还靠近铁轨；

所述集尘盒通过联结件固定在转向架上；

所述喷砂管、三通管、回收管和负压管均采用硬质材料制成，所述喷砂管、回收管和三通管的两个支管上均设有第一电磁流量阀；

所述负压管上均设有第二电磁流量阀，所述负压管的内部均设有磁场方向与同之轴的第二电磁铁；

同一所述集尘盒上各个负压管距离对应车轮凹陷处轮面的水平距离相同。

更进一步地，所述转向架左、右两端的中部还均设有增压泵，所述增压泵的输出端分支有分别朝前、朝后的吹气管，所述吹气管的管口分别靠近对应车轮的凹陷处，并且所述吹气管均处于同一转向架上两个轮对之间，并且所述吹气管的管口远离铁轨，并且所述吹气管吹出的气流沿对应车轮凹陷处轮面的切向。

更进一步地，所述喷砂管和吹气管的管口处均设有与之匹配的扁口喷嘴，所述吹气管上设有第三电磁流量阀。

更进一步地，所述回收箱的输出端并列式地设有排杂管、转运管，所述转向架同一横向端的两个回收箱上的转运管均连接至储砂箱上，所述排杂管和转运管上设有第四电磁流量阀。

更进一步地，所述回收箱底端的箱体中埋设有第一电磁铁，所述回收箱顶端的箱体中埋设有磁场强度传感器；

所述储砂箱的内部设有湿度传感器，所述储砂箱内部的底壁设有称重板，所述储砂箱内部侧壁上还设有电加热板，所述储砂箱的顶部还设有排湿管，所述排湿管内部填充有活性炭层。

更进一步地，所述引力组件包括第三电磁铁、电刷头、环形电刷板、套筒、电控伸缩杆，所述车轮内部对称地埋设有一组第三电磁铁，并且所述第三电磁铁的磁场方向沿车轮的径向，所述第三电磁铁均设有沿车轮轴向伸出至轮对内端的电刷头，同一所述车轮上所有电刷头均滑接在同一环形电刷板上，所述环形电刷板的另一面对称地设有一组沿车轮轴向伸缩的电控伸缩杆，所述电控伸缩杆的固定端固定安装在套筒一端的底壁上，所述套筒另一端底壁固定安装在转向架上。

更进一步地，所述套筒与对应的车轮之间还设有用于保护电刷头和环形电刷板的防护罩。

更进一步地，所述第三电磁铁还均内置有姿态传感器和无线模块。

综合上述，与现有技术相比，本发明的优点和积极效果至少包括：

本发明通过在转向架上设有相互配合的喷砂组件和回收组件，轮对的车轮上还设有引力组件，喷砂组件、回收组件和引力组件均由车载控制系统供电和控制，喷砂组件包括储砂箱、输送泵和喷砂管，储砂箱中预存有防滑砂，防滑砂为采用软磁材料制成的金属颗粒，回收组件包括负压泵、三通管、回收箱、回收管、集尘盒和负压管，引力组件包括第三电磁铁、电刷头、环形电刷板、套筒、电控伸缩杆。

这样车载控制系统便可以通过喷砂组件在车轮前进方向的前端喷洒出防滑砂，车轮通过前进方向前端的第三电磁铁将喷洒出的防滑砂牢牢吸附在车轮的轮面上，当车轮轮面旋转至前进方向的后端时，车轮上的第三电磁铁将车轮上的防滑砂完全释放，此时，释放出的防滑砂会被回收组件完全回收，回收的防滑砂又会经过筛选后重新送回储砂箱中进入循环。

达到令本发明在实际应用过程中相较于现有技术具有更高的回收能力和更高的安全性。

附图说明

图1为本发明第一视角下安装在列车上时的直观图；

图2为本发明第二视角下的直观图；

图3为本发明第三视角下的直观图；

图4为本发明第四视角下车轮经过部分剖视后引力组件的部分爆炸视图；

图5为本发明第五视角下位于转向架行驶方向后端的车轮经过部分剖视后的直观图；

图6为本发明第六视角下储砂箱经过部分剖视后的直观图；

图7为本发明第七视角下回收箱经过部分剖视后的直观图；

图8为本发明第八视角下负压管经过部分剖视后的直观图；

图9为图2中A区域的放大图；

图10为第三电磁铁、姿态传感器和无线模块的结构关系示意图；

图中的标号分别代表：

100-转向架；101-轮对；102-车轮；200-喷砂组件；201-储砂箱；202-输送泵；203-喷砂管；204-湿度传感器；205-称重板；206-电加热板；207-排湿管；208-活性炭层；300-回收组件；301-负压泵；302-三通管；303-回收箱；304-回收管；305-集尘盒；306-负压管；307-联结件；308-第一电磁流量阀；309-第二电磁流量阀；310-第二电磁铁；311-排杂管；312-转运管；313-第四电磁流量阀；314-第一电磁铁；315-磁场强度传感器；400-引力组件；401-第三电磁铁；402-电刷头；403-环形电刷板；404-套筒；405-电控伸缩杆；406-防护罩；407-姿态传感器；408-无线模块；500-铁轨；600-增压泵；601-吹气管；602-第三电磁流量阀；700-扁口喷嘴。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例

本实施例提供的一种轨道列车循环喷砂系统，参照图1-10：包括转向架100，转向架100上前、后两端均安装有轮对101，转向架100上设有相互配合的喷砂组件200和回收组件300，轮对101的车轮102上还设有引力组件400。喷砂组件200、回收组件300和引力组件400均由车载控制系统供电和控制。

(一)

喷砂组件200包括储砂箱201、输送泵202和喷砂管203，转向架100左、右两端的中部均设有储砂箱201，储砂箱201上设有输送泵202，输送泵202输出端分支有分别朝前、朝后的喷砂管203，喷砂管203的管口分别靠近对应车轮102的凹陷处，并且喷砂管203均处于同一转向架100上的两个轮对101之间。

储砂箱201中预存有防滑砂，防滑砂为采用软磁材料制成的金属颗粒，这样可以避免防滑砂上有较大的剩磁，而导致防滑砂在储砂箱201和回收箱303中的团聚。

喷砂管203的输出端的管口还靠近铁轨500，这样可以降低防滑砂从喷砂管203到车轮102之间飞行的距离，同时也避免了防滑砂散落到铁轨500外的浪费。

集尘盒305通过联结件307固定在转向架100上。

喷砂管203、三通管302、回收管304和负压管306均采用硬质材料制成，喷砂管203、回收管304和三通管302的两个支管上均设有第一电磁流量阀308。

(二)

回收组件300包括负压泵301、三通管302、回收箱303、回收管304、集尘盒305和负压管306，转向架100前、后两端的中部均设有负压泵301，负压泵301的输出端设有三通管302，三通管302两个支管均连接有回收箱303，并且该两个回收箱303分别设置在转向架100的左、右两端，负压泵301输入端分支有分别朝左、朝右的回收管304，回收管304的输入端与集尘盒305连接，集尘盒305分别处于对应车轮102的凹陷处，并且集尘盒305处于同一转向架100上两个轮对101的外侧，集尘盒305靠近车轮102一端的盒体上并联式地设有若干个朝向该车轮102凹陷处的负压管306，同一集尘盒305上的负压管306在垂直方向上成等间距线性阵列的方式分布。

负压管306上均设有第二电磁流量阀309，负压管306的内部均设有磁场方向与同轴的第二电磁铁310，这样负压管306不仅可以通过气流负压来回收车轮102行驶方向后端释放出的防滑砂，还可以通过第二电磁铁310对防滑砂产生的磁力来增强对防滑砂的吸引能力。

同一集尘盒305上各个负压管306距离对应车轮102凹陷处轮面的水平距离相同。

值得注意的是：

因为负压管306回收到回收箱303中的不止有防滑砂，还有其他沙土等固体杂质，因此需要将回收到防滑砂与这些无关杂质进行分离。具体措施为：回收箱303底端的箱体中埋设有第一电磁铁314，回收箱303顶端的箱体中埋设有磁场强度传感器315，这样车载控制系统便可以通过第一电磁铁314来将防滑砂吸附在回收箱303的底部，而无关的固体杂质通过排杂管311喷射到外界环境中，当车载控制系统检测到磁场强度传感器315上的数值达到设定值时，则会短暂的关闭转运管312和第一电磁铁314，并在这一过程中通过转运管312迅速地将回收箱303中的防滑砂运输至储砂箱201中。

(三)

在雨天环境下，防滑砂会因为车轮102上水的张力作用而不能被全部甩离，这会使得部分防滑砂不能被列车行驶方向后端的回收组件300回收而造成不必要的损失，为了解决这一问题需要在转向架100左、右两端的中部还均设有增压泵600，增压泵600的输出端分支有分别朝前、朝后的吹气管601，吹气管601的管口分别靠近对应车轮102的凹陷处，并且吹气管601均处于同一转向架100上两个轮对101之间，并且吹气管601的管口远离铁轨500，并且吹气管601吹出的气流沿对应车轮102凹陷处轮面的切向，这样便可以通过吹气管601将粘附在车轮102上的防滑砂吹落，并被列车行驶方向后端的回收组件300回收。

值得注意的是：

喷砂管203和吹气管601的管口处均设有与之匹配的扁口喷嘴700，这样可以令喷砂管203喷出防滑砂均匀的吸附在车轮102的轮面上(令吹气管601对车轮102的轮面进行无死角的吹气)，吹气管601上设有第三电磁流量阀602。

值得注意的是：

回收箱303的输出端并列式地设有排杂管311、转运管312，转向架100同一横向端的两个回收箱303上的转运管312均连接至储砂箱201上，排杂管311和转运管312上设有第四电磁流量阀313。

值得注意的是：

储砂箱201的内部设有湿度传感器204(这样车载控制系统便可以通过湿度传感器204来对检测储砂箱201中防滑砂的含水量)，储砂箱201内部的底壁设有称重板205(这样车载控制系统便可以通过称重板205来对检测储砂箱201中防滑砂的剩余量)，储砂箱201内部侧壁上还设有电加热板206(这样车载控制系统便可以通过电加热板206来对检测储砂箱201中的防滑砂进行干燥，同时还可以对防滑砂进行一定程度的消磁)，储砂箱201的顶部还设有排湿管207(其中，排湿管207用于防滑砂干燥过程中蒸发出来的水汽)，由于排湿管207是常开的管子，为了避免外界的杂质进入储砂箱201中，同时也在一定程度上避免外界的湿气进入储砂箱201中，需要在排湿管207的内部填充有活性炭层208。

(三)

引力组件400包括第三电磁铁401、电刷头402、环形电刷板403、套筒404、电控伸缩杆405，车轮102内部对称地埋设有一组第三电磁铁401，并且第三电磁铁401的磁场方向沿车轮102的径向，第三电磁铁401均设有沿车轮102轴向伸出至轮对101内端的电刷头402，同一车轮102上所有电刷头402均滑接在同一环形电刷板403上，环形电刷板403的另一面对称地设有一组沿车轮102轴向伸缩的电控伸缩杆405，电控伸缩杆405的固定端固定安装在套筒404一端的底壁上，套筒404另一端底壁固定安装在转向架100上。

这样当车轮102行驶方向前端的喷砂管203喷出防滑砂时，该车轮102内部处于行驶方向前端的第三电磁铁401通电，从而将喷出的防滑砂捕获，该车轮102处于行驶方向后端的第三电磁铁401断电，从而将防滑砂释放并被行驶方向后端回收组件300捕获并回收。

值得注意的是：

套筒404与对应的车轮102之间还设有用于保护电刷头402和环形电刷板403的防护罩406，这样可以避免列车行驶过程中，飞溅的石子等将电刷头402和环形电刷板403砸坏。

值得注意的是：

第三电磁铁401还均内置有姿态传感器407(这样车载控制系统便可以通过姿态传感器407来检测车轮102中每一个第三电磁铁401的空间位置，从而决定让哪些第三电磁铁401通电流(以及多大的电流)、哪些第三电磁铁401不通电)和无线模块408(其中，无线模块408用于将姿态传感器407的数据实时传输给车载控制系统)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种轨道列车循环喷砂系统，包括转向架（100），所述转向架（100）上前、后两端均安装有轮对（101），其特征在于：

所述转向架（100）上设有相互配合的喷砂组件（200）和回收组件（300），所述轮对（101）的车轮（102）上还设有引力组件（400）；所述喷砂组件（200）、回收组件（300）和引力组件（400）均由车载控制系统供电和控制；

所述喷砂组件（200）包括储砂箱（201）、输送泵（202）和喷砂管（203），所述转向架（100）左、右两端的中部均设有储砂箱（201），所述储砂箱（201）上设有输送泵（202），所述输送泵（202）输出端分支有分别朝前、朝后的喷砂管（203），所述喷砂管（203）的管口分别靠近对应车轮（102）的凹陷处，并且所述喷砂管（203）均处于同一转向架（100）上两个轮对（101）之间；

所述回收组件（300）包括负压泵（301）、三通管（302）、回收箱（303）、回收管（304）、集尘盒（305）和负压管（306），所述转向架（100）前、后两端的中部均设有负压泵（301），所述负压泵（301）的输出端设有三通管（302），所述三通管（302）两个支管均连接有回收箱（303），并且该两个回收箱（303）分别设置在转向架（100）的左、右两端，所述负压泵（301）输入端分支有分别朝左、朝右的回收管（304），所述回收管（304）的输入端与集尘盒（305）连接，所述集尘盒（305）分别处于对应车轮（102）的凹陷处，并且所述集尘盒（305）处于同一转向架（100）上两个轮对（101）的外侧，所述集尘盒（305）靠近车轮（102）一端的盒体上并联式地设有若干个朝向该车轮（102）凹陷处的负压管（306）；

所述引力组件（400）包括第三电磁铁（401）、电刷头（402）、环形电刷板（403）、套筒（404）、电控伸缩杆（405），所述车轮（102）内部对称地埋设有一组第三电磁铁（401），并且所述第三电磁铁（401）的磁场方向沿车轮（102）的径向，所述第三电磁铁（401）均设有沿车轮（102）轴向伸出至轮对（101）内端的电刷头（402），同一所述车轮（102）上所有电刷头（402）均滑接在同一环形电刷板（403）上，所述环形电刷板（403）的另一面对称地设有一组沿车轮（102）轴向伸缩的电控伸缩杆（405），所述电控伸缩杆（405）的固定端固定安装在套筒（404）一端的底壁上，所述套筒（404）另一端底壁固定安装在转向架（100）上。

2.根据权利要求1所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

同一所述集尘盒（305）上的负压管（306）在垂直方向上成等间距线性阵列的方式分布。

3.根据权利要求1所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述储砂箱（201）中预存有防滑砂，所述防滑砂为采用软磁材料制成的金属颗粒；

所述喷砂管（203）的输出端的管口还靠近铁轨（500）；

所述集尘盒（305）通过联结件（307）固定在转向架（100）上；

所述喷砂管（203）、三通管（302）、回收管（304）和负压管（306）均采用硬质材料制成，所述喷砂管（203）、回收管（304）和三通管（302）的两个支管上均设有第一电磁流量阀（308）；

所述负压管（306）上均设有第二电磁流量阀（309），所述负压管（306）的内部均设有磁场方向与之同轴的第二电磁铁（310）；

同一所述集尘盒（305）上各个负压管（306）距离对应车轮（102）凹陷处轮面的水平距离相同。

4.根据权利要求3所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述转向架（100）左、右两端的中部还均设有增压泵（600），所述增压泵（600）的输出端分支有分别朝前、朝后的吹气管（601），所述吹气管（601）的管口分别靠近对应车轮（102）的凹陷处，并且所述吹气管（601）均处于同一转向架（100）上两个轮对（101）之间，并且所述吹气管（601）的管口远离铁轨（500），并且所述吹气管（601）吹出的气流沿对应车轮（102）凹陷处轮面的切向。

5.根据权利要求4所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述喷砂管（203）和吹气管（601）的管口处均设有与之匹配的扁口喷嘴（700），所述吹气管（601）上设有第三电磁流量阀（602）。

6.根据权利要求1所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述回收箱（303）的输出端并列式地设有排杂管（311）、转运管（312），所述转向架（100）同一横向端的两个回收箱（303）上的转运管（312）均连接至储砂箱（201）上，所述排杂管（311）和转运管（312）上设有第四电磁流量阀（313）。

7.根据权利要求6所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述回收箱（303）底端的箱体中埋设有第一电磁铁（314），所述回收箱（303）顶端的箱体中埋设有磁场强度传感器（315）；

所述储砂箱（201）的内部设有湿度传感器（204），所述储砂箱（201）内部的底壁设有称重板（205），所述储砂箱（201）内部侧壁上还设有电加热板（206），所述储砂箱（201）的顶部还设有排湿管（207），所述排湿管（207）内部填充有活性炭层（208）。

8.根据权利要求1所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述套筒（404）与对应的车轮（102）之间还设有用于保护电刷头（402）和环形电刷板（403）的防护罩（406）。

9.根据权利要求1所述的一种轨道列车循环喷砂系统，其特征在于：

所述第三电磁铁（401）还均内置有姿态传感器（407）和无线模块（408）。