CN116729438A - 一种撒砂装置及其风道控制逻辑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种撒砂装置及其风道控制逻辑，涉及轨道交通技术领域，包括砂箱，砂箱侧面设有砂箱观察窗、翻砂总成和砂位计；砂箱底部设有撒砂器，所述撒砂器下部设有出砂口，所述出砂口连通有撒砂橡胶管；撒砂器的两侧分别设有常风口和单向阀，所述单向阀连通有撒砂风口，相对于传统的撒砂装置，该方案通过翻砂总成和撒砂器的结合设计，可以有效地翻动和分散砂粒，使其更加均匀地撒布在目标区域，提高了砂粒分布的均匀性和一致性；撒砂器的风道控制逻辑通过电磁阀的操作实现，可以根据需要灵活控制撒砂风路和常风风路的工作时间和顺序，确保了撒砂的效果。

Description

一种撒砂装置及其风道控制逻辑

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体是一种撒砂装置及其风道控制逻辑。

背景技术

轨道车辆使用位于车体下方的撒砂器，在重载或恶劣天气下启动和紧急制动时，将储存在砂箱中的砂粒喷射到轮对和轨道之间，以增加黏着力，防止轮对打滑和空转，确保车辆安全运行。

撒砂器通过两个独立的供风管路接入轨道车辆，其中一路用于撒砂，通过撒砂风口喷射高压空气，另一路用于干燥砂粒，通过常风口供应气流。撒砂过程中，撒砂风口将高压空气输送到搅砂风嘴和撒砂风嘴，搅砂风嘴将砂腔内的砂粒搅起，撒砂风嘴将搅起的砂粒吹出。

然而，现有的撒砂器存在一些问题。首先，在撒砂停止时，输送高压空气的管路会产生负压，搅砂风嘴接触搅起的砂粒，导致砂粒被吸入并堵塞搅砂风嘴。现有技术中虽然增加了单向阀以防止负压产生，但问题并没有完全解决。

其次，常风口提供常风以持续吹出高压气体，防止砂粒板结，但常风口停止工作时，易被接触的砂粒会堵塞常风口。

此外，撒砂器排出的砂粒通过橡胶管输送至轮对和轨道之间，在撒砂停止后，胶管内的余砂会淤积，严重时会导致砂粒板结并堵塞，影响行车安全。

现有撒砂器的砂箱内通常设计有观察窗口，用于目测砂位情况。然而，由于砂粒的特殊流动性，撒砂时砂箱内会形成倒锥形的砂面，遮挡观察窗口，使实际砂位难以观察，容易导致误判。

现有撒砂器的砂箱内还安装了砂位传感器，但由于砂粒的特殊流动性，经常出现误报情况，影响机车的安全运行。

因此，本发明提供了一种撒砂装置及其风道控制逻辑，以解决上述背景技术中提出的一个或多个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种撒砂装置及其风道控制逻辑，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供一种撒砂装置，包括砂箱，

所述砂箱侧面设有砂箱观察窗、翻砂总成和砂位计；

所述砂箱底部设有撒砂器，所述撒砂器下部设有出砂口，所述出砂口连通有撒砂橡胶管；

所述撒砂器的两侧分别设有常风口和单向阀，所述单向阀连通有撒砂风口。

作为本发明进一步的技术方案，所述翻砂总成设于砂箱观察窗下方，其包括安装在砂箱内部的翻砂座、安装于翻砂座上的翻砂喷嘴，以及安装于砂箱外部的控制盒组成；

翻砂座内部设有翻砂气道，所述翻砂气道与翻砂喷嘴以及控制盒上的翻砂进风口相联通，翻砂进风口外接有高压气体风管，所述控制盒上设有气动机械开关。

作为本发明进一步的技术方案，所述撒砂器内部设有相互连通的第七风道和第五风道，所述第七风道与常风口相连通，所述第七风道与第五风道之间设有第六风道，所述第七风道通过调节风嘴与第六风道相连通，所述第六风道通过铜滤芯堵头与砂箱相连通；

所述撒砂器内沿风向依次设有第四风道、第三风道、第一风道、第二风道和撒砂风道，所述第一风道与单向阀相连通，所述撒砂风道连通有第一撒砂风嘴和第二撒砂风嘴。

作为本发明进一步的技术方案，所述第七风道沿风向依次连通有第八风道、第九风道、第十风道和第十一风道，所述第十一风道与出砂口相连通。

作为本发明进一步的技术方案，所述第九风道设置有缩堵，所述缩堵与第九风道的一端通过弹簧连接，所述第九风道的另一端还设有后吹风嘴。

作为本发明进一步的技术方案，所述第十一风道沿出砂口的方向倾斜向下，所述翻砂喷嘴倾斜向上安装。

作为本发明进一步的技术方案，所述铜滤芯堵头由金属粉末烧结制成，所述翻砂喷嘴由金属粉末烧结而成。

一种撒砂装置的风道控制逻辑，使用上述的撒砂装置，所述风道控制逻辑包括以下步骤：

a.当控制撒砂风路的电磁阀停止时，控制常风风路的电磁阀立即动作3～30秒，此时后吹风嘴涌入部分高压空气，然后通过第十一风道吹出至撒砂橡胶管，而另一部分高压空气通过第七风道进入第一撒砂风嘴、第二搅砂风嘴及铜滤芯堵头；

b.在撒砂风路不工作时，控制常风风路的电磁阀在固定的时间点动作1～3分钟，定时实现上述a步骤的功能；

c.当上述控制逻辑重叠时，a步骤优先于b步骤，b步骤待下一个时间点动作。

作为本发明进一步的技术方案，所述常风口通入的高压空气通过内部风道后依次进入撒砂风道、第一撒砂风嘴、第二搅砂风嘴，也可以通过在撒砂器外部的撒砂风口处接入常风口，并在常风口内部安装调节风嘴调节流量，两风路汇合成一路。

作为本发明进一步的技术方案，砂位计安装于砂箱所要检测的砂位处，砂位计伸入砂箱的水平距离为d，砂箱砂粒随着撒砂器将砂粒撒出，其下陷形成的倒锥形最低点至安装砂位传感器的砂箱壁水平距离为H，H/2≤d。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、相对于传统的撒砂装置，该方案通过翻砂总成和撒砂器的结合设计，可以有效地翻动和分散砂粒，使其更加均匀地撒布在目标区域，提高了砂粒分布的均匀性和一致性；撒砂器内部的风道系统包括调节风嘴、铜滤芯堵头等组件，能够控制高压空气的流量和压力，有效地防止砂粒在风嘴中堵塞和积聚，减少了设备的维护和清理工作。

2、该方案引入了砂位计，能够可靠地检测砂位，通过砂位计的数据反馈，操作人员可以准确判断砂箱内的砂位情况，及时进行调整和控制，提高了撒砂的准确性和安全性。

3、撒砂器的风道控制逻辑通过电磁阀的操作实现，可以根据需要灵活控制撒砂风路和常风风路的工作时间和顺序，确保了撒砂的效果，并能够根据具体情况实现砂粒的干燥和防止堵塞；同时，该方案中采用的金属粉末烧结材料和可调节的风道等技术，使得设备的维护和保养更加便捷。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种撒砂装置的总体结构示意图；

图2为现有技术中撒砂器的风道原理图；

图3为本发明实施例中撒砂器的示意图；

图4为图3中A-A方向的剖视图；

图5为图4中B方向的剖视图；

图6为现有技术中砂位计的位置示意图；

图7为本发明实施例中砂位计的位置示意图；

图8为本发明实施例中翻砂总成的示意图。

图中：1、砂箱；2、砂箱观察窗；3、翻砂总成；4、撒砂器；5、撒砂橡胶管；6、砂位计；7、常风口；8、单向阀；9、撒砂风口；10、出砂口；11、砂位传感器；31、气动机械开关；32、控制盒；33、翻砂进风口；34、翻砂喷嘴；35、翻砂座；36、翻砂气道；401、第一风道；402、第二风道；403、第三风道；404、第四风道；405、第五风道；406、铜滤芯堵头；407、第六风道；408、调节风嘴；409、第七风道；410、第八风道；411、缩堵；412、弹簧；413、第九风道；414、后吹风嘴；415、第十风道；416、第十一风道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种撒砂装置限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的一个总体技术构思，如图1-8所示，提供提供一种撒砂装置，包括砂箱1，砂箱1侧面设有砂箱观察窗2、翻砂总成3和砂位计6，通过砂箱观察窗2、翻砂总成3和砂位计6的结合设计，实现对砂粒分布的准确控制和调节；砂箱1底部设有撒砂器4，撒砂器4下部设有出砂口10，出砂口10连通有撒砂橡胶管5，通过合理的风道布局和控制，能够有效防止砂粒堵塞，保持撒砂通畅；撒砂器4的两侧分别设有常风口7和单向阀8，单向阀8连通有撒砂风口9，以控制高压空气流量。

优选地，翻砂总成3设于砂箱观察窗2下方，其包括安装在砂箱1内部的翻砂座35、安装于翻砂座35上的翻砂喷嘴34以及安装于砂箱1外部的控制盒32组成，翻砂座35内部设有翻砂气道36，翻砂气道36与翻砂喷嘴34以及控制盒32上的翻砂进风口33相联通，翻砂进风口33外接有高压气体风管，控制盒32上设有气动机械开关31。

通过人工按键操作气动机械开关31，还可以控制高压气体从翻砂喷嘴34喷射；当高压气体通过翻砂进风口33进入翻砂座35的翻砂气道36时，通过翻砂喷嘴34的喷射，使砂粒得到翻动和搅拌，从而实现了砂粒的均匀分布。

进一步地，撒砂器4内部设有相互连通的第七风道409和第五风道405，第七风道409与常风口7相连通，第七风道409与第五风道405之间设有第六风道407，第七风道409通过调节风嘴408与第六风道407相连通，第六风道407通过铜滤芯堵头406与砂箱1相连通；

撒砂器4内沿风向依次设有第四风道404、第三风道403、第一风道401、第二风道402和撒砂风道，第一风道401与单向阀8相连通，撒砂风道连通有第一撒砂风嘴和第二撒砂风嘴，第七风道409沿风向依次连通有第八风道410、第九风道413、第十风道415和第十一风道416，第十一风道416与出砂口10相连通。第九风道413设置有缩堵411，缩堵411与第九风道413的一端通过弹簧412连接，第九风道413的另一端还设有后吹风嘴414。

从常风口7进入第七风道409的高压空气一分二，一路进入第八风道410(用于后吹)，另一路进入调节风嘴408(防止堵塞)。撒砂器4停止撒砂时，即撒砂风口9停止供风时，从常风口7进入的高压空气瞬间通向撒砂风嘴、搅砂风嘴、铜滤芯堵头406及后吹风嘴414。

进入调节风嘴408的风路一分二，按照下述顺序进行输送：

I.常风口7→第七风道409→调节风嘴408(孔径为0.1mm～0.3mm，利用孔径控制高压空气的流量，在不引起撒砂效果的基础上，通过风道的微正压防止砂粒的吸入堵塞)→第六风道407→第五风道405→第四风道404→第三风道403→第二风道402→撒砂风道→第一撒砂风嘴→第二撒砂风嘴；

II.常风口7→第七风道409→调节风嘴408→第六风道407→铜滤芯堵头406(原有设计为常风口7与砂粒接触吹出高压空气防止砂粒板结，但常风口7停止工作使易被接触的砂粒堵塞，现采用金属粉末烧结而成的滤芯替代，在透气的同时能有效防止砂粒进入)。

进入第八风道410的风路，通过内部风道及零部件按照下述顺序进行输送：

常风口7→第七风道409→第八风道410→第九风道413(风道9上设计有带弹簧412的缩堵411，可通过改变风道的截面积对流量进行调整)→后吹风嘴414(孔径为1.5mm～2.0mm，利用孔径进一步控制流量)→第十风道415→第十一风道416(沿着出砂口10的方向，斜向下吹出高压空气至撒砂橡胶管5，达到清理砂管的目的)

因后吹风嘴414连接于常风口7，仅在撒砂停止时清理砂管使用，如果持续工作对耗风量比较大，势必会导致轨道车辆压缩机频繁启动影响其寿命，以及不必要的空气及能源消耗，因此在需要后吹功能的轨道车辆，在保证常风干燥砂粒的功能下，按照以下控制逻辑同时进行使用(无需此功能的可通过缩堵411将其关闭)：

a.当控制撒砂风路的电磁阀停止时，控制常风风路的电磁阀立即动作3～30秒，此时后吹风嘴414涌入部分高压空气，然后通过第十一风道416吹出至撒砂橡胶管5，而另一部分高压空气通过第七风道409进入第一撒砂风嘴、第二搅砂风嘴及铜滤芯堵头406，起到防止堵塞及进入砂粒干燥砂粒目的；

b.在撒砂风路不工作时，控制常风风路的电磁阀在固定的时间点动作1～3分钟，定时实现上述a步骤的功能；

c.当上述控制逻辑重叠时，a步骤优先于b步骤，b步骤待下一个时间点动作。

常风口7通入的高压空气通过内部风道后依次进入撒砂风道、第一撒砂风嘴、第二搅砂风嘴，也可以通过在撒砂器4外部的撒砂风口9处接入常风口7，并在常风口7内部安装调节风嘴408调节流量，两风路汇合成一路。

砂位计6安装于砂箱1所要检测的砂位处，砂位计6伸入砂箱1的水平距离为d，砂箱1砂粒随着撒砂器4将砂粒撒出，其下陷形成的倒锥形最低点至安装砂位传感器11的砂箱1壁水平距离为H，H/2≤d。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种撒砂装置，包括砂箱，其特征在于：

所述砂箱侧面设有砂箱观察窗、翻砂总成和砂位计；

所述砂箱底部设有撒砂器，所述撒砂器下部设有出砂口，所述出砂口连通有撒砂橡胶管；

所述撒砂器的两侧分别设有常风口和单向阀，所述单向阀连通有撒砂风口。

2.根据权利要求1所述的撒砂装置，其特征在于，所述翻砂总成设于砂箱观察窗下方，其包括安装在砂箱内部的翻砂座、安装于翻砂座上的翻砂喷嘴，以及安装于砂箱外部的控制盒组成；

翻砂座内部设有翻砂气道，所述翻砂气道与翻砂喷嘴以及控制盒上的翻砂进风口相联通，翻砂进风口外接有高压气体风管，所述控制盒上设有气动机械开关。

3.根据权利要求1所述的撒砂装置，其特征在于，所述撒砂器内部设有相互连通的第七风道和第五风道，所述第七风道与常风口相连通，所述第七风道与第五风道之间设有第六风道，所述第七风道通过调节风嘴与第六风道相连通，所述第六风道通过铜滤芯堵头与砂箱相连通；

所述撒砂器内沿风向依次设有第四风道、第三风道、第一风道、第二风道和撒砂风道，所述第一风道与单向阀相连通，所述撒砂风道连通有第一撒砂风嘴和第二撒砂风嘴。

4.根据权利要求3所述的撒砂装置，其特征在于，所述第七风道沿风向依次连通有第八风道、第九风道、第十风道和第十一风道，所述第十一风道与出砂口相连通。

5.根据权利要求4所述的撒砂装置，其特征在于，所述第九风道设置有缩堵，所述缩堵与第九风道的一端通过弹簧连接，所述第九风道的另一端还设有后吹风嘴。

6.根据权利要求2或4所述的撒砂装置，其特征在于，所述第十一风道沿出砂口的方向倾斜向下，所述翻砂喷嘴倾斜向上安装。

7.根据权利要求2或3所述的撒砂装置，其特征在于，所述铜滤芯堵头由金属粉末烧结制成，所述翻砂喷嘴由金属粉末烧结而成。

8.一种撒砂装置的风道控制逻辑，其特征在于，使用如权利要求1-6任一项所述撒砂装置，

所述风道控制逻辑包括以下步骤：

a.当控制撒砂风路的电磁阀停止时，控制常风风路的电磁阀立即动作3～30秒，此时后吹风嘴涌入部分高压空气，然后通过第十一风道吹出至撒砂橡胶管，而另一部分高压空气通过第七风道进入第一撒砂风嘴、第二搅砂风嘴及铜滤芯堵头；

b.在撒砂风路不工作时，控制常风风路的电磁阀在固定的时间点动作1～3分钟，定时实现上述a步骤的功能；

c.当上述控制逻辑重叠时，a步骤优先于b步骤，b步骤待下一个时间点动作。

9.根据权利要求8所述的撒砂装置的风道控制逻辑，其特征在于，所述常风口通入的高压空气通过内部风道后依次进入撒砂风道、第一撒砂风嘴、第二搅砂风嘴，也可以通过在撒砂器外部的撒砂风口处接入常风口，并在常风口内部安装调节风嘴调节流量，两风路汇合成一路。

10.根据权利要求8所述的撒砂装置的风道控制逻辑，其特征在于，砂位计安装于砂箱所要检测的砂位处，砂位计伸入砂箱的水平距离为d，砂箱砂粒随着撒砂器将砂粒撒出，其下陷形成的倒锥形最低点至安装砂位传感器的砂箱壁水平距离为H，H/2≤d。