CN202738150U

CN202738150U - 新型钢轨熔覆感应加热器

Info

Publication number: CN202738150U
Application number: CN201220169381.2U
Authority: CN
Inventors: 周厚全; 杨刚; 侯雷达
Original assignee: Chengdu China Rail Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu China Rail Technology Co., Ltd.; China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-04-20

Abstract

本实用新型公开了一种新型钢轨熔覆感应加热器，涉及金属材料表面加热及铁路轨道电路信号控制领域，由铜管弯折或弯曲形成，所述加热器包括位于与轨道表面平行的平面上布置的缓冷二区，一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的缓冷一区，和一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的加热区，所述缓冷二区、缓冷一区和加热区依次连接。本实用新型解决了现有技术中一方面由于在钢轨的水平方向上加热范围过大而造成的热量分散不集中，造成大量能源浪费的技术问题，另一方面也解决了钢轨侧面散热而造成大量热量损失的技术问题。

Description

新型钢轨熔覆感应加热器

技术领域

本实用新型涉及金属材料表面加热及铁路轨道电路信号控制领域，确切地说涉及一种用于钢轨熔覆的感应加热器。

背景技术

在铁路轨道电路分路不良区段（或称“压不死”或“白光带”区段），采用等离子熔覆在钢轨表面熔覆一层防锈耐磨合金，可以有效消除轨道电路分路不良现象。但在熔覆过程中，为了避免产生马氏体，需要采用感应加热的方法对钢轨加热。

目前感应加热设备安装在移动小车上，感应加热器与感应加热设备联结，其位置布置在钢轨轨头表面要熔覆合金部位的上方，感应器为铜管弯成长方形，宽50mm，长250mm。加热时，移动小车与感应加热器匀速移动，均匀加热轨头表面要熔覆合金的部位，加热温度为250℃~650℃。该感应加热器的特点是加热器与焊枪的位置较远；加热器只在钢轨轨头上方，且加热器覆盖钢轨轨头的面积较大，加热范围大。

又如公开号为CN2836395，公开日为2006年11月8日的中国专利文献公开了一种钢轨感应加热器，由感应加热电源及感应加热器两部分组成。其中，感应加热电源由12kVA发电机组或固定电源的3相380V供电，经过变频后以中频方式输出，加热时间由电源上的时间继电器调节和控制，按规定工艺程序，钢轨表面应预热至350℃以上，所需要的时间大约在3～4分钟。钢轨感应加热器的感应线圈采用特制铜线按特制的胎模绕制而成，线圈按三圈叠加绕制，绕制成的感应线圈刚好能扣在钢轨上，线圈的长度方向上刚好可以与钢轨轨侧紧密相贴，从而使感应加热效果更好，线圈在长度方向的叠加，增大了磁感应强度，使感应加热强度得到很大提高，从而也缩短了加热时间。

但以上述专利文献为代表的现有感应加热器存在的主要缺点是：能源浪费大，加热设备功率需要80kw，不节能。造成功率浪费的主要原因为：

1、熔覆合金带宽为8mm,高为1.6mm，熔覆产生相变的热影响区范围实际很小，而加热器由铜管弯成尺寸50×250mm的长方形，加热范围大，热量分散，不集中，产生大量的能源浪费。

2、加热器为平面，在轨头的上方，钢轨轨头上面在加热的同时，轨头侧面在散热，损失大量热量，即使现有专利在线圈的长度方向上刚好可以与钢轨轨侧紧密相贴，但在钢轨表面上仍然存在上述第1点所述的问题，加热范围太大，热量分散而不集中，长生了大量的能源浪费。

3、由于焊枪与加热器距离较远，熔覆到加热器之间的距离所损失的热量需要加热器补偿。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种新型钢轨熔覆感应加热器，本实用新型解决了现有技术中一方面由于在钢轨的水平方向上加热范围过大而造成的热量分散不集中，造成大量能源浪费的技术问题，另一方面也解决了钢轨侧面散热而造成大量热量损失的技术问题。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种新型钢轨熔覆感应加热器，由铜管弯折、弯曲或焊接形成，其特征在于：所述加热器包括位于与轨道表面平行的平面上布置的缓冷二区，一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的缓冷一区，和一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的加热区，所述缓冷二区、缓冷一区和加热区依次连接。

所述缓冷二区为在所述第一平面上布置，且沿沿轨道延伸方向布置的一字形结构的第一段，所述第一段包括起端和用于弯折或弯曲的延伸端。

所述缓冷一区包括第二段，第三段、第四段、第五段和第六段，其连接关系是：所述第一段的延伸端在第一平面上向钢轨上待熔覆合金部位的一侧拐弯形成所述第二段，第二段的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第三段，第三段位于所述第二平面上，第三段的延伸端在第二平面上向左拐弯形成所述第四段，第四段的延伸端在第二平面上向左拐弯形成所述第五段，第五段的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第六段，第六段位于第一平面上，所述第二段和第六段组成为所述缓冷一区的一部分，所述第三段、第四段和第五段组成为所述缓冷一区的另一部分。

所述加热区包括第八段、第九段、第十段、第十一段、第十二段和第十三段，所述第六段的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第八段，第八段的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第九段，第九段的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第十段，第十段位于第二平面上，第十段的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十一段，第十一段的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十二段，第十二段的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第十三段，所述第八段、第九段、第十三段组成为所述加热区的一部分，第十段、第十一段和第十二段组成为所述加热区的另一部分。

作为加热区的一种变形，其结构为：所述加热区包括第七段、第十四段、第八段、第九段、第十段、第十一段、第十二段和第十三段，所述第六段的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第七段，第七段的延伸端在第一平面上向左拐弯形成所述第十四段，第十四段的延伸端在所述第一平面上向右拐弯形成所述第八段，第八段的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第九段，第九段的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第十段，第十段位于第二平面上，第十段的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十一段，第十一段的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十二段，第十二段的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第十三段，所述第七段、第十四段、第八段、第九段、第十三段组成为所述加热区的一部分，第十段、第十一段和第十二段组成为所述加热区的另一部分。

作为加热区的另一种变形，其结构为：所述第九段为整体呈内凹或外凸的半包围结构，焊枪位于所述内凹或外凸的半包围结构之中。

所述第九段为一圆弧段构成，或由两段直段和一段圆弧段构成，圆弧段的两端分别连接两直段，所述圆弧段内凹或外凸。

所述圆弧段用U形段替换，所述U形内凹或外凸。

所述拐弯为弯折或弯曲。

所述第一段的起端为进水端，第十三段的延伸端为出水端，也可以反过来，第一段的起端为出水端，第十三段的延伸端为进水端。

所述铜管为圆铜管或方铜管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：

1、本加热器包括缓冷二区、缓冷一区和加热区，特别是缓冷一区的一部分和加热区的一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，缓冷一区的另一部分和加热区的另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上，这样的技术方案，解决了现有技术中所存在的一方面由于在钢轨的水平方向上加热范围过大而造成的热量分散不集中，造成大量能源浪费的技术问题，另一方面也解决了钢轨侧面散热而造成大量热量损失的技术问题。相对于CN2836395专利文献，本实用新型的侧面加热和缓热区仅布置在钢轨上具有待熔覆合金部位的一侧，而不是像CN2836395专利文献所说的两侧都布置扣在钢轨上的形式，进一步节约了能源消耗，经验证，能将原有的加热功率从80kw/h降到27kw/h，感应器和等离子焊枪的移动速度快，生产效率比以前大为提高，设备重量减轻，减轻施工搬运困难。同时本实用新型因为具有缓冷一区和缓冷二区的存在，应用到熔覆过程中，能够使温度缓慢降低，进一步避免了马氏体的产生，熔覆效果更好。

2、本实用新型中，由第八段、第九段、第十段、第十一段、第十二段和第十三段形成的加热区结构，或者由第七段、第十四段、第八段、第九段、第十段、第十一段、第十二段和第十三段形成的加热区结构，特别是第九段整体呈内凹或外凸的半包围结构，焊枪位于所述内凹或外凸的半包围结构之中，这样，熔覆和加热更近，焊枪和感应器位置更匹配；水平面的方形结构使熔覆区完全被加热包围，且加热更集中；侧面的加热使熔覆区呈立体加热，侧面不仅没有散热，而且还迅速吸热。A部分加热区使钢轨热影响区迅速吸收足够的热能，且加热集中，加热面积减少，热效率高，更节能。

3、本实用新型中，由第二段，第三段、第四段、第五段和第六段形成的缓冷一区结构，在钢轨的侧面加热，减缓散热，同时补充大量的热能。

4、本实用新型中，由第一段形成的缓冷二区结构，工作时，钢轨热影响区散热速度本身已较低，缓冷二区加热器的一字形结构就能满足热影响区散热速度的要求，且加热集中，热效率高。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型在钢轨上的主视图

图2为图1中俯视结构示意图

图3为图1中左视结构示意图

图4为加热区部分一种变形结构示意图

图5为第九段的内凹形结构示意图

图中标记：

1、钢轨，2、感应加热器，3、焊枪、4、熔覆合金，5、第一段，6、第二段，7、第三段，8、第四段，9、第五段，10、第六段，11、第七段，12、第八段，13、第九段，14、第十段，15、第十一段，16、第十二段，17、第十三段，18、第十四段,A、加热区，B、缓冷一区，C、缓冷二区。

具体实施方式

实施例1

本实用新型由铜管弯折或弯曲形成，铜管因加工工艺问题，部分弯曲或弯折处为焊接，也可全部焊接，加热器包括位于与轨道表面平行的平面上布置的缓冷二区C，一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的缓冷一区B，和一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的加热区A，所述缓冷二区C、缓冷一区B和加热区A依次连接。

实施例2

在实施例1的基础上，本实用新型的较佳实施方式是，所述缓冷二区C为在所述第一平面上布置，且沿沿轨道延伸方向布置的一字形结构的第一段5，所述第一段5包括起端和用于弯折或弯曲的延伸端。所述缓冷一区B包括第二段6，第三段7、第四段8、第五段9和第六段10，其连接关系是：所述第一段5的延伸端在第一平面上向钢轨1上待熔覆合金4部位的一侧拐弯形成所述第二段6，第二段6的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第三段7，第三段7位于所述第二平面上，第三段7的延伸端在第二平面上向左拐弯形成所述第四段8，第四段8的延伸端在第二平面上向左拐弯形成所述第五段9，第五段9的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第六段10，第六段10位于第一平面上，所述第二段6和第六段10组成为所述缓冷一区B的一部分，所述第三段7、第四段8和第五段9组成为所述缓冷一区B的另一部分。所述加热区A包括第八段12、第九段13、第十段14、第十一段15、第十二段16和第十三段17，所述第六段10的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第八段12，第八段12的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第九段13，第九段13的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第十段14，第十段14位于第二平面上，第十段14的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十一段15，第十一段15的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十二段16，第十二段16的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第十三段17，所述第八段12、第九段13、第十三段17组成为所述加热区A的一部分，第十段14、第十一段15和第十二段16组成为所述加热区A的另一部分。其余同实施例1。

实施例3

在实施例1的基础上，本实用新型的另一较佳实施方式是，作为加热区A的一种变形，其结构为：所述加热区A包括第七段11、第十四段18、第八段12、第九段13、第十段14、第十一段15、第十二段16和第十三段17，所述第六段10的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第七段11，第七段11的延伸端在第一平面上向左拐弯形成所述第十四段18，第十四段18的延伸端在所述第一平面上向右拐弯形成所述第八段12，第八段12的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第九段13，第九段13的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第十段14，第十段14位于第二平面上，第十段14的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十一段15，第十一段15的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十二段16，第十二段16的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第十三段17，所述第七段11、第十四段18、第八段12、第九段13、第十三段17组成为所述加热区A的一部分，第十段14、第十一段15和第十二段16组成为所述加热区A的另一部分。其余同实施例2.

实施例4

作为本实用新型的最佳实施方式，参照说明书附图1-3，作为加热区A的另一种变形，其结构为：所述第九段13为整体呈内凹或外凸的半包围结构，焊枪3位于所述内凹或外凸的半包围结构之中。所述第九段13为一圆弧段构成，或由两段直段和一段圆弧段构成，圆弧段的两端分别连接两直段，所述圆弧段内凹或外凸。其余同实施例2或3。

实施例5

作为对实施例4的一种改变，圆弧段用U形段替换，所述U形内凹或外凸。本实用新型中所说的拐弯为弯折或弯曲。所述第一段5的起端为进水端，第十三段17的延伸端为出水端。所述铜管为圆铜管或方铜管。当然铜管也可以为本领域技术人员所熟知的可以替换的其他材质的管。

Claims

1.一种新型钢轨熔覆感应加热器，由铜管弯折、弯曲或焊接形成，其特征在于：所述加热器包括位于与轨道表面平行的平面上布置的缓冷二区（C），一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的缓冷一区（B），和一部分位于与轨道表面平行的第一平面上，另一部分位于与轨道侧面平行的第二平面上的加热区（A），所述缓冷二区（C）、缓冷一区（B）和加热区（A）依次连接。

2.根据权利要求1所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述缓冷二区（C）为在所述第一平面上布置，且沿沿轨道延伸方向布置的一字形结构的第一段（5），所述第一段（5）包括起端和用于弯折或弯曲的延伸端。

3.根据权利要求1或2所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述缓冷一区（B）包括第二段（6），第三段（7）、第四段（8）、第五段（9）和第六段（10），其连接关系是：所述第一段（5）的延伸端在第一平面上向钢轨（1）上待熔覆合金（4）部位的一侧拐弯形成所述第二段（6），第二段（6）的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第三段（7），第三段（7）位于所述第二平面上，第三段（7）的延伸端在第二平面上向左拐弯形成所述第四段（8），第四段（8）的延伸端在第二平面上向左拐弯形成所述第五段（9），第五段（9）的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第六段（10），第六段（10）位于第一平面上，所述第二段（6）和第六段（10）组成为所述缓冷一区（B）的一部分，所述第三段（7）、第四段（8）和第五段（9）组成为所述缓冷一区（B）的另一部分。

4.根据权利要求3所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述加热区（A）包括第八段（12）、第九段（13）、第十段（14）、第十一段（15）、第十二段（16）和第十三段（17），所述第六段（10）的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第八段（12），第八段（12）的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第九段（13），第九段（13）的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第十段（14），第十段（14）位于第二平面上，第十段（14）的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十一段（15），第十一段（15）的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十二段（16），第十二段（16）的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第十三段（17），所述第八段（12）、第九段（13）、第十三段（17）组成为所述加热区（A）的一部分，第十段（14）、第十一段（15）和第十二段（16）组成为所述加热区（A）的另一部分。

5.根据权利要求3所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述加热区（A）包括第七段（11）、第十四段（18）、第八段（12）、第九段（13）、第十段（14）、第十一段（15）、第十二段（16）和第十三段（17），所述第六段（10）的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第七段（11），第七段（11）的延伸端在第一平面上向左拐弯形成所述第十四段（18），第十四段（18）的延伸端在所述第一平面上向右拐弯形成所述第八段（12），第八段（12）的延伸端在第一平面上向右拐弯形成所述第九段（13），第九段（13）的延伸端与第二平面相接且向下拐弯形成所述第十段（14），第十段（14）位于第二平面上，第十段（14）的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十一段（15），第十一段（15）的延伸端在第二平面上向右拐弯形成所述第十二段（16），第十二段（16）的延伸端与第一平面相接且向上拐弯形成所述第十三段（17），所述第七段（11）、第十四段（18）、第八段（12）、第九段（13）、第十三段（17）组成为所述加热区（A）的一部分，第十段（14）、第十一段（15）和第十二段（16）组成为所述加热区（A）的另一部分。

6.根据权利要求4或5所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述第九段（13）为整体呈内凹或外凸的半包围结构，焊枪（3）位于所述内凹或外凸的半包围结构之中。

7.根据权利要求6所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述第九段（13）为一圆弧段构成，或由两段直段和一段圆弧段构成，圆弧段的两端分别连接两直段，所述圆弧段内凹或外凸。

8.根据权利要求7所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述圆弧段用U形段替换，所述U形内凹或外凸。

9.根据权利要求5所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述拐弯为弯折或弯曲。

10.根据权利要求1所述的新型钢轨熔覆感应加热器，其特征在于：所述铜管为圆铜管或方铜管。