CN203021880U - 智能铁路隧道融冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供智能铁路隧道融冰装置，以解决冬季气候下铁路隧道内渗水挂冰问题，消除因挂冰问题导致的接触网与隧道壁之间的绝缘距离缩短及变电所频繁性跳闸、接触网线索烧损等线路事故。该装置由电控箱、电加热板两部分组成，主要应用于隧道壁除冰。本装置是通过电加热板直接将电能转化为热能，以高温辐射的形式将热量均匀地散布到隧道壁渗水位置，渗水渗出后受热以液态水的形式沿着板面滴下，不再形成挂冰。实现了智能化自启动控温除冰功能：该装置具有体积小、热效率高、安装快捷牢固、操作方便等特点，且电控箱可控制1至5组电加热板，用户可根据渗水缝隙的大小自由选取电加热板的使用数量，使用灵活，选配方便，可以广泛应用于电气化铁路隧道融冰领域。

Description

智能铁路隧道融冰装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能铁路隧道融冰装置。

背景技术

新旧隧道日积月累下来不可避免出现细微裂缝，形成渗水、漏水、冒水，中国已有铁路隧道约50000座，其中运营中出现不同程度的涌水、漏水、冒水、滴水、渗水、湿水等现象的约占全路隧道总座数的1/3左右。在冬季气候下，渗水渗流至隧道壁时由于气候寒冷，且受过往火车带过的冷风，很快将渗水结冰，造成隧道壁挂冰。在冬季严寒地区就会形成冰柱，冰柱渐渐加长，距离接触网越来越近，将会缩短接触网与隧道壁之间的绝缘距离，引发连电而产生电弧，造成的变电所频繁性跳闸和接触网线索烧损等线路事故时有发生，严重干扰了铁路行车运输畅通。

冬季隧道内气温下降至0℃左右时，结冰现象日益严重，国内现有的解决措施主要采取人工打冰除冰的办法。多年来每年我国铁路相关部门必须投入大量的人力物力，来处理隧道内挂冰问题，使用绝缘冰钎进行打冰，单轨车抬筐运冰。在零下十几度甚至零下几十度的环境下，冰柱在不停地生长，打冰队须不停去打冰，往往一个隧道需要来回折返，一天下来疲惫不堪，打冰过程中常伴有人身安全隐患。每当冬季来临，打冰任务就成了工段最头疼的工作，所以研究隧道除冰装置至关重要。

发明内容

为解决以上问题，本实用新型提供一种智能铁路隧道融冰装置，以利于解决因隧道内壁渗水结冰而对沿线线路造成的影响，消除隧道内渗水挂冰现象。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种智能铁路隧道融冰装置，该隧道融冰装置安装在隧道壁上，其中：该装置包括有电控箱及安装在隧道壁上的电加热板；所述电控箱包括有箱体、防爆观察窗、箱锁、PT100户外测温探头、电源进线、PT100板内测温探头引线、电加热板导线、合页、面板、急停按钮、装置启动温控器、板控温温控器、面板锁、状态指示灯；在箱体外表面设置有防爆观察窗、箱锁、PT100户外测温探头、电源进线，在箱体内部安装有面板，所述面板通过合页与箱体连接，所述箱体通过PT100板内测温探头引线、电加热板导线与固定在隧道壁上的电加热板连接；

所述电加热板是通过上铝合金板和下铝合金板扣装而成，扣装而成的电加热板内部空腔中铺设一根发热电线，发热电线贴紧上铝合金板而固定，电加热板内部空腔中还固定有PT100板内测温探头、板腔支撑块电加热板的两侧带有导流槽，化学锚栓穿过电加热板上的孔把电加热板固定在隧道壁上。

本实用新型的效果是该新型智能铁路隧道融冰装置在铁路隧道内使用，电加热板通过不锈钢化学锚栓固定到隧道壁上的渗水点处，覆盖住渗水点，电加热板直接将电能转化为热能，将产生的热量以高温辐射的形式均匀地散布到隧道壁渗水位置，渗水渗出后受热将以液态水的形式沿着板面滴下，不再形成冰柱。电加热板通过导线与电控箱连接。电控箱带电工作后通过箱内的两组温度控制器来控制电加热板是否需要加热，解决了铁路隧道的除冰难题，实现铁路隧道除冰的自动化。

该融冰装置具有运行可靠、升温快、操作简单、耗能少、结构小等优点。由于该产品在技术上的突破性和价格上的经济性，决定了该产品必定产生良好的社会效益，具体可体现在以下几点：

a)能够有效的消除因结冰原因而造成的跳闸、接触网线索烧断等接触网线路事故，保障列车的线路通畅。

b)相对以往的人工打冰手段，融冰装置完全解决了铁路工人在严寒的冬季户外环境下打冰的难题，可为用户每年节省下大量的人力和物力，无需再有打冰、运冰的工作量。

c)对打冰工作人员的个人安全有了保障，不再出现打冰、运冰中存在的各种安全隐患。

d)若将该融冰装置广泛推广，在批量使用的情况下，可以为用户节省下大笔的除冰费用。

附图说明

图1为本实用新型的电控箱的外观图；

图2为本实用新型的电控箱面板主视图；

图3为本实用新型的电加热板的侧视图；

图4为本实用新型的电加热板在隧道壁安装剖视图。

图中：

1、箱体                 2、防爆观察窗       3、箱锁

4、PT100户外测温探头    5、电源进线         6、PT100板内测温探头引线

7、电加热板导线         8、合页             9、面板

10、急停按钮            11、装置启动温控器  12、板控温温控器

13、面板锁              14、状态指示灯      15、上铝合金板

16、PT100板内测温探头   17、发热电线        18、下铝合金板

19、导流槽              20、板腔支撑块      21、化学锚栓

22、电加热板

具体实施方式

结合附图具体说明本实用新型的智能铁路隧道融冰装置的结构及参数，运行方式及特性。

本实用新型的智能铁路隧道融冰装置的核心元件是Mi矿物发热电缆，以矿物发热电缆作为热源，以耐高温铝合金板作为载体，以电控箱作为控制电源，来实现对隧道壁渗水位置的防冻和除冰作用。

如图1、2、3所示，本实用新型的智能铁路隧道融冰装置，该隧道融冰装置安装在隧道壁上，该装置包括有电控箱及安装在隧道壁上的电加热板22；所述电控箱包括有箱体1、防爆观察窗2、箱锁3、PT100户外测温探头4、电源进线5、PT100板内测温探头引线6、电加热板导线7、合页8、面板9、急停按钮10、装置启动温控器11、板控温温控器12、面板锁13、状态指示灯14；在箱体1外表面设置有防爆观察窗2、箱锁3、PT100户外测温探头4、电源进线5，在箱体1内部安装有面板9，所述面板9通过合页8与箱体1连接，所述箱体1通过PT100板内测温探头引线6、电加热板导线7与固定在隧道壁上的电加热板22连接；

所述电加热板22是通过上铝合金板15和下铝合金板18扣装而成，扣装而成的电加热板22内部空腔中铺设一根发热电线17，发热电线17贴紧上铝合金板15而固定，电加热板22内部空腔中还固定有PT100板内测温探头16、板腔支撑块20，电加热板22的两侧带有导流槽19，化学锚栓21穿过电加热板22上的孔把电加热板22固定在隧道壁上。

所述的面板9上设有急停按钮10、装置启动温控器11、板控温温控器12、面板锁13、状态指示灯14。

所述的发热电线17为不锈钢护套Mi矿物绝缘加热电缆。

本实用新型的智能铁路隧道融冰装置功能是这样实现的：

如图1、2、3所示，本实用新型的新型智能铁路隧道融冰装置中板控温温控器12直接与电加热板22中的PT100板内测温探头16通过PT100板内测温探头引线6相互连接，以控制发热电线17是否需要发热。

装置技术参数如下：

使用环境：

a)铁路沿线的各种新旧隧道，隧道衬砌为混凝土质；

b)海拔高度：≤5000m；

c)允许环境风速：可安全地安装在风速为360km/h的环境中

d)地震烈度：能满足8度的要求；

技术参数：

e)电源：AC220V，50Hz；

f)单组电加热板功率：≤200W；

g)控制箱尺寸：400×300×250mm（长×高×厚）；

h)控制箱控制能力：可控制1～5组电加热板；

i)电加热板尺寸：800×500×20mm（长×宽×厚）；

j)导体（20℃）直流电阻：40Ω/m；

k)导体耐压试验允许值：1000V/min；

l)控制箱防护等级：IP54；

运行方式：

如图1、2、3所示的本实用新型的智能铁路隧道融冰装置通电后，在装置启动温控器11上设置好隧道内的启动温度值，再在板控温温控器12上设置好电加热板22融冰所需的上、下限温度值，须要求所设置的上、下限温度值可以融化冰柱。

此时，当PT100户外测温探头4测得隧道环境温度值低于启动温控器11上所设置的启动温度值时，启动温控器11将立即开启电加热板22的供电，电加热板22开始发热，发热中的电加热板22温度升高至板控温温控器12所设置的上限值时，将立刻停止发热，并自然地降温，当降温至板控温温控器12所设置的下限值时，板控温温控器12控制电加热板22再次开启发热，依次循环；当PT100户外测温探头4测得隧道环境温度值高于启动温控器11上所设置的启动温度值时，启动温控器11将立即停止电加热板的供电，电加热板22不再发热。依次循环实现电加热板22的发热与停止，同时实现了智能化融冰和节能效果。

如果装置中出现短路或是断路，以及电加热板22在发热中出现低温而不加热的情况时，属于故障现象，状态指示灯14将会点亮，以提供肉眼可观察信号指示。

运行原理如图1、2、3所示，当融冰装置箱体1通电后，启动温控器11根据环境温度判断是否需要为电加热板4供电，若启动温控器11为电加热板22供电，板控温温控器12会将电加热板22上的温度控制在上、下限温度带内，以达到智能化融冰节能效果。

智能铁路隧道融冰装置设计特点：

1、一台电控箱可控制1～5组电加热板，即一台电控箱可同步管理多个渗水结冰位置。

2、采用高强度化学锚栓来安装电加热板，解决漏点混凝土潮湿风化的安装困难。

3、发热电线在电加热板中呈波浪状铺设，提高了布线密度，增大了单位面积的发热量。

4、电加热板所用的发热电线具有防水绝缘耐腐蚀性能，寿命长，质量可靠，安全无明火，对环境无污染。

5、装置呈模块化组件，制作工艺成熟，可批量生产，易组装。

6、整套系统中带有漏电保护和状态提示功能，运行安全可靠。

7、自动控温除冰，节能低功耗。

本装置是通过将电加热板直接安装在隧道壁的渗水结冰位置，工作中的电加热板以高温辐射的形式将热量传递到结冻的隧道壁面，以此实现对壁面渗水的融冰。电加热板内配有PT100板内测温探头，待电加热板达到设定温度上限值后控制系统会自动停止工作，电加热板开始降温，温度低至设定温度下限值后，控制系统又会再次恢复工作，电加热板再次发热。该融冰装置实现了对电加热板的智能化控制，装置结构简单、体积小、设置方便、质量可靠，且一台电控箱可控制多组电加热板，用户可根据渗水缝隙的大小自由选取电加热板的使用数量，使用灵活，选配方便。

本实用新型的智能铁路隧道融冰装置保证了融冰功能以及装置的安全可靠运行。融冰装置可根据隧道温度开启电加热板的供电，又可将电加热板控制在一定的融冰温度带内，发热的电加热板以高温辐射形式将紧贴的隧道壁加热，以达到了智能化节能融冰的效果，为铁道部门省下大量的人力和物力，解决了铁路隧道壁融冰防冻的技术难题。

Claims (3)

1.一种智能铁路隧道融冰装置，该隧道融冰装置安装在隧道壁上，其特征是：该装置包括有电控箱及安装在隧道壁上的电加热板（22）；所述电控箱包括有箱体（1）、防爆观察窗（2）、箱锁（3）、PT100户外测温探头（4）、电源进线（5）、PT100板内测温探头引线（6）、电加热板导线（7）、合页（8）、面板（9）、急停按钮（10）、装置启动温控器（11）、板控温温控器（12）、面板锁（13）、状态指示灯（14）；在箱体（1）外表面设置有防爆观察窗（2）、箱锁（3）、PT100户外测温探头（4）、电源进线（5），在箱体（1）内部安装有面板（9），所述面板（9）通过合页（8）与箱体（1）连接，所述箱体（1）通过PT100板内测温探头引线（6）、电加热板导线（7）与固定在隧道壁上的电加热板（22）连接；

所述电加热板（22）是通过上铝合金板（15）和下铝合金板（18）扣装而成，扣装而成的电加热板（22）内部空腔中铺设一根发热电线（17），发热电线（17）贴紧上铝合金板（15）而固定，电加热板（22）内部空腔中还固定有PT100板内测温探头（16）、板腔支撑块（20），电加热板（22）的两侧带有导流槽（19），化学锚栓（21）穿过电加热板（22）上的孔把电加热板（22）固定在隧道壁上。

2.根据权利要求1所述的智能铁路隧道融冰装置，其特征是：所述的面板（9）上设有急停按钮（10）、装置启动温控器（11）、板控温温控器（12）、面板锁（13）、状态指示灯（14）。

3.根据权利要求1所述的智能铁路隧道融冰装置，其特征是：所述的发热电线（17）为不锈钢护套Mi矿物绝缘加热电缆。

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