CN209938584U - 列车车载防冰系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种列车车载防冰系统，列车车载防冰系统包括：电气及控制系统(1)、储液模块(2)、支架模块(3)、泵组模块(4)、输送管路模块(5)、分配器(6)、喷头组(7)和仪表及传感器组(9)。优点为：针对高速列车和长途列车，结合外界环境温度、降雪积雪情况，每隔一定时间或一定里程，对列车底部补充喷涂防冰液，以实现高速铁路车辆和长途车辆底部持续附着防冰液，达到持续的防冰效果。当车辆运行完当次里程，返回检修库后，不再需要大量时间、人力进行除冰融冰作业，只需进行简单冲洗和烘干，大大缩短了车辆周转时间，提高了车辆周转率。
Description
技术领域
本实用新型属于列车车载防冰技术领域，具体涉及一种列车车载防冰系统。
背景技术
在冬季有降雪和路基覆雪的地区，高速行驶的列车会产生负压，空气中的飘雪和路基上的积雪易被吸入到车底并吸附在列车底部，伴随着传动系统发热，积雪融化。当环境温度下降时，雪水凝结成冰，附着在车底转向架、车轴、管路表面。随着列车运行里程增加，车底表面雪团或冰块变得越来越大，影响列车的运行安全。
为保障列车正常运行，当列车返回检修库后，工人使用撬棍敲击冰块，并结合高压热水冲洗车辆底部来清除车底积冰积雪，之后将车辆自然晾干或用热风烘干。这种传统除冰作业方式属于事后除冰，耗费大量的人力和能源，作业效率极低，大量占用检修库资源。在敲击的过程中，难免对车辆底部的转向架、车轴等有所损伤，间接加快了零部件损耗。
为解决上述问题，目前国内外采用的其他防冰方法，主要是在列车出发前，将防冰液喷涂在列车底部，防冰液粘附在车辆底部表面，从而阻止或延缓结冰生成。这种方法已经在短途车辆上取得一定效果。防冰液受车辆速度、风沙、环境温度影响，尤其是动车组列车、复兴号车速高达300-350km/h，在车辆单次运行全程内，防冰液逐渐消耗，且没有补充喷涂防冰液的操作，这样大大削弱了防冰效果。因此，对于单次运行里程大于800公里的高速铁路车辆，如何保证防冰液在车辆底部持续附着，是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种列车车载防冰系统以及防冰方法，可有效解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种列车车载防冰系统，所述列车车载防冰系统包括：电气及控制系统(1)、储液模块(2)、支架模块(3)、泵组模块(4)、输送管路模块(5)、分配器(6)、喷头组(7)和仪表及传感器组(9)；
其中，所述储液模块(2)固定于列车上面，包括储液箱保温层(10)、储液箱(11)、加热器(12)和防冰液(13)；所述储液箱(11)的内部储存所述防冰液(13)，所述储液箱(11)的外部设置所述储液箱保温层(10)；所述储液箱(11)的内部设置用于加热所述防冰液(13)的所述加热器(12)；
所述分配器(6)包括分配器保温层(29)和分配器本体(30)；所述分配器本体(30)为空腔结构，在所述分配器本体(30)上设置有多个出口接头以及一个入口接头；所述分配器本体(30)的外部设置所述分配器保温层(29)；
所述喷头组(7)包括多个出口方向朝向所述列车底部的防冰区域的喷头组件(31)；每个所述喷头组件(31)的入口通过第一管路(1A)连接到所述分配器(6)的出口接头上面；在所述第一管路(1A)上面安装控制阀门(26)；
所述泵组模块(4)的入口通过第二管路(2A)与所述储液模块(2)的出口连通；所述泵组模块(4)的出口通过第三管路(3A)连接到所述分配器(6)的入口接头，用于将所述储液模块(2)的防冰液(13)带压力输送到所述分配器(6)的腔体中；其中，在所述第三管路(3A)上面安装三通阀门(21)；
其中，所述第一管路(1A)、所述第二管路(2A)和所述第三管路(3A)组成所述输送管路模块(5)；
所述仪表及传感器组(9)包括：用于检测所述储液箱(11)内防冰液(13)温度的防冰液温度传感器(34)、布置于所述储液箱(11)内的高液位传感器(35)和低液位传感器(36)、用于检测列车底部的防冰区域是否存在雪的雪传感器(32)、用于检测环境温度的环境温度传感器(33)、用于探测第三管路(3A)的管路压力的压力传感器(37)；
所述支架模块(3)包括储液模块支架(14)、泵组及管路支架(15)和分配器支架，分别用于支撑固定所述储液模块(2)、所述泵组模块(4)和所述分配器(6)；
所述电气及控制系统(1)的输入端分别与所述雪传感器(32)、所述环境温度传感器(33)、所述防冰液温度传感器(34)、所述高液位传感器(35)、所述低液位传感器(36)和所述压力传感器(37)连接；所述电气及控制系统(1)的输出端分别与所述加热器(12)、所述控制阀门(26)和所述三通阀门(21)连接。
优选的，所述第一管路(1A)包括第一软管(23)、支管路(24)、支管伴热(25)、尾部管路(27)和尾部管路伴热(28)；其中，所述支管路(24)的一端通过所述第一软管(23)连接到所述分配器(6)的出口接头上面；所述支管路(24)的另一端通过所述尾部管路(27)连接到对应的所述喷头组件(31)；所述支管路(24)配置所述支管伴热(25)；所述尾部管路(27)配置所述尾部管路伴热(28)；在所述支管路(24)上安装所述控制阀门(26)；
所述第二管路(2A)包括抽取管路(16)、主管伴热(17)和第二软管(18)；其中，所述抽取管路(16)的一端与所述储液模块(2)的出口连通；所述抽取管路(16)的另一端通过所述第二软管(18)连接到所述泵组模块(4)的入口；所述抽取管路(16)配置所述主管伴热(17)；
所述第三管路(3A)包括第三软管(19)和压力管路(20)；其中，所述压力管路(20)的一端通过所述第三软管(19)连接到所述泵组模块(4)的出口；所述压力管路(20)的另一端连接到所述分配器(6)的入口接头；所述压力管路(20)上面安装所述三通阀门(21)；所述三通阀门(21)的第1接口和第2接口分别与所述压力管路(20)连通；所述三通阀门(21)的第3接口连接压缩空气(22)。
本实用新型提供的列车车载防冰系统具有以下优点：
针对高速列车和长途列车，结合外界环境温度、降雪积雪情况，每隔一定时间或一定里程，对列车底部补充喷涂防冰液，以实现高速铁路车辆和长途车辆底部持续附着防冰液，达到持续的防冰效果。当车辆运行完当次里程，返回检修库后，不再需要大量时间、人力进行除冰融冰作业，只需进行简单冲洗和烘干，大大缩短了车辆周转时间，提高了车辆周转率。
附图说明
图1为本实用新型提供的列车车载防冰系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种列车车载防冰系统以及防冰方法，针对高速列车和长途列车，结合外界环境温度、降雪积雪情况，每隔一定时间或一定里程，对列车底部补充喷涂防冰液，以实现高速铁路车辆和长途车辆底部持续附着防冰液，达到持续的防冰效果。当车辆运行完当次里程，返回检修库后，不再需要大量时间、人力进行除冰融冰作业，只需进行简单冲洗和烘干，大大缩短了车辆周转时间，提高了车辆周转率。
参考图1，列车车载防冰系统，包括：电气及控制系统1、储液模块2、支架模块3、泵组模块4、输送管路模块5、分配器6、喷头组7和仪表及传感器组9；
其中，储液模块2固定于列车上面，包括储液箱保温层10、储液箱11、加热器12和防冰液13；储液箱11的内部储存防冰液13，储液箱11的外部设置储液箱保温层10；储液箱11的内部设置用于加热防冰液13的加热器12；加热器12用于将储液箱11内的防冰液13维持在特定的温度范围内，储液箱11外层的保温层10可以有效减少热量损失。储液模块2上配置有防冰液温度传感器34、高液位传感器35、低液位传感器36，用于监视防冰液13的温度和液位，电气及控制系统1采集这些信号并处理。
分配器6包括分配器保温层29和分配器本体30；分配器本体30为空腔结构，在分配器本体30上设置有多个出口接头以及一个入口接头；分配器本体30的外部设置分配器保温层29；分配器6用于将带压力的防冰液13均匀分配至相应的第一管路1A，保证各个第一管路1A和喷头组7中防冰液13分配均匀。
喷头组7包括多个出口方向朝向列车底部的防冰区域的喷头组件31；用于雾化防冰液13，使其能覆盖列车底部和转向架、车轴、管路等区域。每个喷头组件31的入口通过第一管路1A连接到分配器6的出口接头上面；在第一管路1A上面安装控制阀门26；喷头组7有多组，覆盖列车底部易积冰积雪的区域。
泵组模块4的入口通过第二管路2A与储液模块2的出口连通；泵组模块4的出口通过第三管路3A连接到分配器6的入口接头，用于将储液模块2的防冰液13带压力输送到分配器6的腔体中；其中，在第三管路3A上面安装三通阀门21；泵组模块4用于将防冰液13从储液箱11内抽出，加压送至分配器6，最终从喷头组7喷出，喷涂在列车底部。
其中，第一管路1A、第二管路2A和第三管路3A组成输送管路模块5；
仪表及传感器组9包括：用于检测储液箱11内防冰液13温度的防冰液温度传感器34、布置于储液箱11内的高液位传感器35和低液位传感器36、用于检测列车底部的防冰区域是否存在雪的雪传感器32、用于检测环境温度的环境温度传感器33、用于探测第三管路3A的管路压力的压力传感器37，如果检测到预定压力，表示第三管路3A内防冰液13压力正常。高液位传感器35和低液位传感器36用于监视储液模块2内防冰液13的液位，随着防冰液13消耗，当液位低时，低液位传感器36探测到低液位信号，提醒需补充防冰液13；补充防冰液时，当高液位传感器35探测到高液位信号，表示储液模块2内防冰液13加满。压力传感器37用于探测压力管路20内防冰液13的压力，如果检测到预定压力，表示压力管路20内防冰液13压力正常。
支架模块3包括储液模块支架14、泵组及管路支架15和分配器支架，分别用于支撑固定储液模块2、泵组模块4和分配器6，使其能够抵御振动影响；
电气及控制系统1的输入端分别与雪传感器32、环境温度传感器33、防冰液温度传感器34、高液位传感器35、低液位传感器36和压力传感器37连接；电气及控制系统1的输出端分别与加热器12、控制阀门26和三通阀门21连接。电气及控制系统1用于对仪表及传感器组9信号进行采集和处理，并执行激活指令8。
激活指令8为对电气及控制系统1的输入指令，激活电气及控制系统1，喷涂防冰液13。激活指令8可以是电气及控制系统1自动采集的雪传感器32信号，可以是来自操作人员的控制指令，还可以是按季节或天气降雪预报在系统内预设的指令。
本实用新型中，第一管路1A包括第一软管23、支管路24、支管伴热25、尾部管路27和尾部管路伴热28；其中，支管路24的一端通过第一软管23连接到分配器6的出口接头上面；支管路24的另一端通过尾部管路27连接到对应的喷头组件31；支管路24配置支管伴热25；尾部管路27配置尾部管路伴热28；在支管路24上安装控制阀门26；
第二管路2A包括抽取管路16、主管伴热17和第二软管18；其中，抽取管路16的一端与储液模块2的出口连通；抽取管路16的另一端通过第二软管18连接到泵组模块4的入口；抽取管路16配置主管伴热17；
第三管路3A包括第三软管19和压力管路20；其中，压力管路20的一端通过第三软管19连接到泵组模块4的出口；压力管路20的另一端连接到分配器6的入口接头；压力管路20上面安装三通阀门21；三通阀门21的第1接口和第2接口分别与压力管路20连通；三通阀门21的第3接口连接压缩空气22。
第二软管18、第三软管19和第一软管23实现柔性连接，避免振动影响，还能适应转向架转动。主管伴热17、支管伴热25、尾部管路伴热28用于对管路进行加热保温，使防冰液13保持一定工作温度。
本实用新型还提供一种基于列车车载防冰系统的防冰方法，包括以下步骤：
步骤1，安装列车车载防冰系统，其中，喷头组7具有多组，覆盖安装于列车底部易积冰积雪的区域，并使喷头组7的喷液方向朝向列车底部易积冰积雪的区域；
步骤2，在列车运行过程中，电气及控制系统1同时执行以下操作：
操作1：电气及控制系统1通过防冰液温度传感器34实时检测储液模块2的防冰液13的温度是否在特定的温度范围内，如果低于特定的温度范围，则电气及控制系统1启动加热器12对防冰液13进行加热处理，直到防冰液13的温度处于特定的温度范围内；由此保证防冰液13维持在特定的温度范围内；
操作2：电气及控制系统1通过高液位传感器35和低液位传感器36对储液模块2的防冰液13的液位进行实时监测；随着防冰液13消耗，当低液位传感器36探测到低液位信号时，表明储液模块2的防冰液13的液位过低，因此，电气及控制系统1发出补充防冰液13的提醒消息；在补充防冰液13时，当高液位传感器35探测到高液位信号，表示储液模块2的防冰液13已加满，则电气及控制系统1发出防冰液补液加满的提醒消息；由此维持储液模块2内持续存在所需的防冰液13；
操作3：电气及控制系统1通过压力传感器37，实时探测第三管路3A的管路压力；如果检测到预定压力，表明第三管路3A内防冰液13压力正常；如果压力较高，则电气及控制系统1发出提醒消息；
操作4：电气及控制系统1根据是否得到激活指令8，而判断当前时刻是否需要启动喷涂防冰液13；
其中，电气及控制系统1的激活指令8通过以下方式获得：
方式1：激活指令8来自于操作人员的控制指令；操作人员的控制指令转化为对电气及控制系统1的激活指令8，从而激活电气及控制系统1，启动喷涂防冰液13；
方式2：电气及控制系统1通过雪传感器32实时检测列车底部的防冰区域是否存在雪，如果存在，则电气及控制系统1自动生成激活指令8，从而激活电气及控制系统1，启动喷涂防冰液13；
方式3：电气及控制系统1按季节或天气降雪预报预设定对应的激活条件，当满足激活条件时，即自动生成激活指令8，从而激活电气及控制系统1，启动喷涂防冰液13。
如果电气及控制系统1得到激活指令8，则需要启动喷涂防冰液13，则电气及控制系统1对三通阀门21进行控制，使三通阀门21打通第三管路3A；电气及控制系统1启动泵组模块4，泵组模块4从储液模块2中抽取防冰液13，并加压送到分配器6，再分配给各个第一管路1A，从第一管路1A末端的喷头组件31朝向列车底部易积冰积雪的区域喷出；
其中，在向列车底部易积冰积雪的区域喷出防冰液13时，电气及控制系统1对各个第一管路1A上的控制阀门26的启闭和开度进行控制，进而实现对列车底部不同位置喷涂防冰液；
步骤3，在喷涂防冰液临近结束时，电气及控制系统1控制三通阀门21开启位置，使压缩空气22与第三管路3A的排液口端导通，然后，压缩空气22通过第三管路3A后，经过分配器6而喷入到第一管路1A，再从第一管路1A的喷头组件31喷出，利用压缩空气22将第一管路1A内的防冰液13吹出，吹出的防冰液13也会喷涂在列车底部，既实现对防冰液13的有效利用，又避免防冰液13残留在第一管路1A中而遇低温结冰，进而堵塞第一管路1A。
实施举例1：
开启电气及控制系统1后，当雪传感器32探测到雪时，判断是否需要喷涂防冰液13，若结果为真，则激活系统进行喷涂作业。控制泵组模块4抽取防冰液13，加压送至分配器6，并分配给支管路24，从喷头组7喷出。电气及控制系统1控制不同支管路24上的控制阀门26启闭和开度，实现对列车底部不同位置的喷涂。喷涂临近结束，电器及控制系统1控制三通阀门21开启位置，利用压缩空气22将支管路24内的防冰液13吹出。即实现对防冰液13的有效利用，又可以避免防冰液13残留在支管路24中，遇低温结冰。当列车运行一定里程后，电气及控制系统1重复如上步骤进行喷涂作业。
本实用新型提供的列车车载防冰系统以及防冰方法，具有以下优点：
(1)列车车载防冰系统是一种车载防冰系统，采用模块化设计。根据不同的空间位置，模块间可以随意组合，以适应狭小的安装空间。系统采用柔性设计，适应铁路车辆高速运行、紧急制动等工况。系统采用管路伴热和储液模块加热设计，适应高寒气候。针对列车安全性和稳定性要求，系统具备良好安全保护，如液位报警、温度报警、管路压力报警等。
(2)针对高速列车和长途列车，结合外界环境温度、降雪积雪情况，每隔一定时间或一定里程，对列车底部补充喷涂防冰液，以实现高速铁路车辆和长途车辆底部持续附着防冰液，达到持续的防冰效果。当车辆运行完当次里程，返回检修库后，不再需要大量时间、人力进行除冰融冰作业，只需进行简单冲洗和烘干，大大缩短了车辆周转时间，提高了车辆周转率。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种列车车载防冰系统，其特征在于，所述列车车载防冰系统包括：电气及控制系统(1)、储液模块(2)、支架模块(3)、泵组模块(4)、输送管路模块(5)、分配器(6)、喷头组(7)和仪表及传感器组(9)；
其中，所述储液模块(2)固定于列车上面，包括储液箱保温层(10)、储液箱(11)、加热器(12)和防冰液(13)；所述储液箱(11)的内部储存所述防冰液(13)，所述储液箱(11)的外部设置所述储液箱保温层(10)；所述储液箱(11)的内部设置用于加热所述防冰液(13)的所述加热器(12)；
所述分配器(6)包括分配器保温层(29)和分配器本体(30)；所述分配器本体(30)为空腔结构，在所述分配器本体(30)上设置有出口接头以及一个入口接头；所述分配器本体(30)的外部设置所述分配器保温层(29)；
所述喷头组(7)包括多个出口方向朝向所述列车底部的防冰区域的喷头组件(31)；每个所述喷头组件(31)的入口通过第一管路(1A)连接到所述分配器(6)的出口接头上面；在所述第一管路(1A)上面安装控制阀门(26)；
所述泵组模块(4)的入口通过第二管路(2A)与所述储液模块(2)的出口连通；所述泵组模块(4)的出口通过第三管路(3A)连接到所述分配器(6)的入口接头，用于将所述储液模块(2)的防冰液(13)带压力输送到所述分配器(6)的腔体中；其中，在所述第三管路(3A)上面安装三通阀门(21)；
其中，所述第一管路(1A)、所述第二管路(2A)和所述第三管路(3A)组成所述输送管路模块(5)；
所述仪表及传感器组(9)包括：用于检测所述储液箱(11)内防冰液(13)温度的防冰液温度传感器(34)、布置于所述储液箱(11)内的高液位传感器(35)和低液位传感器(36)、用于检测列车底部的防冰区域是否存在雪的雪传感器(32)、用于检测环境温度的环境温度传感器(33)、用于探测第三管路(3A)的管路压力的压力传感器(37)；
所述支架模块(3)包括储液模块支架(14)、泵组及管路支架(15)和分配器支架，分别用于支撑固定所述储液模块(2)、所述泵组模块(4)和所述分配器(6)；
所述电气及控制系统(1)的输入端分别与所述雪传感器(32)、所述环境温度传感器(33)、所述防冰液温度传感器(34)、所述高液位传感器(35)、所述低液位传感器(36)和所述压力传感器(37)连接；所述电气及控制系统(1)的输出端分别与所述加热器(12)、所述控制阀门(26)和所述三通阀门(21)连接。
2.根据权利要求1所述的列车车载防冰系统，其特征在于，所述第一管路(1A)包括第一软管(23)、支管路(24)、支管伴热(25)、尾部管路(27)和尾部管路伴热(28)；其中，所述支管路(24)的一端通过所述第一软管(23)连接到所述分配器(6)的出口接头上面；所述支管路(24)的另一端通过所述尾部管路(27)连接到对应的所述喷头组件(31)；所述支管路(24)配置所述支管伴热(25)；所述尾部管路(27)配置所述尾部管路伴热(28)；在所述支管路(24)上安装所述控制阀门(26)；
所述第二管路(2A)包括抽取管路(16)、主管伴热(17)和第二软管(18)；其中，所述抽取管路(16)的一端与所述储液模块(2)的出口连通；所述抽取管路(16)的另一端通过所述第二软管(18)连接到所述泵组模块(4)的入口；所述抽取管路(16)配置所述主管伴热(17)；
所述第三管路(3A)包括第三软管(19)和压力管路(20)；其中，所述压力管路(20)的一端通过所述第三软管(19)连接到所述泵组模块(4)的出口；所述压力管路(20)的另一端连接到所述分配器(6)的入口接头；所述压力管路(20)上面安装所述三通阀门(21)；所述三通阀门(21)的第1接口和第2接口分别与所述压力管路(20)连通；所述三通阀门(21)的第3接口连接压缩空气(22)。
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| CN109649419A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-19 | 国铁诺迪克（南昌）科技有限公司 | 列车车载防冰系统以及防冰方法 |
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2019
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |