CN217251008U - 一种铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，包括车体以及置于车体上且与车体相连的喷嘴；所述车体置于铁路轨面上并沿轨面轴向运动，所述喷嘴最下端距轨面的高度距离不小于350mm，所述喷嘴距离铁路中心轴线的距离不超过1675mm；喷嘴的喷口铁路轨面两侧的方向，喷口与地面成45度夹角，喷嘴喷出的喷雾所形成的平面与地面成90度夹角。本实用新型具有接触网绝缘子水冲洗以及除草剂自动喷洒两种功能，能独立作业，提高水冲洗车的利用率；操作简单，除草效率高、时间短、成本低、劳动强度小。

Description

一种铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车

技术领域

本实用新型涉及铁路清洗设备技术领域，涉及一种铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车。

背景技术

随着电气化铁路的普及，铁路施工设备、技术的不断改进，铁路运营里程不断在创新高，列车运行速度不断提升，随之而来，对铁路各项设备的要求也不断提高。

在既有铁路运营线上，露天铁路道床与路基结合部处以土壤及土石混合物组成为主，长期以来造成道床路基结合部处杂草、杂树等茂盛，特别是在夏季，影响线路美观更有可能造成杂草及杂书侵入机车车辆限界，危及行车安全。

对于铁路接触网绝缘子的清理，现采用接触网绝缘子水冲洗车，该车由水冲洗作业车和储水车组成，自身不带牵引动力，作业时需另配牵引车，水冲洗车采用发电机组作为动力供电，可采用单炮、双炮对27.5k V电气化铁路接触网绝缘子进行冲洗作业(接触网可带电或不带电)；该产品综合运用了高电压技术、变频技术、自动控制技术、高压水射流技术、高压水旋转密封技术和装备设计与制造技术，利用列车运行图间隙，以5～10km/h的速度在行进中进行水冲洗作业(带电或不带电)，该产品具有作业效率高、冲洗效果好和劳动强度低的优点，能有效防止季节性大面积污闪事故的发生。

但是在铁路的露天部分道床与路基结合部处杂草、杂树等茂盛，其宽度约为1m，杂草及杂树最高可达1.5m。管理单位每年需花费大量劳动力，人工使用喷雾器喷洒除草剂，除草效果明显但效率低。且杂草旺盛期在夏季，天气炎热，操作人员需背负沉重的喷雾器步行除草，劳动强度大，高温时段容易出现晒伤、中暑的状况，非常不利于工人身体健康。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，具有接触网绝缘子冲洗以及除草剂自动喷洒两种功能，能独立作业，提高水冲洗车的利用率；操作简单，除草效率高、时间短、成本低、劳动强度小，用以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，包括车体以及置于车体上且与车体相连的喷嘴；所述车体置于铁路轨面上并沿轨面轴向运动，所述喷嘴最下端距轨面的高度距离不小于350mm，所述喷嘴距离铁路中心轴线的距离不超过1675mm。

进一步的，所述喷嘴的喷口朝向铁路轨面两侧的地面上，喷口与地面之间成45度夹角。

进一步的，所述喷嘴为扇形喷嘴。

进一步的，所述喷嘴包括依次相连通的竖直段和以及喷水段，所述竖直段与车体连接，所述竖直段为管状，竖直段的直径为25mm；所述喷水段为扁平状，喷水段的出水口缝隙大小为2mm；所述出水口距轨面的高度距离不小于350mm，所述出水口距离铁路中心轴线的距离不超过1675mm。

进一步的，所述喷嘴为一个或两个。

进一步的，所述喷嘴为两个时，两个喷嘴关于车体行进的中心线对称设置。

进一步的，所述车体为接触网绝缘子水冲洗车的车体；所述车体上设置储水罐；所述喷嘴通过橡胶软管与储水罐连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型对现有的接触网绝缘子水冲洗车进行改造，在车体左右两侧布设喷嘴，通过喷嘴将高压水引至喷嘴，协助工务作业人员清理道床与路基结合部处杂草、杂树，从而解决人工使用喷雾器喷洒除草剂效率低、耗时长、成本高、工人劳动强度大的问题，提高水冲洗车的利用率，提高工作效率，降低运营成本。

2、本实用新型中，根据铁路道床两侧杂草的清洗位置，选择合适的喷嘴，并结合接触网绝缘子水冲洗车的行进路程、车体的尺寸对喷嘴位置进行排布，保证在车体运行的同时进行喷洒，使从喷嘴喷出的除草剂落在道床边坡、道床与路基结合部处，达到除草效果。

3、本实用新型中，将喷嘴布置在车体左右两侧，使得改造后车体未改变车体的原有结构，不影响水冲洗车的制动系统和走行系统，也未超出水冲洗车的机车车辆限界要求及铁路建筑限界要求；同时还能防止对车体配件金属的锈蚀，保证行车安全；且扇形喷嘴不能超出车体的侧面限界，车体的运行速度为70km/h。

4、本实用新型中，进行除草剂自动喷洒作业时，将水柱喷射向接触网的管道关闭，将除草剂与水按比例配制，置于储水罐中，通过橡胶管道实现扇形喷嘴进行除草剂自动喷洒，实现除草功能，过程操作简单，且不影响接触网供电，除草工作效率高。

附图说明

图1为车体上部界限图；

图2为平板车底部车体及喷嘴限界尺寸示意图；

图3为喷嘴结构及喷出除草剂示意图；

图4为线路及平板车底部车体横断面示意图；

图5为喷嘴及除草剂在平板车底部车体上的位置示意图；

图中：

1—车体；2—喷嘴；3—钢轨；4—道砟；5—道床；6—路基；7—杂草；8—排水沟；9—护坡。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的设计思路是，为深度贯彻综合站段融合发展理念，充分利用接触网绝缘子水冲洗车高压水射流技术，设想将该车改造为绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，协助工务作业人员清理道床与路基结合部处杂草、杂树等。充分利用现有资源，重新设计规划改造，解决人工使用喷雾器喷洒除草剂效率低、耗时长、成本高、工人劳动强度大的问题，提高水冲洗车的利用率，提高工作效率，降低运营成本。

现有的绝缘网水冲洗车，选用成都西南交大驱动技术有限责任公司生产的KJ-E型接触网绝缘子水冲洗车，该车由水冲洗作业车和储水车组成。接触网绝缘子冲洗车自身不带牵引动力，作业时需另配牵引车，水冲洗车采用发电机组作为动力供电，可采用单炮、双炮对27.5kV电气化铁路接触网绝缘子进行冲洗作业(接触网可带电或不带电)。该产品综合运用了高电压技术、变频技术、自动控制技术、高压水射流技术、高压水旋转密封技术和装备设计与制造技术，利用列车运行图间隙，以5～10km/h的速度在行进中进行水冲洗作业(带电或不带电)，该产品具有作业效率高、冲洗效果好和劳动强度低的优点，能有效防止季节性大面积污闪事故的发生，使清扫绝缘子的工作量下降50％以上，极大减轻了工人的劳动强度，同时避免了高空作业时的事故发生，提高了我国电气化铁路维护的装备水平，解决了绝缘子清扫工作的安全性问题，大大降低了绝缘子污闪事故带来的严重经济损失和不良社会影响；带电水冲洗作业车极大提高了绝缘子清扫的工作效率，节省劳动力和缩短天窗时间，充分利用资源，降低提高运营成本，提高铁路经济效益。

实施例

以某铁路为例，说明本实用新型提供的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车的改造以及冲洗除草过程。

某铁路营业里程约961km，其中露天部分达605km，但是在铁路的露天部分道床与路基结合部处杂草、杂树等茂盛，其宽度约为1m，杂草及杂树最高可达1.5m。

1、改造的目标

改造后的绝缘子水冲洗车具备除草剂自动喷洒和绝缘子冲洗两种功能，可独立作业。即具备单独进行除草剂自动喷洒功能，且达到不需要接触网停电配合的要求，也具备绝缘子水冲洗的功能。

2、根据工务专业负责人所提的要求，结合现场实际情况，确定了除草剂的喷洒方式和喷洒位置。

除草剂具体喷洒的位置：道床边坡、道床与路基结合部。

清洗方式：采用2个高压扇形喷嘴分别布置于平板车车体左右两侧。在双线铁路区段，使用一个喷嘴，上行线路使用左侧喷嘴，下行线路使用右侧喷嘴；在单线铁路区段，使用两个喷嘴，左右两侧同时使用。

车辆顺铁路线路方向运行，喷嘴2的喷口朝向铁路轨面两侧的地面(长有杂草的田野)上，喷口与地面之间成45度夹角，喷嘴2喷出的喷雾所形成的平面与地面成90度夹角；在车辆运行的同时进行喷洒，使得除草剂落在道床边坡、道床与路基结合部处，达到除草效果。

3、机车车辆限界要求

车体1按照国标GB146.1-2020对标准轨距铁路限界要求执行(如图1)；喷嘴2最下端距轨面的距离不小于350mm，距离铁路线路中心轴线的距离不超过1675mm。铁路线路中心轴线指的是道床5的中轴线。

4、供电要求

进行除草剂自动喷洒作业时，不得将除草剂喷射向接触网，即不得影响接触网供电。

5、平板车底部车体要求

改造后的车体1不得改变平车原有结构，不得影响车辆制动系统和走行系统，不得超出机车车辆限界要求及铁路建筑限界要求。

6、具体设计

6.1现场情况

现场实际测得，杂草根部距离轨面的垂直距离约为1000mm，距离线路中心距离约为3100mm，同时，根据实际情况，杂草实际生长的区域为道床5和路基6结合部处，其宽度约为1m。因此在改造设计时，为满足除草剂覆盖面要达到1m的要求，需要选择合适的喷嘴、并调整喷嘴的高度、角度，来确定安装位置。

6.2喷嘴选型及位置布置

1)喷嘴选择

考虑到要达到除草剂自动喷洒高效率的目标，需要提高喷头移动速度，设想利用轨道车区间运行的正常速度进行喷洒，即70km/h，对比原有喷雾器喷洒要提高喷射压力、加大除草剂流量才能满足轨道车高速常态运行状态下的喷射效果。

本实施例提供的即喷嘴2釆用的是扇形喷嘴。同时，根据实际情况，杂草实际生长的区域为道床5和路基6结合部处，其宽度约为1m。

因此本实施例从喷头喷出的除草剂的覆盖面至少达到1m，由此经现场试验测得选用喷嘴2，其结构包括依次相连通的竖直段和以及喷水段，竖直段与车体连接(具体的，使用卡箍将其固定于车体1上)，竖直段为管状，竖直段的直径为25mm；喷水段的喷水口为扁平状，喷水段的出水口缝隙大小为2mm。出水口距轨面的高度距离不小于350mm，出水口距离铁路中心轴线的距离不超过1675mm符合现场要求，扇形喷嘴2的结构如图2所示，竖直段和喷水段之间有夹角。

2)喷嘴位置布置

2个扇形喷嘴分别布置于平板车车体左右两侧，其位置对称布置。以下行线路为例(喷嘴布置于平板车车体右侧)，利用CAD三维建模形式将道床5、道砟4、钢轨3、平板车底部车体1、路基6、杂草7、排水沟8和护坡9进行1：1仿真(如图3、图4和图5所示)。

在三维情况下布置喷嘴2位置，调整喷嘴2的高度和角度，使除草剂完全覆盖杂草，最终确定了喷嘴的安装位置：喷嘴2最下端距离轨面高度为853mm，喷嘴2最外侧距离线路中心线距离为1547mm。

上行线路的喷嘴布置于平板车底部车体的左侧，其安装位置与下行线路的对称，不再赘述。

实施时，也可以只设置一个扇形喷嘴，采用下行线路和上行线路分别对铁路不同侧的杂草清除。

本实施例中，喷嘴2的安装位置满足国标GB146.1-2020对标准轨距铁路限界的要求。

6.3基于绝缘子水冲洗车的接口选择

利用KJ-E型接触网绝缘子水冲洗车的高压水射流技术，在水炮出口处利用橡胶软管引流，将高压水引入平板车车体1，再安装喷嘴2，调节喷射高度和角度，实现除草剂自动喷洒功能。

6.4绝缘子水冲洗车改造后的功能选择

1)若单独喷洒除草剂

车体1上设置储水罐；喷嘴2通过橡胶软管与储水罐连通。储水罐的容积为45000L。车体1在喷洒时，通过高压水炮将储水罐内的水喷喷出。

因此，在喷洒除草剂时，先关闭接触网绝缘子水冲洗车喷射向接触网的水柱，然后将除草剂按比例加入储水罐中，除草剂与水形成除草液，再选择上行线、下行线或者上下行喷嘴，通过橡胶软管将喷嘴与接触网绝缘子水冲洗车的水炮出口相连；接着，储水罐内的除草液经高压水炮形成高压水并引至喷嘴2处，车体1以70km/h的速度沿钢轨运行，除草液以45°的角度喷向杂草，实现除草剂的自动喷洒。

2)若单独清洗接触网绝缘子

首先，将储水罐中、管路中的除草液排空并清洗干净，更换为水，再拆卸橡胶软管，并分别关闭水炮出口与喷嘴2之间的管路。将高压水炮与喷射向接触网的水柱连通，将高压水引至水柱，实现对接触网绝缘子清洗。

此外，若需要同时清洗接触网绝缘子和喷除杂草时，可高压水炮出口设置两条管路，一条与喷射向接触网的水柱连通，另一条通过橡胶软管与喷嘴连通，同时在这条管路上设置药剂加入混合装置，能同时实现对接触网绝缘子的清洗和杂草的喷除。

7、清洗效率试验

7.1人工喷雾器进行除草

人工使用喷雾器进行除草需耗费大量劳动力和时间，且需要不停地向蓄水罐中蓄水，工作效率低。

每次需用工2人，用时1.5小时，可完成1.2km，工作效率为0.4km每人每小时，每日按8小时计算工作效率为3.2km每日。某铁路管内605km露天铁路除草，每日用工2人，工作8小时，需用时95天完成工作(不考虑更换储水罐及运输时间)，共计用工190人。

7.2改造为除草剂自动喷洒车

改造后除草剂自动喷洒车：车辆以70km/h的速度运行，需用工1人，每小时完成70km的除草工作，工作效率为70km每人每小时，每日按8小时计算工作效率为560km每日。某铁路管内605km露天铁路除草，每日用工1人，工作8小时，需用时1.05天完成工作，共计用工1.05人。

改造后的接触网绝缘子水冲洗车自动喷洒除草剂除草的作业效率是人工喷雾器除草的175倍(按3.2km/每人每天和560km/每人每天对比)，某铁路每年可节约用工189人(经济效益节约7.56万元，按每工400元算)，节约用时94天。以上作业效率对比不含汽车司机、轨道车司机、驻站、防护等辅助人员。

综上所述，本实施例将绝缘子水冲洗车改造为除草剂自动喷洒两用车，充分利用了既有资源，大大提高了露天铁路除草作业效率，节约了大量劳动力，降低了工人的劳动强度及铁路运营的运营成本，也保障了行车安全，提高了铁路经济效益。

上述实施例虽然是以某具体的铁路除草剂自动喷洒除草为例，同时给出车体1、道床5以及喷嘴2的具体尺寸，但是本实用新型不仅限于此，实施时，根据本实用新型提供的技术思路，按照待除草铁路的实际尺寸以及车体等因素对喷嘴的安装位置进行设计，也能达到本实用新型的效果，解决本实用新型解决的技术问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，包括车体(1)以及置于车体(1)上且与车体(1)相连的喷嘴(2)；所述车体(1)置于铁路轨面上并沿轨面轴向运动，所述喷嘴(2)最下端距轨面的高度距离不小于350mm，所述喷嘴(2)距离铁路中心轴线的距离不超过1675mm。

2.根据权利要求1所述的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，所述喷嘴(2)的喷口朝向铁路轨面两侧的地面上，喷口与地面之间成45度夹角。

3.根据权利要求2所述的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，所述喷嘴(2)为扇形喷嘴。

4.根据权利要求3所述的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，所述喷嘴(2)包括依次相连通的竖直段和以及喷水段，所述竖直段与车体连接，所述竖直段为管状，竖直段的直径为25mm；所述喷水段为扁平状，喷水段的出水口缝隙大小为2mm；所述出水口距轨面的高度距离不小于350mm，所述出水口距离铁路中心轴线的距离不超过1675mm。

5.根据权利要求4所述的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，所述喷嘴(2)为一个或两个。

6.根据权利要求5所述的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，所述喷嘴(2)为两个时，两个喷嘴(2)关于车体(1)行进的中心线对称设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的铁路接触网绝缘子水冲洗与除草剂自动喷洒两用车，其特征在于，所述车体(1)为接触网绝缘子水冲洗车的车体；所述车体(1)上设置储水罐；所述喷嘴(2)通过橡胶软管与储水罐连通。

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