CN2905876Y - 铁路道岔融雪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铁路道岔融雪装置，利用埋设于土壤中的热管(5)将地热能传输给地表上的道岔，用加热的方式融化滑床板(3)上的积雪。热管(5)的绝热段和蒸发段在土壤中深埋，其中蒸发段与土壤接触，绝热段外设置套筒(11)，套筒(11)外壁与土壤接触，套筒(11)内壁与绝热段外壁之间填充多孔介质(10)；热管(5)的冷凝段与道岔部件之一的滑床板(3)间采用热桥件(2)固定连接。与已有技术相比，本实用新型装置节约能源，无须维护和运行成本，可靠性高，寿命长，尤其是适用范围广，能够满足高纬度寒冷地区铁路道岔的融雪需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铁路道岔融雪装置，尤其是固定安装在道岔上并利用加热方式融化冰雪的铁路道岔融雪装置。
背景技术
铁路道岔是引导机车车辆由一条线路转往另一条线路的过渡设备，它通过尖轨的平移与基本轨进行不同的组合，从而实现线路的切换。道岔结构复杂，养护比较困难，是铁路线路上的薄弱环节。尤其在广大北方地区的冬季，大量的降雪夹在尖轨与基本轨之间，使得尖轨与基本轨无法密贴，从而严重妨碍了道岔的正常切换。长期以来，铁路道岔积雪问题始终没有得到很好的解决，关于道岔处积雪导致列车晚点运行的报道屡见不鲜。
现今主要的除雪方式有以下几种：
人工除雪。工作人员使用手动清雪工具，亲临现场作业。这种方式依赖人力，及时性差，且劳动者常常是顶风冒雪，工作环境恶劣。
动力机械除雪。装置固定安装在道岔结构旁，利用高速气流吹走降落的雪花。这种方式需要外接动力设备产生压缩空气，而压缩机的能效较低且寿命短、维护成本高。
电加热除雪。通过贴于铁轨上的电加热片加热轨道，融化冰雪。这一方式
融雪效果较好且结构简单，但是耗费了大量电能，运行成本较高。且电能是高品质能量，从能量梯级利用的角度讲，用电能产生热能是极不经济的。
在20世纪80年代的日本和欧洲，人们利用热管技术提取地热能到地表加以利用，从而融化公路路面的积雪，保障交通安全。这种地热源热管融雪方案利用土壤的天然储热，用热管以很小的温差将热量传到公路路面。热管系统具有不消耗商品能源、无运行成本的优点，且无机械部件，基本无须维护，可靠性高、寿命长。这一技术方案在化学工业出版社1987年8月出版的《热管设计与应用》一书的第309页至311页和化学工业出版社1988年10月出版的《实用热管技术》一书的第230页至第233页中都有所陈述。
我国国家知识产权局在2005年5月11日公开的发明专利申请书《防止铁路道岔积雪装置》，提出将上述的热管融雪方案应用于铁路道岔，即利用热管技术提取地热能用于铁路道岔处冰雪的融化。该发明专利的申请号为CN200410096770.7，公开号为CN1614150，处于实质审查阶段中，并未授权。这一技术对前述公路用热管融雪系统并没有实质的改进，所以与其拥有共同的缺点：热管系统在冬季消耗的土壤热能必须在下个冬季到来以前恢复，否则下一年的融雪能力将会降低，使得这种常规地热源热管融雪技术只能在相对较低纬度地区取得良好效果，在较高纬度铁路线上的推广应用就受到了限制。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种地区适用范围更广、实用性更强的铁路道岔融雪装置，即可以突破常规地热源热管融雪技术的气候条件限制，应用于更高纬度的寒冷地区的铁路线，为其提供更好的融雪效果，以利高纬度道岔结构的正常运转。
为解决上述技术问题，本实用新型的铁路道岔融雪装置利用埋设于土壤中的热管将地热能提取到地表加以利用；热管的绝热段和蒸发段在土壤中深埋，其中蒸发段与土壤接触，绝热段外设置套筒用以导流春夏秋三季的降雨；套筒外壁与土壤接触，套筒内壁与保温层外壁之间填充多孔介质，对多孔介质的要求是透水性好于当地土壤，且对地表水中携带的污物有一定的净化作用，不影响地下水的水质；热管的冷凝段与道岔部件之一的滑床板采用自行设计的热桥件固定连接。
其中，热管选用热虹吸管，完全依靠重力推动冷凝液回流，无须采用吸液芯，成本低，结构简单可靠，寿命长；热管埋设于相邻两根枕木之间，减小老旧道岔技术改造时的施工量；热管冷凝段与相邻两组枕木上的滑床板之间用横截面为槽形的热桥件固定连接，通过槽形热桥件把冷凝段释放出来的热量合理的引导到整个道岔沿线，最大程度的减少积雪对道岔运转的影响；热管的冷凝段和蒸发段外壁面都加设翅片，用以强化热管与相邻介质间的传热效果；套筒顶端设计成漏斗形，在一定程度上加大了套筒结构的入口面积，增加雨水的收集量，强化通过雨水回添热量的效果。
本实用新型一方面具有常规地热源热管融雪技术的优点，节约能源，无须维护和运行成本，可靠性高，寿命长；另一方面通过套筒结构的设计，使春夏秋三季的雨水能够灌注到更深层的土壤中，使得在冬季里温度下降幅度很大的深层土壤更快的恢复到较高温度，在次年冬季到来前进入设计温度状态，从而消除了CN200410096770.7专利申请书中所述技术在较高纬度地区出现的全年土壤热容量不平衡现象，确保次年冬季融雪工作正常进行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型铁路道岔融雪装置一种实施方式的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，其中3、4、7、8为铁路道岔固有结构，基本轨7置于滑床板3的上面，滑床板3固定在枕木4上，枕木4的下面是砾石构成的铁路路基7，路基7的下面是当地的土壤14。
如图1所示，部件1、2、5、6、9、10、11、12、13构成本实用新型融雪装置的一种实施方式。热管5竖直埋设进路基7和土壤14中，埋设点位于相邻枕木4之间。热管5选用钢质管材，管内填充的热管工质12选用氨。在热管5的冷凝段焊接有冷凝段翅片6，热管5的蒸发段焊接有蒸发段翅片13，热管5的绝热段包裹有保温层9。保温层9的外侧同心埋设有套筒11，套筒11内壁与保温层9外壁之间填充的多孔介质10选用粒度为1～2mm的石英砂。套筒11的顶部连接漏斗形的集水槽1，集水槽1埋设在铁路路基8的砾石中。热桥件2暴露在路基表面，与水平线成10度倾角设置，两端焊接在热管5的冷凝段顶端和滑床板3的侧面。热桥件2选用横截面为槽形的槽钢。
Claims (7)
1.一种铁路道岔融雪装置，利用埋设于土壤中的热管(5)将地热能提取到地表，其特征在于：热管(5)的绝热段和蒸发段在土壤中深埋，其中蒸发段与土壤接触，绝热段外设置套筒(11)，套筒(11)外壁与土壤接触，套筒(11)内壁与保温层(9)外壁之间填充多孔介质(10)；热管(5)的冷凝段与道岔部件之一的滑床板(3)间采用热桥件(2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的铁路道岔融雪装置，其特征在于：所述热管(5)为热虹吸管。
3.根据权利要求1所述的铁路道岔融雪装置，其特征在于：所述热管(5)的埋设点位于相邻两根枕木(4)之间。
4.根据权利要求1所述的铁路道岔融雪装置，其特征在于：所述热桥件(2)的横截面为槽形。
5.根据权利要求1所述的铁路道岔融雪装置，其特征在于：所述热管(5)的蒸发段外壁面固定连接蒸发段翅片(13)。
6.根据权利要求1所述的铁路道岔融雪装置，其特征在于：所述热管(5)的冷凝段外壁面固定连接冷凝段翅片(6)。
7.根据权利要求1所述的铁路道岔融雪装置，其特征在于：所述套筒(11)的顶端部分为漏斗形，或套筒(11)的顶端连接有漏斗形的集水槽(1)。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107700312A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-16 | 石河子大学 | 道路冬季长期自融雪方法及系统 |
| CN108330748A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-27 | 中国矿业大学 | 一种深季节性冻土区的抗冻胀高速铁路能源基床结构 |
| CN109295834A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-02-01 | 黑龙江省九0四环境工程勘察设计院 | 一种寒区路面融雪系统 |
| CN113250013A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-08-13 | 久盛电气股份有限公司 | 一种铁路道岔地电热融冰雪系统 |
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2006
- 2006-05-09 CN CNU2006200965994U patent/CN2905876Y/zh not_active Expired - Fee Related
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