CN86106258A

CN86106258A - 铁路车辆的增粘着方法及其装置

Info

Publication number: CN86106258A
Application number: CN86106258.2A
Authority: CN
Inventors: 重浦淳一; 田训幸; 高桥信义
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1986-09-15
Publication date: 1987-04-01
Also published as: EP0217636A2; US4747627A; CN1004062B; AU585653B2; ES2002511A6; AU6329686A; EP0217636B1; EP0217636A3

Abstract

一种铁路车辆的增粘着方法，使增粘着粒子和空气一起向车轮和铁轨面之间作高速喷射。以使粘着系数增大，即使受到横风影响也能使喷射增粘着粒子的轨迹的弯曲变小，还可根据车辆的运行条件控制粒子的喷射量。一种实现一起作高速喷射的铁路车辆的增粘着装置包括粉体供给管，与其相连的贮留室，围绕粉体供给管的直径较大、且比粉体供给管突出的压缩空气供给管。还可装有至少围绕粉体供给管的冻结防止手段。

Description

本发明涉及一种使铁路车辆的车轮和铁轨之间的粘着系数增大的铁路车辆的增粘着方法，本发明还涉及使用该方法的一种使铁路车辆的车轮和铁轨之间的粘着系数增大的铁路车辆的增粘着装置。

图1表示在特开昭60-163703号中所公报的铁路车辆的增粘着装置。（1）为铁车轮、（2）为铁轨、（3）为台车、（4）为支持在台车（3）上的装微粉末（7）的容器、（5）为用以向铁车轮（1）和铁轨（2）的接触面上供给微粉末的管子、在车辆前进方向的前方，对向铁车轮（1）和铁轨（2）的接触面设有开口部分。

而且，使用与管子（5）并排设置的管子（6），通过使电磁阀（7）作动，用弱空气压将微粉末（8）喷射到该接触面上。

再者，上述微粉末使用粒子径为10-100微米的粉末。

在以往的铁路车辆的增粘着方法中，因是用弱空气压将粒子直径为10～100微米的微粉末喷射到车轮和铁轨的接触面上、故存在的缺点是当在运行中受到横风影响时和因车辆前进而产生乱气流时微粉末的流动方向弯曲而不能正确到达目的地。

且附着在管子上的水分和混合在微粉末中的水分冻结后会使管子闭塞、妨碍微粉末的喷射。

再者由于所喷射的微粉末的数量是固定的与车轮的旋转速度没有关系，故在低转速时使用的微粉末超过了必要的数量，而在高转速时微粉末不足，招致粘着系数低。且由于所喷射的微粉末的数量是固定的，与气候、坡度等的线路情况或车辆的负荷等无关，故会引起微粉末的量过多或不足。

为了克服以上缺点本发明的目的在于提供一种即使受到横风影响也能使喷射增粘着粒子的轨迹的弯曲变小的铁路车辆的增粘着方法。

本发明的目的还在于提供一种且能供给适量的增粘着粒子的铁路车辆的增粘着方法。

本发明的另一目的还在于提供一种即使受横风影响也能使喷射增粘着粒子的轨迹的弯曲变小并能实现上述增粘着方法的铁路车辆的增粘着装置。

本发明的又一目的在于提供一种同时还能防止管子的冻结的增粘着装置。

本发明所提供的铁路车辆的增粘着方法为使增粘着粒子和空气一起向车轮和铁轨之间作高速喷射的方法。

本发明所提供的方法的一实施例还可包括用空气帘包围增粘着粒子。

本发明所提供的方法的另一实施例还包括用空气帘包围增粘着粒子和空气相混合的流动体。

本发明所提供的铁路车辆的增粘着方法还包括根据车辆的运转条件控制增粘着粒子的喷射量。

本发明所提供的铁路车辆的增粘着装置包括粉体供给管、其一端连有上述粉体供给管并收容规定粒子直径的增粘着粒子的贮留室及其截面积比上述粉体供给管的截面积大且围绕上述粉体供给管的压缩空气供给管，该压缩空气供给管至少比上述粉体供给管突出，可从压缩空气管喷射压缩空气。

本发明所提供的增粘着装置还可至少设有包围上述粉体供给管的冻结防止手段。

本发明的方法和装置的优点是即使受横风影响，增粘着粒子也能高效率的到达目的地。且由于喷射可在用压缩空气的气帘包围增粘着粒子的状态下进行的，故不致使增粘着粒子飞散，能准确无误地供给到车轮和铁轨之间。且当根据运转条件控制增粘着粒子的喷射量时，不会引起增粘着粒子过多或不足的现象，能以适当的粘着率运转。且可用冻结防止手段围绕压缩空气供给管，故即使在寒冷地区，也不会冻结，通常可期待得到良好的喷射效果。

以下结合附图对本发明的最佳实施例作详细描述，其中

图1 为表示已有技术的增粘着装置的示意图;

图2 为表示本发明的方法的一实施例的示意图;

图3 为表示以一定的速度喷射的增粘着粒子受横风影响的说明图;

图4 为表示本发明的装置的实施例的结构示意图;

图5 为表示图4的重要部分的剖视图;

图6 为表示两供给管的前端差1和喷射量、到达量及到达效率的关系的说明图;

图7 为表示粉体供给管的内径和总喷射量的关系的说明图;

图8 为表示本发明的装置的又一实施例的重要部分的示意剖视图;

图9 为表示图4的装置中供给空气压力和喷射量的关系的说明图;

图10为表示图4中的电磁阀的开闭的说明图。

再者，各图中同一符号表示同一部分或相当的部分。

图1为已有技术的铁路车辆增粘着装置;该装置已在本说明书前面的已有技术中加以说明。

参见图2，对本发明的增粘着方法的一实施例进行说明。在图2中（1）为铁车轮。（9）为车轮（1）的导向凸缘、（10）为供给增粘着粒子的粉体供给管。而且增粘着粒子为含有其粒子直径为100～300微米的粒子50%以上的砂、石英或两者的混合物等。当砂和石英混合时砂的粒子直径可在100～500微米的范围内。其理由是因砂比石英容易压坏，最后使石英的粒子直径的影响变大。（11）为供给规定压力的压缩空气的压缩空气供给管、（12）为与粉体供给管（10）和压缩空气供给管相连的混合室、增粘着粒子和空气以规定比例进行混合。（13）为与混合室（12）相连、具有喷射口（14）且长度为l₁的喷射管、在混合室（12）中进行混合的增粘着粒子和空气的流体从喷射口（14）喷射到车轮（1）和铁轨之间。（15）为表示横风的方向的箭头、（16）为表示增粘着粒子的喷射方向的箭头。（17）为表示增粒着粒子受到横风时的轨迹、l₂为从喷射口到达目的地的距离。

在上述构成的装置中，通过指令从压缩空气供给管所供给的压缩空气和从粉体供给管所供给的增粘着粒子在混合室中进行混合、从喷射管（13）的喷射口（14）以混合流体的形式高速度喷射到车轮（1）和铁轨之间。空气的喷射速度可为30米/秒以上，音速以下。在此种场合、通过把从喷射口（14）到目的的距离l₂选定为适当的长度，即使受到横风（15）的影响，增粘着粒子对喷射方向（16）的偏离也可以很小。

参见图3，对有关在横风的风速为10米/秒时压缩空气的速度和增粘着粒子（砂）的粒子直径的关系进行说明。在图3中横轴为空气的速度、纵轴为喷射出的增粘着粒子当移动的距离为l₂＝150毫米时偏离喷射方向（16）的距离（图2中的e）。而且，曲线（18）表示用粒子直径为50微米的砂子时的例子，曲线（19）表示用粒子直径为100微米的砂子时的例子，曲线（20）表示用粒子直径为300微米的砂子的例子。

从上述曲线中可以看出，如粒子直径小于100微米则轨迹的弯曲量急剧增加。

且在粘着试验中的砂和石英粉末的滚动粘着系数如下表所示。此时，使用含有100～300微米的粒子50%以上的粉末。

表

条件增粘着粉体（微米）平均滚动粘着系数

砂（100～300） 0.450

水石英粉末（100～300） 0.516

无 0.206

从以上结果，说明如下。

（1）增粘着粒子的粒子直径为100～300微米者应占全体的50%以上。

（2）应使喷射管内的流速为30米/秒以上的空气和增粘着粉体相混合。

（3）增粘着粒子的材料应为砂（也含硅砂）、石英或其两者的混合物。在此种场合、允许砂的粒子直径的范围为100～500微米。其理由是因砂比石英易被压坏，最后比砂硬的石英的粒子径的影响变大。

（4）为使喷射出的增粘着粒子的飞散减小，在喷射管的外周可再围上大一圈的外管，从喷射管和外管之间喷出空气，能将增粘着粒子在被空气帘包围的情况下引导到目的地。

（5）使喷射口的方向和车轮踏面成直角或在与车轮导向凸缘相反的方向上成一定角度，使飞散的粉体不致于向导向凸缘的方向前进。（可防止凸缘的摩擦损耗）。

再者，在铁路车辆上，因为构成有返回电流从车轮流向铁轨，因此通过使用混合有绝缘性粒子和导电性粒子的增粘着粒子，能降低电阻。

以下对能实现使增粘着粒子和空气一起高速喷射的本发明的方法并能使横风影响减小的增粘着装置进行说明。

图4及图5分别表示实现本发明的方法的一种增粘着装置和其重要部分的示意图。（1）～（3）和已有技术相同。（39）为贮藏有增粘着粒子的贮藏容器。再者、增粘着粒子（40）使用能发挥增粘着作用的效果的粒子直径从100微米到500微米的砂、石英或砂和石英的混合物等。以上直径的砂可占有全体的50%，同时最大粒子直径为下述的粉体供给管的内径的1/10以下。（21）为控制压缩空气的供气的电磁阀、（22）为供给压缩空气的供气管、（23）为输送增粘着粒子（40）的输送管，（24）为通过安装板固定到台车（3）上的U形贮留室并用输送管（23）与贮藏容器（39）相连。（26）为具有其一端以小于90°例如60°的角度开口的第一通孔（26a）并和贮留室（24）相连接的连接部件，和第一通孔（26a）连通的第二通孔（26b）和供气管（22）相连。（27）为其一端通过连接部件（26）和贮留室（24）相连的粉体供给管、其内径为从2.5mm到5mm，（28）为和连接部件（26）的第二通孔（26b）相连的压缩空气供给管、它围绕着粉体供给管（17），其前端比粉体供给管突出7.5毫米～20毫米。粉体供给管和压缩空气供给管的间隔为从0.5mm到1.5mm。（29）为对电磁阀进行开闭控制的控制装置。

在上述构成的装置中，由于电磁阀（21）处于关闭状态，而不向压缩空气供给管（28）供给压缩空气时，贮留室（24）内的增粘着粒子（40）因休息角而处于静止状态，故无粉末从粉体供给管（27）中排出。

以下就有关喷射增粘着粒子的场合进行说明。首先，使电磁阀（21）励磁，成为打开的状态，通过供气管22从压缩空气供给管（28）中喷射出压缩空气。这样，由于从压缩空气供给管（28）的前端所喷射出的空气的粘性和压力差的效果，贮留室（24）内的增粘着粒子（40）通过粉体供给管与压缩空气一起被喷射出来。在此场合，因用压缩空气供给管（28）所引导的压缩空气从粉体供给管（27）的周围进行喷射，因此通过压缩空气的气帘效果，增粘着粒子（40）能在不象图4所示的喷射粒子（40a）那样飞散的情况下供给到车轮（1）和铁轨（2）之间。该喷射速度，例如粉体供给量（27）和压缩空气供给管（28）的间隔为0.5毫米～1.5毫米、压缩空气的压力为5公斤/平方厘米时，为200～300米/秒。在使增粘着粒子（40）的喷射停止的场合，只要停止向压缩空气供给管（28）供给压缩空气即可以。

图6为表示本发明的增粘着装置当粉体供给管（27）的内径为3毫米，粉体供给管（27）和压缩空气供给管（28）之间的间隔为1mm时，粉体供给管（27）的前端和压缩空气供给管（28）的前端之差1对喷射量（立方厘米/秒）及到达效果的影响情况的数据。到达效率为在距压缩空气供给管（28）的前端250毫米处，到达直径为50毫米的标的处的增粘着粒子量和从粉体供给管（27）喷射出的总喷射量之比值。从到达效率这点来看，喷射管的前端差可为7.5毫米到25毫米。即粉体供给管（27）管的内径为d（mm）时，供给管的前端差l＝（3～8）×d（mm）。

图7表示本发明的增粘着装置当粉体供给管（27）和压缩空气供给管（28）的间隔为1mm，改变粉体供给管（27）的内径时的总喷射量（cc/秒）。在该图中、例如粉体供给管（27）的内径为3mm时、总喷射量为7.5cc/秒。且因从图6可看到到达效率约为50%，故如车轮（1）和铁轨（2）的距离为250mm，则约3.8cc/秒可到达车轮（1）和铁轨（2）之间。

再者，从使电磁阀励磁起到增粘着粒子（40）到达车轮（1）和铁轨（2）之间的时间为0.1秒以内。

参见图8，图8表示本发明的增粘着装置的带冻结防止手段的实施例的示意图。图8的构造中除（30）外其余与图5者相同，因此其工作情况也相同。图中（30）为围绕压缩空气供给管（28）的防止冻结手段、是加热器等的加热手段和加温部件。当在气温低、有冻结危险的地区运转时由于使防止冻结手段工作，能使增粘着粒子圆满地进行喷射。且即使从压缩空气供给管（18）来的微量的压缩空气通过保持常温或加热而不断泄漏，也可能防止冻结。另外，如在增粘着装置全体上喷射车内暖房用的温风或喷射蒸气等也有防止冻结的效果。

以下结合上述本发明的增粘着装置对本发明的根据车辆的运转条件控制增粘着粒子的喷射量的高速一起喷射的方法的实施例进行说明。

图9表示供给到压缩空气供给管（18）内的空气压力和增粘着粒子的喷射量的关系，能通过空气压力变化来控制喷射量。

如图10所示，通过由控制装置（29）给出有关使电磁阀（21）作开闭动作的信号指令，也可以控制喷射量。使用市场有售的电磁阀进行实验的结果是，从给予电磁阀以“开”指令信号起0.1秒后就能得到稳定的喷射量。因而如图10所示，通过将“开”时间设定在0.1秒以上，就可能进行稳定的喷射量控制。

因此，通过检出车轮的旋转速度，根据检出速度以如图10所示的方法，从控制装置（29）输出信号就能控制增粘着粒子的喷射量。电磁阀（21）即使不用如图10所示的通一断控制，而使用电磁比例控制方式，通过加在电磁螺线管的电气量的变化来控制压缩空气量的也可期望得到同样的效果。

在上述实施例中已说明了根据车轮的旋转速度来控制增粘着粒子的喷射量，但也可以根据气候、线路情况或车辆负荷等来控制增粘着粒子的喷射量。以上的控制总的来说都是根据车辆的运转条件进行控制的。

以上是以本发明的增粘着装置为例进行说明的，很显然对于空气和粉体在混合室内进行混合的装置也可用上法来控制粒子的喷射量。

此外在本实施例的方法中喷射口的方向可以与铁轨的延长方向在同一垂直面内或朝向车轮凸缘的外侧。其所用的增粘着粒子与在有关上述增粘着装置的说明部分所提到的相同，其空气的喷射速度亦相同。

Claims

1、一种铁路车辆的增粘着的方法，其特征在于使增粘着粒子和空气一起向车轮和铁轨面之间作高速喷射。

2、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于增粘着粒子和空气事先混合着。

3、如权利要求2所述的增粘着方法，其特征在于用空气帘包围增粘着粒子和空气相混合的流动体的外周。

4、如权利要求1到3中任一权利要求所述的增粘着方法，其特征在于空气的喷射速度为30米/秒以上、音速以下。

5、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于使喷射口的方向与铁轨的延长方向在同一重直面内或朝向车轮凸缘的外侧。

6、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于增粘着粒子由有绝缘性粒子和有导电性的粒子所组成。

7、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于增粘着粒子中50%以上的粒子直径为100～300微米。

8、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于在增粘着粒子中使用粒子直径为100～300微米的砂（也含硅砂）。

9、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于增粘着粒子中使用粒子直径为100～300微米的石英的粉体。

10、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于使用粒子直径为100～500微米的砂和粒子径100～300微米的石英粉末混合而成的粉末。

11、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于根据运转条件控制增粘着粒子的喷射量。

12、如权利要求11所述的增粘着方法，其特征在于上述运转条件为车轮的旋转速度。

13、如权利要求11所述的增粘着方法，其特征在于上述运转条件为气候、线路状况或车辆负荷。

14、如权利要求1所述的增粘着方法，其特征在于用空气帘包围增粘着粒子的外围。

15、一种铁路车辆的增粘着装置，其中包括粉体供给管，本发明的特征包括其一端连有上述粉体供给管并收容规定粒子直径的增粘着粒子的贮留室及其截面积比上述粉体供给管的截面积大且围绕上述粉体供给管的压缩空气供给管，该压缩空气供给管至少比上述粉体供给管突出，可从压缩空气供给管喷射压缩空气。

16、如权利要求15所述的增粘着装置，其特征在于上述粉体供给管的内径为从2.5毫米到5毫米。

17、如权利要求15所述的增粘着装置，其特征在于上述压缩空气供给管比上述粉体供给管突出的长度为从7.5mm到20mm。

18、如权利要求15所述的增粘着装置，其特征在于上述贮留室连接在粉体输送管的下端。

19、如权利要求15所述的增粘着装置，其特征在于上述粉体供给管和上述贮留室的连接部的开口角度在90°以下。

20、如权利要求15所述的增粘着装置，其特征在于上述增粘着粒子中粒子直径从100微米到500微米的砂占有全体的50%，同时最大粒子直径为粉体供给管的内径的1/10以下。

21、如权利要求15所述的增粘着装置，其特征在于至少设有围绕上述压缩空气供给管的冻结防止手段。