一种高速铁路轨道除冰保护装置 |
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| 申请号 | CN202410116666.7 | 申请日 | 2024-01-29 | 公开(公告)号 | CN117738123A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | 中南大学; 湖南省轨道勘察设计有限公司; | 发明人 | 周博闻; 李金光; 李浩; 邱冰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 铁 路轨道除 冰 技术领域，且公开了一种高速 铁路轨道 除冰 保护装置，包括：试行承载机构，所述试行承载机构的一侧设置有延伸承载机构，所述延伸承载机构的一侧设置有推 雪 清杂机构，所述延伸承载机构的表面分别安装有轨道擦 水 机构、导位机构、震动破冰 支撑 机构、吸水机构和 风 干机构，且导位机构和震动破冰支撑机构位于轨道擦水机构与推雪清杂机构之间，且震动破冰支撑机构位于导位机构与延伸承载机构之间，且吸水机构位于轨道擦水机构远离震动破冰支撑机构的一侧。该高速铁路轨道除冰保护装置，能够通过 蒸汽 融冰机构产生热蒸汽加热配合震动破冰支撑机构的振动破冰和推雪清杂机构的刮动，对铁路轨道表面进行及时的除冰，保障火车顺利运行。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高速铁路轨道除冰保护装置，其特征在于，包括：试行承载机构，所述试行承载机构的一侧设置有延伸承载机构，所述延伸承载机构的一侧设置有推雪清杂机构，所述延伸承载机构的表面分别安装有轨道擦水机构、导位机构、震动破冰支撑机构、吸水机构和风干机构，且导位机构和震动破冰支撑机构位于轨道擦水机构与推雪清杂机构之间，且震动破冰支撑机构位于导位机构与延伸承载机构之间，且吸水机构位于轨道擦水机构远离震动破冰支撑机构的一侧，且风干机构位于吸水机构的一侧，所述试行承载机构与延伸承载机构之间设置有蒸汽融冰机构。 |
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| 说明书全文 | 一种高速铁路轨道除冰保护装置技术领域背景技术[0002] 铁路轨道简称路轨、铁轨、轨道等，主要用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便能行走，铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成，钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴，由轨撑、扣件、压轨器、道夹板、弹条、铁路道钉等铁路配件紧固，铁路路轨以钢铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量，轨枕亦称枕木、灰枕，或路枕，功用是将钢轨的重量及钢轨所受压力分开散布，和保持固定轨距，维持路轨的轨距，由原先木枕，改为混凝土枕。 [0003] 在冬季低温时，铁路轨道表面很容易因积雪导致结冰，结冰的轨道不仅会降低表面摩擦力，容易导致火车轮打滑，影响刹车和减速，并且凝结在轨道表面的冰层会造成轨道表面抬升，影响轨道平整性，容易导致火车轮脱轨，因此需要一种高速铁路轨道除冰保护装置，以便于能够对铁路轨道表面进行及时的除冰，保障火车顺利运行。 发明内容[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速铁路轨道除冰保护装置，解决了上述背景中提到的问题。 [0005] 本发明提供如下技术方案：一种高速铁路轨道除冰保护装置，包括：试行承载机构，所述试行承载机构的一侧设置有延伸承载机构，所述延伸承载机构的一侧设置有推雪清杂机构，所述延伸承载机构的表面分别安装有轨道擦水机构、导位机构、震动破冰支撑机构、吸水机构和风干机构，且导位机构和震动破冰支撑机构位于轨道擦水机构与推雪清杂机构之间，且震动破冰支撑机构位于导位机构与延伸承载机构之间，且吸水机构位于轨道擦水机构远离震动破冰支撑机构的一侧，且风干机构位于吸水机构的一侧，所述试行承载机构与延伸承载机构之间设置有蒸汽融冰机构。 [0006] 优选的，所述试行承载机构包括承载箱、第一轮轴、轨道轮、持握把和防滑套，所述第一轮轴通过轴承转动连接在承载箱的内部，所述轨道轮固定套接在第一轮轴的两端，所述持握把固定连接在承载箱的一侧，所述防滑套固定套接在持握把的表面。 [0007] 优选的，所述延伸承载机构包括延伸架板、第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和加固架，所述延伸架板固定连接在承载箱的一侧，所述第一支撑架固定连接在延伸架板的上表面，所述第二支撑架和所述第三支撑架均一体式设置在延伸架板的上表面，所述加固架固定连接在延伸架板的表面。 [0008] 优选的，所述推雪清杂机构包括第一推雪连轴、上连杆、下连杆、第二推雪连轴、推雪铲、限位槽和簧片，所述第一推雪连轴固定插接在第三支撑架的内壁，且第一推雪连轴的数量为两个，所述上连杆和所述下连杆均通过轴承分别转动连接在两个第一推雪连轴的表面，所述第二推雪连轴的数量为两个，且两个第二推雪连轴均通过轴承分别转动连接在上连杆的一端和下连杆的一端，所述推雪铲固定连接在两个第二推雪连轴的表面，所述限位槽开设在推雪铲的底部，所述簧片固定连接在延伸架板的表面，且簧片的表面与下连杆的表面滑动连接。 [0009] 优选的，所述轨道擦水机构包括第二轮轴、限位轮、擦拭海绵、定位销、擦拭电机、主动传动轮、从动传动轮和皮带，所述第二轮轴通过轴承转动连接在第二支撑架的内部，所述限位轮固定套接在第二轮轴的两端，所述擦拭海绵固定套接在限位轮的内部，所述定位销固定插接在限位轮与擦拭海绵之间，所述擦拭电机固定安装在延伸架板的表面，所述主动传动轮固定安装在擦拭电机的输出端，所述从动传动轮固定套接在第二轮轴的表面，所述皮带安装在主动传动轮和从动传动轮之间。 [0010] 优选的，所述导位机构包括导位柱、振动台、振动电机、滑孔、限位框和支撑弹簧，所述导位柱固定插接在延伸架板的表面，所述振动台活动设置在导位柱的表面，所述振动电机固定安装在振动台的表面，所述滑孔贯穿开设在振动台的两侧，且振动台通过滑孔与导位柱滑动连接，所述限位框固定连接在导位柱的顶端，所述支撑弹簧活动安装在限位框与振动台之间，且支撑弹簧活动套接在导位柱的表面。 [0011] 优选的，所述震动破冰支撑机构包括第三轮轴、破冰支撑轮和破冰纹，所述第三轮轴固定插接在振动台的表面，所述破冰支撑轮通过轴承转动连接在第三轮轴的两端，所述破冰纹一体式设置在破冰支撑轮的表面。 [0012] 优选的，所述风干机构包括风机、三通管、导风架、挡护网、陶瓷支架和电热丝，所述风机固定安装在延伸架板的表面，所述三通管固定连接在风机的输出端，所述导风架固定连接在延伸架板的表面，且导风架的输入端与三通管的一端固定连接，所述挡护网固定连接在导风架的一侧，所述陶瓷支架固定连接在导风架的内部，所述电热丝固定安装在陶瓷支架的内部。 [0013] 优选的，所述吸水机构包括第四轮轴、支撑风干轮、吸水海绵、环形网和通风口，所述第四轮轴通过轴承转动连接在导风架的内部，所述支撑风干轮固定套接在第四轮轴的两端，且支撑风干轮位于挡护网的一侧，所述吸水海绵固定安装在支撑风干轮的内部，所述环形网固定套接在支撑风干轮的边缘，且环形网的表面与擦拭海绵的表面活动连接，且吸水海绵位于支撑风干轮的内部，所述通风口贯穿开设在支撑风干轮的表面。 [0014] 优选的，所述蒸汽融冰机构包括蒸汽发生器、发生器输出接头、蒸汽分配盒、蒸汽喷头、蒸汽分配管、分配管接头和导气软管，所述蒸汽发生器固定安装在承载箱的顶部，所述发生器输出接头设置在蒸汽发生器的顶部，所述蒸汽分配盒固定连接在延伸架板的两侧，所述蒸汽喷头固定安装在蒸汽分配盒的底部，所述蒸汽分配管固定连接在两个蒸汽分配盒之间，所述分配管接头固定设置在蒸汽分配管的表面，所述导气软管固定连接在发生器输出接头和分配管接头之间。 [0015] 与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的试行承载机构、延伸承载机构、推雪清杂机构、轨道擦水机构、导位机构、震动破冰支撑机构、吸水机构、风干机构和蒸汽融冰机构，能够通过蒸汽融冰机构产生热蒸汽加热配合震动破冰支撑机构的振动破冰和推雪清杂机构的刮动，对铁路轨道表面进行及时的除冰，保障火车顺利运行。 [0016] 该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的第一推雪连轴、上连杆、下连杆、第二推雪连轴、推雪铲、限位槽和簧片，以便于能够随着装置在铁轨表面的前进，通过推雪铲对铁轨表面的积雪和易碎冰进行初步刮除。 [0017] 该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的第二轮轴、限位轮、擦拭海绵、定位销、擦拭电机、主动传动轮、从动传动轮和皮带，以便于能够通过擦拭海绵的不断旋转清除轨道表面的碎冰，同时吸收蒸汽冷凝水和冰融水，避免残留水二次结冰。 [0018] 该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的导位柱、振动台、振动电机、滑孔、限位框和支撑弹簧，以便于能够通过振动电机产生振动带动破冰支撑轮振动，提高破冰支撑轮的碎冰效果。 [0019] 该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的第三轮轴、破冰支撑轮和破冰纹，以便于能够通过破冰支撑轮的滚动碾压将被蒸汽加热后与铁轨分离的冰壳破碎，同时对装置形成了一定的前端支撑。 [0020] 该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的第四轮轴、支撑风干轮、吸水海绵、环形网和通风口，以便于在擦拭海绵滚动时对形成挤压，将擦拭海绵吸收的水挤出并吸收到吸水海绵上，从而保障擦拭海绵能够持续对铁轨擦拭吸水。 [0021] 该高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的风机、三通管、导风架、挡护网、陶瓷支架和电热丝，以便于能够通过热风穿过吸水海绵，保障吸水海绵内部的水分快速蒸发，方便吸水海绵持续从擦拭海绵内部吸水。 [0022] 高速铁路轨道除冰保护装置，通过设置的蒸汽发生器、发生器输出接头、蒸汽分配盒、蒸汽喷头、蒸汽分配管、分配管接头和导气软管，以便于能够通过热蒸汽对轨道释放热量，保障轨道表面冰层快速融化并与轨道分离。附图说明 [0023] 图1为本发明结构示意图；图2为本发明爆炸结构示意图； 图3为本发明延伸承载机构表面结构示意图； 图4为本发明延伸承载机构内部爆炸结构示意图； 图5为本发明图4中A处放大图； 图6为本发明吸水机构与风干机构连接结构示意图； 图7为本发明擦拭海绵侧剖图； 图8为本发明风干机构内部爆炸结构示意图； 图9为本发明导风架内部结构示意图。 [0024] 图中：101、承载箱；102、第一轮轴；103、轨道轮；104、持握把；105、防滑套；201、延伸架板；202、第一支撑架；203、第二支撑架；204、第三支撑架；205、加固架；301、第一推雪连轴；302、上连杆；303、下连杆；304、第二推雪连轴；305、推雪铲；306、限位槽；307、簧片；401、第二轮轴；402、限位轮；403、擦拭海绵；404、定位销；405、擦拭电机；406、主动传动轮；407、从动传动轮；408、皮带；501、导位柱；502、振动台；503、振动电机；504、滑孔；505、限位框；506、支撑弹簧；601、第三轮轴；602、破冰支撑轮；603、破冰纹；701、第四轮轴；702、支撑风干轮；703、吸水海绵；704、环形网；705、通风口；801、风机；802、三通管；803、导风架；804、挡护网；805、陶瓷支架；806、电热丝；901、蒸汽发生器；902、发生器输出接头；903、蒸汽分配盒； 904、蒸汽喷头；905、蒸汽分配管；906、分配管接头；907、导气软管。 具体实施方式[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0026] 请参阅图1‑9，一种高速铁路轨道除冰保护装置，包括：试行承载机构，试行承载机构的一侧设置有延伸承载机构，延伸承载机构的一侧设置有推雪清杂机构，延伸承载机构的表面分别安装有轨道擦水机构、导位机构、震动破冰支撑机构、吸水机构和风干机构，且导位机构和震动破冰支撑机构位于轨道擦水机构与推雪清杂机构之间，且震动破冰支撑机构位于导位机构与延伸承载机构之间，且吸水机构位于轨道擦水机构远离震动破冰支撑机构的一侧，且风干机构位于吸水机构的一侧，试行承载机构与延伸承载机构之间设置有蒸汽融冰机构，通过设置的试行承载机构、延伸承载机构、推雪清杂机构、轨道擦水机构、导位机构、震动破冰支撑机构、吸水机构、风干机构和蒸汽融冰机构，能够通过蒸汽融冰机构产生热蒸汽加热配合震动破冰支撑机构的振动破冰和推雪清杂机构的刮动，对铁路轨道表面进行及时的除冰，保障火车顺利运行。 [0027] 其中；试行承载机构包括承载箱101、第一轮轴102、轨道轮103、持握把104和防滑套105，第一轮轴102通过轴承转动连接在承载箱101的内部，轨道轮103固定套接在第一轮轴102的两端，持握把104固定连接在承载箱101的一侧，防滑套105固定套接在持握把104的表面，通过承载箱101固定蒸汽发生器901，保障装置的重心在后方，保障轨道轮103作为装置的主要支撑，同时能够在除冰后利用轨道轮103在轨道表面的运行测试轨道是否能顺利使用。 [0028] 其中；延伸承载机构包括延伸架板201、第一支撑架202、第二支撑架203、第三支撑架204和加固架205，延伸架板201固定连接在承载箱101的一侧，第一支撑架202固定连接在延伸架板201的上表面，第二支撑架203和第三支撑架204均一体式设置在延伸架板201的上表面，加固架205固定连接在延伸架板201的表面，以便于提供延伸的支撑，方便除冰的机构安装。 [0029] 其中；推雪清杂机构包括第一推雪连轴301、上连杆302、下连杆303、第二推雪连轴304、推雪铲305、限位槽306和簧片307，第一推雪连轴301固定插接在第三支撑架204的内壁，且第一推雪连轴301的数量为两个，上连杆302和下连杆303均通过轴承分别转动连接在两个第一推雪连轴301的表面，第二推雪连轴304的数量为两个，且两个第二推雪连轴304均通过轴承分别转动连接在上连杆302的一端和下连杆303的一端，推雪铲305固定连接在两个第二推雪连轴304的表面，限位槽306开设在推雪铲305的底部，簧片307固定连接在延伸架板201的表面，且簧片307的表面与下连杆303的表面滑动连接，通过设置的第一推雪连轴 301、上连杆302、下连杆303、第二推雪连轴304、推雪铲305、限位槽306和簧片307，以便于能够随着装置在铁轨表面的前进，通过推雪铲305对铁轨表面的积雪和易碎冰进行初步刮除。 [0030] 其中；轨道擦水机构包括第二轮轴401、限位轮402、擦拭海绵403、定位销404、擦拭电机405、主动传动轮406、从动传动轮407和皮带408，第二轮轴401通过轴承转动连接在第二支撑架203的内部，限位轮402固定套接在第二轮轴401的两端，擦拭海绵403固定套接在限位轮402的内部，定位销404固定插接在限位轮402与擦拭海绵403之间，擦拭电机405固定安装在延伸架板201的表面，主动传动轮406固定安装在擦拭电机405的输出端，从动传动轮407固定套接在第二轮轴401的表面，皮带408安装在主动传动轮406和从动传动轮407之间，通过设置的第二轮轴401、限位轮402、擦拭海绵403、定位销404、擦拭电机405、主动传动轮 406、从动传动轮407和皮带408，以便于能够通过擦拭海绵403的不断旋转清除轨道表面的碎冰，同时吸收蒸汽冷凝水和冰融水，避免残留水二次结冰。 [0031] 其中；导位机构包括导位柱501、振动台502、振动电机503、滑孔504、限位框505和支撑弹簧506，导位柱501固定插接在延伸架板201的表面，振动台502活动设置在导位柱501的表面，振动电机503固定安装在振动台502的表面，滑孔504贯穿开设在振动台502的两侧，且振动台502通过滑孔504与导位柱501滑动连接，限位框505固定连接在导位柱501的顶端，支撑弹簧506活动安装在限位框505与振动台502之间，且支撑弹簧506活动套接在导位柱501的表面，通过设置的导位柱501、振动台502、振动电机503、滑孔504、限位框505和支撑弹簧506，以便于能够通过振动电机503产生振动带动破冰支撑轮602振动，提高破冰支撑轮 602的碎冰效果。 [0032] 其中；震动破冰支撑机构包括第三轮轴601、破冰支撑轮602和破冰纹603，第三轮轴601固定插接在振动台502的表面，破冰支撑轮602通过轴承转动连接在第三轮轴601的两端，破冰纹603一体式设置在破冰支撑轮602的表面，通过设置的第三轮轴601、破冰支撑轮602和破冰纹603，以便于能够通过破冰支撑轮602的滚动碾压将被蒸汽加热后与铁轨分离的冰壳破碎，同时对装置形成了一定的前端支撑。 [0033] 其中；风干机构包括风机801、三通管802、导风架803、挡护网804、陶瓷支架805和电热丝806，风机801固定安装在延伸架板201的表面，三通管802固定连接在风机801的输出端，导风架803固定连接在延伸架板201的表面，且导风架803的输入端与三通管802的一端固定连接，挡护网804固定连接在导风架803的一侧，陶瓷支架805固定连接在导风架803的内部，电热丝806固定安装在陶瓷支架805的内部，通过设置的风机801、三通管802、导风架803、挡护网804、陶瓷支架805和电热丝806，以便于能够通过热风穿过吸水海绵703，保障吸水海绵703内部的水分快速蒸发，方便吸水海绵703持续从擦拭海绵403内部吸水。 [0034] 其中；吸水机构包括第四轮轴701、支撑风干轮702、吸水海绵703、环形网704和通风口705，第四轮轴701通过轴承转动连接在导风架803的内部，支撑风干轮702固定套接在第四轮轴701的两端，且支撑风干轮702位于挡护网804的一侧，吸水海绵703固定安装在支撑风干轮702的内部，环形网704固定套接在支撑风干轮702的边缘，且环形网704的表面与擦拭海绵403的表面活动连接，且吸水海绵703位于支撑风干轮702的内部，通风口705贯穿开设在支撑风干轮702的表面，通过设置的第四轮轴701、支撑风干轮702、吸水海绵703、环形网704和通风口705，以便于在擦拭海绵403滚动时对形成挤压，将擦拭海绵403吸收的水挤出并吸收到吸水海绵703上，从而保障擦拭海绵403能够持续对铁轨擦拭吸水。 [0035] 其中；蒸汽融冰机构包括蒸汽发生器901、发生器输出接头902、蒸汽分配盒903、蒸汽喷头904、蒸汽分配管905、分配管接头906和导气软管907，蒸汽发生器901固定安装在承载箱101的顶部，发生器输出接头902设置在蒸汽发生器901的顶部，蒸汽分配盒903固定连接在延伸架板201的两侧，蒸汽喷头904固定安装在蒸汽分配盒903的底部，蒸汽分配管905固定连接在两个蒸汽分配盒903之间，分配管接头906固定设置在蒸汽分配管905的表面，导气软管907固定连接在发生器输出接头902和分配管接头906之间，通过设置的蒸汽发生器901、发生器输出接头902、蒸汽分配盒903、蒸汽喷头904、蒸汽分配管905、分配管接头906和导气软管907，以便于能够通过热蒸汽对轨道释放热量，保障轨道表面冰层快速融化并与轨道分离，蒸汽发生器901也叫蒸汽热源机，俗称锅炉，是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。 [0036] 工作原理，使用时，启动蒸汽发生器901，推动装置沿着轨道缓慢前进，蒸汽发生器901启动后，蒸汽发生器901将热蒸汽通过导气软管907传输到分配管接头906，然后由分配管接头906分配到两个蒸汽分配盒903内部，然后从蒸汽分配盒903分配到蒸汽喷头904，然后喷出，同时，启动擦拭电机405，擦拭电机405带动主动传动轮406转动，主动传动轮406通过皮带408带动从动传动轮407转动，从而使得第二轮轴401转动，第二轮轴401转动时带动限位轮402转动，限位轮402带动擦拭海绵403转动，同时，启动风机801，电热丝806通电，风机801将冷风通过三通管802吹到两个导风架803内部，然后冷风加热成热风穿过挡护网804吹出，同时，握住持握把104缓慢推动装置前进，在装置前进时，首先推雪铲305会推走轨道表面的积雪和容易清理的冰层，遇到顽固冰层时推雪铲305会受阻上移，无法清理的顽固冰层会随着装置前进被蒸汽喷头904喷出的热蒸汽加热，使得冰层融化，融化的冰层大部分掉落，少部分附着在轨道表面，然后随着装置前进，被振动的破冰支撑轮602碾压破碎成碎冰，然后随着装置继续前进，旋转的擦拭海绵403将轨道表面的碎冰擦拭清除，同时擦拭海绵 403将冰融水和蒸汽冷凝水擦拭吸收，避免轨道表面的遗留水再次结冰，擦拭旋转的擦拭海绵403转动时会被环形网704挤压，环形网704挤压时将擦拭海绵403表面的水分挤出，保障擦拭海绵403继续擦拭吸水，基础的水分被吸水海绵703吸收，同时，穿过挡护网804的热风穿过吸水海绵703将吸水海绵703的水分蒸发，使得吸水海绵703能够持续吸水，同时，随着装置移动，轨道轮103会沿着已经除冰过的轨道前进，粗略测试轨道是否能够顺利通车。 |
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