一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高速列车车窗，尤其是关于一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国经济的快速发展和高速客车技术的不断进步，旅客对乘坐列车的舒适性提出了更高的要求，以人为本的设计理念已充分体现在各个环节。我国幅员辽阔，南北温差大，冬季列车在我国北方运行时，由于客车内外温差可达50?60° C。列车车窗口周围常常起雾甚至结冰，冰融化后，水将流到下部电热器和客室内，不仅影响电热器的安全使用，而且给列车司机造成视力阻碍带来不良后果。目前，国内外致力于研发一种“高寒无霜”车窗，主要原理是采取有效的隔热措施以减少车外与车内的热传导，从而达到无霜的目的。
[0003]隔热性能是指在车窗两侧存在空气温差的条件下，车窗阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力。用传热系数(K值)来衡量车窗隔热性能的优劣。客车车窗约占整车面积的8.4%?12.1%,提高车窗的隔热性能，降低车窗K值能使整车K值有较大改善，因此，车窗采取隔热措施非常必要。高速列车侧窗框架为隔热铝型材料，隔热铝型材是用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断，形成铝材一隔热条一铝材组成的型材。此隔热条的导热系数和铝的导热系数的比值约为3: 2000，以此达到隔热的目的和效果。用隔热铝型材制作的车窗就应具有极其良好的隔热防寒性能。因此，以隔热铝型材制造的隔热车窗，就成了既保留有原铝型材车窗被人们己经认可和接受的诸多优点之外，还添加了隔热、防寒的优点。隔热铝型材按其生产工艺分为两种:灌胶式和穿条式。灌胶式隔热铝型材是将铝型材设计成有灌胶槽的铝型材，在打胶机上将隔热胶灌注于槽内，待其固化定型，再在专用加工机上将灌胶后的铝型材的连接部分铣割断开，隔热铝型材即加工完成。穿条式隔热铝型材是采用特殊的加工方法将两片铝型材通过隔热穿条进行连接，连接的隔热条起到隔断热桥的作用。
[0004]高速列车车窗为中间用胶条镶嵌中空玻璃的结构。中空玻璃是以两片或多片玻璃，以有效的支撑均匀隔开，周边粘结密封，使玻璃间形成干燥气体空间的产品。这种产品具有隔音、隔热、防结霜和降低能耗的作用，被广泛应用于建筑、交通、冷藏等行业。近年来，断桥铝型材隔热窗广泛应用与高速列车上来防止列车在高寒地区行驶车窗起雾结霜的现象。
[0005]我国幅员辽阔，有些长途运行的列车跨越的区域多，南北温差大，在冬季客车内外温差可达70°C。在北方高寒地区冬季运营的铁路客车大面积的暴露出车窗防寒、隔热性差的问题:1、冬季客车在北方运行时，车内窗口周围常常结一层较厚的冰，内饰框及玻璃周围大量结霜、结冰，经常发生窗帘、被子被冻结在窗上，严重影响乘客乘坐的舒适性；2、车窗上凝结的霜、冰融化后，缓霜水积在茶桌上，造成茶桌大面积起层、鼓包；3、车窗缓霜水顺侧墙流到电热器里，造成电热线绝缘不良，烧损等问题。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法，是通过浇注式隔热来提高高寒窗的性能指标，可以更为有效减少车外与车内的热传导、节约能源，达到高寒无霜无雾。
[0007]本发明的技术方案是通过以下方式实现的:一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法，包括以下步骤:1)浇注式隔热法；2)优化中空玻璃结构；3)滚弯成型；4)切除临时连接桥；其特征在于:
1)、浇注式隔热法:将液态隔热胶注入铝合金型材浇注槽内并固化，通过切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使窗框的内、外侧金属型材连接断开，起到隔热的效果；
2)、优化中空玻璃结构:从中空层及内、外层玻璃的厚度利用ANSYS有限元软件对轨道在高寒地区实际运行的环境进行模拟计算，获得隔热性能最佳的空气层及玻璃厚度；
3)、滚弯成型:高寒窗的窗框采用滚弯成型自动化技术，保证外观流线优美。
[0008]4)、切除临时连接桥:窗框临时连接桥和内、外窗框共同构成了注胶所需的注胶槽，待隔热胶固化后需要将临时连接桥切除掉，以断开内、外侧铝合金窗框之间的金属连接，从而避免了金属的快速传热。临时连接桥厚度比较薄且与隔热胶接触，在弯角处切割难度比较大，精度难以控制，为了保证良好的加工精度，避免隔热胶的损伤，根据切割过程中铣刀的运动轨迹，基于仿形原理进行铣刀的运动控制设计，实现切割自动化。
[0009]本发明，1、隔热胶材料传热系数彡0.08W/ (m.K)，低于目前使用的隔热胶材料(传热系数为0.12ff/(m.K) ) ;2、采用传热性低的隔热胶材料的设计理念来替代现有带有加热装置的穿条式产品设计，实现车窗的传热系数K <2.6W/(m*K)，具有节约能源、绿色环保和安全可靠的优点；3、综合性能达到客户及标准要求，能够实现_50°C环境下车窗12小时内“无霜雾”;4、采用自动化滚弯成型及抛光技术，可实现铝合金窗框外形美观、质量稳定；5、采用随型注胶自动化技术，改善了注胶的质量，提高了隔热胶的粘结强度和力学性能，表面光滑平整；6、为提高中空玻璃的隔热性能，采用数值模拟计算对中空玻璃的结构厚度尺寸进行优化。
【具体实施方式】
[0010]一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法，包括以下步骤:
1、浇注式隔热法:将液态隔热胶注入铝合金型材浇注槽内并固化，通过切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使窗框的内、外侧金属型材连接断开，起到隔热的效果；
2、优化中空玻璃结构:从中空层及内、外层玻璃的厚度利用ANSYS有限元软件对轨道在高寒地区实际运行的环境进行模拟计算，获得隔热性能最佳的空气层及玻璃厚度；
3、滚弯成型:高寒窗的窗框采用滚弯成型自动化技术，保证外观流线优美。
[0011]4、切除临时连接桥:窗框临时连接桥和内、外窗框共同构成了注胶所需的注胶槽，待隔热胶固化后需要将临时连接桥切除掉，以断开内、外侧铝合金窗框之间的金属连接，从而避免了金属的快速传热。临时连接桥厚度比较薄且与隔热胶接触，在弯角处切割难度比较大，精度难以控制，为了保证良好的加工精度，避免隔热胶的损伤，根据切割过程中铣刀的运动轨迹，基于仿形原理进行铣刀的运动控制设计，实现切割自动化。
【主权项】
1.一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法，包括以下步骤:1)浇注式隔热法；2)优化中空玻璃结构；3)滚弯成型；4)切除临时连接桥；其特征在于: 1)、浇注式隔热法:将液态隔热胶注入铝合金型材浇注槽内并固化，通过切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使窗框的内、外侧金属型材连接断开，起到隔热的效果； 2)、优化中空玻璃结构:从中空层及内、外层玻璃的厚度利用ANSYS有限元软件对轨道在高寒地区实际运行的环境进行模拟计算，获得隔热性能最佳的空气层及玻璃厚度； 3)、滚弯成型:高寒窗的窗框采用滚弯成型自动化技术，保证外观流线优美； 4)、切除临时连接桥:窗框临时连接桥和内、外窗框共同构成了注胶所需的注胶槽，待隔热胶固化后需要将临时连接桥切除掉，以断开内、外侧铝合金窗框之间的金属连接，从而避免了金属的快速传热； 临时连接桥厚度比较薄且与隔热胶接触，在弯角处切割难度比较大，精度难以控制，为了保证良好的加工精度，避免隔热胶的损伤，根据切割过程中铣刀的运动轨迹，基于仿形原理进行铣刀的运动控制设计，实现切割自动化。
【专利摘要】一种用于高寒无霜轨道列车车窗的浇注式隔热方法，包括以下步骤：1）浇注式隔热法；2）优化中空玻璃结构；3）滚弯成型；4）切除临时连接桥。本发明，隔热胶材料传热系数≤0.08W/(m·K)，车窗的传热系数K≤2.6W/(m·K)，具有节约能源、绿色环保和安全可靠的优点；综合性能达到客户及标准要求，能够实现-50℃环境下车窗12小时内“无霜雾”；采用自动化滚弯成型及抛光技术，可实现铝合金窗框外形美观、质量稳定。
【IPC分类】E06B3-66, E06B3-263, B61D25-00
【公开号】CN104806124
【申请号】CN201510175302
【发明人】吴燕涛
【申请人】江苏申阳交通装备有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月15日