采用气流方式预防道岔积雪结冰的装置的制作方法

本公开涉及铁路技术领域，尤其涉及一种采用气流方式预防道岔积雪结冰的装置。

背景技术

道岔由固定基本轨和可动尖轨及支撑尖轨的滑床板以及可动心轨组成。尖轨在道岔转换设备的牵引下可以在滑床板上滑动，当一侧尖轨滑动至与同侧基本轨密贴时，另一侧尖轨与其同侧基本轨分离，线路开通一个方向；当尖轨在道岔转换设备的牵引下向另一方向滑动，另一侧的尖轨滑动至与同侧基本轨密贴时，本侧尖轨与其同侧基本轨分离，线路则开通了另外一个方向，从而实现了火车运行线路的变换。

在降雪、冻雨等恶劣天气发生时，冰、雪或雨水结冰积聚在道岔区域，导致尖轨与基本轨无法正常密贴或分离，最终影响行车。针对这一技术问题，目前国内主要有以下解决方案：

1.电加热：中国专利zl200520092446.8和zl200820030349.x分别公开了将扁状和带状电加热元件固定在钢轨上，通过接触传导加热钢轨融化道岔积雪。

2.电磁加热：中国专利102465478a公开了采用固定在钢轨的轨腰部的电磁感应加热器对铁路道岔尖轨部分的钢轨进行加热。

3.气压喷射：中国专利204417932u公开了集中式的气压喷射除雪装置。

第一种方案的缺点是需要大量消耗电能，且融化的雪水难以蒸发，容易造成线路路基冻害，冻土区域还会对环境造成影响。第二种方案采用电磁感应加热器，本质上还是以加热的方式融化冰雪，虽然可以降低部分能耗，但是加热器需要与轨腰密贴，容易对工务的线路作业造成影响。第三种方案采用集中式压缩机和储罐，摆脱了对加热除雪方式的依赖，但由于需要设置压缩机组、储罐和复杂的风压管线，使得安装施工复杂，不利于规模化的实际应用。

技术实现要素：

为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供一种采用气流方式预防道岔积雪结冰的装置。

根据本公开的一个方面，采用气流方式预防道岔积雪结冰的装置，包括：

气嘴，配置为用于吹散尖轨与基本轨的缝隙处的冰、雪或水；

多孔漏泄风管，配置在尖轨动作区域的外侧，用于生成气流屏障，气流屏障的方向为朝向轨道线路外侧；以及

气泵，为气嘴和多孔漏泄风管输送气体。

根据本公开的至少一个实施方式，该装置还包括：

气象传感器，用于采集气象数据，气象传感器将气象数据传输至控制单元；以及

控制单元，用于接收气象数据，以及用于启动或关闭气泵。

根据本公开的至少一个实施方式，该装置还包括：

监控终端，接收气象传感器的数据，发送控制指令至控制单元。

根据本公开的至少一个实施方式，

气泵具有三种控制方式；

气泵的第一控制方式为：气象传感器将气象数据传输至控制单元，控制单元将气象数据传输至监控终端，基于气象数据，监控终端向控制单元发送控制指令，控制单元根据控制指令控制气泵。

根据本公开的至少一个实施方式，

气泵的第二控制方式为：气象传感器将气象数据传输至控制单元，控制单元根据气象数据控制气泵。

根据本公开的至少一个实施方式，

气泵的第三控制方式为：手动控制气泵。

根据本公开的至少一个实施方式，

当各部件的通信状态正常时，气泵使用第一控制方式。

根据本公开的至少一个实施方式，

当控制单元与监控终端的通信出现故障时，气泵使用第二控制方式。

根据本公开的至少一个实施方式，

当气象传感器出现故障时，气泵使用第三控制方式；

当控制单元进入旁路模式时，气泵使用第三控制方式。

根据本公开的至少一个实施方式，

该装置通过电力线为监控终端、控制单元、气象传感器和气泵供电。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的至少一个实施方式的采用气流方式预防道岔积雪结冰的装置的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

本公开技术方案引入电力线通信，采用了分布式的气流发生装置，不需要设置集中式压缩机、储气罐和复杂的送风管网，结构紧凑，简单易实施，相对于电加热和电磁加热，气流方式可以大幅度降低电能消耗，通过在道岔区域上方形成气流屏障，将雪花或者雨水导向轨道线路两侧，从而阻止冰雪积聚，避免雪融后再结冰现象的发生。

在本公开的一个可选实施方式中，如图1所示，采用气流方式预防道岔积雪结冰的装置，包括气嘴10、多孔漏泄风管20、气泵30、气象传感器40、电源设备50、监控终端60和控制单元70。

气嘴10配置在尖轨和基本轨的外方，正对尖轨和基本轨之间的缝隙处。从气嘴10喷出的气流可以吹散缝隙处的冰、雪或水，还可以将车辆上掉落的雪块等切割打散。

多孔漏泄风管20配置在尖轨的动作区域(即尖轨与同侧基本轨之间的可移动区域)的外侧且配置在轨道线路内侧。通过在预设的特定区域持续或间歇的喷射气流，生成空气气流防护屏障，气流屏障的方向为朝向轨道线路外侧。相比较加热融雪的方式，气流屏障可以阻止或减少冰、雪或冻雨等在特定区域下降或积聚(在落地前将其吹向线路外侧，或者吹散已经降落在特定区域内的冰、雪或冻雨)，从而有效预防道岔结冰。

气嘴10和多孔漏泄风管20的安装位置，区别于在滑床板、钢轨，以及尖轨与基本轨之间附着或安装设备的方案，不会因为设备本身增加尖轨卡阻的风险。此外，气嘴10与多孔漏泄风管20可以相互配合，气嘴10将车辆上掉落的雪块等切割打散，再通过气流屏障吹向线路外侧，可弥补气流屏障无法应对大体积雪块的情况。

气泵30通过输送管道为气嘴10和多孔漏泄风管20输送气体。根据需要，可以在气泵30上附加辅助加热或干燥设施，来增强气流屏障的效果。

气象传感器40可以采集气象数据，包括自动识别的已经发生或即将发生的降雪、冻雨等恶劣天气数据，以及外部输入的恶劣天气预告信息。为确保预防道岔结冰的自动启动功能有效可行，可以配置分布式气象传感器40，即每个道岔区域单独配置一个气象传感器40，及其配套的控制单元70、气泵30、气嘴10和多孔漏泄风管20，将天气预告信息和多个传感器信息进行组合判断，这种设计可以解决气象传感器40误报的问题，或者避免因单个或少数气象传感器40失效导致气泵30误启动或不启动。气象传感器40采集到的气象数据可以传输至控制单元70，或通过控制单元70进一步传输至监控终端60。

监控终端60用于接收控制单元70传输的气象数据，并根据气象数据生成控制指令发送至控制单元70。控制单元70在收到监控终端60的控制指令后，按照指令启动或关闭气泵30。

控制单元70配置在轨道线路外侧，与气泵30连接。控制单元70可以直接根据气象传感器40传输的气象数据启动或关闭气泵30。

下面结合图1，详细说明上述各部件的主要连接关系及通信内容：

连接通道1：控制终端60-电源设备50。监控终端60通过连接通道1获取控制单元70的状态和气象传感器40的数据，综合分析判断后向控制单元70下达控制指令。

连接通道2：电源设备50-轨旁控制单元70。控制单元70通过连接通道2向监控终端60发送气象数据。电源设备50通过连接通道2向控制单元70供电，控制单元70进一步将电流输送至气泵30和气象传感器40。

连接通道3：控制单元70-气象传感器40。气象传感器40通过连接通道3向控制单元70提供气象数据。控制单元70通过连接通道3接收气象数据，并向气象传感器40传输电流。

连接通道4：控制单元70-气泵30。通过连接通道4，控制单元70将电源设备50的电源供给传输至气泵30。控制单元70通过连接通道4控制气泵30的开启或关闭。当控制单元70自动进入或手动选择进入旁路模式，即略过控制单元70，连接通道4直接与连接通道2短接时，可通过手动控制电源设备50来直接开启或关闭气泵30。

连接通道5：气泵30-气嘴10和气泵30-多孔漏泄风管20。连接通道5由过轨空气管线构成。通过连接通道5，气泵30可以将空气输送至气嘴10和多孔漏泄风管20。

连接通道1至连接通道4，均可以采用电力线通信的方式，但不仅限于此种方式，除电力线通信以外，也可以根据需要采用其他有线或无线通信方式。

基于上述五种连接通道，气泵30可以有三种控制方式；

气泵30的第一控制方式：当上述各部件的通信状态均正常时，气象传感器40将气象数据传输至控制单元70，控制单元70将气象数据传输至监控终端60，监控终端60分析该气象数据后，向控制单元70发送控制指令，控制单元70根据控制指令启动或关闭气泵，还可以根据控制指令调节气泵30输出气流的大小和方向。

气泵30的第二控制方式：当控制单元70与监控终端60的通信出现故障，即连接通道1通信中断时，气象传感器40将气象数据传输至控制单元70，控制单元70可以直接根据气象数据来开启或关闭气泵30，以及调节气泵30输出气流的大小和方向。

气泵30的第三控制方式：当气象传感器40出现故障，或者当控制单元70自动或手动选择进入旁路模式时，可以通过手动控制电源设备50的电源供给来直接开启或关闭气泵30，还可以手动调节气泵30输出气流的大小和方向。

当气泵30通过上述三种控制方式中的其中一种方式启动后，可以驱动气嘴10吹散尖轨与基本轨缝隙中的冰雪，并经由沿轨道线路内侧在尖轨动作区域外铺设的多孔漏泄风管20生成的气流屏障，将气嘴10吹起的冰雪和空中正在降落的雪花吹向轨道线路外侧，从而阻止冰雪积聚，保障轨道交通的正常运行。

在本公开的一个可选实施方式中，如图1所示，气嘴10还可以配置在可动岔心处，用于吹散可动岔心处的冰雪或冻雨，或者将车辆上掉落的雪块等切割打散。与气嘴10配套的多孔漏泄风管20临近可动岔心配置，并可以沿着尖轨轨道分别配置在两条尖轨的外侧。配套的气泵30、气象传感器40和控制单元70则可以配置在轨道线路的外侧。

在本公开的一个可选实施方式中，根据道岔类型，可以增加气嘴10、多孔漏泄风管20、气泵30以及气象传感器40的数量，或者设置多个监控终端60。相邻道岔可以采用共用气泵30或者共用气象传感器40的方式。监控终端60可采用自动或手动方式，对每个控制单元70分别或整体下达控制指令。

本公开技术方案抛弃了传统的道岔融雪或者道岔除雪方式，采用气流屏障将造成结冰的因素——雪花、冻雨等导向轨道线路外侧，在确保道岔正常工作的同时，既节能环保，又没有引入新的风险源；同时，利用多传感器分布式采集气象数据的方式，可以在积雪形成前及时可靠地启动预防道岔积雪结冰装置，具有较高的可靠性。此外，本装置可以采用三种控制方式，单一设备故障不会影响气泵30运行，避免预防道岔结冰失效，具有较高的实用性。本装置可以针对每组道岔单独设置气泵30及配套的气嘴10和多孔漏泄风管20，输送气流的管道很短，简单可靠，易于安装实施，具有较高的可维护性。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。