非中心道床区域吸沙工作装置的制作方法

本发明涉及一种非中心道床区域吸沙工作装置，特别是适用于高铁线路的吸沙装置，其属于铁路养护机械技术领域。

背景技术：

非中心道床区域吸沙工作装置是铁道线路机械化养护中的主要工作装置之一。高铁线不可避免地要建在风沙多起地带，高铁线路及附近区域的沙子长时间积累严重，影响线路的行车安全。中心道床区域道床截面很规则，用常规的除沙机械即可达到较好的除沙效果，但是线路非中心道床区域是指高铁线路从护栏到道床之间的半径在6米左右范围的区域，该区域内地面地形复杂，而且安装有各种电器等高铁线路设备，当列车运行通过时，高速列车的车速会使非中心区域的沙砾悬浮，有可能砸到列车下部的电器设备，有很大的安全隐患，但如果仅靠人工用铲子和扫帚等简易工具清理无法满足高铁线路的吸收需要，且清扫效率远远达不到机车运行要求，此外，对于清理人员的人身安全难以保障，同时不可避免地需要增加天窗时间，更加影响高铁线路运行调度。因此，设计开发一种灵活、高效率、效果显著的非中心道床区域吸沙工作装置，既满足高铁线路养护的需求，又对国内自主设计铁路机械化养护中工作装置贡献一份力量是十分必要的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就是清除高铁线路非中心道床区域的沙子，消除残留沙子对行车安全隐患。

本发明中规定：平行于钢轨的方向为纵向，垂直于钢轨的方向为横向；在前进方向靠前的位置为前方，前进方向靠后的位置为后方。

为了实现这些功能，本发明提供一种非中心道床区域吸沙工作装置，收集高铁线路上的积沙，该工作装置包括设置在车架上的风管，该风管连接至除尘器的风机，所述风管的一端连接快速转接装置，该快速转接装置外侧连接转接箱，该转接箱包括母接头，该母接头连接吸管，所述风管前方或后方的车架上还通过旋转管连接吊臂。

优选的是，所述吊臂分为长吊臂和短吊臂两种，且在所述车架上搭配使用，所述旋转管分布在所述风管前方和后方的车架上，所述旋转管连接所述长吊臂或短吊臂。

优选的是，所述长吊臂通过销轴连接于所述旋转管，所述长吊臂下方装有挂箍39，该挂箍还连接滑杆，所述长吊臂上方连接调节杆，该调节杆嵌装于调节管Ⅰ内，该调节管Ⅰ的末端连接于所述旋转管上方。

优选的是，所述短吊臂通过销轴连接于所述旋转管中上部，所述短吊臂包括连接于销轴的臂杆，该臂杆下方连接短滑杆，所述臂杆上端与所述旋转管之间还装有限位块。

更优选的是，所述旋转管中部偏上的位置装有所述销轴，所述旋转管上方和下方均连接转轴，上方和下方的转轴外侧分别装有上耳座及耳和下耳座，所述转轴与所述上耳座和下耳座之间还装有垫片，上耳座与下耳座结构不同。

优选的是，所述转接箱下方连接于安装架上，该安装架与所述转接箱之间还装有减震垫，所述安装架装于所述车架上。

优选的是，所述转接箱外侧连接母接头，该母接头再连接子接头堵头，该子接头堵头再连接所述吸管，所述子接头堵头包括密封圈。

更优选的是，所述转接箱侧面包括加强筋，该加强筋上有孔，该孔通过绳索连接至所述作业装置的车架上，从而达到连接转接箱的目的，防止转接箱由于粗心而丢失，所述转接箱下方包括槽钢，该槽钢焊接在所述车架上，槽钢的中心便于电缆线等布线，所述槽钢与所述转接箱之间用螺丝固定，便于拆卸、维修。

优选的是，所述吸管用挂箍挂在长、短吊臂上，减轻人力。

优选的是，所述吸管分为两种，一种适用于短吊臂配合作业的手持吸管，和一种适用于长吊臂配合作业的手提吸管。

优选的是，所述手持吸管连接于所述短吊臂近端的风管。

优选的是，所述手提吸管连接于所述长吊臂近端的风管。

优选的是，所述手持吸管的一端包括子接头，该子接头与所述母接头配合，便于所述手持吸管的安装，所述手持吸管包括塑胶增强管，该塑胶增强管末端通过连接管连接安装盘，该安装盘末端连接毛刷组件。

更优选的是，所述手持吸管的塑胶增强管上方装有把手。

优选的是，所述手提吸管通过中间吸管连接至所述母接头。

优选的是，所述中间吸管包括波纹管，该波纹管一端连接所述母接头，该波纹管的另一端装有子接头。

优选的是，所述手提吸管通过所述子接头与所述中间吸管连接，所述手提吸管包括塑胶增强管，该塑胶增强管的末端连接连接管，所述塑胶增强管的末端连接安装盘Ⅰ，该安装盘Ⅰ末端连接毛刷组件Ⅰ。

优选的是，所述安装盘Ⅰ的另一端装有耳座，该耳座上通过耳连接调节管，该调节管的末端安装提手，调节管便于调节提手与所述安装盘Ⅰ之间的距离。

优选的是，所述毛刷组件和毛刷组件Ⅰ的毛刷长度、细度及密度经计算，确保进风量，一定的风量下，沙子与空气的比例限定在一定范围内，这样，进入风管的沙子和空气比例恰当，既不会因为沙子过多而堵塞管道，也不会因为空气过多降低输送沙子的效率，便于沙子的高效输送，且不要堵死管道，从而保证吸沙效率。

更优选的是，所述毛刷组件Ⅰ的刷毛装在所述安装盘Ⅰ和所述锥管之间，所述锥管的边缘向其外侧沿锥管侧表面延伸的反向突出一定高度，所述安装盘Ⅰ连接在锥管外侧反向的突出处，且他们之间嵌装所述毛刷，该毛刷与所述锥管之间还装有密封胶圈，以便密封，且上述结构便于毛刷的更换，因毛刷与沙子的接触摩擦易损耗，属于易损件，经常更换是作业需求。

更优选的是，所述毛刷组件与所述毛刷组件Ⅰ的安装及结构类似。

更优选的是，所述毛刷与所述安装盘和安装盘Ⅰ之间的安装角度为30-45°。

优选的是，所述风管关于车架的纵向中心轴对称设置。

优选的是，所述风管还关于车架的横向中心轴对称设置。

优选的是，所述车架下方还设置工具箱，以便存放吸管等可拆卸组件。

优选的是，所述塑胶增强管是能承受内外为0.5MPa以下的正负气压的高分子PVC材料和特种金属骨架构成的物料输送管，其内壁光滑，良好的抗化学性能，柔软耐用，受气温影响的稳定性好，轻便，工作人员手持把手操作起来比较轻便。

优选的是，所述波纹管由金属材料制成，抗磨性好，经久耐用。

本发明提供的非中心道床区域吸沙工作装置的工作原理是：作业车到达作业地点，把收车状态的长吊臂和短吊臂从收车状态摆出到作业状态，即使长吊臂和短吊臂从纵向调整为横向，取出组快速转换装置上的子接头堵头，在中间工作装置使用时，堵头上有密封胶圈实现负压密封功能，在作业状态能保证风管内的风量不流失，而收车状态便可防止异物进入风管，便于再次作业时的安全运行；根据作业需要把手持吸管、手提吸管、中间吸管组合安装上去；手持吸管上的子接头和转接箱上的母接头快速连接；吊臂绕销轴根据需要上下调整高度，同时也能和旋转管绕转轴摆动，实现作业工程中吸口上下前后大范围的活动，将作业装置摆放到位后，开启动力源，作业者提手持吸管或者两个作业者分别提手持吸管及手提吸管进行吸沙作业，非中心道床区域的沙子被吸起后，经吸管进入风管，继而进入旋风除尘器，待沙子在旋风除尘器中沉积后收集并再利用。

作业完毕收车时，分别前后摆正前后方，用布袋绑在车架的立柱上，长吊臂的上下调整通过调节管Ⅰ和调节杆相对位置，再用销钉锁定而实现，短吊臂则利用限位实现一次性定位，所述手持吸管、手提吸管及中间吸管可取下放入工具箱中，利于安全行车。

本发明提供的非中心道床区域吸沙工作装置利用快速接头的方式，实现快速拆分，为对空间和轴重要求严格的铁路工程车意义重大，作业时将吸管等部件快速连接，作业完毕后将部件拆分装入箱内，不影响作业车走行，且拆装时间短，吸管之间连接可靠，极大地提高工作效率；本装置可以吸很不平整路面的沙子；另外采用两种吸口组合，对于厚度大，空间小的用手持吸管，地面平整，厚度小，空间大用手提吸管；通过长度不同的两组吸管配合，实现长短距离的无死角吸沙；通过不同吸管组合，快速连接，可以实现几米到几十米区域的作业区。

本发明另一方面还提供一种非中心道床区域吸沙方法，其包括:

a.将吸沙作业车走行至待作业路段，根据需要作业的范围安装0-3m作业区的手持吸管或/和3-6m 作业区的中间吸管及手提吸管，并将长吊臂和短吊臂放置于非中心道床区域上方；

b.操作者进入需要作业的非中心道床区域，0-3m非中心道床区域的操作者通过把手控制手持吸管使其就位；

c.3-6m非中心道床区域的操作者将手提吸管通过挂箍设置于长吊臂下方，以免该手提吸管在作业时变形；

d.在水平方向沿旋转管的转轴转动长吊臂，使其位于适当的作业位置；

e.根据作业区域的范围调节长吊臂上方的调节管Ⅰ和调节杆，使长吊臂调整至合适的长度；

f.操作者控制手提吸管使之就位；

g.开启旋风除尘器，0-3m和3-6m作业区的操作者分别控制手持吸管和手提吸管在道床上依次扫过，使该区域内的沙子被吸起。

优选的是，如果需要增加作业区域，则根据作业区域范围增加中间吸管的个数，并在中间吸管的末端连接手提吸管或手持吸管，从而达到需要的作业长度及范围。

附图说明

图1为本发明所述非中心道床区域吸沙工作装置的一优选实施例的主视图；

图2为图1所示实施例的俯视图；

图3为图1所示实施例的工具箱的示意图；

图4为图3所示工具箱的俯视图；

图5为图1所示实施例的工作状态时的吸沙原理图；

图6为图1所示实施例的快速接转箱的主视图；

图7为图6所示的快速接转箱的侧视图；

图8为图1-图6所示实施例在三米区域作业时的手持吸管连接图；

图9为图1-图6所示实施例在六米区域作业时的手提吸管连接图；

图10为图9所示实施例中手提吸管的结构示意图；

图11为图8所示实施例中手持吸管的结构示意图；

图12为图9所示实施例的中间吸管的结构示意图；

图13为图1所示实施例的长吊臂的结构示意图；

图14为图1所示实施例的短吊臂的结构示意图；

图15为图1所示实施例的旋转管的结构示意图；

图16为图15所示旋转管的实施例的A-A剖面图；

图1-图16中的数字标记含义如下：

1车架 2风管 3快速转换装置 4工具箱 5长吊臂

6短吊臂 7转接箱 8母接头 9子接头堵头 10安装架

11减震垫 12手持吸管 13手提吸管 14中间吸管 15子接头

16塑胶增强管 17连接管 18耳 19耳座 20安装盘Ⅰ

21毛刷组件Ⅰ 22锥管 23调节管 24提手 波纹管25

26把手 27安装盘 28连接管 29毛刷组件 30上耳座

31旋转管 32转轴 33下耳座 34耳 35销轴

36调节管Ⅰ 37调节杆 38滑杆 39挂箍 40限位块

41臂杆 42短滑杆 A旋风除尘器 A1风机 B 收车状态

C 作业状态 D 作业方向。

具体实施方式

实施例1.1，一种高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置，其包括设置在车架1上的风管2，该风管连接至除尘器的风机A1，风管2的一端连接快速转接装置3，该快速转接装置3外侧连接转接箱7，该转接箱7外侧焊接有母接头8，该母接头8连接吸管，风管2前方和后方的车架1上还分别通过旋转管31连接长吊臂5和短吊臂6，长吊臂5通过销轴35连接于旋转管31，长吊臂5下方装有两个挂箍39，该挂箍39还连接滑杆38，长吊臂5上方中部连接调节杆37，该调节杆37嵌装于调节管Ⅰ36内，该调节管Ⅰ36的末端连接于所述旋转管31上方，调节管23的作用是便于依据使用者的身高调节提手24与安装盘Ⅰ20之间的距离，以便使用者能舒适地操作该手提吸管13，短吊臂6通过销轴35连接于旋转管31中上部，短吊臂6包括连接于销轴35的臂杆41，该臂杆41下方连接短滑杆42，所述臂杆41上端与旋转管31之间还装有限位块40，以便限定短吊臂6的位置。

本实施例中，挂箍39用来固定穿过其中的中间吸管14和/或手提吸管13，使这些吸管基本平行于长吊臂5并位于其下方，以便沙子顺利从这些吸管中通过，并由风力运送至旋风除尘器A中，如果没有挂箍39将吸管固定，则吸入的沙子会逐渐沉积在中间吸管14和/或手提吸管13的最低处，且沉积的沙子聚于某一点并在沙子重力的作用下将中间吸管14和/或手提吸管13下压，严重影响吸沙效率，并影响中间吸管14和/或手提吸管13的使用寿命，发明人经过试验最终发现加装挂箍39有利于加持吸管并提高输送效率和使用效率，也避免了采用人工托举中间吸管14和手提吸管13。

本实施例中，旋转管31上方和下方均连接转轴32，上方的转轴32外侧装有上耳座30和耳34，下方的转轴32外侧装有下耳座33，转轴32与上耳座30和下耳座33之间还装有垫片43，上耳座30和上耳座30与下耳座33结构不同。

本实施例中，转接箱7下方连接于安装架10上，该安装架10与所述转接箱7之间还装有减震垫11，安装架10装于所述车架1上，转接箱7外侧连接母接头8，该母接头8再连接子接头堵头9，该子接头堵头9再连接所述吸管，子接头堵头9包括密封圈。

本实施例中，短吊臂6连接手持吸管12，该手持吸管12的吸口直径为120mm，长吊臂5连接手提吸管13，手持吸管12连接于所述短吊臂6近端的风管2，手提吸管13连接于所述长吊臂5近端的风管2，手持吸管12的一端包括子接头15，该子接头15与所述母接头8配合，便于所述手持吸管12的安装，手持吸管12包括塑胶增强管16，该塑胶增强管16末端通过连接管28连接安装盘27，该安装盘27末端连接毛刷组件29。

本实施例中，手持吸管12的塑胶增强管16上方装有把手26，手提吸管13通过中间吸管14连接至母接头8，中间吸管14包括波纹管25，该波纹管25一端连接所述母接头8，该波纹管25的另一端装有子接头15。

本实施例中，手提吸管13吸口的直径为350mm，该手提吸管13通过所述子接头15与所述中间吸管14连接，手提吸管13包括塑胶增强管16，该塑胶增强管16的末端连接连接管17，塑胶增强管16的末端通过锥管22连接安装盘Ⅰ20，该安装盘Ⅰ20末端连接毛刷组件Ⅰ21，安装盘Ⅰ20的另一端装有耳座19，该耳座19上通过耳18连接调节管23，该调节管23的末端安装提手24，调节管23便于调节提手24与所述安装盘Ⅰ20之间的距离。

本实施例中，毛刷组件29和毛刷组件Ⅰ21的毛刷长度、细度及密度经计算，确保进风量，一定的风量下，沙子与空气的比例限定在一定范围内，这样，进入风管的沙子和空气比例恰当，既不会因为沙子过多而堵塞管道，也不会因为空气过多降低输送沙子的效率，便于沙子的高效输送，且不要堵死管道，从而保证吸沙效率。

本实施例中，毛刷组件Ⅰ21的刷毛装在所述安装盘Ⅰ20和所述锥管22之间，所述锥管22的边缘向其外侧沿锥管22侧表面延伸的反向突出一定高度，所述安装盘Ⅰ20连接在锥管22外侧反向的突出处，且他们之间嵌装所述毛刷，该毛刷与所述锥管22之间还装有密封胶圈，以便密封，且上述结构便于毛刷的更换，因毛刷与沙子的接触摩擦易损耗，属于易损件，经常更换是作业需求。

本实施例中，毛刷组件29与所述毛刷组件Ⅰ21的安装及结构相同。

本实施例中，所述毛刷与安装盘27和安装盘Ⅰ20之间的安装角度为30°。

本实施例中，风管2关于车架的纵向中心轴对称设置，车架1下方还设置工具箱4，以便存放吸管等可拆卸组件，塑胶增强管16是能承受内外为0.5MPa以下的正负气压的高分子PVC材料和特种金属骨架构成的物料输送管，其内壁光滑，良好的抗化学性能，柔软耐用，受气温影响的稳定性好，轻便，工作人员手持把手26操作起来比较轻便，波纹管25由金属材料制成，抗磨性好，经久耐用。

实施例1.2，高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置，同实施例1.1，不同之处在于：所述毛刷与安装盘和安装盘Ⅰ之间的安装角度为45°。

实施例1.3，高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置，同实施例1.1，不同之处在于：所述毛刷与安装盘和安装盘Ⅰ之间的安装角度为40°。

实施例1.4，高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置，同实施例1.1，不同之处在于：所述毛刷与安装盘和安装盘Ⅰ之间的安装角度为35°。

实施例1.5，高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置，同实施例1.1，不同之处在于：所述毛刷与安装盘和安装盘Ⅰ之间的安装角度为38°。

实施例1.6，高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置，同实施例1.1，不同之处在于：所述毛刷与安装盘和安装盘Ⅰ之间的安装角度为43°。

上述实施例提供的高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置的工作原理是：作业车到达作业地点，把收车状态B的长吊臂5和短吊臂6从收车状态B摆出到作业状态C，即使长吊臂5和短吊臂6从纵向调整为横向，取出4组快速转换装置3上的子接头堵头9，在中间工作装置使用时，堵头上有密封胶圈实现负压密封功能，在作业状态能保证风管内的风量不流失，而收车状态B便可防止异物进入风管，便于再次作业时的安全运行；根据作业需要把手持吸管12、手提吸管13、中间吸管14组合安装上去；手持吸管12上的子接头15和转接箱7上的母接头8快速连接；吊臂41绕销轴35根据需要上下调整高度，同时也能和旋转管31绕转轴32摆动，实现作业工程中吸口上下前后大范围的活动，将作业装置摆放到位后，开启动力源，作业者提手持吸管12或者两个作业者分别提手持吸管12及手提吸管13进行吸沙作业，手提吸管13负责3-6m非中心道床区域的作业，手持吸管12负责0-3m非中心道床区域作业，手提吸管13的口径更大，便于与手持吸管12同步作业，非中心道床区域的沙子被吸起后，经吸管进入风管，继而进入旋风除尘器A，待沙子在旋风除尘器A中沉积后收集并再利用。

作业完毕收车时，分别前后摆正前后方，用布袋绑在车架的立柱上，长吊臂的上下调整通过调节管Ⅰ36和调节杆37相对位置，再用销钉锁定而实现，短吊臂则利用限位40实现一次性定位，所述手持吸管12、手提吸管13及中间吸管可取下放入工具箱中，利于安全行车。

上述实施例提供的高铁线路非中心道床区域吸沙工作装置利用快速接头的方式，实现快速拆分，为对空间和轴重要求严格的铁路工程车意义很大；且可以吸很不平整路面的沙子；另外采用两种吸口组合，对于厚度大，空间小的用手持吸管，地面平整，厚度小，空间大用手提吸管；通过长度不同的两组吸管配合，实现长短距离的无死角吸沙；通过不同吸管组合，快速连接，可以实现几米到几十米区域的作业区，手持吸管12适用于0-3m区域的非中心道床吸沙作业，中间吸管14配合手提吸管13适于3-6m区域的非中心道床吸沙作业，根据本实施例还可增加中间吸管14的数量，从而实现用户所需区域的吸沙作业，例如6-9m，9-12m等作业区域，从而可将吸沙装置的作业范围由道床扩展到站台及更多需要和适用的区域。