一种轨道除冰装置的制作方法

本发明涉及交通轨道除冰装备技术领域，具体涉及一种轨道除冰装置。

背景技术：

目前磁悬浮和单轨交通在国内属于新兴产业。中低速磁悬浮轨道采用的是F型轨道，整个轨道分为高低两个轨面，轨道不导电。磁悬浮轨道发展受限的重要原因是轨道结冰，而要保证彻底无冰才能大力推广的原因主要有两点，第一:从运营角度来看，外轨面悬浮的磁浮列车底端距轨面仅8mm，轨道一旦结冰则会造成磁浮列车无法悬浮在表面。第二：从维护角度来看，在内轨面行走的轨检车的车轮为橡胶轮，一旦结冰，轨检车也会因此无法行驶在轨道上。综上，磁浮轨道一旦结冰，可能导致整个磁浮线交通系统无法运转；若是在严寒地区，轨道长期结冰，会大大限制了磁浮轨道的推广。为了防止轨道结冰，有的在轨道上布置热管，有的夜间不停的开行列车，依靠列车悬浮架的热量来除冰。上述方式不仅非常的耗能，而且有可能占用维护的时间。单轨交通也是如此，当轨面结冰后，列车的启动和制动都会有严重的问题。

针对工程上结冰面除冰问题，现有可以应用到工程上的除冰技术主要包括机械式除冰、化学式除冰、热风式除冰以及热管式除冰。

（1）机械式除冰

机械除雪除冰是通过机械对冰雪的直接作用的一种方式，这种方法可以快速除掉轨面厚冰，但在一定程度上会破坏轨道表面的平整度，损伤轨面，不能满足磁悬浮轨道的高精度要求。

（2）热风除冰

热风除冰是通过热风吹向冰层让冰层融化的除冰方式。热风机相比机械式除冰可以保证无损除冰，但融冰能耗损失很大且轨道上表面融化过程所产生的水会在下表面进一步结冰，导致二次结冰，使得整个轨道照样无法运行磁浮列车。

（3）化学除冰

化学式除冰是指通过喷洒化学药剂除冰。化学式除冰操作简单，但是作用时间慢，并且会对磁悬浮轨道内部的导电线圈产生影响，腐蚀磁悬浮轨道，不适用于磁悬浮。目前主要是盐水。

（4）热管除冰

热管除冰是指在轨道或者路面下埋置热管，并利用高温液体或者气体来达到加热除冰的目的。热管除冰可以实时除冰，但是过于消耗能源，并且难以再磁悬浮轨道上安装，不能应用于磁悬浮。

综上所述，目前国内已有工程上的除冰方式不适合应用于轨道的除冰。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种对钢轨轨面无损、除冰效率高，能耗小、结构设计合理、制作成本低、应用前景广的磁悬浮轨道除冰装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种轨道除冰装置，包括安装在轨检车上的机架，所述机架上安装有一套以上用于对轨道进行除冰的组合式除冰单元，所述组合式除冰单元包括机械破碎式除冰组件、清扫式除冰组件和热源除冰组件，所述机械破碎式除冰组件、清扫式除冰组件和热源除冰组件的热源出口沿轨检车行进的方向依次安装在机架上。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述机械破碎式除冰组件包括圆柱铣刀和用于驱动圆柱铣刀转动的第一旋转驱动机构，所述圆柱铣刀与轨道轨面之间留有小于3mm的间距。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述圆柱铣刀的转动轴线平行于轨道轨面并与轨检车行进的方向垂直，且圆柱铣刀的长度大于轨道轨面的宽度。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述清扫式除冰组件为随轨检车前行将碎冰推向轨道两侧的除冰铲或者采用高压吹风方式将碎冰吹走的吹风装置。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述热源除冰组件包括煤气罐和所述的热源出口，所述煤气罐通过管道与所述热源出口相连。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述热源出口的出风方向由上至下向轨检车行进的方向倾斜。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述机架的底部设有多个支承在轨道轨面上的稳定车轮。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述机架通过一弹性连接机构安装于轨检车上，所述弹性连接机构将机架压向轨道轨面以使稳定车轮与轨道轨面紧密接触。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述机架上还设有与轨道的侧面接触的导向车轮。

上述的轨道除冰装置，优选的，所述轨道包括两条具有高轨面和底轨面的F型钢轨，所述轨道除冰装置对应每个高轨面和底轨面均设有一套组合式除冰单元，各组合式除冰单元分别安装在各自独立的机架上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的轨道除冰装置工作时，组合式除冰单元随轨检车行进，先由机械破碎式除冰组件对轨道上的大部分冰层进行机械破碎，再由清扫式除冰组件将机械破碎后留下的冰块冰屑扫除到轨道外，最后通过热源除冰组件的高温热源作用使轨道上残留的冰层升华或融化后蒸发，最终将轨道上的冰层彻底去除，并防止再次凝结，该种除冰方式能够对轨道轨面进行无损除冰，在不损坏轨面的基础上，能够大大提高除冰速率，同时减少能耗。该轨道除冰装置的结构设计合理、制作成本低、应用前景广，其尤其适用于磁悬浮轨道的除冰，可以提高磁悬浮列车对恶劣天气的应对处置能力，促进磁悬浮轨道向北方地区的推广，产生更多的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为实施例1的轨道除冰装置安装在轨检车上并在普通轨道上运行时的结构示意图。

图2为实施例1的轨道除冰装置与轨道配合的结构示意图。

图3为实施例1的轨道除冰装置的结构示意图。

图4为实施例1的轨道除冰装置去除部分机架后的结构示意图。

图5为实施例1的轨道除冰装置底部的结构示意图。

图6 为实施例2的轨道除冰装置安装在轨检车上并在F型轨道上运行时的结构示意图。

图例说明：

1、机架；2、机械破碎式除冰组件；21、圆柱铣刀；3、清扫式除冰组件；31、除冰铲；4、热源除冰组件；41、热源出口；42、煤气罐；5、稳定车轮；6、导向车轮；100、轨检车；200、轨道。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图5所示，本实施例的轨道除冰装置，包括安装在轨检车100前端的两个机架1，各机架1上安装有一套用于对磁悬浮轨道的轨道200进行除冰的组合式除冰单元，两个机架1上的共两套组合式除冰单元分别对轨道200的两条普通单轨除冰，各组合式除冰单元包括机械破碎式除冰组件2、清扫式除冰组件3和热源除冰组件4，机械破碎式除冰组件2、清扫式除冰组件3和热源除冰组件4的热源出口41沿轨检车100行进的方向依次安装在机架1上，也即机械破碎式除冰组件2、清扫式除冰组件3和热源除冰组件4的热源出口41沿机架1前端到后端的方向依次布置，机械破碎式除冰组件2与轨道200轨面之间留有间距，其与轨道200轨面不接触。该轨道除冰装置工作时，组合式除冰单元随轨检车100行进，先由机械破碎式除冰组件2对轨道200上的大部分冰层进行机械破碎，再由清扫式除冰组件3将机械破碎后留下的冰块冰屑扫除到轨道200外，最后通过热源除冰组件4的高温强风作用使轨道200上残留的冰层升华或融化后蒸发，最终将轨道200上的冰层彻底去除，并防止再次凝结，该种除冰方式能够对轨道200轨面进行无损除冰，在不损坏轨面的基础上，能够大大提高除冰速率，同时减少能耗。该轨道除冰装置的结构设计合理、制作成本低、应用前景广，可以提高轨道车辆(尤其是磁悬浮列车)对恶劣天气的应对处置能力，促进磁悬浮轨道向北方地区的推广，产生更多的社会效益和经济效益。

本实施例中，机械破碎式除冰组件2包括圆柱铣刀21和用于驱动圆柱铣刀21转动的第一旋转驱动机构，圆柱铣刀21和第一旋转驱动机构为现有技术，其中第一旋转驱动机构可采用电机和带轮传动机构的组合，圆柱铣刀21与轨道200轨面之间留有小于3mm的间距，在避免了接触损坏轨道200的同时，使机械破碎后残留在轨道200上的冰层不到3mm，能够降低后续热源除冰的能量损耗。圆柱铣刀21的转动轴线平行于轨道200轨面并与轨检车100行进的方向垂直，且圆柱铣刀21的长度大于轨道200轨面的宽度，保证无死角除冰。上述圆柱铣刀21可以是直齿，也可以是斜齿，优选采用斜齿。

本实施例中，如图4和图5所示，清扫式除冰组件3为随轨检车100前行将碎冰推向轨道200两侧的除冰铲31，本实施例的除冰铲31具体为一与轨面垂直的平板，该平板的板面与轨检车100前行方向的夹角为锐角，这样可以随轨检车100前行将碎冰推向轨道200两侧。在其他实施例中，清扫式除冰组件3也可以是采用高压吹风方式将碎冰吹走的吹风装置，产生高压风源的吹风装置可采用现有技术，此外清扫式除冰组件3还可以是采用旋转驱动件驱动旋转的毛刷等。

本实施例中，热源除冰组件4包括煤气罐42和设于机架1上的热源出口41，煤气罐42通过管道与热源出口41相连，可将煤气通至热源出口41处进行燃烧，该热源除冰组件4采用煤气燃烧的方式形成热源，从而使轨道200上残留的冰层升华或融化后蒸发，同时形成的高温强风还能将蒸发后形成的水蒸气吹散，最终将轨道200上的冰层彻底去除，并防止再次凝结。优选的，热源出口41的出风方向由上至下向轨检车100行进的方向倾斜，也即向轨检车100的前方倾斜，在轨检车100前行时，向前方倾斜喷出的热源（煤气燃烧的火焰）正好与轨面垂直，能够保证除冰效率最佳。

本实施例中，机架1的底部设有多个支承在轨道200轨面上的稳定车轮5。进一步的，还可使机架1通过一弹性连接机构安装于轨检车100上，弹性连接机构将机架1压向轨道200轨面以使稳定车轮5与轨道200轨面紧密接触，在轨检车100发生振动时，通过弹性连接机构的作用可以确保圆柱铣刀21与轨道200轨面之间的间距保持稳定，避免出现无法除冰或者除冰效果不好甚至损伤轨面的问题。机架1上还设有与轨道200的侧面接触的导向车轮6，能够进一步提高机架1与轨道200相对位置的稳定性。弹性连接机构可采用现有技术，例如使机架1铰接安装在轨检车100上，在轨检车100和机架1之间液压减震器或者弹簧减震器等，可将机架1压向轨道200轨面以使稳定车轮5与轨道200轨面紧密接触。

实施例2：

如图6所示，本实施例的轨道除冰装置包括安装在轨检车100前端的四个机架1，各机架1上安装有一套用于对磁悬浮轨道的轨道200进行除冰的组合式除冰单元，四个机架1上的共四套组合式除冰单元分别对轨道200的两条F型钢轨的高轨面和低轨面除冰。本实施例的组合式除冰单元与实施例1中的相同。

该轨道除冰装置设置四套组合式除冰单元，能够契合磁悬浮F型轨道的特点，对F型轨道进行全方位无死角除冰。在其他实施例中，根据不同结构的轨道200，也可仅设置一套或者更多的组合式除冰单元；各组合式除冰单元可以分别对应安装在各自独立的机架1上，也可以多套组合式除冰单元分为两组，每组共用一个机架1，或者所有组合式除冰单元共用一个机架1。

本发明的轨道除冰装置经合理的改进还可用于公路、桥梁等场地的除冰。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。