一种轨道式铝液运输设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种轨道式铝液运输设备，包括轨道和运输车，所述轨道为无砟轨道，包括钢轨和混凝土基座，钢轨固定在混凝土基座上；所述运输车由蓄电池电机车和至少一节抬包平车连挂组成，所述运输车对作业环境具有电磁兼容性；其特征在于：所述混凝土基座下表面与地面之间以及混凝土基座侧面设有绝缘板，两节所述钢轨之间通过绝缘接头连接。一台蓄电池电机车可连挂多个抬包平车，运输量大、工作效率高、污染小、运行平稳，有效避免了铝液溅出和抬包倾翻的事故。
【专利说明】一种轨道式错液运输设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型技术涉及运输设备，更具体地涉及一种应用于电解铝行业的轨道式铝 液运输设备。
【背景技术】
[0002] 在铝电解生产中，从电解槽抽取铝液后要运输至铸造车间进行进一步地加工。 抬包车是铝液运输中最常用的运输设备，但抬包车运输铝液过程中，存在运输任务重、厂 房交叉作业、效率低等问题。随着电解铝行业的规模化，铝电一体化建设的深入，在大型 预焙槽铝电解企业中，原有的抬包车铝液运输手段已不能满足正常生产需要。中国专利 200520200624. 4公布的技术方案将铸造车间设置在两栋电解铝车间之间，并设置铸造车间 的混合炉平台端与连接两栋电解车间的中间通廊垂直相连，以缩短运输距离，但是仍不能 从根本上解决抬包车运输量不能满足生产需要的问题。中国专利201010217589. 2公布的 技术方案：通过在电解车间和熔铸车间之间建立"U"形坚井地下铝真空抬包直线通道，来 回运输铝真空抬包。
[0003] 轨道车运输方式运输量大、运行速度快且平稳、牵引吨位高、维修周期短、充电速 度快、工作环境舒适，安全性能好。但是电解铝行业作业区域往往分布着很强的磁场，例如 500KA的预焙槽可产生强度为500Gs的磁场。而磁场会对轨道车的电气系统和电子产品有 很大的影响，例如起遥控功能的电气设备对电磁波就非常敏感，电解铝行业作业区的高强 磁场会导致轨道车不能正常运行。另外，在作业区铺设轨道，可能导致电解槽与轨道间接连 通，造成电解槽接地故障。 实用新型内容
[0004] 本发明克服现有技术中的不足，提供一种运输效率高、安全性能好的轨道式铝液 运输设备。
[0005] 本实用新型的技术方案是：一种轨道式铝液运输设备，包括轨道和运输车，所述轨 道为无砟轨道，包括钢轨和混凝土基座，所述钢轨固定在所述混凝土基座上；所述运输车由 蓄电池电机车和至少一节抬包平车连挂组成，并具备如下特征：
[0006] (1)轨道与大地绝缘；
[0007] 所述混凝土基座下表面与地面之间以及混凝土基座侧面设置绝缘板，两节钢轨之 间通过橡胶绝缘接头连接。所述混凝土基座侧面和混凝土基座下表面与地面之间的绝缘板 固为一体，呈"U"型，绝缘板为酚醛层压布板。无砟轨道的混凝土基座通常嵌入地表，在混 凝土基座的下表面和侧面设置"U"型绝缘板，可防止轨道和大地通电。
[0008] (2)运输车对作业环境具有电磁兼容性；
[0009] 电磁兼容性是指设备或系统在其作业的电磁环境中符合要求运行并不对其环境 中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。一方面是指设备在正常运行过程中对所在 的环境产生的电磁骚扰不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁 骚扰具有一定程度的抗扰度。特殊行业使用的设备，有专门的检测试验和检测标准验证，以 保证设备能正常工作。运输车包含的电气设备和电子产品在铝液运输作业区域通过电磁兼 容测试，达到国家标准，才能使用。
[0010]为了使运输车对作业环境具有电磁兼容性，具体的措施是：蓄电池电机车的控制 主板包括滤波电路，用于消除干扰杂波，控制主板的输出回路中设置无源滤波器；所述蓄电 池电机车空压变频器的功率器件与所述控制主板的器件分离设置；所述蓄电池电机车牵引 变频器的功率器件与所述控制主板的器件分离设置；所述蓄电池电机车的IGBT功率器件 与主板驱动回路间采用光电隔离控制；空压变频器、牵引变频器和所述蓄电池电机车的电 源外部设置磁屏蔽防护层；所述磁屏蔽防护层外部不使用电磁继电器；所述运输车使用的 仪表为数字仪表；所述运输车使用的电缆为屏蔽电缆。
[0011] (3)运输车的绝缘设计；
[0012] 所述运输车轴箱定位采用橡胶人字弹簧定位，蓄电池电机车与所述抬包平车之间 绝缘连挂；所述任意相邻两节抬包平车之间绝缘连挂；绝缘连挂的措施是运输车的钩缓装 置车钩勾连部位套有绝缘护套；所述运输车的全轴距小于单根钢轨长度；电解铝作业区机 械繁多，经常有导线或其他导体分布，这些导体如分布在轨道钢轨处，有可能造成轨道接 地。蓄电池电机车和抬包平车之间以及两节抬包平车之间均绝缘，运输车的全轴距(从蓄电 池电机车的第一根轴到末节抬包平车最后一根轴的长度）小于单根轨道的长度，可以避免 运输车连跨三根钢轨，进一步防止电解槽接地的事故发生。
[0013] 所述蓄电池电机车采用电制动、空气制动和手动制动三种制动方式，所述抬包平 车采用空气制动，与蓄电池电机车同步。所述运输车空气制动系统制动管选用液压胶管；基 础制动装置采用车轮双侧闸瓦踏面制动，空气制动系统制动缸外套有绝缘护套，所述各制 动杠杆吊座及连接螺栓杆部外套有绝缘护套。制动系统中通过使用绝缘材料的制动管和绝 缘套，避免了通过制动系统导致蓄电池电机车和抬包平车或两节抬包平车之间导电。
[0014] (4)运输车的结构；
[0015] 所述运输车优选由一台蓄电池电机车和四节抬包平车连挂组成，所述抬包平车包 括车架、走行部、基础制动装置和车钩；所述车架内安装有装载座，用于固定真空抬包；所 述装载座内敷设隔热石棉板，以减少抬包和车架之间的热传递；吸铝管设置于抬包平车尾 部，与抬包平车纵向中心线偏斜，使得抬包在固定装载座内偏斜设置，最佳角度为27. 5°，这 样有利于缩短列车编组长度。所述每节抬包平车运输量为25-35吨，所述蓄电池电机车的 牵引功率为150kW ;所述轨道拐弯处弯道半径为20-35m。为了保证运输车运输平稳，蓄电池 电机车安装干式轮缘润滑器。
[0016] 本发明的原理：通过轨道混凝土基座与地面之间设置绝缘板，解决了轨道运输设 备造成电解槽接地的问题；通过运输车使用的电气设备和电子产品经过在作业环境中检测 和调试，使得运输车在作业环境的强磁场中可正常工作，具有电磁兼容性。为进一步避免电 解槽接地事故的发生，运输车绝缘连挂，蓄电池电机车和抬包平车以及两节抬包平车之间 也不能通过制动系统导电。
[0017] 取得的有益效果：
[0018] 1、使用轨道式运输，一台蓄电池电机车可连挂多个抬包平车，运输量大、工作效率 商。
[0019] 2、运输车采用电力清洁能源牵引，运输过程中既不产生油耗，也无噪声和污染。
[0020] 3、有效避免了电解槽接地事故的发生。
[0021] 4、运输车启动、加速和制动时运行平稳，有效避免了铝液溅出和抬包倾翻的事故。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明一种轨道式铝液运输设备的轨道俯视图；
[0023] 图2为本发明一种轨道式铝液运输设备的轨道左视图；
[0024] 图3为本发明一种轨道式铝液运输设备的运输车结构示意图；
[0025] 图4为本发明一种轨道式铝液运输设备的单节抬包平车俯视图；
[0026] 图中：1钢轨；2混凝土基座；3橡胶绝缘接头；4酚醛层压布板；5蓄电池电机车；6 抬包平车；7司机室；8电气间；9蓄电池箱；10空压机室；11连挂部位；12吸铝管。
【具体实施方式】
[0027] 下面通过【具体实施方式】对本发明进行进一步阐述。
[0028] (1)在500kA预焙铝电解槽工厂内的作业环境。
[0029] 空气质量：空气中含有氧化铝粉尘、氟化铝粉尘、电解质粉尘、炭粒粉尘、氟化氢气 体、浙青烟等有害物质。
[0030] 环境温度：电解车间通道空气温度50°C -65°C。
[0031] 电磁场：电流强度为500kA，产生的最大磁场500Gs。
[0032] 介质温度：电解质或铝液温度940?970°C ;抬包表面本体温度150°C?250°C。
[0033] (2)轨道设计。
[0034] 在电解铝车间和铸造车间之间铺设轨道，如图1和图2所示，轨道为无砟轨道，钢 轨1固定在混凝土基座2上，混凝土基座2的下表面和侧面设置有绝缘的酚醛层压布板4， 设置在侧面和下表面的酚醛层压布板4固为一体，呈"U"型；两根轨道之间通过橡胶绝缘接 头3连接。无砟轨道的混凝土基座嵌入地表，在混凝土基座的下表面和侧面设置"U"型绝 缘板，可防止轨道和大地通电。单根钢轨长度24m，轨道拐弯处，弯道半径设置为30m。
[0035] (3)运输车的设计。
[0036] 蓄电池电机车的组成：
[0037] 如图3所示：运输车由一台XK30型30吨蓄电池电机车5和铝包平车6连挂组成， 抬包平车6有四节。蓄电池电机车5牵引功率150kW，由两台75kW的交流鼠笼式感应牵引 电动机为轨道运输车提供牵引动力。
[0038] 蓄电池电机车5由车架、走行部、蓄电池箱9、电气系统、牵引传动系统、空气制动 系统、基础制动装置和CH200型自动车钩等组成。
[0039] 车架由框架式钢板、型钢焊接结构组成。车架上部从前至后依次安装有司机室7、 电气间8、蓄电池箱9和空压机室10。司机室内设有电控柜与操纵台，操纵台上安装司机控 制器、JZ-7型单独制动阀、操纵按钮开关、仪表和信号显示等装置。司机室前方和两侧均设 有玻璃窗，进行双面贴膜防腐处理，视野宽阔，便于瞭望。
[0040] 蓄电池电机车5走行部采用无转向架的二轴型式，轴箱定位采用橡胶人字弹簧。 同时，为满足通过半径30m弯道的要求、减少钢轨磨耗，蓄电池电机车5加装了干式轮缘润 滑器。
[0041] 蓄电池电机车5设电制动、空气制动和手制动三种制动形式。电制动为空载运行 时的常规制动；空气制动为给风制动，作为满载运行时的常规制动使用；手制动为停车制 动，防止线路停放时溜逸。基础制动装置采用双侧闸瓦踏面制动方式。风源系统配备两台 空压机组，整备时双机工作以缩短充风时间，运行时单机工作。
[0042] 蓄电池电机车5两端装有CH200型自动车钩，用于和抬包平车6连接。
[0043] 抬包平车6的组成：
[0044] 抬包平车6由车架、走行部、基础制动装置和CH200型自动车钩等组成。
[0045] 车架由框架式钢板、型钢焊接而成。车架上部安装有装载座，装载座内敷设隔热石 棉板，以减少抬包与车架之间的热传递。车架两端上平面采用钢板进行封闭，盖板须具备拆 解条件以便检修。
[0046] 抬包平车6制动采用给风制动、与蓄电池电机5车同步，基础制动装置采取双侧闸 瓦踏面制动。
[0047] 电解槽出铝采用15. It真空抬包，满载时抬包与铝液总重为30t。
[0048] 为满足抬包装载安全可靠、运输平稳，抬包平车6设计降低了整车重心高度。其整 车重心高度分别为：空车时不大于600_、空载时不大于1500_、满载时不大于1600_。
[0049] 每节抬包平车6装载、运输一个铝液真空抬包。为满足现场工艺布局要求、缩短列 车编组长度，抬包在固定装载座内偏斜放置，角度约为27. 5°，如图4所示，即吸铝管12置 于抬包平车尾部、并与车架组成纵向中心线偏斜角度为27. 5°。
[0050] 电磁兼容性设计：
[0051] 蓄电池电机车5控制主板设计中提高了主板电磁兼容的等级，增加相关的滤波电 路，消除各通道的干扰杂波，提高控制主板的抗干扰能力；同时在输出回路中加装无源滤波 器。牵引变频器和空压机变频器选用高磁环境专用的美国丹佛斯变频器，变频器采用功率 器件与主板控制器件分离结构，IGBT功率器件与主板驱动回路间采用光电隔离控制，使得 IGBT功率器件与主板间完全物理隔离。整车仪表全部采用数字仪表。
[0052] 所有控制、信号电缆选用屏蔽电缆并充分考虑电解车间工作条件，具有抗高温、耐 腐蚀的性能。
[0053] 牵引变频器柜体采用安全可靠材料制作磁屏蔽防护层。磁屏蔽防护层为环形结 构，对接处采用连续焊接，避免出现漏磁。控制柜中的空压机变频器、电源也进行磁场防护， 采用磁屏蔽材料制作磁屏蔽防护层。磁屏蔽防护部位以外的电气系统中不使用电磁继电 器。
[0054] 采取电磁屏蔽措施的变频器和其他电子产品在完成样品制作后需提前在电解车 间作业现场进行实地测试，改进和完善设计并消除制造缺陷，直至满足电解车间作业现场 电机车轨道牵引的性能要求。
[0055] 运输车的绝缘设计：
[0056] 如图3所示，蓄电池电机车5和抬包平车6之间以及相邻两节抬包平车6之间的连 挂部位11采用绝缘连挂设计，具体为钩缓装置车钩勾连部件套有绝缘护套，绝缘材料采用 环氧酚醛层压玻璃布板或管，由此可保证蓄电池电机车5与抬包平车6之间连挂绝缘、两节 抬包平车6之间连挂绝缘。蓄电池电机车5与抬包平车6之间、两节抬包平车6之间的空 气制动管路连接采用液压胶管，抬包平车走行部轴箱定位采用橡胶人字弹簧；基础制动装 置采用车轮双侧闸瓦踏面制动，空气制动系统中制动缸外套有绝缘护套，所述各制动杠杆 吊座及连接螺栓杆部位均套有绝缘护套。铝液轨道运输车在编组状态时的全轴距为23. 9m， 小于单根钢轨长度24m，满足铝液轨道运输车不得跨接三根钢轨要求。
【权利要求】
1. 一种轨道式铝液运输设备，包括轨道和运输车，所述轨道为无砟轨道，包括钢轨（1) 和混凝土基座（2)，所述钢轨（1)固定在所述混凝土基座（2)上；所述运输车由蓄电池电机 车（5 )和至少一节抬包平车（6 )连挂组成，所述运输车对作业环境具有电磁兼容性；其特征 在于：所述混凝土基座（2)下表面与地面之间以及混凝土基座（2)侧面设置绝缘板。
2. 根据权利要求1所述的一种轨道式铝液运输设备，其特征在于：所述混凝土基座（2) 侧面和混凝土基座（2)下表面与地面之间的绝缘板固为一体，呈"U"型，所述绝缘板为酚 醛层压布板（4);两节所述钢轨（1)之间通过绝缘接头连接，所述绝缘接头为橡胶绝缘接头 (3)。
3. 根据权利要求1或2所述的一种轨道式铝液运输设备，其特征在于：所述蓄电池电 机车（5)的控制主板包括滤波电路，用于消除干扰杂波，控制主板的输出回路中设置无源滤 波器；蓄电池电机车空压变频器的功率器件与所述控制主板的器件分离设置；蓄电池电机 车牵引变频器的功率器件与所述控制主板的器件分离设置；蓄电池电机车（5)的IGBT功 率器件与主板驱动回路间采用光电隔离控制；所述蓄电池电机车空压变频器、所述蓄电池 电机车牵引变频器和蓄电池电机车的电源外部设置磁屏蔽防护层；所述磁屏蔽防护层外部 不使用电磁继电器；所述运输车使用的仪表为数字仪表；所述运输车使用的电缆为屏蔽电 缆。
4. 根据权利要求1所述的一种轨道式铝液运输设备，其特征在于：所述抬包平车包括 车架、走行部、基础制动装置和车钩；所述车架内安装有装载座，用于固定真空抬包；所述 装载座内敷设隔热石棉板，抬包在所述装载座内与运输车纵向轴线呈偏斜设置。
5. 根据权利要求4所述的一种轨道式铝液运输设备，其特征在于：所述蓄电池电机车 (5)与所述抬包平车（6)之间绝缘连挂；所述任意相邻两节抬包平车（6)之间绝缘连挂；所 述蓄电池电机车（5)采用电制动、空气制动和手动制动三种制动方式，所述抬包平车（6)采 用空气制动，与蓄电池电机车（5)同步，所述运输车空气制动系统制动管选用液压胶管；基 础制动装置采用车轮双侧闸瓦踏面制动，空气制动系统制动缸外套有绝缘护套，各制动杠 杆吊座及连接螺栓杆部位均套有绝缘护套。
6. 根据权利要求5所述的一种轨道式铝液运输设备，其特征在于：所述运输车的全轴 距小于单根钢轨长度。
7. 根据权利要求4-6任意一项所述的一种轨道式铝液运输设备，其特征在于：所述运 输车由一台蓄电池电机车（5 )和四节抬包平车（6 )连挂组成，所述每节抬包平车（6 )载重为 25-35吨，所述蓄电池电机车（5)的牵引功率为150kW ;所述轨道拐弯处弯道半径为20-35m。
【文档编号】B22D41/12GK203843159SQ201420181495
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】刘振乾, 文义博 申请人:甘肃东兴铝业有限公司