一种列车车顶复合绝缘子自适应清洗装置的制作方法

本发明涉及车顶绝缘子清洗技术领域。

背景技术：

随着铁路运输系统电气化比例的不断增加，中国高铁行业迅猛发展，环境污染和气候变化给铁路的安全运行带来了严峻的挑战。电力机车或高速动车组的车顶绝缘子的污闪现象，是常见的电气化铁路弓网故障之一，绝缘子发生污闪，不仅会导致各种相关设备的损坏，而且会影响铁路的调度计划，造成巨大的经济损失，因此需要定期对绝缘子进行清洗。

绝缘子串为特殊的断层结构，由多个直径不一的伞裙串联而成，具有间隙小、伞裙弧面大等特点，导致多种机械清洗装置的清洗效果不佳。由于绝缘子的特殊材质，且位于列车顶部，现有绝缘子大多采用人工擦洗的方式，通常需要重复擦洗，这种清洗方式费时费力，工作效率低，清洗质量一般。因此发展机械化辅助人工自适应的清洗装置必定是将来高速列车绝缘子清洗的主流方式。

据检索，目前已有相关辅助清洗装置的出现，例如中国专利申请号201821907367.1公开的“一种全封闭式绝缘子清洗装置”，该装置仅实现了360°高压喷水清洗，大大浪费水资源，且仍需增加后续干燥等工作，效率低，成本高。又如中国专利申请号201721295738.0公开的“电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统”，该系统利用高压热空气气流，吹掉存留的污染物，但是对于一些沉积久的灰尘，目前并未有确切证据表明能仅靠高压热空气流将其完全吹除干净，故清洁质量不高。

鉴于上述状况，我们提出了一种新型辅助人工的高速列车车顶绝缘子表面自适应清洗装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种列车车顶复合绝缘子自适应清洗装置，它能有效地解决列车车顶绝缘子表面自适应清洗的技术问题。

本发明的目的采用了如下的技术方案：一种列车车顶复合绝缘子自适应清洗装置，包括清洗机构和供水、供电系统，供水供电系统包括设置在小推车底板表面的水箱、水泵和蓄电池，清洗机构包括与内齿圈啮合的传动齿轮、与直流电机轴固定的主动齿轮，两个半圆筒外壳的上端均设有把手的半圆封盖，下端均设有带疏水孔的半圆底板，两个半圆筒外壳的一侧通过铰链铰接固定，构成的圆筒状分合体结构；电机座通过螺钉固定在半圆封盖上表面的电机支架槽中；直流电机的输出轴穿过半圆封盖与主动齿轮通过键连接方式固定；与主动齿轮啮合的传动齿轮的轴与滚动轴承内圈固定，滚动轴承的外圈与半圆封盖内侧的盲孔过盈配合；传动齿轮与内齿圈啮合；内齿圈与弧面板上套通过螺栓固接于弧面板的顶端；两个相同的半圆环形滑块与弧面板下套用螺栓固接；沿半圆底板边缘内侧环状均匀分布螺栓孔，半圆底板与环形滑轨通过螺栓固接；环形滑轨与环形滑块为间隙配合；可伸缩毛刷的毛刷内柄尾端通过螺纹与弧面板固定；喷嘴位于半圆筒外壳铰接处的内侧边缘，在竖直方向上设有朝上或朝下的喷嘴，两个为一组且交替分布；绝缘子芯棒夹套位于半圆封盖的内侧边缘处，与半圆封盖为一整体结构。

所述疏水孔呈圆周阵列均匀分布在半圆底板之上，共有二十个。

所述内齿圈、弧面板下套和弧面板上套均为半圆环结构，一侧通过铰接固定，另一侧用卡槽结构。

所述电机为立式直流电机。

所述弧面板与弧面板下套和弧面板上套二者之间采用螺栓螺母固接。

所述可伸缩毛刷的毛刷柄尾部通过螺纹与弧面板的螺纹孔连接。

所述毛刷筒内部设有弹簧，尾端带收口，毛刷柄杆部与该收口间隙配合，端部设有与毛刷筒内径间隙配合的导向活塞；毛刷筒前端通过塞盖封闭固定。

所述弧面板其纵向截面为“工”字形结构，即在瓦片状的弧面板上、下两端各加一个120°的圆弧环座。

所述工形弧面板设有螺旋状均匀分布的螺纹孔，且左侧的螺纹孔为左旋分布，右侧的螺纹孔为右旋分布。

所述把手通过螺钉与上封盖的外侧边缘固定。

本发明的工作过程及工作原理：

通过把手将清洗机构搬运至需要清洗的绝缘子处，通过小推车将供水供电系统运送至合适的位置。将清洗机构与供水供电系统用导线、水管连接起来，构成整个清洗系统。

准备清洗时，打开半圆筒外壳和弧面板，并且使得芯棒夹套夹住绝缘子芯棒。闭合工形弧面板及半圆筒外壳，此过程中可伸缩毛刷自适应绝缘子伞裙的表面，装置整体闭合后扣上搭扣，再启动直流电机。

具体的，直流电机由蓄电池供电驱动，带动主动齿轮的转动，通过传动齿轮将动力传递至内齿圈。内齿圈的转动带动本装置的弧面板结构转动，传动齿轮绕自身的轴线做定轴转动，内齿圈则绕复合绝缘子所在轴线做定轴转动。内齿圈的转动可带动弧面板下套、弧面板上套和弧面板同步转动，此时可伸缩毛刷绕复合绝缘子公转，可360°清洗复合绝缘子伞裙的上下表面，实现本装置的外圈固定、内圈机构旋转来清洗复合绝缘子。

具体的，可伸缩毛刷在没有外力的作用下，均处于最长状态。当闭合弧面板，可伸缩毛刷与绝缘子接触，碰到绝缘子伞裙的毛刷筒由于受到阻碍则相对缩回，以达到一个自适应绝缘子结构的目的。通过可伸缩毛刷的伸缩性，实现自适应绝缘子不规则的断层结构，可适用于不同伞裙间距的绝缘子的清洗。当清洗完一个绝缘子后，打开内圈机构，由于内置弹簧的作用，可伸缩毛刷可实现自恢复至初态，便于准备下一个绝缘子的清洗。

喷嘴通过外接水箱供水，在闭合装置后，可先启动喷嘴，使之润湿绝缘子表面，再启动直流电机驱动毛刷转动刷洗绝缘子。以及根据实际情况，可考虑在刷洗完毕后，再进行适当的冲洗，满足不同工况要求下的复合绝缘子清洗工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的清洗设备采用了先喷水润湿再由毛刷旋转擦洗的方式，大大节省了水资源。

2、清洗设备采用可伸缩毛刷，其由毛刷筒、毛刷柄和内置弹簧构成，在没有外力的作用下，毛刷均处于最长状态，在毛刷接触车顶绝缘子伞裙，受到阻碍时则相对缩回，达到自适应不同尺寸大小的绝缘子结构的目的，最大限度清洗绝缘子。

3、清洗设备采用直流电机带动内齿圈转动，从而带动工形弧面板及毛刷同步转动，实现360°全方位清洗复合绝缘子伞裙上下表面的效果。

本发明的设计合理，使用方便，作为人工辅助装置能够大大提高车顶绝缘子的清洗效率，提升清洗效果，具有省时、节水、降低人工劳动强度等多重优势。

附图说明

图1为本发明的整体系统示意图。

图2为本发明工作时闭合示意图。

图3为本发明的整体结构示意图。

图4为本发明的打开状态背面示意图。

图5为本发明的外壳结构图。

图6为本发明的内部结构的示意图。

图7为本发明的内圈机构传动示意图。

图8为本发明的内圈机构打开状态示意图。

图9为本发明的弧面板的结构示意图。

图10为本发明的弧面板下套的结构示意图。

图11为本发明的环形滑轨滑块的示意图。

图12为本发明的可伸缩毛刷结构示意图。

具体实施方式

为了更好地认识与理解本发明实施例，下面将结合给出的附图对本发明作的技术方案进行清楚、完整地描述和介绍。

一种列车车顶复合绝缘子自适应清洗装置，包括清洗机构和供水、供电系统，供水供电系统包括设置在小推车25底板表面的水箱26、水泵27和蓄电池28，清洗机构包括与内齿圈7啮合的传动齿轮8、与直流电机10轴固定的主动齿轮9、芯棒夹套11、喷嘴12和可伸缩毛刷13，两个半圆筒外壳1的上端均设有把手23的半圆封盖2，下端均设有带疏水孔24的半圆底板3，构成圆筒状分体结构；两个半圆筒外壳1的一侧通过铰链17铰接固定，电机座通过螺钉固定在半圆封盖2上表面的电机支架槽21中；直流电机10的输出轴穿过半圆封盖2与主动齿轮9通过键连接方式固定；与主动齿轮9啮合的传动齿轮8的轴与滚动轴承22内圈固定，滚动轴承22的外圈与半圆封盖2底部的盲孔过盈配合；传动齿轮8与内齿圈7啮合；内齿圈7与弧面板上套6通过螺栓固接于弧面板4的顶端；两个相同的半圆环形滑块20与弧面板下套5用螺栓固接；沿半圆底板3边缘内侧环状均匀分布螺栓孔，与环形滑轨19通过螺栓固接；环形滑轨19与环形滑块20为间隙配合；可伸缩毛刷13包括毛刷外筒14、塞盖31、毛刷内柄15以及内置弹簧16构成；可伸缩毛刷13的尾端通过螺纹与弧面板4固定；喷嘴12位于半圆筒外壳1铰接处的内侧边缘，在竖直方向上交替分布朝上和朝下的喷嘴12各两个；绝缘子芯棒夹套11位于半圆封盖2的内侧边缘处，与半圆封盖2为一整体结构。

所述疏水孔24呈圆周阵列均匀分布在半圆底板3之上，共有二十个。

所述内齿圈7、弧面板下套5和弧面板上套6均为半圆环结构，一侧通过铰接固定，另一侧用卡槽结构。把手23通过螺钉固接于上封盖2的外侧边缘处。

所述电机10为立式直流电机。

所述弧面板4与弧面板下套5和弧面板上套6二者之间采用螺栓螺母固接。

所述可伸缩毛刷13的毛刷柄15尾部通过螺纹与弧面板4的螺纹孔连接。

所述毛刷筒14内部设有弹簧16，尾端带收口，毛刷柄15杆部与该收口间隙配合，端部设有与毛刷筒14内径间隙配合的导向活塞；毛刷筒14前端通过塞盖31封闭固定。

所述工形弧面板4其纵向截面为“工”字形结构，即在瓦片状的弧面板上下两端各加一个120°的圆弧环座。

所述弧面板4设有螺旋状均匀分布的螺纹孔，且左侧的螺纹孔为左旋分布，右侧的螺纹孔为右旋分布。

本发明的工作过程及工作原理：

通过把手23将清洗机构搬运至需要清洗的绝缘子处，通过小推车25将供水供电系统运送至合适的位置。将清洗机构与供水供电系统用导线30、水管29连接起来，构成整个清洗系统。

准备清洗时，打开半圆筒外壳1和弧面板4，并且使得芯棒夹套11夹住绝缘子芯棒。闭合弧面板4及半圆筒外壳1，此过程中可伸缩毛刷13自适应绝缘子伞裙的表面，装置整体闭合后扣上搭扣18，再启动直流电机10。

具体的，直流电机10由蓄电池28供电驱动，带动主动齿轮9的转动，通过传动齿轮8将动力传递至内齿圈7。内齿圈7的转动带动本装置的弧面板4结构转动，传动齿轮8绕自身的轴线做定轴转动，内齿圈7则绕复合绝缘子所在轴线做定轴转动。内齿圈7的转动可带动弧面板下套5、弧面板上套6和弧面板4同步转动，此时可伸缩毛刷13绕复合绝缘子公转，可三百六十度清洗复合绝缘子伞裙的上下表面，实现本装置的外圈固定、内圈机构旋转来清洗复合绝缘子。

具体的，可伸缩毛刷13在没有外力的作用下，均处于最长状态。当闭合弧面板4，可伸缩毛刷13与绝缘子接触，碰到绝缘子伞裙的毛刷筒15由于受到阻碍则相对缩回，以达到一个自适应绝缘子结构的目的。通过可伸缩毛刷13的伸缩性，实现自适应绝缘子不规则的断层结构，可适用于不同伞裙间距的绝缘子的清洗。当清洗完一个绝缘子后，打开内圈机构，由于内置弹簧16的作用，可伸缩毛刷13可实现自恢复至初态，便于准备下一个绝缘子的清洗。

喷嘴12通过外接水箱26供水，在闭合装置后，可先启动喷嘴12，使之润湿绝缘子表面，再启动直流电机10驱动毛刷13转动刷洗绝缘子。以及根据实际情况，可考虑在刷洗完毕后，再进行适当的冲洗，满足不同工况要求下的复合绝缘子清洗工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，但不限于以上所述，还应包括由以上技术特征组成的任意技术方案。尽管前述实施例作了较为详细的说明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术特征的特征下，其仍可对部分技术特征进行等同替换、润饰或适当修改，这些均在本发明的保护范围之内。