一种机械加速式的机车增黏撒砂装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通列车辅助设备领域，具体涉及一种机械加速式的机车增黏撒砂装置。

背景技术：

为克服机车运行过程中轨面出现水、油、树叶等污染物引起低黏着问题，铁路常采用撒砂增黏的方式提高轮轨界面间的可利用黏着系数。撒砂系统是轨道车辆制动系统上十分重要的部件，当轨道车辆运行出现低黏着问题时，需要撒砂装置将增黏砂子颗粒准确送入轮轨界面。

目前现有的撒砂装置多采用压力式或重力式撒砂，依靠压缩空气或砂子自身重力进行撒砂。这类装置由于砂子颗粒喷射速度较低，在列车高速运行时的横向气流干扰下难以有效进入轮轨界面提供增黏效果。此外由于撒砂量不能进行精确调节和控制，列车运行速度低时，容易产生过量撒砂，引起轮轨磨耗加剧和轮轨间电路绝缘等不良问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题提供一种可实现高速撒砂要求，并可通过对叶轮转速调节颗粒流入量对撒砂量进行控制的机械加速式的机车增黏撒砂装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种机械加速式的机车增黏撒砂装置，包括砂箱、砂箱下端与漏斗连接处设置有流量控制阀；还包括用于对砂子颗粒进行加速的加速装置；漏斗下端通过软管连接到加速装置的进砂口；加速装置包括叶轮和设置在叶轮中心的分砂轮；分砂轮外设置有定向套；还包括均匀设置到叶轮上的多个叶片定向套上设置有多个通孔，通孔对应相邻两叶片之间位置；加速装置下端设置有出砂口，出砂口连接喷嘴；还包括用于带动叶轮转动的第一电机。

进一步的，所述流量控制阀包括中间设置有通孔的圆柱体结构阀体和设置在阀体通孔内的阀板；还包括用于带动阀板转动的第二电机。

进一步的，还包括控制装置，控制装置连接第一电机和第二电机。

进一步的，所述第一电机通过联轴器连接叶轮。

进一步的，所述叶片自由端为弧形结构，其朝向与叶轮转动方向一致。

进一步的，所述砂箱上设置有透明的用于观察砂子位置的观测窗。

进一步的，所述叶片为八个。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过高速旋转叶轮将增黏颗粒加速喷出，相对于压力式和重力式撒砂装置，可以达到更高的撒砂速度；

(2)本实用新型可通过调节电机的转速和流量控制阀实现撒砂量的控制，避免列车低速运行时的过量撒砂；

(3)本实用新型通过机械作用实现砂子颗粒的喷射，喷射速度由电机转速控制，颗粒喷射速度可达50m/s，可有效避免机车高速行驶过程中的气流干扰，提高颗粒喷射效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中流量控制阀结构示意图，a为立体结构示意图，b为平面结构示意图，c为b的剖面图。

图3为本实用新型中加速装置结构示意图，a为结构示意图，b为a的剖面结构示意图。

图4为本实用新型中加速机构中叶轮和叶片结构示意图，a为立体结构示意图，b为正面视图。

其中，1-砂箱，2-流量控制阀，2-1-阀板，2-2-阀杆，2-3-第二电机，2-4-连接器，3-漏斗，4-第二电机，5-联轴器，6-软管，7-喷嘴，8-加速装置，8-1-进砂口，8-2-叶轮，8-3-叶片，8-4-分砂轮，8-5-定向套，8-6-出砂口，9-轨道，10-车轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1～4所示，一种机械加速式的机车增黏撒砂装置，包括砂箱1、砂箱1下端与漏斗3连接处设置有流量控制阀2；还包括用于对砂子颗粒进行加速的加速装置8；漏斗3下端通过软管6连接到加速装置8的进砂口8-1；加速装置8包括叶轮8-2和设置在叶轮8-2中心的分砂轮8-4；分砂轮8-4外设置有定向套8-5；还包括均匀设置到叶轮8-2上的多个叶片8-3定向套8-5上设置有多个通孔，通孔对应相邻两叶片8-3之间位置；加速装置8下端设置有出砂口8-6，出砂口8-6连接喷嘴7；还包括用于带动叶轮8-2转动的第一电机4。

流量控制阀2包括中间设置有通孔的圆柱体结构阀体和设置在阀体通孔内的阀板2-1；还包括用于带动阀板2-1转动的第二电机2-3。还包括控制装置，控制装置连接第一电机4和第二电机2-3。

第一电机4通过联轴器5连接叶轮8-2。叶片8-3自由端为弧形结构，其朝向与叶轮8-2转动方向一致。砂箱1上设置有透明的用于观察砂子位置的观测窗。叶片8-3为八个。

使用时，砂箱1结构为圆柱形，顶部设置有加砂口，侧面设置有透明的用于观察砂子位置的观测窗。流量控制阀2上端与砂箱1连接，下端与漏斗3连接。漏斗3下端通过软管6与加速转置8的加砂口8-1连接。加速装置8的叶轮8-2通过联轴器5与第一电机4连接。喷嘴7连接到加速装置8的出砂口8-6。喷嘴7对准轨道9和车轮10对应位置。

第二电机2-3连接阀杆2-2，阀杆2-2和阀板2-1连接；第二电机2-3通过连接器2-4与控制装置连接。阀板2-1可以从0至90°自由旋转俩控制流量。图2b展示了砂流的方向。如图4所示，8个叶片8-3均匀固定于叶轮8-2上，分砂轮8-4设置在叶轮8-2正中心，定向套8-5设置在分砂轮8-4的外部。砂子颗粒从进砂口8-1进入经分砂轮8-4初步加速，从定向套8-4的通孔上进入到叶轮8-2上进一步加速，最后从出砂口8-6经喷嘴7喷出。

建立砂子颗粒在加速装置8的微分方程如下：

其中，va为任一点的速度，ra为任一点的半径，r0为加速装置的中心点，本实用新型中选用的叶片8-3半径为0.15m，第一电机4转速为2400r/min时，va速度达到50m/s。

在需要撒砂时，接收到撒砂工作指令后(如司机室撒砂手柄和机车防空转系统检测到的轮对打滑/空转信号)，根据当前车辆运行速度，控制装置控制第一电机4启动并提升至目标转速。流量控制阀2中的第二电机2-3控制阀板2-1的开度使砂箱1内增黏砂子颗粒经漏斗3和软管6进入加速装置8中的分砂轮8-4中。跟叶轮8-2同步选择的分砂轮8-4对砂子进行初步加速，并经定向套8-5输送至叶轮8-2外侧高速旋转的叶片8-3上。砂子颗粒随叶片8-3被迅速加速至其所能承受的最大离心力后，由喷嘴7喷射至车轮10和轨道9界面，发挥增黏效果。

根据实时的黏着工况与车速确定了不同等级的撒砂工况，在阀板2-1开度0°至90°时，第一电机4的转速为900r/min至2400r/min时，有效撒砂速度范围为18m/s至50m/s，撒砂流量可调节范围为0l/min～1.5l/min；可以根据不同的使用路段和时速条件，通过调节第一电机4的转速和阀板2-1的开度调节撒砂的流量和速度，从而满足不同的增黏要求。通过高速旋转叶轮8-2将增黏颗粒加速喷出，相对于压力式和重力式撒砂装置，可达到更高的撒砂速度；并且通过调节第一电机4的转速和流量控制阀2的开度实现撒砂量和速度的控制。