专利名称：内燃、电力机车给砂设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种为铁路机车备砂的一种气动输送设备。
列车运行在上坡区段时由于需要更大的牵引力，但由于轮轨间的粘着力不足致使车轮空转影响了机车的爬坡能力，而在雪、雨、潮湿的自然条件下由于轮轨间摩擦系数的降低同样会因车轮空转影响机车的牵引力。为了防止车轮空转增加机车的牵引力，在列车运行中往往需要在机车车轮与钢轨之间撒砂。因此，机车上都设有砂箱。往机车上加砂的工作是在机车整备上完成的。目前，为机车备砂的给砂设备通常是采用上发式密相型挤压输送设备(如铁道部第三勘测设计院设计的机车给砂设备，图号是(JW－62)，它是由送料器、输砂管、贮砂罐及压缩空气管道所构成的。在贮砂罐顶部安装砂料出口。往贮砂罐加砂时先将砂装入送料器用压缩空气将砂通过送料器上部的出口将砂送入输砂管进而送入贮砂罐内，为给机车上砂备用，这种设备有以下不足1、输砂管只能高架在机车的上方不能在轨道下穿过，而在电力机车上方不能架。因此，它只能为蒸汽机车使用；2、砂在输砂管内输送过程中随着砂料输送距离的延长。压缩空气压力降低致使送砂力减弱，输砂管经常发生堵塞，特别是弯头部尤为严重；3、贮砂罐排出大量的压缩空气不但浪费能源且因排出大量灰尘污染环境；4、只能给一个贮砂罐加砂；5、人工操作易出差错。
本实用新型的目的是设计一种设有电器控制装置可以进行输砂全过程的自动控制的、输砂管在轨道下穿过可以向多个贮砂罐加砂适合内燃电力机车整备使用并且在输砂管上安装疏堵器及旁通送气装置可避免输砂管堵塞的内燃、电力机车给砂设备。
为了克服现有的不足，本实用新型采取了1、设有以可编程序控制器(简称编程器)为核心的电气控制装置，实行机、电一体化自动控制砂管、压缩空气管及各门的开、闭，从而实现全过程的自动化操作；2、砂料从送料器底部的牛角弯头处送到输砂管，使输砂管可以在轨道下部穿过；3、在送料器的切线方向通过进气支管充入压缩空气，在送料器底部砂料出口的牛角弯头处及输砂管的弯头处安装有与疏堵供气连通并由疏堵供气管供气的疏堵器，它们可向输砂管充入较高的压缩空气。在输砂管上还并行安装有与旁通供气管相连通并由旁通供气管供气的旁通吹送器，同样向输砂管充入较高压力的压缩空气。用以上三股气力将砂吹送到贮砂罐内，可以完全解决输砂管的堵塞；4、由于砂管、气管及各阀门的并通、关闭实现由各自的传感器发生信号，经编程器的逻辑判断和运算处理后发出指令分别驱动各有关电磁阀进而控制通路的开、闭，从而实现自动指挥控制，可以依次向多个贮砂罐送砂；5、尾气排放采取扩张除尘器、旋风除尘器及滤尘网三级除尘装置，排尘量很少，含尘量达到国家标准。
本设备的设计及特征如下所述。
图1电器控制装置框图。负载电源(1)为整个装置的供电电源，编程器(2)为电器控制装置的控制中心，料位传感器(3)、插板阀传感器(4)、蝶阀传感器(5)、送料器传感器(6)胶胆阀传感器(7)为电控装置的信号输出部分，接在编程器的输入端。料位传感器是采用电容式接近开关与并联的分流电阻组而成的，它是由独立直流电源(8)供电的有源传感器，其它为无源传感器；进气电磁阀(9)、胶胆阀电磁阀(10)、插板阀电磁阀(11)、蝶阀电磁阀(12)为电控装置的信号接收部分，接在编程器的输出(执行)端，编程器分别接收输入端各传感器所发出的电流信号经逻辑判断和运算处理后，分别发出指令控制驱动输出端各电磁阀动作。机车给砂设备的运行情况由显示屏(13)显示并由打印机(14)打印出资料记录。
图2是本实用新型的主要设备布置图。砂料由加料器(15)处进料，经插板阀(16)、蝶阀(17)进入送料器(18)，砂料的出口在送料器的底部通过牛角弯头(20)进入输砂管(21)，最后将砂送入贮砂罐(19)。插板阀(16)的开、闭由与其相关连的插板阀动作风缸(22)驱动，蝶阀(17)的开、闭由与其相关连的蝶阀动作风缸(23)驱动，牛角弯头(20)的出砂口与输砂管(21)连通，在与输砂管相对一方的牛角弯头外圆弧处安装有疏堵器(25)。输砂管(21)的弯头处安装疏堵器(25)，该疏堵器由专设的疏堵供气管(24)供气，在输砂管上还安装有旁通吹送器(27)，旁通吹送器由专设的旁通供气管(26)供气。贮砂罐内的余气从其顶部进入排气管，排气管(28)的尾气通过扩张除尘器(29)、旋风除尘器(30)及滤尘网(31)排出。此外还专设有胶胆阀供气管(32)。
与电器控制装置有关的部件包括有料位传感器(3)、插板阀传感器(4)、蝶阀传感器(5)、送料器传感器(6)、进气电磁阀(9)、插板阀电磁阀(11)、蝶阀电磁阀(12)。
图3是图2A处的局部结构放大图，在输砂管(21)上砂料前进方向的分支管道上装有由胶胆阀电磁阀(10)控制的，由胶胆阀供气管(32)供气的胶胆阀(33)，(胶胆阀电磁阀安装在胶胆阀供气管道上)在输砂管(21)上还安装有与旁通供气管(26)相联通的旁通吹送器(27)。(7)是胶胆阀传感器)。
图4是图2B处的局部结构放大图，在贮砂罐(19)的中下部安装有料位传感器(3)，在通往贮砂罐(19)顶部安装的输砂管上和砂料前进方向的通路上安装有由胶胆阀电磁阀(10)控制由胶胆阀供气管(32)供气的胶胆阀(33)。贮砂罐(19)的底呈中间高两侧低的马鞍形，其两侧安装有排砂管(34)，排砂管与贮砂罐侧壁的夹角为30°。(7)是胶胆阀传感器，(28)是排气管。
图5是旁通吹送器结构图，旁通吹送器(27)安装在输砂管(21)上，它由旁通供气管(26)供气，在旁通吹送器(27)与输砂管的连通结合处安装有粉末冶金过滤片(35)。
图6是疏堵器结构图，在输砂管(21)的弯头处安装有由疏堵供气管(24)供气并与输砂管(21)连通的疏堵器(25)，在疏堵供气管(24)与疏堵器(25)的连通结合处安装有粉末冶金过滤片(35)。
图7是送料器结构图，在送料器(18)的砂料进口处安装有蝶阀(17)、送料器传感器(6)、呼吸阀(36)，在送料器底部砂料出口处有牛角弯头(20)，牛角弯头的出砂口与输砂管连通，在与连接出砂口的相对位置安装疏堵器(25)。及止回阀(37)，在送料器的侧壁上安装有与侧壁呈切线方向通入的进气支管(38)。
本机车给砂设备的贮砂罐(19)布置在机车的两侧，根据机车数量的需要每侧可以布置两个到四个。采取横向布置6排到12排。当全部贮砂罐已装满砂料时设备处于停机状态，即所有的料位传感器(3)呈开路状态，全部胶胆阀(33)关闭输砂通路。当某个贮砂罐的料位低于规定值时该贮砂罐的料位传感器(3)闭路并有电流通过，电流信号经编程器(2)接收后，通过逻辑判断和计算处理发出指令驱动通往该贮砂罐的胶胆电磁阀(10)，经过电磁阀动作进行电－－气转换开通通往该贮砂罐的胶胆阀(33)，与此同时，驱动插板阀电磁阀(11)及蝶阀电磁阀(12)，经电－－气转换打开插板阀(16)及蝶阀(17)砂料即从加料器(15)流入送料器(18)，经延时装满后编程器(2)又换向驱动蝶阀电磁阀(12)使蝶阀(17)关闭，随后编程器再驱动进气电磁阀(9)开通气路，砂料即在牛角弯头(20)处的压缩空气吹送及送料器(18)内的压缩空气的吹送下进入输砂管(21)，在输砂管上的旁通吹送器(27)同时也吹入较高的压缩空气协助吹送砂料，直至将砂送入需要加砂的贮砂罐内，如果有数个贮砂罐需要加砂，编程器根据各料位传感器(3)所发出的信号顺序依次向各贮砂罐加砂。当插板阀(16)、蝶阀(17)或胶胆阀(33)发生故障时其传感器即闭路发出信号，经编程器处理后发出指令停机以便检查处理。在输砂管(21)发生堵塞时输砂管内的压力升高送料器传感器(6)闭合发出信号，经编程器(2)处理后发出指令驱动进气电磁阀(9)向疏堵供气管供气，高压空气通过疏堵器(25)进入输砂管(21)把堵塞疏通。
本实用新型的编程器是由C60P主机和C40P扩展板组合而成，料位传感器是由EC－C25N2型电容式接近开关和与其相匹配的并联电阻组合而成，进气电磁阀选用电磁先导阀；插板阀电磁阀及蝶阀电磁阀选用两位四通单电控换气滑阀；胶胆阀电磁阀用两位五通单电控换气滑阀。
贮砂罐的容积为0.8立方米，送料器的容积为0.3立方米，料位传感器安装在贮砂罐的下部0.3立方米容积位置。旁通吹送器每隔2米至2.5米设一个，自旁通吹送器的最高点到输砂管中心线之间的垂直高度应小于200毫米，最大不超过200毫米，两个旁通吹送器之间可以用胶管连接，送料器底部的牛角弯头选用耐磨材料制成，旁通供气管和疏堵供气管的直径为输砂管的1／10－1／8，旁通供气管的供气压力高于送料器的供气压力0.1－0.5MPa；疏堵供气管的供气压力等于或高于旁通供气压力0.2MPa，粉末冶金过滤片的粒度为40－60。
本实用新型通过实验效果验证已达到预期目的，电器控制装置动作可靠准确多个贮砂罐依次输砂控制正常，输砂管在疏堵器及旁通吹送器的作用下末发生过堵塞，尾气排放含尘量达到标准。
权利要求1.一种机械式内燃、电力机车给砂设备是由送料器、输砂管、贮砂罐及一条压缩空气管通所构成，其特征在于在加料器(15)的砂料进口处安装有插板阀(16)和相关连的插板阀动作风缸(22)，送料器(18)的顶部进料口处安装有蝶阀(17)和相关连的蝶阀动作风缸(23)，砂料出口设在送料器的底部并与输砂管(21)连通，输砂管上安装有旁通吹送器(27)，旁通吹送器与旁通供气管(26)连通，在输砂管的弯头处安装有疏堵器(25)，疏堵器与疏堵气管(24)连通，在输砂管的分支管道上及通往贮砂罐(19)顶部输砂管上安装胶胆阀(33)，在贮砂罐顶部安装有排气管(28)，贮砂罐的底部安装有排砂管(34)，在机械装置中还设有与胶胆阀(33)相连通的胶胆阀供气管(34)；此外，它还有一套电气控制装置，可编程序控制器(2)为控制中心，在贮砂罐(19)上安装料位传感器(3)，插板阀动作风缸(22)上装有传感器(4)、送料器(18)的上部装有传感器(6)，蝶阀动作风缸(23)上装有传感器(5)，以上各传感器接在编程器(2)的输入端；进气管道上装有电磁阀(9)，胶胆阀供气管上装有电磁阀(10)、插板阀动作风缸供气管上装有电磁阀(11)、蝶阀动作风缸供气管上装有电磁阀(12)，以上各电磁阀接在编程器的输出端。
2.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于编程器(2)是由C60P主机和C40P扩展板联结组合而成。
3.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于料位传感器(3)是由EC－C25N2电容式接近开关与并联的分流电阻组合成的它装在贮砂罐(19)下部容积为0.3立方米处。
4.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于进气电磁阀(9)是电磁先导阀、插板阀电磁阀(11)及蝶阀电磁阀(12)是两位四通单电控换气滑阀，胶胆阀电磁阀(10)是两位五通单电控换气滑阀。
5.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于在送料器(18)的侧壁上安装有呈切线连接的进气支管(38)、送料器底部装有牛角弯头(20)、牛角弯头与输砂管(21)连通，与输砂管相对位置安装疏堵器(25)。
6.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于两个旁通吹送器(27)之间的距离为2米至2.5米，旁通器的最高点到输砂管(21)中心线的垂直高小于200毫米
7.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于贮砂罐底呈中间高两侧低的马鞍形，在最低处安装排砂管(34)，排砂管中心线与贮砂罐侧壁的夹角为30°。
8.如权利要求1所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于旁通吹送器(27)与输砂管(21)的结合处以及疏堵器(25)与疏堵供气管(24)的结合处装有粉末冶金过滤片(35)。
9.如权利要求1至8所述的内燃、电力机车给砂设备其特征在于在排气管(28)上装有扩张除尘器(29)、旋风除尘器(30)及滤尘网(31)三级除尘装置。
专利摘要本实用新型是铁路机车给砂设备。它设有一套电器控制装置，通过可编程序控制器(PC机)接收传感器发出的信号经过逻辑判断和运算处理发出指令驱动电磁阀动作实现输砂全过程的自动控制。当输砂系统发生故障时经编程器处理后自动停机以便检查处理，在输砂管上安装有旁通吹送器，在输砂管的弯头处安装有疏堵器，可以完全避免输砂管堵塞。本实用新型适合内燃及电力机车整备使用。
文档编号B61C15/00GK2170241SQ9321926
公开日1994年6月29日 申请日期1993年7月23日 优先权日1993年7月23日
发明者张寿授, 李更生, 林柏华 申请人:铁道部第三勘测设计院