专利名称：电气化铁路隧道内融冰装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气化铁路隧道内融冰装置。
背景技术：
随着国民经济的高速发展，列车速度、载重量等逐年提高，过往车次数量逐年的增加，铁路沿线的旧有设备承载能力与运量增加的矛盾日益突出。当隧道穿越含水层、岩熔裂隙发育地段时，由于地下水丰富，就形成了隧道内漏水。根据漏水位置及大小，分为渗、淌、 漏、冒几类。中国已有铁路隧道约50000座，其中运营中出现不同程度的涌水、漏水、冒水、滴水、渗水、湿水等现象的约占全路隧道总座数的1/3左右。冬季隧道内气温下降至0°C左右时，漏水地段多发生结冰现象。有的结冰后封住了漏水眼，结冰继续发展，侵入轨道的安全限界内而影响行车安全，严重的会造成接触网承重过载和接触网连电等现象，造成冰覆钢轨而导致翻车，损坏钢轨及配件。若侧壁侵限，给行车安全带来重大危害。所以研究隧道融冰装置至关重要。
发明内容为解决以上技术问题，本实用新型提供一种电气化铁路隧道内融冰装置，以利于解决因隧道内壁渗水结冰而对沿线线路造成的影响，消除隧道内漏水点挂冰的问题。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供电气化铁路隧道内融冰装置，其中该装置包括有配电控制箱及固定在隧道内壁上的发热板；所述配电控制箱包括有箱体、面板、温度控制器、温湿度控制器、断路器、熔断器、中间继电器、接线端子、加热块、 温湿度传感器、接地架、门板；在箱体上通过铰链固定有门板，在面板上设有控制导线相互电连接的温度控制器、温湿度控制器、断路器、熔断器、中间继电器、接线端子、加热块、温湿度传感器，用螺钉将接地架固定在面板上，所述面板通过螺钉固定到箱体内，所述箱体通过控制导线连接有固定在隧道内壁上的发热板；所述发热板是由一张铝合金板和两侧固定条组成，铝合金板上铺设有波浪形式的 Mi矿物发热电缆，铝合金板上制作有许多穿孔，在穿孔位置采用不锈钢丝将Mi矿物发热电缆缠绕着捆扎在铝合金板上，铝合金板的两端设有固定条，板面上固定有温度传感器，化学锚栓穿过固定条的孔把发热板固定在隧道内壁上。本实用新型的效果是该融冰装置在铁路隧道内壁上使用，发热板固定到漏水点处，覆盖住漏水点，使受热后的渗水流到板面后向四侧流走。发热板通过导线与配电控制箱连接，配电控制箱采用化学锚栓固定在隧道内壁上，供电后通过温度控制器来控制发热板是否需要发热，解决了铁路隧道的融冰难题，实现铁路隧道融冰自动化。该融冰装置具有运行可靠、升温快、操作简单、耗能少、结构小等优点。由于该产品在技术上的突破性和价格上的经济性，决定了该产品必定产生良好的社会效益，具体可体现在以下几点[0009]I、与以往需采用陶瓷管发热元件的融冰装置相比，本装置采用的核心发热件是Mi 矿物发热电缆，不用做绝缘措施。由于发热电缆可呈波浪形式敷设，故整块发热板做成弧形 状来适应隧道圆弧内壁，也可根据使用需要增减发热面积，并可以将发热板折弯成弧形状 来适应隧道圆弧内壁，不受使用环境的局限，这在铁路隧道破冰技术中是一种技术突破。其 特点为热效率高，低能耗，安装方便，不受环境局限，故障率低，使用寿命长，成本低。2、由于产品性能的可靠性，可大大减少现场施工工作量和维修工作量，提高破冰 效率及降低系统运营成本。3、产品形成规模后，普遍推广市场，可为铁道部门省下大量的人力和物力。
[0012]图I为本实用新型的控制箱的内部布局图；[0013]图2为本实用新型的控制箱外观图；[0014]图3为本实用新型的发热板的侧视图；[0015]图4为本实用新型的发热板在隧道圆弧内壁安装剖视图。[0016]图中[0017]I、箱体2、面板3、温度控制器[0018]4、温湿度控制器5、电源引线6、控制导线[0019]7、断路器8、熔断器9、中间继电器[0020]10、接线端子11、加热块12、温湿度传感I[0021]13、接地架14、门板15、指示灯[0022]16、箱锁17、树脂玻璃窗18、发热板[0023]19、Mi矿物发热电缆20、化学锚栓21、温度传感器[0024]22、铝合金板23、固定条
具体实施方式
结合附图及实例具体说明本实用新型的铁路隧道内壁融冰装置的结构及、运行方 式。本实用新型的铁路隧道内壁融冰装置的核心元件是Mi矿物发热电缆，以矿物发 热电缆作为热源，以耐高温铝合金板作为载体，以配电控制箱作为电源，来实现对隧道内漏 水点的防冻和融冰处理。本实用新型的电气化铁路隧道内融冰装置结构是该装置包括有配电控制箱及固 定在隧道内壁上的发热板18 ;所述配电控制箱包括有箱体I、面板2、温度控制器3、温湿度 控制器4、断路器7、熔断器8、中间继电器9、接线端子10、加热块11、温湿度传感器12、接 地架13、门板14 ;在箱体I上通过铰链固定有门板5，在面板2上设有控制导线6相互电连 接的温度控制器3、温湿度控制器4、断路器7、熔断器8、中间继电器9、接线端子10、加热块 11、温湿度传感器12，用螺钉将接地架14固定在面板2上，所述面板2通过螺钉固定到箱体 I内，所述箱体I通过控制导线6连接有固定在隧道内壁上的发热板18 ;所述门板5上设有 指示灯15、箱锁16、树脂玻璃窗17。所述发热板18是由一张铝合金板22和两侧固定条23组成，铝合金板22上铺设有波浪形式的Mi矿物发热电缆19，铝合金板22上制作有许多穿孔，在穿孔位置采用不锈钢丝将Mi矿物发热电缆19缠绕着捆扎在铝合金板22上，铝合金板22的两端设有固定条 23，板面上固定有温度传感器21，化学锚栓20穿过固定条23的孔把发热板18固定在隧道内壁上。本实用新型的铁路隧道内壁融冰装置功能是这样实现的如图1、2、3所示，本实用新型的铁路隧道内壁融冰装置中温度控制器3直接与发热板18内的Mi矿物电缆19连接，来控制Mi矿物电缆19是否需要发热。温湿度控制器4、 断路器7、熔断器8、中间继电器9、加热块11、温湿度传感器12在整个控制回路中起保障系统正常工作和避免短路的作用。装置技术参数如下a.输入电压AC 220Vb.发热板面尺寸IOOOmmX 500mmX IOmm(可根据实际需要设计)c.发热板额定功率550W(可根据实际需要设计)d.额定电流2. 5A(可根据实际需要设计)可适用环境要求a.海拔高度一般< IOOOm ；高原型< 2500m ；b.环境温度上限+40°C，下限-25°C，极限最低温度_40°C ；c.相对湿度95% RH ；d.地震烈度能满足8度的要求；e.防护等级IP54;f.不适用于有易燃物质、爆炸危险、化学腐蚀及剧烈振动场所。运行方式如图1、2所示的本实用新型的铁路隧道内壁融冰装置通电后，在温度控制器3上设置好发热板的高温设定值、低温设定值。安装在隧道壁上的发热板18上的表面温度低于低温设定值时，温度传感器21反馈一个低温信号，并将该低温信号通过导线传递给温度控制器3，温度控制器3开启加热模式，Mi矿物发热电缆19开始加热，发热板18的板面温度渐渐升高，同时隧道壁的漏水点受热，以防止隧道壁上的渗水结冻。当发热板18的表面温度升高至高温设定值时，温度传感器21反馈一个高温信号到温度控制器3，温度控制器3关闭加热模式，此时带有高温的发热板18渐渐降温，降温至低温设定值后，又开启加热，依次循环实现Mi矿物发热电缆19的加热与停止，同时实现了融冰和节能效果。如果系统中出现短路或是断路情况，断路器7会打开，故障指示灯黄灯带电，显示故障。运行原理如图4所示，当系统通电后，温度控制器3控制Mi矿物发热电缆19发热， 当发热板18的表面温度达到设定温度值后，温度控制器3会自动断掉Mi矿物发热电缆19 上的电源；当Mi矿物发热电缆19处的温度低过设定温度后，系统自动恢复工作。通过此种循环，来实现对Mi矿物发热电缆19温度的控制。Mi矿物发热电缆特性1、因矿物绝缘加热电缆全部由不燃烧的无机物组成，所以产品防火、阻燃，且不会产生有毒气体，因电缆有可靠的金属管密封且接地良好，特别适合各种防爆场所。2、因氧化镁绝缘材料在温度高达2000多摄氏度时仍能保持稳定不变。因此电缆本身的使用温度极限就是组成线芯及金属外护套层所承受的最高温度。3、产品的绝缘层氧化镁是一种无机物质，线芯和外护套都由金属构成所以从根本上解决了老化问题，大大的延长了电缆的使用寿命，提高了绝缘性能。在规定的条件下使用寿命可达数十年。4、产品采用不同外套管能耐油类、溶剂及大多数酸类的侵蚀。具有良好化学稳定性。5、机械性能好，因其结构坚固，可耐扭绞、挤压、弯曲、拉、磨擦及一般的粗重搬运。6、因该电缆的发热方式属一种串联的电阻型电热元件，因此发热均勻，全长温差极小。7、发热功率大，一般Mi矿物发热电缆的单位功率为5W/m至250W/m，该电缆不会像蒸汽加热管线那样因蒸汽停止供应而发生冻结的危险，需要时打开电源即可，不需经常维护。8、耐低温，在低温下施工不脆断，可用于冬季施工和维修。电气化铁路融冰装置设计特点1、通过准确计算及优化设计，可以在较小的功率下实现融冰，从而避免用户增容变压器、更换电力线路的投资损失。2、系统中的核心控制元件是温度控制器。经设定参数后，控制Mi发热电缆低温情况下工作，高温停止。温控器上带有液晶显示屏，操作简单，质量可靠和安全。3、Mi矿物发热电缆在发热板中呈波浪状分布，提高了布线密度，增大了单位面积的发热量。该装置通过发热板面的高温辐射，将高温传递到带有挂冰的漏水点隧道内壁上，融化冰水实现融冰效果。4、整套系统中带有漏电保护和故障提示功能，运行安全可靠。本装置是通过将发热板直接固定在隧道里的漏水点位置，通电后的发热板以高温辐射的形式将热量传递到结冻的壁面，以此实现壁面的融冰。发热板上配有温度传感器，待发热板达到设定温度值后控制系统自动断电，温度低过设定温度值后，系统又自动恢复工作。该装置实现了对加热板的智能化控制该装置既可实现人为手动加热，又可以设置为自动控制加热，且装置结构简单、体积小、设置方便、质量可靠等优点本实用新型的电气化铁路隧道内壁融冰装置保证了融冰功能以及装置的可靠运行。根据技术要求选用的温度控制器，可保证Mi矿物发热电缆在设定的温度范围内自动发热，通过受热的发热板融化漏水点的冻冰，为铁道部门省下大量的人力和物力，解决了铁路隧道内壁融冰防冻的技术难题。
权利要求1.一种电气化铁路隧道内融冰装置，其特征是该装置包括有配电控制箱及固定在隧道内壁上的发热板(18)；所述配电控制箱包括有箱体(1)、面板O)、温度控制器(3)、温湿度控制器(4)、断路器(7)、熔断器(8)、中间继电器(9)、接线端子(10)、加热块(11)、温湿度传感器(12)、接地架(13)、门板(14)；在箱体⑴上通过铰链固定有门板(5)，在面板 ⑵上设有控制导线(6)相互电连接的温度控制器(3)、温湿度控制器0)、断路器(7)、熔断器(8)、中间继电器(9)、接线端子(10)、加热块(11)、温湿度传感器(12)，用螺钉将接地架(14)固定在面板(2)上，所述面板(2)通过螺钉固定到箱体⑴内，所述箱体⑴通过控制导线(6)连接有固定在隧道内壁上的发热板(18)；所述发热板(18)是由一张铝合金板0 和两侧固定条组成，铝合金板02)上铺设有波浪形式的Mi矿物发热电缆(19)，铝合金板0 上制作有许多穿孔，在穿孔位置采用不锈钢丝将Mi矿物发热电缆(19)缠绕着捆扎在铝合金板0 上，铝合金板0 的两端设有固定条(23)，板面上固定有温度传感器(21)，化学锚栓(20)穿过固定条的孔把发热板(18)固定在隧道内壁上。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路隧道内融冰装置，其特征是所述门板(5)上设有指示灯(15)、箱锁(16)、树脂玻璃窗(17)。
专利摘要本实用新型提供电气化铁路隧道内融冰装置，可解决在冬季寒冷气候下铁路隧道内壁挂冰的问题。该装置由两部分组成，包括配电控制箱、发热板；主要应用于隧道内圆弧壁的融冰。本装置是通过Mi矿物绝缘发热电缆直接将电能转化为热能，并以高温辐射的形式将热量均匀地散布到渗水并结冻的墙面，待墙面的渗水受热后可消除结冰现象，当发热板的板面温度达到一定的温度值时，加热电缆停止加热。该装置实现了对加热电缆的智能化控制该装置既可实现人为手动加热，又可以设置为自动化控制加热，且该装置具有结构简单、体积小、安装快捷，设置方便、操作简单、质量可靠等优点，可以广泛应用于电气化铁路隧道融冰领域。
文档编号E21F16/02GK202337923SQ20112043041
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者刘同峰, 孟志强, 张智龙, 王建国, 田雨 申请人:川铁电气(天津)集团有限公司