钢轨探伤车防冻系统及钢轨探伤车的制作方法

本发明涉及钢轨探伤技术领域，特别是涉及钢轨探伤车防冻系统及钢轨探伤车。

背景技术：

目前用于钢轨探伤的超声波探头有两种形式：轮式探头与滑靴式探头。其中，轮式探头由探头支架和探轮外膜组成，探头支架安装在轮轴上用于固定超声波探头，探轮外膜由透声树脂材料制作，用于包裹整个内腔的透声耦合液。探伤时，探轮外膜随车运动而向前滚动，而其中的超声波探头不动，以保持超声波的发射和接收方向不变。滑靴式探头则由超声波探头和撬板组合而成，多个超声波探头按不同角度嵌入撬板内，探伤时，超声波探头随撬板沿钢轨轨道面滑动。

钢轨探伤车采用了皮带轮的结构，为了保证超声的检测效果，需要同时向皮带轮外侧及皮带轮内侧喷耦合水。由于北方冬季气温较低，而低温会加速钢轨核伤发展最终导致脆断，因此保证钢轨探伤车在冬季仍能正常使用至关重要。然而，传统的钢轨探伤车在检查时，容易受限于外部气温影响，导致皮带内耦合液以及探头载体结冰，从而导致探伤车无法在寒冷环境(比如：-40℃的极寒环境)下正常运行作业。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种钢轨探伤车防冻系统及钢轨探伤车，能够确保皮带内耦合液以及探头载体不会结冰，从而确保探伤车在寒冷环境下正常运行作业。

一种钢轨探伤车防冻系统，所述钢轨探伤车防冻系统包括：耦合水箱，所述耦合水箱用于盛装耦合液；喷洒组件，所述喷洒组件与所述耦合水箱连通，所述喷洒组件用于对皮带与探头之间、及皮带与钢轨之间喷洒耦合液，并分别对应形成第一耦合层和第二耦合层；加热器，所述加热器用于对所述耦合水箱内的耦合液进行加热；供热设备，所述供热设备用于对所述第一耦合层提供预设温度的流体。

上述的钢轨探伤车防冻系统，在检测过程中，通过喷洒组件将耦合水箱中的耦合液分别喷射在皮带与探头之间、皮带与钢轨之间，分别形成第一耦合层和第二耦合层，使得探头能更好地贴合在皮带的内侧；接着利用探头分别透过第一耦合层、皮带和第二耦合层，使得探头的超声波更好地传递至钢轨上，以实现对钢轨的探伤检测。由于本钢轨探伤车防冻系统具备加热器，因此，在喷射之前可通过加热器对耦合液进行加热升温，使得形成的第一耦合层和第二耦合层均具有一定的温度，避免耦合液在寒冷环境下探伤时马上结冰。又由于供热设备能对第一耦合层提供预设温度的流体(比如：热水、热气等)，因此，在检测过程中，可通过供热设备对皮带的内侧持续提供预设温度的流体，保证设备与设备之间稳定耦合，进一步防止皮带与钢轨之间、以及皮带与探头之间结冰，有效保证冬季探伤时皮带内耦合液以及探头载体不会结冰，从而确保探伤车在寒冷环境下正常运行作业。

在其中一个实施例中，所述加热器装设于所述耦合水箱内，并对所述耦合水箱内的耦合液进行加热。

在其中一个实施例中，所述喷洒组件包括输送管和喷嘴，所述喷嘴通过所述输送管连通于所述耦合水箱上，所述喷嘴用于对所述皮带与所述探头之间、及所述皮带与所述钢轨之间喷洒耦合液。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括吹气件，所述吹气件连通于所述输送管，所述吹气件用于对所述输送管和所述喷嘴进行吹气。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括伴热带，所述伴热带绕设于所述输送管上。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括防冻液箱，所述防冻液箱通过连通管连通于所述输送管上，所述防冻液箱用于盛装防冻液。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括控制阀，所述控制阀可启闭式设置于所述连通管上。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括升温设备，所述升温设备用于对所述钢轨进行加热。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括清理器，所述清理器用于清理检测后所述钢轨上残留的液体或者冰渣。

在其中一个实施例中，所述钢轨探伤车防冻系统还包括挡风件，所述挡风件用于沿着所述皮带的外围延伸设置。

一种钢轨探伤车，所述钢轨探伤车包括皮带、第一滚轮、第二滚轮、探头及以上任意一项所述的钢轨探伤车防冻系统，所述皮带绕设于所述第一滚轮和所述第二滚轮上，所述皮带一侧面用于贴合在钢轨上，并与所述钢轨滚动配合，所述探头贴设于所述皮带另一侧面上，并与所述皮带滑动配合。

上述的钢轨探伤车，采用以上的钢轨探伤车防冻系统，在检测过程中，通过喷洒组件将耦合水箱中的耦合液分别喷射在皮带与探头之间、皮带与钢轨之间，分别形成第一耦合层和第二耦合层，使得探头能更好地贴合在皮带的内侧；接着利用探头分别透过第一耦合层、皮带和第二耦合层，使得探头的超声波更好地传递至钢轨上，以实现对钢轨的探伤检测。由于本钢轨探伤车防冻系统具备加热器，因此，在喷射之前可通过加热器对耦合液进行加热升温，使得形成的第一耦合层和第二耦合层均具有一定的温度，避免耦合液在寒冷环境下探伤时马上结冰。又由于供热设备能对第一耦合层提供预设温度的流体(比如：热水、热气等)，因此，在检测过程中，可通过供热设备对皮带的内侧持续提供预设温度的流体，保证设备与设备之间稳定耦合，进一步防止皮带与钢轨之间、以及皮带与探头之间结冰，有效保证冬季探伤时皮带内耦合液以及探头载体不会结冰，从而确保探伤车在寒冷环境下正常运行作业。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中所述的钢轨探伤车结构示意图；

图2为图1中圈a处结构放大示意图。

100、钢轨探伤车防冻系统；110、耦合水箱；111、第一耦合层；112、第二耦合层；120、喷洒组件；121、喷嘴；122、输送管；130、加热器；140、供热设备；150、吹气件；160、防冻液箱；161、连通管；162、控制阀；170、升温设备；180、挡风件；190、清理器；200、钢轨；300、第一滚轮；400、第二滚轮；500、皮带；600、探头。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在一个实施例中，请参考图1与图2，一种钢轨探伤车防冻系统100，钢轨探伤车防冻系统100包括：耦合水箱110、喷洒组件120、加热器130及供热设备140。耦合水箱110用于盛装耦合液。喷洒组件120与耦合水箱110连通，喷洒组件120用于对皮带500与探头600之间、及皮带500与钢轨200之间喷洒耦合液，并分别对应形成第一耦合层111和第二耦合层112。加热器130用于对耦合水箱110内的耦合液进行加热。供热设备140用于对第一耦合层111提供预设温度的流体。

上述的钢轨探伤车防冻系统100，在检测过程中，通过喷洒组件120将耦合水箱110中的耦合液分别喷射在皮带500与探头600之间、皮带500与钢轨200之间，分别形成第一耦合层111和第二耦合层112，使得探头600能更好地贴合在皮带500的内侧；接着利用探头600分别透过第一耦合层111、皮带500和第二耦合层112，使得探头600的超声波更好地传递至钢轨200上，以实现对钢轨200的探伤检测。由于本钢轨探伤车防冻系统100具备加热器130，因此，在喷射之前可通过加热器130对耦合液进行加热升温，使得形成的第一耦合层111和第二耦合层112均具有一定的温度，避免耦合液在寒冷环境下探伤时马上结冰。又由于供热设备140能对第一耦合层111提供预设温度的流体(比如：热水、热气等)，因此，在检测过程中，可通过供热设备140对皮带500的内侧持续提供预设温度的流体，保证设备与设备之间稳定耦合，进一步防止皮带500与钢轨200之间、以及皮带500与探头600之间结冰，有效保证冬季探伤时皮带500内耦合液以及探头600载体不会结冰，从而确保探伤车在寒冷环境下正常运行作业。

需要说明的是，在实际探伤时，皮带500的外侧面贴合于钢轨200上，探头600贴合于皮带500的内侧面上。当皮带500在滚轮的带动上进行转动时，会与钢轨200滚动配合。此时两者之间形成滚动摩擦。同时，皮带500在转动时也会与探头600滑动配合(即探头600相对滚轮而言为固定不动状态)，使得两者之间形成滑动摩擦。因此，在探伤过程中，皮带500与钢轨200、皮带500与探头600之间的摩擦生热效应，也可有效弥补能量损失。加之高速振动条件下导致冰块不利于结晶，从而有效保证冬季探伤时皮带500内耦合水以及探头600夹具不会结冰。

还需说明的是，流体可为热水，也可为热气体。当流体为热水时，供热设备140可为但不仅限于电热水设备、燃气热水设备等。当流体为热气体时，供热设备140可为但不仅限于电热风机、燃油热风机等。此外，流体的预设温度可根据当地实际气温而定，只需满足能避免皮带500与钢轨200之间、皮带500与探头600之间结冰均可。比如：预设温度可为20℃～90℃，当然在其他实施例中，预设温度也可低于20℃。

具体地，预设温度为50℃。

另外，探伤所采用的耦合液可有多种，比如：机油、润滑油、甘油、水玻璃等，对此，本实施例不作具体限定，只需满足探头600探伤检测均可。

进一步地，请参考图1，加热器130装设于耦合水箱110内，并对耦合水箱110内的耦合液进行加热。由此可知，将加热器130设置在耦合水箱110内，使得加热器130更好地对耦合液进行加热升温，有效提升耦合液的防冻效果。

可选地，加热器130可为电阻升温设备170、电磁升温设备170、燃气升温设备170等。

在其他实施例中，加热器130设置在耦合水箱110外部，通过对耦合水箱110的外壁进行加热，利用热传导方式提高耦合液的温度。

在一个实施例中，请参考图1，喷洒组件120包括输送管122和喷嘴121。喷嘴121通过输送管122连通于耦合水箱110上，喷嘴121用于对皮带500与探头600之间、及皮带500与钢轨200之间喷洒耦合液。如此，通过输送管122和喷嘴121，使得耦合水箱110内的耦合液准确喷射在皮带500与探头600之间、以及皮带500与钢轨200之间，从而使得探头600发出的超声波更好地传递至钢轨200上，以实现更好的探伤效果。

进一步地，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括吹气件150。吹气件150连通于输送管122，吹气件150用于对输送管122和喷嘴121进行吹气。对于临时停靠或检测完毕时，探伤车的输送管122和喷嘴121中残存的耦合液容易结冰。为此，本实施例在耦合水箱110和输送管122的接口附近增设一吹气件150，利用吹气件150将输送管122和喷嘴121中的残存耦合液吹净，以防止不检测时输送管122和喷嘴121中发生冻结，保证重启设备后管路畅通。

需要说明的是，吹气件150采用管道连通在输送管122的侧面上，启动时，吹气件150将气体吹入输送管122中，利用气体将残留的耦合液从喷嘴121中排出。其中，吹气件150可为气泵，当然，也可为其他吹气设备。

在一个实施例中，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括伴热带(未示出)。伴热带绕设于输送管122上。本实施例使用伴热带缠绕、包裹耦合水箱110的输送管122(当然，可包裹在防冻液管路上)，在探伤设备长时间运行过程中，伴热带处于持续加热状态，防止管路结冰。

具体地，在缠绕输送管122时，伴热带也可包裹在喷嘴121上。

在一个实施例中，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括防冻液箱160。防冻液箱160通过连通管161连通于输送管122上。防冻液箱160用于盛装防冻液。如此，在临时停靠或检测完毕时，可通过防冻液箱160，向输送管122和喷嘴121中充入防冻液，有效防止不检测时输送管122和喷嘴121发生冻结。

需要说明的是，当钢轨探伤车防冻系统100同时包括防冻液箱160和吹气件150时，对于临时停靠或检测完毕时，首先使用吹气件150将输送管122和喷嘴121中残存的耦合液吹净，打开防冻液箱160，使防冻液冲到输送管122中，以防止不检测时输送管122和喷嘴121的冻结，保证重启设备后管路畅通。同时，在使用伴热带时，伴热带也可缠绕在连通管161上。

可选地，防冻液可采用但不仅限于甘油、润滑油、氯化钙、酒精等。

进一步地，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括控制阀162。控制阀162可启闭式设置于连通管161上。如此，通过控制阀162有效控制连通管161的启闭，使得防冻液及时充入至输送管122和喷嘴121中。

可选地，控制阀162可为但不仅限于蝶阀、球阀、闸阀等。

在一个实施例中，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括升温设备170。升温设备170用于对钢轨200进行加热。由于钢轨200具有温度低、导热系数大及比热容大的特点，导致耦合液在钢轨200上极易快速结冰，因此设置轨面升温设备170，对钢轨200表面进行快速加热，使钢轨200轨面温度由-40℃上升至0℃范围，可防止耦合液到达钢轨200轨面后立即结冰。

需要说明的是，升温设备170对钢轨200升温方式可为电磁感应、红外线、电子束等方式。对此，本实施例不作具体限定。

在一个实施例中，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括清理器190。清理器190用于清理检测后钢轨200上残留的液体或者冰渣，如此，避免轨面上因残留大面积耦合液而导致探伤车过后轨面出现结冰现象，有效保证列车正常运行。

需要说明的是，清理器190对钢轨200上的清理方式可为鼓吹方式或者刮擦方式等。其中，当清理器190的清理方式为刮擦方式时，清理器190可设计为电机+刮板、电机+毛刷等组合结构，利用电机驱使刮板或者毛刷来回移动，刮除钢轨200上残留的液体或者冰渣。

具体地，清理器190为鼓风机。鼓风机用于对钢轨200进行吹扫，即本实施例采用鼓吹方式以清理钢轨200上残留的液体或者冰渣，保证探伤后钢轨200轨面保持干净。

在一个实施例中，请参考图1，钢轨探伤车防冻系统100还包括挡风件180，挡风件180用于沿着皮带500的外围延伸设置。如此，有效抵挡高速冷空气和天气原因(例如：大风、沙尘、雨雪等)从前方、侧方及尾部对设备耦合带来的不利影响；同时也可对探伤车内部设备实现保温效果。

需要说明的是，皮带500的外围应理解为：挡风件180包围皮带500设置，即挡风件180从皮带500前进方向的前方，围向皮带500前进方向的一侧方，再延伸围向皮带500前进方向的后方；最后延伸围向皮带500前进方向的另一侧方，以构成封闭的罩或者筒状结构。

还需说明的是，挡风件180可由多块板结构相互拼合形成，也可由多块板结构采用一体成型方式形成。

进一步地，请参考图1，挡风件180的下边缘，即挡风件180靠近钢轨200的一端与钢轨200轨面之间的间距大于或者等于110mm。

在一个实施例中，请参考图1，一种钢轨200探伤车，钢轨200探伤车包括皮带500、第一滚轮300、第二滚轮400、探头600及以上任意一项的钢轨探伤车防冻系统100，皮带500绕设于第一滚轮300和第二滚轮400上，皮带500一侧面用于贴合在钢轨200上，并与钢轨200滚动配合，探头600贴设于皮带500另一侧面上，并与皮带500滑动配合。

上述的钢轨200探伤车，采用以上的钢轨探伤车防冻系统100，在检测过程中，通过喷洒组件120将耦合水箱110中的耦合液分别喷射在皮带500与探头600之间、皮带500与钢轨200之间，分别形成第一耦合层111和第二耦合层112，使得探头600能更好地贴合在皮带500的内侧，请参考图2；接着利用探头600分别透过第一耦合层111、皮带500和第二耦合层112，使得探头600的超声波更好地传递至钢轨200上，以实现对钢轨200的探伤检测。由于本钢轨探伤车防冻系统100具备加热器130，因此，在喷射之前可通过加热器130对耦合液进行加热升温，使得形成的第一耦合层111和第二耦合层112均具有一定的温度，避免耦合液在寒冷环境下探伤时马上结冰。又由于供热设备140能对第一耦合层111提供预设温度的流体(比如：热水、热气等)，因此，在检测过程中，可通过供热设备140对皮带500的内侧持续提供预设温度的流体，保证设备与设备之间稳定耦合，进一步防止皮带500与钢轨200之间、以及皮带500与探头600之间结冰，有效保证冬季探伤时皮带500内耦合液以及探头600载体不会结冰，从而确保探伤车在寒冷环境下正常运行作业。

另外，皮带500与钢轨200滚动配合，以在两者之间形成滚动摩擦。同时，皮带500转动时也会与探头600滑动配合(即探头600相对滚轮而言为固定不动状态)，使得两者之间形成滑动摩擦。因此，在探伤过程中，皮带500与钢轨200、皮带500与探头600之间的摩擦生热效应，也可有效弥补能量损失。加之高速振动条件下导致冰块不利于结晶，从而有效保证冬季探伤时皮带500内耦合水以及探头600夹具不会结冰。

需要说明的是，皮带500与钢轨200贴合设置应理解为：皮带500与钢轨200接触，并且两者之间还可喷洒耦合液，以进行设备之间的耦合。同样，皮带500与探头600贴合设置也应理解为：皮带500与探头600接触，并且两者之间还可喷洒耦合液，以进行设备之间的耦合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。