一种列车接地装置的恒压碳刷结构的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体为一种列车接地装置的恒压碳刷结构。

背景技术：

轨道列车通过接地装置将轨道列车车顶受电弓获取接触网电能，经车上用电器、接地装置及车轮和轨道构成动车组完整的供电回路，保证轨道列车正常工作，轨道列车接地装置的工作原理是通过相对位置固定的碳刷与旋转车轴上的摩擦环相接触，使电流流经二者形成回路。

电刷在滑动接触的过程中会逐渐磨损变短，通常会在安装有弹簧，弥补电刷变短带来的压力损失，使电刷与环之间的压力保持在一个恰当的区间内，而列车行驶时可能会产生较大的震荡，因此碳刷与摩擦环之间的压力通常设置较大，以保证列车供电的稳定性，而压力越大，碳刷的磨耗越快，随着碳刷的缩短以及弹簧弹力的释放，碳刷与摩擦盘之间的压力变小可能会使列车行驶不稳定，因而需要对碳刷与摩擦环之间压力的稳定性做进一步的改进。

碳刷安装在列车的轴端，同时为了避免摩擦后的碳粉进入车轴，需要对车轴和碳刷作严格的密封，其拆卸和安装要求和工作量极大，而碳刷作为消耗件有时会存在异常磨损的情况，藏于内部难以观察，增加了车辆日常维护的难度。

技术实现要素：

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种列车接地装置的恒压碳刷结构的技术方案，具有可靠性高、维护便捷、压力稳定等优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种列车接地装置的恒压碳刷结构，包括与碳刷连接的连接杆，所述连接杆通过下移动板活动连接有外筒，所述外筒的中部设有隔板，所述隔板的中部固定连接有内筒，所述内筒的中部设有预压紧的弹簧，所述弹簧的底部与下移动板固定连接，所述下移动板上设有气孔，所述弹簧的顶部固定连接有压板，所述压板通过连接架连接有上移动板，所述上移动板装配于外筒的液腔内部，所述外筒的液腔内装填有电流变液，所述下移动板和上移动板相对的面均设置有电极片，所述外筒的液腔连通有储液管，所述压板与外筒之间设有拉簧，所述拉簧的拉力大于弹簧的弹力。

优选的，所述拉簧缠绕外筒的外壁，且拉簧的底部连接与外筒的底部。

优选的，所述外筒的液腔内装配有环形液囊，所述液囊用于装填电流变液，所述液囊与储液管连通。

优选的，所述储液管为细长的螺旋形，其直径小于外筒的截面积，且螺旋管每隔定长还有直线段。

优选的，所述储液管包括与外筒连通的管体，所述管体内设有悬浮的浮体，所述管体的顶部设有接近感应器。

优选的，所述储液管的顶部设有液压阀，所述储液管与外筒的连通位置位于储液管的底部。

优选的，所述外筒的液腔通过隔板上开设的通孔与储液管连通，且隔板上的通孔内设有有滞留件，所述滞留件包括与隔板垂直的套管，所述套管通过支架连接有桨叶，所述桨叶的叶片紧贴套管的内壁，且桨叶的叶片投影相互重合。

本发明具备以下有益效果：

1、该列车接地装置的恒压碳刷结构，通过电场改变外筒中电流变液的黏度，进而实现随着碳刷的磨损，自动补偿弹簧减少的弹力，使碳刷与摩擦环之间的压力始终保持为最佳状态，保证供电的稳定性的同时，碳刷的消耗也处于较为合理的状态。

2、该列车接地装置的恒压碳刷结构，通过观察储液管中的液体即可判断碳刷的磨损情况，一方面，在碳刷维护和检查时不需要进行拆卸，减少维护的工作量，另一方面，可以及时发现碳刷的异常磨损，提高行车的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中储液管的示意图；

图3为本发明中内部结构示意图；

图4为本发明中滞留件的结构示意图。

图中：1、连接杆；2、外筒；3、隔板；4、内筒；5、弹簧；6、下移动板；7、上移动板；8、连接架；9、压板；10、拉簧；11、气孔；12、储液管；121、管体；122、浮体；123、接近感应器；124、液压阀；13、滞留件；131、套管；132、支架；133、桨叶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种列车接地装置的恒压碳刷结构，包括与碳刷连接的连接杆1，连接杆1通过下移动板6与外筒2活动连接，外筒2的中部设有隔板3将其内部分割相互独立的液腔和移动腔，隔板3的中部固定连接有内筒4，内筒4高于液腔，内筒4的中部设有预压紧的弹簧5，弹簧初始弹力与设计的碳刷压力相同，弹簧弹力为碳刷提供与摩擦环贴紧压力，弹簧5的底部与下移动板6固定连接，下移动板6上设有气孔11，确保下移动板6自由的活动，弹簧5的顶部固定连接有压板9，压板9通过连接架8连接有上移动板7，上移动板7装配于外筒2的液腔内部，上移动板7与外筒2的内壁以及内筒4的外壁紧贴，确保密封性，外筒2的液腔内装填有电流变液，下移动板6和上移动板7相对的面均设置有电极片，使下移动板6和上移动板7之间形成稳定的电场，将电流变液变为固定，为上移动板7提供支撑力，限定上移动板7移动，进而使压板9固定，保证输出压力的稳定，外筒2的液腔连通有储液管12，压板9与外筒2之间设有拉簧10，拉簧10的拉力大于弹簧5的弹力，当碳刷距离变短，弹簧5的底部伸长，下移动板6向下移动，与上移动板7之间的间距增加，电场减小，在拉簧10的拉力作用下，电流变液粘度变小产生流动被排出至储液管12中，上移动板7向下移动，电场恢复到起始大小，电流变液停止流动提供稳定的支撑力。

其中，拉簧10缠绕外筒2的外壁，且拉簧10的底部连接与外筒2的底部，拉簧10的长度较长，其弹性系数较小，移动引起的弹力减少较小。

其中，外筒2的液腔内装配有环形液囊，液囊用于装填电流变液，液囊与储液管12连通，降低对上移动板7装配密封要求，降低设备成本和可靠性。

请参阅图2，其中，储液管12为细长的螺旋形，其直径小于外筒2的截面积，且螺旋管每隔定长还有直线段，由于碳刷的磨损相对较小，通过小直径放大变化量，通过直线段与螺旋段的交替设置，便于观察。

请参阅图3，其中，储液管12包括与外筒2连通的管体121，管体121内设有悬浮的浮体122，管体121的顶部设有接近感应器123，当浮体122到达接近感应器123位置并被检测到时，表示碳刷即将磨损用尽，需要更换。

其中，储液管12的顶部设有液压阀124，储液管12与外筒2的连通位置位于储液管12的底部，一方面，通过液压阀124泄压，保证外筒2中液体可以流入储液管12中，另一方面，通过压力差限制液体的流动，及电流变液的微小浓度变化即可破坏压力的平衡，促进流动，提高控制的灵敏度。

请参阅图4，其中，外筒2的液腔通过隔板3上开设的通孔与储液管12连通，且隔板3上的通孔内设有有滞留件13，滞留件13包括与隔板3垂直的套管131，套管131通过支架132连接有桨叶133，桨叶133的叶片紧贴套管131的内壁，且桨叶133的叶片投影相互重合，通孔位于电场的作用范围，且黏度直接影响流过桨叶133后的压力损失，即提高电场变化引起的压力损失变化，提高电场控制的可靠性。

本发明的工作原理及工作流程：

随着碳刷的磨损变短，引起下移动板6向下移动，弹簧5的弹力减少，同时由于下移动板6和上移动板7的间距变大，之间的电场变小，电流变液的黏度变小，与储液管12之间的压力失衡，液体流动，从外筒2流入的储液管12中，上移动板7向下移动，电场恢复初始大小，压力再次平衡，同时弹簧5的弹力恢复的初始状态。

随着碳刷的磨损，外筒2中液体流入到储液管12中，通过观察储液管12中的液体量即可确定碳刷的磨损程度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。