CN102444058B - 辐射式铁路道岔融冰除雪系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐射式铁路道岔融冰除雪系统，包括智能电源、智能控制器和辐射器，其特征在于：辐射器置于道岔基本轨与尖轨合拢后的内部，所述辐射器为扁平带状，正面为辐射面，冲着尖轨密贴面定向辐射，背面有隔热层并紧靠基本轨安装，辐射器外部不导电且与铁轨无电气连接，采用远红外线辐射加热技术直接融除道岔密贴部位的积雪。本发明的辐射式道岔除雪系统所需供电容量较小，安装简便，不与铁路其他任何电气系统发生干扰，热能转换和融冰除雪效率高，在工作过程中可保证道岔密贴部位的融冰除雪彻底可靠，确保道岔转辙锁闭到位。

Description

辐射式铁路道岔融冰除雪系统

技术领域

本发明专利属于铁路运输设施的配套装置，涉及一种具有自动融除铁路道岔部位的冰雪，保证道岔转辙正常，信号连锁到位功能的铁路道岔融雪装置。

背景技术

在我国的大部分地区，铁路运输系统在冬季常常被冰雪天气所困扰，如何及时、安全、经济、可靠地清除铁路道岔部位的积雪，防止道岔转辙装置失灵现象的发生，一直是铁路交通运输系统十分重视而又难以解决的问题。目前在用的电加热道岔融雪系统均是通过安装在道岔基本轨或滑床板旁边的加热装置传导热量至基本轨、滑床板以及尖轨，使其温度高于冰点而融化覆盖在其上的冰雪。但是因为基本轨、滑床板以及尖轨的质量较大，散热面也大，加热其须耗费的能量也大，受外部气温低和风速的影响也很大，在气温降低的夜间进行融雪，需要使用更多的能源而且效率不高，而且当夜间进行融雪时，在拂晓气温最冷的时间段中，融化的雪水有时会再次结冰，可能会给道岔转辙带来不利的影响。如此一来当遇到较大的暴风雪、冰冻天气时，融雪系统就会失效，进而影响转辙机正常工作，道岔不能锁闭，机车不能通行，造成铁路运输误点、停运。

热能传递的形式：辐射、传导、对流。热能在高温下主要（90%）以辐射的形式传递，其辐射强度与温度的四次方成正比。辐射换热不需要媒质，向外界散失的热量少，容易控制辐射能量的空间分布，且辐射直接作用于被加热物，能避免加热周围空气而损耗热量，是一种高效的加热方式，红外线线加热即是最值得采用的一种辐射加热方法，红外线加热与传统的蒸汽、热风和电阻等加热方法相比，具有加热速度快、加热效率高等许多优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐射式铁路道岔融冰除雪方案，不再加热道岔的基本轨、滑床板和尖轨，直接把电能转化为辐射能定向辐射并融除道岔密贴区域的冰雪，节能降耗，提高铁路道岔融冰除雪效率。

本发明涉及一种具有按指令自动融除道岔密贴区域冰雪的铁路道岔防冰雪解决方案，其特征在于：采用红外线辐射加热技术按指令启动并自动融除道岔密贴部位区域的冰雪，是由智能电源与智能控制器通过埋地电缆与辐射器连接，在辐射区域装有温度传感器，将辐射器置于道岔密贴部位内侧，用夹子将辐射器紧固于道岔基本轨的轨腰处，由辐射器以热辐射的方式把位于道岔密贴部位滑床板附近的冰雪由内部加热并使其逐渐消融的。

辐射器是由耐热钢制外壳包裹的发热芯体，正面有网孔并涂有红外线辐射材料，背面为隔热层，辐射器为单面定向辐射，正面为辐射面，冲着尖轨密贴面，背面靠着基本轨，有隔热层，辐射器工作时辐射出波长峰值为3.0-8.0μm的红外线，辐射距离超过20公分，辐射区域完全覆盖道岔转辙密贴部位可容纳冰雪的空间，辐射器是由分段模块连接组成，按道岔密贴部位的长度可由多段模块扣接而成，辐射器外部不导电且与铁轨无电气连接。

本发明铁路道岔融冰除雪系统使用智能电源，其输出电压、电流可控，输出功率连续可调，辐射器的长度略长于道岔尖轨密贴部位，可根据铁路道岔的种类调整其长度。装置启动后辐射器很快即可发出定向的辐射能量，穿透并融化道岔密贴区域的冰雪，智能控制器可根据安装在辐射区域远端的温度传感器反馈的信号判断道岔密贴部位是否有积雪并自动调节输出功率，若无冰雪则停止加热，并且设有温度保护防止加温过高，在工作过程中确保道岔密贴部位的融雪除冰高效可靠。本发明的技术特征在于是由安装在道岔密贴部位基本轨轨腰处的辐射器以热辐射的方式把位于道岔密贴部位滑床板附近的冰雪由内部加热并使其逐渐消融的。

本发明的优势在于：系统所需的供电容量较小，加热量损失较小，受外部气温及风速的影响较小，加热效率较高，融冰除雪较为彻底。

附图说明

图1辐射式铁路道岔融冰除雪系统构成示意图；

图2辐射式铁路道岔融冰除雪系统安装结构示意图；

图3辐射式铁路道岔融冰除雪系统辐射器安装位置示意图；

图4辐射式铁路道岔融冰除雪系统辐射器辐射区域示意图；

图5辐射式铁路道岔融冰除雪系统辐射器的结构示意图。

图中：1、智能电源、2、智能控制器、3、埋地电缆、4、辐射器、5、温度传感器、6、道岔基本轨、7、夹子、8、道岔尖轨、9、辐射区域。

本发明辐射式铁路道岔融冰除雪系统是这样实现的，下面结合附图做具体说明。

如图1、图2所示，辐射式铁路道岔融冰除雪系统，是由智能电源1和智能控制器2通过埋地电缆3与辐射器4连接，辐射器4是通过安装在基本轨6上的夹子7夹紧固定，将辐射器4置于道岔基本轨6与尖轨8合拢后的内部，用夹子7将辐射器4紧固于道岔基本轨6的轨腰处，可由辐射器以热辐射的方式把位于道岔密贴部位滑床板附近的冰雪由内部加热并使其逐渐消融。

如图3、图4所示，辐射器4由钢制外壳包裹，为宽80mm厚5mm的扁平带状，靠着基本轨的背面具有隔热层，可以方便地放置于道岔基本轨6与尖轨8合拢后轨腰处的狭缝中，夹子7可以有效地防止因钢轨的震动造成辐射器4松的或脱落。安装时将辐射器4放置在道岔基本轨6与尖轨8相对应一侧的轨腰中，辐射面冲着尖轨密贴面，辐射器4的长度略长于道岔尖轨密贴部分，可根据铁路道岔的种类调整，而辐射器4用多个紧固夹子7固定在道岔基本轨6的轨腰上，其紧固程度必须保证辐射器4在钢轨频繁冲击振动的情况下不松动、不滑落。

本发明辐射式铁路道岔融冰除雪系统使用智能电源，智能电源的输出电流、电压可控，输出功率连续可调，按指令启动融雪设备后辐射器4即开始工作，当辐射器正面温度为130℃--600℃时,辐射出波长峰值为3.0-8.0μm的红外线，辐射距离超过20公分，完全覆盖道岔密贴部位区域滑床板附近的冰雪。由于冰雪中水分子的分子结构不对称，其偶极矩不为零，对红外线敏感，在红外线的作用下水分子大量吸收的红外辐射能，使水分子运动加剧，水分子的运动能量、转动能量增加，得到远红外线能量的分子会加速与其他分子冲撞，分子冲撞产生热。远红外线可以将热能传递到物体内部，使冰雪由内部开始加热升温，逐渐融化乃至蒸发烘干，达到清除铁路道岔密贴部位冰雪的目的。

智能控制器2按指令自动切换连接智能电源至需要转辙的道岔上的辐射器4，并根据安装在辐射区域远端的温度传感器5反馈的温度信号判断道岔密贴部位是否还有积雪并自动调节辐射器4的辐射强度，若无冰雪则停止红外线辐射，在工作过程中确保道岔密贴部位的融冰除雪可靠，保证道岔转辙锁闭到位，以使铁路运输正常。

以上对本发明提供的一种辐射式铁路道岔融冰除雪系统构做了详细介绍，本文中应用了具体的个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明用于帮助理解本发明的方法及其思想；同时，对于本技术领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种辐射式铁路道岔融冰除雪系统，包括智能电源（1），智能控制器（2）和辐射器（4），其特征在于：智能电源（1）通过智能控制器（2）以及埋地电缆（3）与辐射器（4）连接，将辐射器（4）置于道岔基本轨（6）与尖轨（8）合拢后的内部，用夹子（7）将辐射器（4）紧固于道岔基本轨（6）的轨腰处，由辐射器以热辐射的方式把位于道岔密贴部位滑床板附近的冰雪由内部加热并使其逐渐消融的。

2.根据权利要求l所述的辐射式铁路道岔融冰除雪系统，其特征在于：所说的智能电源（1）的输出电流、电压可控，输出功率连续可调。

3.根据权利要求l所述的辐射式铁路道岔融冰除雪系统，其特征在于：所说的智能控制器（2）按指令将智能电源（1）切换连接至道岔需密贴部位的基本轨上的辐射器（4），并根据安装在辐射区域远端的温度传感器（5）反馈的温度信号判断道岔密贴部位是否还有积雪而调节辐射器（4）的辐射强度。

4.根据权利要求l所述的辐射式铁路道岔融冰除雪系统，其特征在于：所说的辐射器（4）正面有网孔并涂有红外线辐射材料，背面为隔热层，辐射器为单面定向辐射，正面为辐射面，冲着尖轨密贴面，背面靠着基本轨，有隔热层，由耐热不锈钢外壳包裹，辐射器外部不导电且与铁轨无电气连接。