铁路轨道或车轮的表面调节制造技术

一种用于铁路轨道2和/或铁路车辆车轮7的表面调节装置1，该装置包括：DC电源3；气体供应9；等离子体输送头13，连接以接收来自所述电源3的DC电和来自所述气体供应9的气体；以及点火器6，用于点燃所述等离子体输送头13中的所述气体：其中，在使用中，通过点燃所述输送头13中的所述气体，在所述输送头内13产生等离子体，并将带有气体的等离子体从所述输送头吹到铁路轨道2和/或铁路车辆车轮7上，从而调节所述轨道2和/或者车轮7。轨道2和/或者车轮7。轨道2和/或者车轮7。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁路轨道或车轮的表面调节


[0001]本专利技术一般涉及表面调节领域，特别是用于铁路轨道和铁路车辆车轮的表面调节装置和方法，以帮助保持轨道与车轮界面的最佳状态。

技术介绍

[0002]铁路轨道的表面状况对铁路网络运营商提出真正的挑战，他们必须确保轨道得到良好维护，并保持在轨道车辆通行的最佳状态。通常由钢材制成的铁路轨道受到过往车辆的相当大的作用力，可导致表面和结构磨损，同时也暴露在不利和频繁变化的天气条件下，以及全年的其他环境危害。轨道与车轮之间的界面，通常是钢对钢的界面，提供一种节能组合，但事实证明，这种界面对污染非常敏感。降水、露水、落叶、局部温度变化、极端天气条件、植被和其他碎屑，都是可能影响轨道表面状况，从而影响轨道车辆通过的一些事件。这些污染物中的大多数都含有大量的水，这会影响车轮在轨道表面的附着力。
[0003]轨道车辆的平稳、安全和高效运行依赖于钢轨和钢轮之间的摩擦。使用传统制动器的轨道车辆的可预测和优化制动的基础是创建可靠的轨道
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车轮界面，该界面具有足够的摩擦力以达到所需的减速率。当轨道变得光滑或油腻时，摩擦可以减少，这通常是因为雨水、露水、油等液体，甚至是落叶腐烂掉在线路上，并可变得压实。这可能导致水溶性叶子成分和钢轨涂层之间发生化学反应。这种涂层是半永久性的，因此可需要时间才能被列车通过充分磨损。就湿气和碎屑而言，铁路轨道表面条件的这种差异和不可预测性可给网络运营商带来真正的挑战。在发生这种情况之前，他们必须预测超车车辆所经历的低摩擦条件导致车辆打滑的可能性，并采取措施将影响降至最低。他们必须对轨道状况进行持续监测，以标记出关注的区域，并再次采取措施纠正这些区域。他们必须确保列车沿线路有足够的间隔，以确保根据多变的地面条件考虑到所需的停车距离。由于这些条件随时都可能发生变化，特别是由于天气多变而导致的环境条件，因此发生问题非常常见。铁路网络运营商很快就会延误或取消列车，而不会危及乘客安全。时间表经常会因季节不同而改变，例如在英国，人们会定期制定秋季时间表，以预测落叶季节的延迟。这给铁路行业带来了相当大的成本。据估计，单单在英国，每年在线休假的直接成本约为6000万英镑，估计相当于3.5亿英镑左右的社会成本。
[0004]当列车首次出发并开始移动时，轨道与车轮界面处的摩擦损失会影响牵引力，对于货运列车，这会影响牵引能力。车轮可旋转，在某些情况下，列车无法移动。这些低摩擦条件会导致车轮与轨道界面之间的附着力差，也会导致制动和停车时出现问题。摩擦力的大量损失导致制动力降低，这意味着停车距离要长得多，在铁路网内调度列车时必须考虑到这一点。在极端情况下，车轮甚至可能抱死，导致火车滑入轨道。这可对车轮和轨道造成相当大的损坏。如果驾驶员没有留出足够的距离使列车停止，车站站台也可超调。
[0005]当雪和冰沉积在轨道上时，会导致出现这种低附着力条件，使轨道车辆在制动过程中容易滑动或打滑，同时也会导致列车难以起步。但不太明显的情况，如一段时间的干旱天气后的小雨，或铁路上的晨露，也可能导致铁路网面临严峻的铁路条件。对轨道表面状况
的影响可只是短期的，但这种影响的不可预测性可能足以使过往轨道车辆发生重大事故。试验表明，低附着力事件与露点的发生有着密切的关系，露点是指空气中的水蒸气冷凝到轨头上，形成液膜。这种油膜会导致车轮与轨道之间的界面失去牵引力。
[0006]其他影响因素被认为包括从闸瓦到盘式制动器的移动，这意味着轨道的某些表面清洁和调节不再因磨损而发生。人们还认为，铁路网络运营商不再需要进行足够的线路维护，而这在蒸汽机车时代是必不可少的，以防止植被起火。植被的额外生长增加了叶片的供应量，叶片落到生产线上的数量增加，从而加剧了问题。它还可能影响某些地区的露点和当地气候。在极端情况下，树叶物质的积累会使车轮与轨道电绝缘，从而导致信号故障。当树叶物质将车轮与轨道电绝缘，从而导致信号故障时，这可能会导致诸如错误侧轨道电路故障(WSTCF)之类的事件。当列车因无法停车而滑过信号机时，也可发生其他事件，如信号危险通过或SPAD。
[0007]轨道车辆通常配备车轮防滑保护装置，以应对光滑的轨道条件。当车轮被锁定时，可以将平点磨成钢圈，尤其是当车轮进入轨道的防滑部分时，车轮仍在滑动。这可能会导致车轮扁平，车轮形状与原来的轮廓不同，从而导致严重振动，需要重新修整车轮，甚至需要以相当大的费用更换车轮。
[0008]为了应对这种多变的环境，已经尝试了多种不同的轨道表面处理方法，许多方法正在运行中。这些方法包括使用喷射器清除任何沉积物或碎屑，例如在某种形式的机械擦洗装置旁边使用喷水器。还对钢轨进行了激光喷砂试验。或在轨道和/或车轮上涂上高摩擦材料，例如将沙子作为糊状物或其他方式沉积，或在轨道上涂上附着力改性化学品。在制动和加速过程中，沙子有助于粘合。然而，使用沙子可能会增加不必要绝缘的风险，因此沙子也可能含有金属颗粒。例如，粘着改性剂，如Sandite
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,沙子、铝颗粒和粘合剂的组合。用沙子和诸如Sandite
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之类的物质对轨道进行喷砂或涂层被认为不能提供经济合理的解决方案，也不能认为将这些物质释放到环境中是对环境友好的。目前使用的替代涂层包括Track Grip 60
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(TG60
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)，一种钢轨粘着增强剂或Electragel，由悬浮在凝胶中的钢颗粒和沙子组成。为了解决轨道上湿气和结露的问题，从而改善牵引和阻抗性能，钢轨通常采用疏水产品进行处理。在轨道上涂敷这些涂层或处理通常需要专用列车或轨道车辆，也可能需要手动或手动涂敷。在英国，这些车辆通常包括轨头处理列车或RHTT，或多用途车辆或MPV。同样，铁路网络运营商面临的挑战是，要将其纳入网络的整体运营中，确保此类铁路车辆的通行，或在轨道不使用的时候应用此类涂层和物质。
[0009]在经常出现显著低附着力的特定地点或轨道部分，如车站引道上，可能安装了牵引凝胶涂敷器。当轨道车辆通过时，这些液体将作用于轨头。
[0010]这些过程只在短时间内有效。一旦下一片树叶掉落，或由于列车经过时的空气动力学湍流而被固定在轨道上，或其他碎屑沿线路降落，轨道上的喷射爆破就无效。沙和其他处理产品直接沉积在轨道或轨头上可能更耐用，但这些物质很容易被雨水冲走。
[0011]现有技术展示了许多试图以各种方式满足这些需求的设备。
[0012]US 3 685 454(英国铁路局)公开一种使用支撑在车辆上的等离子炬或多个等离子炬清洁钢轨以提高轮轨附着力的方法。该装置包括安装在载体上的电磁探测器，用于在火炬头不再作用于距所述轨道适当距离的轨道上时检测和发送错误信号。本文件介绍使用等离子焊炬调节轨道表面，但更关注的是焊炬头相对于轨道的定位，而不是将高效和高效
等离子发电与轨道
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轨道界面应用相结合。
[0013]GB 1 179 391(Tetronics研发有限公司)公开一种通过使用超大气高电流密度电弧等离子体源的气体流出物处理金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于铁路轨道和/或铁路车辆车轮的表面调节装置，该装置包括：DC电源；气体供应；等离子体输送头，连接以接收来自所述电源的DC电和来自所述气体供应的气体；和点火器，用于点燃所述等离子体输送头中的所述气体：其中，在使用中，通过点燃所述输送头中的所述气体，在所述输送头内产生等离子体，并将带有气体的等离子体从所述输送头吹到铁路轨道和/或铁路车辆车轮上，从而调节所述轨道和/或者车轮。2.根据权利要求1所述的表面调节装置，其中所述气体包括氮气。3.根据权利要求1或2所述的表面调节装置，其中所述气体包括气体混合物。4.根据权利要求2和3所述的表面调节装置，其中所述气体混合物包括氢气和氮气的混合物、或氮气和氧气的混合物。5.根据任一前述权利要求所述的表面调节装置，其中所述气体包括氩气作为初始气体以启动点火，以及另一种气体或气体混合物以代替氩气并产生等离子体。6.根据任一前述权利要求所述的表面调节装置，其中所述电源是双电压逆变器电源。7.根据任一前述权利要求所述的表面调节装置，还包括热交换系统，可操作以降低所述等离子体输送头处或附近的温度。8.根据任一前述权利要求所述的表面调节装置，还包括防冻系统，可操作以在所述等离子体输送头处或附近循环防冻介质。9.根据任一前述权利要求所述的表面调节装置，还包括冷却系统，可操作以在所述等离子体输送头处或附近循环冷却剂。10.根据任一前述权利要求所述的表面调节装置，其中所述等离子体输送头在300℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：普拉斯马特拉科有限公司，
类型：发明
国别省市：