【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路道岔融雪，尤其涉及一种铁路道岔主动融雪养护装备及智能控制方法。
技术介绍
1、铁路道岔是行驶的铁路列车转换轨道的关键设备，其通过道岔尖轨的左右摆移动作来实现行车轨道转换。在冬季下雪时，道岔区域会出现积雪的情况，很容易造成道岔尖轨与基本轨之间夹雪，影响道岔尖轨的移动以及与基本轨的密贴，从而对行车安全造成危害，严重甚至会导致列车脱轨造成重大的安全事故。为了保证行车的安全，目前通过铁路道岔融雪设备融化铁路道岔上的积雪。
2、目前主要利用电加热进行道岔的融雪，基本原理为在道岔基本轨内侧腰部敷设电阻式加热条的方法，通过电热条发热，将热量传递给钢轨，使钢轨温度升高，以达到融雪除冰的目的。但由于电热条加热主要是通过热传导的方式，且在电热条给钢轨传导热量的同时，将大量的热量散发到空气中去，造成热量大量浪费，从而造成运营成本增加；且电热条加热使钢轨温升速度较慢，预热时间长，无法在特别寒冷和大雪结冰时快速融雪；同时，钢轨频繁加热冷却对其性能也会产生影响，且钢轨在温度较高时也无法保证列车通行。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种铁路道岔主动融雪养护装备及智能控制方法，解决了现有技术存在的耗能大、融雪效率低且不均匀、直接加热钢轨影响其性能、加热后无法快速通车的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种铁路道岔主动融雪养护装备，包括道岔本体、电气柜以及设置在气泵输出端的分配管路，所述道岔本体包括两
4、在基本轨内侧设置有若干个连续设置的用于感应加热融化其与尖轨之间积雪的感应加热设备，所述感应加热设备包括用于屏蔽电磁场的铝质壳体，所述铝质壳体的内侧依次设置有铁氧体、线圈、防火隔热层和钢板，且铁氧体导磁并作用于外侧的钢板上，线圈设置为矩形，所述铝质壳体的一端开设有入气口，在防火隔热层的顶部开设有若干个等距分布的气孔一，在钢板的底部开设有若干个等距分布的气孔二，防火隔热层和钢板间隔设置，同时两端由气泵输入冷空气对内部线圈降温后在隔热层和钢板间隙中二次加热排出吹雪并融雪。
5、作为本专利技术的进一步优化方案，所述电气柜包括电源控制装置、环境检测装置、传感器控制传输装置及隔离变压器，所述电源控制装置电线连接有电缆，电缆将电力经过隔离变压器输送至气泵及感应加热设备。
6、作为本专利技术的进一步优化方案，所述基本轨的底部安装有若干个等距设置的轨枕，尖轨的下方设有安装于轨枕上的滑床板，在基本轨的一侧设置有用于使尖轨向基本轨的方向自由滑动直至并轨的转辙机。
7、作为本专利技术的进一步优化方案，所述雨雪传感器设置在基本轨与尖轨之间，所述钢板和滑床板上分别设置温度传感器，控制传输装置分别与温度传感器和雨雪传感器电信连接，通过控制传输装置将信号传至控制中心以实时监测融雪除冰情况。
8、作为本专利技术的进一步优化方案，所述气泵的输出端设置有分配管路，所述分配管路包括输气口，输气口的一端固定连通有气管，且气管与入气口固定连通。
9、作为本专利技术的进一步优化方案，所述钢板的底部固定设置有若干个等距分布的钢片，且钢片与滑床板连接，将热量传导至滑床板上进行融雪除冰。
10、作为本专利技术的进一步优化方案，所述铝质壳体和钢板叠加的厚度小于尖轨并到基本轨时两者轨腰间距，不妨碍尖轨并轨。
11、一种铁路道岔主动融雪养护装备的智能控制方法，包括以下步骤：
12、s1：利用环境监测装置持续确定道岔区域的天气信息，所述天气信息包括现场温湿度信息、降雪情况，再根据列车调度信息，列车在某时刻进入某组道岔，确定是否开启对应的感应加热设备及气泵，同时确定预设提前开始融雪化冰的时长，该时长具体计算方式如下：
13、
14、其中，t为提前融雪预留的总时长；h为积雪厚度；s为基本轨与尖轨之间的面积；ρ为雪的密度，可现场取样测得也可根据经验公式计算；c为水的比热容；t0为积雪的温度；k0为静止空气传热系数；c为常数，由外侧钢板材料的属性决定；n是指数，取决于气流的类型，平流时取0.5，湍流时取0.8；v为风速；a为外侧钢板的面积；δt为钢板与环境的温度差；η为感应加热的加热效率；p为加热功率；t0为缓冲时间，防止融雪不充分而多加热的时间；
15、s2：若是，则根据提前融雪时间向控制中心输出预设的控制信号，在感应线圈上产生交变电流，对外侧的钢板加热，同时开启气泵将冷空气输入给线圈降温；
16、s3：根据温度传感器确定外侧的钢板温度，在其温度超过预设最高温度时停止加热，在温度降低到预设最低温度时重新开启加热融雪；
17、s4：根据基本轨与尖轨间的雨雪传感器确定融雪除冰情况，若积雪完全融化则可用转辙机带动尖轨实现并轨；若还未融化，返回步骤s3；若只剩少量积雪且滑床板温度较高已无积雪结冰情况则也可并轨，并轨时外侧的钢板的高温可快速融化剩余少量积雪；
18、s5：根据列车调度信息确定两辆列车经过此道岔的间隔时间t1及降雪速率v判断是否继续进行感应加热道岔本体融雪，降雪速率v可计算出下次列车经过时积雪厚度从而得出融雪总时长t；若t1<t，则可自动调节感应加热线圈功率大小将外侧的钢板维持在某一较低的温度范围内持续融雪化冰，维持道岔本体正常工作；若t1≥t，则需关闭设备以等待下次列车经过时提前开启。
19、借由上述技术方案，本专利技术提供了一种铁路道岔主动融雪养护装备及智能控制方法，相比于现有技术，至少具备以下有益效果：
20、1、本专利技术采用电磁感应原理通过涡流在钢板内部产生热量，加热速度快且效率更高，相比传统的电加热道岔融雪，因无需先向基本轨传热，使预热时间更短，大大减少了被外部环境带走的热量，同时利用铁氧体导磁将电磁能量集中作用于外侧的钢板，进一步降低能耗。
21、2、本专利技术通过在基本轨内侧设置感应加热设备融雪，设置铝质壳体屏蔽电磁能量作用于基本轨，不会再对基本轨直接加热，消除了频繁加热冷却对基本轨性能产生的影响，外侧的钢板的加热温度相比加热钢轨可以进一步提高，更快速的融雪除冰，且加热融雪除冰后钢轨无需冷却即可立即通车，降低了列车调度难度。
22、3、本专利技术通过在道岔旁设置气泵及分配管路，可以利用外部冷空气对感应加热设备线圈降温延长其工作时间防止其损坏，同时气流带走其热量后从防火隔热层上侧气孔一进入与外侧的钢板的间隙中进行二次加热后在钢板下侧气孔二排出，吹走积雪的同时进行融雪，相比于仅利用钢板加热后高温融雪，既没有浪费热量，也扩大了融雪范围，大大提高了融雪效率。
23、4、本专利技术通过在轨枕处接入钢片将外侧的钢板温度传导至滑床板对其进行融雪化冰，使得尖轨并轨不受滑床板上积雪结冰影响，加热一段时间后在远离基本轨处剩余少量积雪未融化时可直接启动转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁路道岔主动融雪养护装备，包括道岔本体(5)、电气柜(1)以及设置在气泵(3)输出端的分配管路(4)，其特征在于：所述道岔本体(5)包括两根间隔设置的基本轨(501)，在基本轨(501)的一侧活动设置有尖轨(502)，在基本轨(501)内侧设置有若干个连续设置的用于感应加热融化其与尖轨(502)之间积雪的感应加热设备(6)；
2.根据权利要求1所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述电气柜(1)包括电源控制装置(101)、环境检测装置(103)、传感器控制传输装置(102)及隔离变压器(104)，所述电源控制装置(101)电线连接有电缆(2)，电缆(2)将电力经过隔离变压器(104)输送至气泵(3)及感应加热设备(6)。
3.根据权利要求2所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述基本轨(501)的底部安装有若干个等距设置的轨枕(504)，尖轨(502)的下方设有安装于轨枕(504)上的滑床板(503)，在基本轨(501)的一侧设置有用于使尖轨(502)向基本轨(501)的方向自由滑动直至并轨的转辙机(505)。
5.根据权利要求1所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述气泵(3)的输出端设置有分配管路(4)，所述分配管路(4)包括输气口(401)，输气口(401)的一端固定连通有气管(402)，且气管(402)与入气口(606)固定连通。
6.根据权利要求3所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述钢板(605)的底部固定设置有若干个等距分布的钢片，且钢片与滑床板(503)连接，将热量传导至滑床板(503)上进行融雪除冰。
7.根据权利要求1所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述铝质壳体(601)和钢板(605)叠加的厚度小于尖轨(502)并到基本轨(501)时两者轨腰间距，不妨碍尖轨(502)并轨。
8.一种用于权利要求1-7中任意一项的铁路道岔主动融雪养护装备的智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铁路道岔主动融雪养护装备，包括道岔本体(5)、电气柜(1)以及设置在气泵(3)输出端的分配管路(4)，其特征在于：所述道岔本体(5)包括两根间隔设置的基本轨(501)，在基本轨(501)的一侧活动设置有尖轨(502)，在基本轨(501)内侧设置有若干个连续设置的用于感应加热融化其与尖轨(502)之间积雪的感应加热设备(6)；
2.根据权利要求1所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述电气柜(1)包括电源控制装置(101)、环境检测装置(103)、传感器控制传输装置(102)及隔离变压器(104)，所述电源控制装置(101)电线连接有电缆(2)，电缆(2)将电力经过隔离变压器(104)输送至气泵(3)及感应加热设备(6)。
3.根据权利要求2所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，其特征在于：所述基本轨(501)的底部安装有若干个等距设置的轨枕(504)，尖轨(502)的下方设有安装于轨枕(504)上的滑床板(503)，在基本轨(501)的一侧设置有用于使尖轨(502)向基本轨(501)的方向自由滑动直至并轨的转辙机(505)。
4.根据权利要求3所述的一种铁路道岔主动融雪养护装备，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，陈波，肖衡林，刘正红，刘涵奇，陈智，王红，张红波，张玄成，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。