一种铁路转辙机接点罩及工作方法与流程

1.本发明属于机电技术领域，其涉及铁路转辙机接点工作可靠性提升的一种机电一体化产品，可用于铁路转辙机接点的维护与监测，特别是关于一种铁路转辙机接点罩及工作方法。
技术背景
2.转辙机是道岔的转换设备，它的主要功能是转换锁闭道岔尖轨，表示和监督联锁区内道岔尖轨或者心轨的位置以及状态，对于铁路信号灯实现自动控制及远距离控制有着重要的意义。
3.转辙机内部的表示机构是实现铁路道岔转换过程中确认道岔是否按要求转换到位并给出道岔状态表示信息的重要机构，而接点作为表示机构的重要组成部分，其即是表示电路通断的开关也是给出表示信号的关键环节。因此，转辙机接点通断的可靠性对列车行车安全有重要作用。
4.转辙机接点常见故障主要有两个方面：一个是接点的缓动，主要是接点转动机构因动静动接点接触区域电腐蚀氧化物颗粒、磨损物颗粒等造成的摩擦系数增加导致滑动摩擦阻力变大造成的；另一个是接点信号失表示，主要是转辙机的动静接点接触区域夹杂不导电介质如氧化镍颗粒、灰尘、油脂、凝露等引起的电阻增大造成的短暂电路不通。综上所述可以看出转辙机接点故障主要是动接点和静接点接触区域夹杂的异物引起的，因此，如何对接点进行清洁对减少转辙机接点故障十分重要。
5.目前对转辙机接点的维护主要是在定期维修时间进行清洁，方法是维护人员将转辙机机盖打开，断开转辙机电路，用清洁布进行擦拭，由于现场维护时间短任务重，人工清洁转辙机接点给维护人员造成巨大的工作量，因此，涉及一种具有接点环自清洁功能、接点局部温湿监控功能、接点电阻监测功能的转辙机接点罩孕育而生，其特点是结构简单，安装和拆卸方便，易于维护。


技术实现要素：

6.本发明的目的针对上述已有技术的不足，提出一种结构简单、能清理自身接点环区域的异物对降低接点电阻、减少动接点环脱出阻力、防止接点卡阻、保证接点电路接通可靠，可以大幅降低维护人员对转辙机接点的维护与保养工作量的铁路转辙机接点罩及工作方法。
7.为解决上述问题，本发明的目的是这样实现的，涉及一种铁路转辙机接点罩及工作方法，其特征是：包括：室内监控主机、室外控制器、自清洁模块、温度调节模块、接点电阻检测采集模块、液位采集模块；室内监控主机通过网络与室外控制器连接进行供电指令的下达和室外控制器的工作监控；自清洁模块的清洁液液位采集模块通过网络分别与室外控制器和室内监控主机连接；温度调节模块的温湿度传感器通过网络与室外控制器连接，室外控制器与室内监控主机网络连接进行温湿度数据的采集、传输与监控；当温湿度条件达
到凝露条件时室内监控主机通过室外控制器向温度调控模块发出温度调节指令；接点电阻检测采集模块通过网络分别与室外控制器和室内监控主机连接进行转辙机全部接点的电压、电流检测、采集、传输和监控。
8.本发明涉及一种转辙机接点罩的工作方法具体包括如下步骤：第一步，室内监控主机实时接收室外控制器发送的数据信息并在现实页面绘制实时曲线以便维护人员调阅和查看；第二步，室内控制器轮询转辙机自清洁模块的编号、状态及实时数据，通过警戒线判断是否需要对转辙机进行维护；（2a）当室内控制器判断自清洁模块清洁液液位降低时，室内控制器向维护人员发出自清洁模块补充清洁液的维护警报；（2b）当室内控制器判断自清洁模块清洁液液位数据异常时，室内控制器向维护人员发出自清洁模块故障维护警报；第三步，转辙机动接点组断开左侧静接点并在转动中间状态扫过自清洁装置的刷头，刷头将动接点环与静接点片接触区域异物扫除，同时擦拭动接点环上的油污；第四步，刷头振动引起清洁液从清洁液存储罐顺着缓渗透层流出重新附着在刷头上，等待下一次清洁；第五步，当温度调控模块实时监测接点罩区域内的温湿度接近凝露条件时，室内监控主机向室外控制器发出指令，启动温度控制程序，开启加热元件和风扇电源，将热空气吹入接点区域，提高环境温度防止接点凝露；第六步，当温度升高后，空气含水量提高，温湿度传感器采集到的数据不构成凝露条件，室内监控主机向室外控制器发出温度控制指令，室外控制器关闭风扇和加热元件的电源，风扇和加热元件停止工作；第七步，接点电阻检测模块通过三对霍尔电压/电流传感器检测接点电压和电流值，并通过计算得到接点阻值，再通过室外控制器向室内监控主机传输检测数据；第八步，接点接触电阻的数值超出预警值或异常时，室内监控主机发出警报向维护人员提示接点电阻需要人工维护。
9.本发明具有如下优点：1）结构简单，接点清洁装置利用转辙机动接点的工作时产生的动能清理自身接点环区域的异物对降低接点电阻、减少动接点环脱出阻力、防止接点卡阻的作用。
10.2）利用温度调节系统可以对转辙机接点局部区域进行温度控制，可以防止接点片凝露，保证接点电路接通的可靠性。
11.3）接点电阻监测系统可以实时监测转辙机接点电阻值的变化情况，并给出维护预警区间，可以大幅降度维护人员对转辙机接点的维护与保养工作量。
12.下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。
附图说明
13.图1为本发明一种铁路转辙机接点罩系统组成示意图；图2为本发明一种铁路转辙机接点罩结构组成示意图；图3为本发明一种铁路转辙机接点罩截面示意图；
图4为本发明接点自清洁模块示意图；图5为本发明温度控制模块示意图；图6为本发明接点电阻检测模块示意图；图7为本发明动接点组转换左侧接点接通状态示意图；图8为本发明动接点组转换中间状态示意图；图9为本发明动接点组转换右侧接点接通状态示意图；图10为本发明工作流程及步骤示意图。
14.图中：1、室内监控主机；2、室外控制器；3、自清洁模块； 31、接点罩安装螺栓；32、接点罩壳；33、密封垫；34、第二自清洁单元； 35、第一自清洁单元；351、空心支撑立柱；352、清洁液存储罐；353、清洁液存储罐盖；354、自清洁装置安装螺母；355、清洁液；356、存储罐缓渗透层；357、上渗透孔；358、立柱缓渗透层； 359、第一下渗透孔； 3510、第一中心刷头； 3511、第二下渗透孔； 3512、第二中心刷头；3513、液位传感器； 36、第一侧刷安装块； 37、第一侧刷； 38、第二侧刷安装块； 39、第二侧刷；4、温度调控模块；41、温控模块支撑架； 42、第一温度调节单元； 43、第二温度调节单元；44、风扇；45、加热元件；46、防尘吸油网； 47、第一温湿度传感器； 48、第二温湿度传感器；49、风扇轴；410、微型电机；5、接点电阻检测模块；51、第一霍尔电压/电流传感器；52、第二霍尔电压/电流传感器；53、第三霍尔电压/电流传感器；54、第四霍尔电压/电流传感器；55、第五霍尔电压/电流传感器；56、第六霍尔电压/电流传感器；6、接点柱组；61、第一接点柱；62、第二接点柱；63、第三接点柱；64、第四接点柱；65、第五接点柱；66、第六接点柱；7、静接点组；71、第一静接点片；72、第二静接点片；73、第三静接点片；74、第四静接点片；75、第五静接点片；76、第六静接点片；8、动接点组；81、第一动接点环；82、第二动接点环；83、第三动接点环；9、接点座；10、液位采集模块。
具体实施方式
15.为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及方法，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其方法，详细说明如下。
16.如图1所示，本发明提供一种铁路转辙机接点罩及工作方法的系统组成示意图，所述的室内监控主机1通过网络与室外控制器2连接进行供电指令的下达和室外控制器2的工作监控；自清洁模块3的清洁液355液位传感器通过网络依次与室外控制器2和室内监控主机1连接；温度调节模块4的温湿度传感器通过网络与室外控制器2连接，室外控制器2与室内监控主机1网络连接进行温湿度数据的采集、传输与监控；当温湿度条件达到凝露条件时室内监控主机1通过室外控制器2向温度调控模块4发出温度调节指令，接点电阻检测采集模块5依次通过网络分别与室外控制器2和室内监控主机1连接进行转辙机全部接点的电压、电流检测、采集、传输和监控。
17.如图2、图3和图4所示，本发明涉及一种铁路转辙机接点罩及工作方法，其特征是：包括自清洁模块3、温度调控模块4、接点电阻检测模块5、接点柱6、静接点片7、动接点8、接点座9；所述的自清洁模块3包括： 接点罩安装螺栓31、接点罩壳32、密封垫33、第二自清洁装置34、第一自清洁装置35；自清洁模块3的接点罩安装螺栓31将接点罩壳32、密封垫33和温度调控模块4的温控模块支撑架41与接点座9固定连接；接点柱6通过螺栓与静接点片7连
接；静接点片7与动接点8接触连接；温度调控模块4通过温控模块支撑架41安装在自清洁模块3的接点罩壳32上方。
18.如图3和图4所示，所述的自清洁装置35包括：空心支撑立柱351、清洁液存储罐352、清洁液存储罐盖353、自清洁装置安装螺母354、清洁液355、存储罐缓渗透层356、上渗透孔357、立柱缓渗透层358、下渗透孔359、第一中心刷头3510、下渗透孔3511、第二中心刷头3512；自清洁模块3中第一自清洁单元35的空心支撑立柱351通过自清洁装置安装螺母354将带有清洁液存储罐盖353的清洁液存储罐352压紧在接点罩壳32上；第一自清洁单元35的空心支撑立柱351下端为方形腔体两侧分别通过下渗透孔359和下渗透孔3511与第一中心刷头3510和第二中心刷头3512连接；清洁液存储罐352内有两层上端为清洁液355下端存储罐缓渗透层356；存储罐缓渗透层356通过空心支撑立柱351的上渗透孔357与立柱缓渗透层358连接；第一自清洁单元35的空心支撑立柱351下端为方形腔体两侧安装有第一中心刷头3510和第二中心刷头3512；清洁液355上漂浮有液位传感器3513，液位传感器3513与液位采集模块10通过线缆连接；第一侧刷37通过第一侧刷安装块36固定连接在接点罩壳32左侧壁上；第二侧刷39通过第二侧刷安装块38固定连接在接点罩壳32右侧壁上；温度调控模块4的温控模块支撑架41分别与第一温度调节单元42、第二温度调节单元43固定连接；第一温度调节单元42通过风扇轴49分别与风扇44、加热元件45连接；温度调控模块4的防尘吸油网46、第一温湿度传感器47、第二温湿度传感器48分别与接点罩壳32上的对应安装孔固定连接。
19.如图5所示，温度调控模块4包括：温控模块支撑架41、第一温度调节单元42、第二温度调节单元43、风扇44、加热元件45、防尘吸油网46、第一温湿度传感器47、第二温湿度传感器48、风扇轴49、微型电机410，温度调控模块4的温控模块支撑架41分别与第一温度调节单元42、第二温度调节单元43固定连接；第一温度调节单元42通过风扇轴49分别与风扇44、加热元件45连接；温度调控模块4的防尘吸油网46、第一温湿度传感器47、第二温湿度传感器48分别与接点罩壳32上的对应安装孔固定连接。
20.温度调控模块4通过温控模块支撑架41安装在自清洁模块3的接点罩壳32上方，其第一温湿度传感器47和第二温湿度传感器48安装在接点罩壳32下方，对动接点组6和静接点组7的局部空间区域进行温度和湿度数据的采集；当第一温湿度传感器47和第二温湿度传感器48采集到的温湿度数据接近动接点组6和静接点组7的凝露条件时，室内监控主机1向室外控制器2发出温度控制指令，室外控制器2开启风扇44和加热元件45的电源，风扇轴49内部安装有微型电机410，微型电机410转子带动风扇44转动，微型电机定子与加热元件45固定；当加热元件45发热并将周围空气升温后，风扇44转动带动热空气向下经过接点罩壳32上的防尘吸油网46对流动到动接点组6和静接点组7的局部空间区域，当温度升高后，空气含水量提高，第一温湿度传感器47和第一温湿度传感器48采集到的数据不构成凝露条件，室内监控主机1向室外控制器2关闭风扇44和加热元件45的电源，风扇44和加热元件45停止工作。
21.如图6所示，接点电阻检测模块5包括：第一霍尔电压/电流传感器51、第二霍尔电压/电流传感器52、第三霍尔电压/电流传感器53、第四霍尔电压/电流传感器54、第五霍尔电压/电流传感器55、第六霍尔电压/电流传感器56；接点电阻检测模块5的第一霍尔电压/电流传感器51通过线缆连接到第一接点柱61上；第一接点柱61通过螺栓与第一静接点片71
连接；第一静接点片71与第一动接点81接触连接；第二霍尔电压/电流传感器52通过线缆连接到第二接点柱62上；第二接点柱62通过螺栓与第二静接点片72连接；第二静接点片72与第一动接点81接触连接；以此类推第三霍尔电压/电流传感器53依次通过线缆连接到第三接点柱63上；第三接点柱63通过螺栓与第三静接点片73连接；第三静接点片73与第二动接点82接触连接；第四霍尔电压/电流传感器54依次通过线缆连接到第四接点柱64上；第四接点柱64通过螺栓与第四静接点片74连接；第四静接点片74与第二动接点82接触连接；第五霍尔电压/电流传感器55依次通过线缆连接到第五接点柱65上；第五接点柱65通过螺栓与第五静接点片75连接；第五静接点片75与第三动接点83接触连接；第六霍尔电压/电流传感器56依次通过线缆连接到第六接点柱66上；第六接点柱66通过螺栓与第六静接点片76连接；第六静接点片76与第三动接点83接触连接。
22.如图6所示，接点电阻检测模块5通过螺栓固定在接点座9上，接点电阻检测模块5上安装了6个霍尔电压/电流传感器，分别是第一霍尔电压/电流传感器51、第二霍尔电压/电流传感器52、第三霍尔电压/电流传感器53、第四霍尔电压/电流传感器54、第五霍尔电压/电流传感器55、第六霍尔电压/电流传感器56；第一回路的电流通过导线流经第一霍尔电压/电流传感器51（非接触），再经过第一接点柱61、第一静接点片71、第一动接点环81、第二静接点片72、第二接点柱62再通过导线流经第二霍尔电压/电流传感器52（非接触）流出；第二回路的电流通过导线流经第三霍尔电压/电流传感器53（非接触），再经过第三接点柱63、第三静接点片73、第二动接点环82、第四静接点片74、第四接点柱64再通过导线流经第四霍尔电压/电流传感器54（非接触）流出；第三回路的电流通过导线流经第五霍尔电压/电流传感器55（非接触），再经过第五接点柱65、第五静接点片75、第三动接点环83、第六静接点片76、第六接点柱66再通过导线流经第六霍尔电压/电流传感器56（非接触）流出；接点电阻检测模块5分别通过计算第一霍尔电压/电流传感器51和第二霍尔电压/电流传感器52的电压差与电流的比值得到接触电阻值r1、第三霍尔电压/电流传感器53和第四霍尔电压/电流传感器54的电压差与电流的比值得到接触电阻值r2、第五霍尔电压/电流传感器55和第六霍尔电压/电流传感器56的电压差与电流的比值得到接触电阻值r3，最后将接点接触电阻r1、r2、r3的数据通过外控制器2传给室内监控主机1进行实时监控；当接点接触电阻r1、r2、r3的数值超出预警值时，室内监控主机1发出警报向维护人员提示接点电阻需要人工维护。
23.如图7、图8、图9所示，当转辙机接点转换动作时，动接点组8断开左侧静接点片并经过中间状态最后与右侧静接点组7接触；当动接点组8到达中间位置时，由于侧刷37与第一中心刷头3510、侧刷39与第二中心刷头3512、第一中心刷头3510与第二中心刷头3512之间的间隙小于动接点组8的直径，导致动接点环8在运动过程中接触自清洁装置35和第一侧刷安装块36的第一侧刷37、第一中心刷头3510、第二中心刷头3512、第二侧刷39，刷头将动接点组8与静接点组7接触区域的磨损颗粒、灰尘、油渍等异物扫落清除，同时将动接点组8转动一定角度以保证均匀磨损；动接点组8经过刷头时，自清洁装置35的第一中心刷头3510和第二中心刷头3512的刷毛产生振动，此时自清洁装置35的清洁液存储罐352内上层的清洁液355向下流入存储罐缓渗透层356，再经过空心支撑立柱351的上渗透孔357流入立柱缓渗透层358中，最终清洁液355分别通过空心支撑立柱351底部第一下渗透孔359和第二下渗
透孔3511流入第一中心刷头3510和第二中心刷头3512上，准备为下次转辙机动接点组8动作时清洁接点环上的油污；当清洁液355上漂浮有液位传感器3513检测到清洁液35的液位降低到一定值时，液位传感器3513通过室外控制器2向室内监控主机1发生警报提示维护，请求人工补充清洁液355。
24.参照图7所示，本发明的工作流程及步骤如下所示：第一步，室内监控主机1实时接收室外控制器2发送的数据信息并在现实页面绘制实时曲线以便维护人员调阅和查看；第二步，室内控制器2轮询转辙机自清洁模块3的编号、状态及实时数据，通过警戒线判断是否需要对转辙机进行维护；（2a）当室内控制器2判断自清洁模块3清洁液355液位降低时，室内控制器2向维护人员发出自清洁模块3补充清洁液355的维护警报；（2b）当室内控制器2判断自清洁模块3清洁液355液位数据异常时，室内控制器2向维护人员发出自清洁模块3故障维护警报；第三步，转辙机动接点组8断开左侧静接点并在转动中间状态扫过自清洁装置35的刷头，刷头将动接点环与静接点片接触区域异物扫除，同时擦拭动接点环上的油污；第四步，刷头振动引起清洁液355从清洁液存储罐352顺着缓渗透层流出重新附着在刷头上，等待下一次清洁；第五步，当温度调控模块4实时监测接点罩区域内的温湿度接近凝露条件时，室内监控主机1向室外控制器2发出指令，启动温度控制程序，开启加热元件45和风扇44电源，将热空气吹入接点区域，提高环境温度防止接点凝露；第六步，当温度升高后，空气含水量提高，温湿度传感器采集到的数据不构成凝露条件，室内监控主机1向室外控制器2发出温度控制指令，室外控制器2关闭风扇和加热元件的电源，风扇44和加热元件45停止工作；第七步，接点电阻检测模块通过三对霍尔电压/电流传感器检测接点电压和电流值，并通过计算得到接点阻值，再通过室外控制器2向室内监控主机1传输检测数据；第八步，接点接触电阻的数值超出预警值或异常时，室内监控主机1发出警报向维护人员提示接点电阻需要人工维护。
25.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。