轨道吸煤车及其控制方法以及吸煤车组与流程

1.本公开涉及一种轨道吸煤车及其控制方法以及吸煤车组。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。
3.铁路运煤专线运煤车在进出铁路隧道口时，受活塞风作用，煤粉在气流扰动下，会散落铁路道床，长时间积累，煤粉会淹没枕轨，影响行车安全。为确保铁路运煤专线安全高效地运转，需定期清理铁路道床散落煤粉。目前主要以人工清理为主，作业效率低，占用通车运煤时间多，且作业环境恶劣，严重影响身体健康。
4.相关技术方案为一款铁路隧道全断面道床吸煤车组，由4节车厢构成，分别为动力车、主吸车、侧吸车、物料车，主吸和侧吸均采用负压抽吸原理，负压抽吸受物料固气比影响，对于抽吸大量物料时，需要的气力输送动力大、除尘过滤系统体积大，进而造成整车长度长，重量大，另外轨道外侧清扫辅助作业人员多，清扫效率低，经济性不高。
5.由于轨道外侧的煤粉覆盖宽度大，对其进行清扫时需要较大宽度的清扫装置，这样势必会增大轨道吸煤车的宽度，不易于操作，清扫效率低，且适用性范围不高。


技术实现要素：

6.本公开所要解决的一个技术问题是：提供一种轨道吸煤车及其控制方法以及吸煤车组，能够提升煤粉清扫效率和适用性范围。
7.本公开的一些实施例提供了一种轨道吸煤车，包括：车架和在沿着车架长度方向上设置的多个侧清扫装置，各侧清扫装置被配置为能够沿着车架宽度方向上错位伸出，以整体上覆盖轨道外侧的煤粉清扫面。
8.在一些实施例中，任意两个相邻的侧清扫装置的伸出方向相反。
9.在一些实施例中，还包括筛分机，侧清扫装置包括滚刷和提升机构，滚刷用于将道床的煤粉和部分道砟清扫至提升机构，提升机构用于将煤粉和道砟提升至筛分机，筛分机用于实现煤粉和道砟的分离。
10.在一些实施例中，提升机构包括从动轮、刮板链、刮板、主动轮、出料口和料斗，刮板设置在刮板链上，刮板链与主动轮和从动轮传动连接，刮板用于将滚刷清扫至料斗内的煤粉和道砟提升并通过出料口输送至筛分机。
11.在一些实施例中，筛分机包括风琴密封套和筛分机本体，风琴密封套的上端与提升机构的出料口连接，下端与筛分机本体连接。
12.在一些实施例中，筛分机被配置为拨料式棒条筛分机。
13.在一些实施例中，还包括水平输送机、导料管和主输送机，筛分机的煤粉出料口通过水平输送机与主输送机相通，筛分机的道砟出料口与导料管相通，导料管的出口端为敞口并朝下设置。
14.在一些实施例中，水平输送机被配置为可伸缩输送机。
15.在一些实施例中，还包括设置于车架的吸尘装置，其被配置为对轨道内侧的煤粉进行负压抽吸。
16.在一些实施例中，侧清扫装置设置在吸尘装置的前方。
17.本公开的一些实施例提供了一种控制方法，应用于控制前述轨道吸煤车，包括：
18.将各侧清扫装置沿着车架宽度方向上错位伸出，以整体上覆盖轨道外侧的煤粉清扫面；和
19.利用侧清扫装置对轨道外侧的煤粉进行清扫。
20.本公开的一些实施例提供了一种吸煤车组，包括物料车和前述轨道吸煤车。
21.本公开通过在沿着车架长度方向上设置多个侧清扫装置，各侧清扫装置被配置为能够沿着车架宽度方向上错位伸出，从而整体上覆盖轨道外侧的煤粉清扫面，这样有利于减小轨道吸煤车的设计宽度，提高其适用范围，轨道吸煤车中的各侧清扫装置的伸出距离不同，以清扫不同宽度区域的煤粉和道砟混合物料，从而完成对轨道外侧的煤粉全面清扫，易于操作，提高了清扫效率和适用性范围。
附图说明
22.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是根据本公开轨道吸煤车组的一些实施例的结构示意图；
24.图2是根据本公开轨道吸煤车的一些实施例的结构示意图；
25.图3是根据本公开轨道吸煤车的一些实施例中侧清扫装置在伸出状态下的结构示意图；
26.图4是根据本公开轨道吸煤车的一些实施例中侧清扫装置的内部结构示意图；
27.图5是根据本公开轨道吸煤车的一些实施例中多个侧清扫装置的结构示意图；
28.图6是根据本公开轨道吸煤车的一些实施例中吸尘装置的内部结构示意图。
29.附图标记说明
30.1、物料车；2、轨道吸煤车；21、驾驶室；22、电控室；23、侧清扫装置；23-1、第一组侧清扫装置；23-2、第二组侧清扫装置；23-3、第三组侧清扫装置；24、筛分机；25、水平输送机；26、导料管；27、重力除尘箱体；28、滤筒除尘箱体；29、动力系统；30、除尘动力室；31、后轨道轮组；32、吸尘装置；33、伸缩偏摆装置；34、前轨道轮组；35、车架；36、主输送机；231、滚刷；232、从动轮；233、刮板链；234、刮板；235、主动轮；236、出料口；237、料斗；241、风琴密封套；242、筛分机本体；251、输送机本体；252、伸缩油缸；253、滑轨套；254、煤粉出料口；273、除尘箱体；271、抛料管；272、星型卸料器；281、滤筒；282、反吹式脉冲阀；321、清扫滚刷；322、支撑轮；323、输料管；331、偏摆机构；332、水平伸缩梁；333、固定箱梁。
具体实施方式
31.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同
的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
32.本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
33.在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。
34.本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
35.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
36.结合如图1～图6所示，本公开的一些实施例提供了一种轨道吸煤车2，包括车架35和在沿着车架35长度方向上设置的多个侧清扫装置23，各侧清扫装置23被配置为能够沿着车架35宽度方向上错位伸出，以整体上覆盖轨道外侧的煤粉清扫面。
37.在该示意性的实施例中，通过在沿着车架35长度方向上设置多个侧清扫装置23，各侧清扫装置23被配置为能够沿着车架35宽度方向上错位伸出，从而整体上覆盖轨道外侧的煤粉清扫面，这样有利于减小轨道吸煤车的设计宽度，提高其适用范围，轨道吸煤车中的各侧清扫装置23的伸出距离不同，以清扫不同宽度区域的煤粉和道砟混合物料，从而完成对轨道外侧的煤粉全面清扫，易于操作，提高了清扫效率和适用性范围。
38.需要说明的是，本文中设定车架35的长度方向为平行于钢轨延伸的方向，车架35的宽度方向为平行于轨枕布置的方向。
39.如图5所示，在一些具体的实施例中，在沿着车架35长度方向上设置的多个侧清扫装置23包括第一组侧清扫装置23-1、第二组侧清扫装置23-2和第三组侧清扫装置23-3，每组侧清扫装置包括左右两个侧清扫装置23。
40.如图5所示，在一些实施例中，任意两个相邻的侧清扫装置23的伸出方向相反，有利于结构空间布置，减小占用宽度。
41.如图2所示，在一些实施例中，轨道吸煤车2还包括筛分机24，如图4所示，侧清扫装置23包括滚刷231和提升机构，滚刷231用于将道床的煤粉和部分道砟清扫至提升机构，提升机构用于将煤粉和道砟提升至筛分机24，筛分机24用于实现煤粉和道砟的分离，通过提升机构将煤粉和道砟提升至筛分机24，筛分机24将煤粉和道砟的分离开来，煤粉被回收，道砟返回到铁路道床上，节约资源。
42.由于轨道外侧的煤粉较多，在一些实施例中，轨道吸煤车2还包括设置于车架35的吸尘装置32，其被配置为对轨道内侧的煤粉进行负压抽吸，侧清扫装置23被配置为对轨道外侧的煤粉进行机械式清扫和回收，可实现煤粉与铁路道砟分离，煤粉清扫厚度大、处理量大等优点；吸尘装置32对轨道内侧的煤粉进行负压抽吸，具有结构简单，占用底盘空间小等优点，轨道内侧和轨道外侧煤粉清理在一辆车上同时完成，实现在双线隧道空间范围内，仅需来回各一次，即可完成隧道全断面清扫，相比纯气力清扫技术方案，单位时间清扫物料多，作业效率高。
43.如图4所示，在一些具体的实施例中，提升机构包括从动轮232、刮板链233、刮板234、主动轮235、出料口236和料斗237，刮板234设置在刮板链233上，刮板链233与主动轮235和从动轮232传动连接，刮板234用于将滚刷231清扫至料斗237内的煤粉和道砟提升并通过出料口236输送至筛分机24。通过设置刮板链233和刮板234来实现煤粉和道砟的提升，方便可靠，具有较高的可实施性。
44.如图3所示，在一些实施例中，筛分机24包括风琴密封套241和筛分机本体242，风琴密封套241的上端与提升机构的出料口236连接，下端与筛分机本体242连接。通过设置风琴密封套241为一种橡胶材质，具有挡灰、封尘和自适应高度调节功能。
45.在一些实施例中，筛分机24被配置为拨料式棒条筛分机，可快速实现侧清扫装置23送来的煤粉和道砟混合物料的分离，具有较高的可实施性。
46.在一些实施例中，轨道吸煤车2还包括水平输送机25、导料管26和主输送机36，筛分机24的煤粉出料口通过水平输送机25与主输送机36相通，筛分机24的道砟出料口与导料管26相通，导料管26的出口端为敞口并朝下设置。煤粉和道砟混合物料经筛分机24的筛网过滤后，煤粉从筛面漏下进入水平输送机25，铁路道砟在筛面上，经拨料棒条拨到导料管26，返回铁路，实现煤粉与道砟的分离，同时铁路道砟的返回到铁路道床上，节约资源。
47.为配合侧清扫装置23的伸缩，在一些实施例中，水平输送机25被配置为可伸缩输送机。
48.如图2所示，在一些实施例中，侧清扫装置23设置在吸尘装置32的前方，有利于侧清扫装置23和吸尘装置32安装，减小占用宽度。
49.相应地，本公开的一些实施例提供了一种控制方法，应用于控制前述轨道吸煤车2，包括：将各侧清扫装置23沿着车架35宽度方向上错位伸出，以整体上覆盖轨道外侧的煤粉清扫面；和利用侧清扫装置23对轨道外侧的煤粉进行清扫。
50.如图1所示，本公开的一些实施例提供了一种吸煤车组，包括物料车1和前述轨道吸煤车2。吸煤车组相应地具有上述有益技术效果。
51.如图1所示，吸煤车组物料车1与轨道吸煤车2通过车钩连接，形成吸煤车组，具有长度段，重量轻等优点。
52.下面以图1～图6所示的实施例来具体说明本公开的技术方案如下：
53.如图1所示，轨道吸煤车组包括物料车1和轨道吸煤车2，物料车1与轨道吸煤车2通过车钩连接，形成吸煤车组，车组长度≤50米，车组重量≤180吨，具有长度段，重量轻的优点。
54.如图2所示，轨道吸煤车2包括驾驶室21、电控室22、侧清扫装置23、筛分机24、水平输送机25、导料管26、重力除尘箱体27、滤筒除尘箱体28、动力系统29、除尘动力室30、后轨
道轮组31、吸尘装置32、伸缩偏摆装置33、前轨道轮组34、车架35和主输送机36。
55.如图2所示，驾驶室21与电控室22螺栓连接固定在车架35上，驾驶室21内容纳两人工作，一人负责车辆操纵，另一人负责监控轨道吸煤车组的各种信号参数，及时与地面人员通讯，传递作业正常或报警信息。电控室为轨道吸煤车2提供各种电源和电控信息。
56.如图2和图3所示，伸缩偏摆装置33为侧清扫装置23偏摆提升和水平伸缩提供支撑力，其包括偏摆机构331、水平伸缩梁332和固定箱梁333，固定箱梁333与车架35采用螺栓紧固连接，水平伸缩梁332与固定箱梁333采用滑块滑动连接，伸缩推力采用集成长度测量功能的伸缩油缸，与伸缩油缸252具有相同伸缩量，偏摆机构331为一种双侧四连杆铰接机构，一端与水平伸缩梁332销轴铰接，另一端与侧清扫装置23箱体铰接，偏摆运动由油缸驱动。
57.如图2和图3所示，主输送机36为煤粉的输送装置，接水平输送机25的煤粉出料口254和星型卸料器272的物料，并将其输送到物料车1的收料输送带上，最终进入物料车里；除尘动力室30为动力系统和吸尘系统提供液压驱动力。
58.如图2所示，后轨道轮组31和前轨道轮组34均为双轴轮对，与车架35通过弹性减震元件连接，提供车辆行驶提供支撑力。
59.车架35为驾驶室21、电控室22、侧清扫装置23、水平输送机25、重力除尘箱体27、滤筒除尘箱体28、动力系统29、除尘动力室30、伸缩偏摆装置33和主输送机36提供连接支撑。
60.如图3和图4所示，侧清扫装置23包括滚刷231、从动轮232、刮板链233、刮板234、主动轮235、出料口236和料斗237。从动轮232、主动轮235、滚刷231均为旋转部件，均与侧清扫装置外壳通过轴承法兰连接，刮板链233与从动轮232和主动轮235采用链条齿轮传动连接，刮板234与刮板链233采用螺栓连接，主动轮235油液压马达驱动；侧清扫装置23可实现铁路道床煤粉清扫和提升，从出料口236送给筛分机24，物料清扫运动过程如图4所示，滚刷231将铁路道床煤粉清扫到从动轮232下方的料斗237，主动轮235驱动刮板链233转动，进入刮板234的煤粉随刮板链233转动被提升到主动轮235处后，随之被抛到出料口236。
61.如图3所示，筛分机24包括风琴密封套241和筛分机本体242，风琴密封套241为一种橡胶材质，上端与出料口236螺栓连接，下端与筛分机本体242螺栓连接，具有挡灰、封尘和自适应高度调节功能，一方面将出料口236出来的煤粉落入筛分机本体242时产生的灰尘封闭起来，另一方面侧清扫装置23在工作状态和行驶状态时需伸缩偏摆装置33调节其高度，风琴密封套241随侧清扫装置23上下运动而被动适应高度变化，使其自身受压缩和拉伸，总调节高度可达800mm。
62.在一些实施例中，筛分机本体242为一种拨料式棒条筛分机，可实现侧清扫装置23送来的煤粉和道砟混合物料的分离，经筛网过滤后，煤粉从筛面漏下进入水平输送机25，铁路道砟在筛面上，经拨料棒条拨到导料管26，返回铁路，实现煤粉与道砟的分离，同时铁路道砟的返回到铁路道床上，节约资源。
63.如图3所示，水平输送机25为一种密封输送的伸缩式输送机，其包括输送机本体251、伸缩油缸252、滑轨套253和煤粉出料口254，输送机本体251与滑轨套253采用滑轨伸缩连接，由伸缩油缸252调节伸缩长度，伸缩油缸252为一种集成长度测量功能的新型油缸，一端与输送机本体251销轴连接，另一端与滑轨套253销轴连接，根据作业要求调节油缸伸缩行程，从而调节水平输送机伸缩长度，最大调节量可达1600mm。
64.如图2和图6所示，重力除尘箱体27能够实现大颗粒物料靠自重降落，并被输送到
主输送上，其包括除尘箱体273、抛料管271和星型卸料器272，抛料管271接受输料管323的物料，并将其抛到除尘箱体273内，大颗粒物料靠自身重量落入星型卸料器272中，并被星型卸料器272旋转卸料到主输送机36上，星型卸料器272为一种锁气卸灰装置，在煤粉物料卸料时，具有隔离主输送机与除尘箱体之间的气体交换的作用。
65.如图2和图6所示，滤筒除尘箱体28能够实现小颗粒(约150微米以下)粉尘的二次清洁过滤，接受重力除尘箱体27未清理干净的粉尘，经滤筒281过滤后，清洁的气体进入吸风口，随风机排到大气中，滤筒281过滤时粉尘会吸附在滤筒表面，由反吹式脉冲阀282定期给滤筒反向脉冲吹气，及时将滤筒281表面吸附的灰尘抖落到滤筒除尘箱下方的星型卸料器中，由星型卸料器272将灰尘排到主输送机里。
66.动力系统29为轨道内煤粉气力清扫输送提供气动力，其包括进气室、风机和消音器，风机为离心风机，由液压马达驱动，进气室吸收经滤筒除尘箱体28二次清洁过滤排出的清洁气体，经风机后，进入消音器消音降噪后，排出到大气中。
67.如图6所示，吸尘装置32主要清扫轨道内煤粉，其包括清扫滚刷321、支撑轮322和输料管323，清扫滚刷321将轨道内煤粉扫起，为煤粉快速进入输料管323内提供初速度，输料管323负责将煤粉输送到重力除尘箱体27中，支撑轮322有4个，支撑到轨道梁上，随轨道吸煤车一起行走。
68.如图5所示，多个侧清扫装置23包括第一组侧清扫装置23-1、第二组侧清扫装置23-2和第三组侧清扫装置23-3，每组侧清扫装置包括左右两个侧清扫装置23，总计6个侧清扫装置23，单个侧清扫装置最大清扫能力可达23m3/h，6个装置的处理能力≥120m3/h。
69.如图2所示，在车辆行驶状态下，6个侧清扫装置23全部缩回，侧清扫装置23垂直行驶方向覆盖的宽度与轨道吸煤车车身宽度均为3200mm。全断面清扫作业状态时，其中第一组侧清扫装置23-1左右两侧的伸缩偏摆装置33和水平输送机25分别伸出1600mm，第二组侧清扫装置23-2左右两侧的伸缩偏摆装置33和水平输送机25分别伸出800mm，第三组侧清扫装置23-3左右两侧的伸缩偏摆装置33和水平输送机25分别伸出160mm，实现轨道外左右两侧各2450mm的一次性作业清扫区域。
70.如图3所示，在需要清扫时，水平伸缩梁332沿固定箱梁333伸出，同时输送机本体251沿滑轨套253同步伸出相同长度，伸缩到位后，偏摆机构331在提升油缸驱动下使侧清扫装置23下落到煤粉工作面，清扫工作开始时，侧清扫装置23将煤粉提升到出料口236，经风琴密封套241落到筛分机本体242上，经筛网筛分后，大颗粒道砟从导料管26排出，返回铁路道床上，小颗粒煤粉进入输送机本体251，经煤粉出料口254流入主输送机36皮带上，被输送走。
71.如图6所示，吸尘装置32可实现标准轨道约1500mm宽度煤粉清理作业，风机开启到额定转速后，在封闭的滤筒除尘箱体28、重力除尘箱体27和输料管323内形成负压，由清扫滚刷321将轨道内侧煤粉扫起来，煤粉在负压吸力下经输料管323进入抛料管271，物料抛出后在除尘箱体273顶部撞击并弥散开，大颗粒物料由于其自重大于负压吸力，落到除尘箱体273下方连接的两个星型卸料器272中，随星型卸料器272转动落入主输送机36上被输送出去。小颗粒物料由于其自重轻，随负压气流进入滤筒除尘箱体28，再经滤筒281二次过滤，小颗粒煤粉无法通过滤筒281过滤膜，吸附到滤筒281表面，由反吹式脉冲阀282反吹后掉落到滤筒除尘箱体下方的两个星型卸料器中，随星型卸料器转动落入主输送机36上被输送出
去，通过滤筒281过滤膜的洁净气体继续随负压进入进气室，再经风机后，经消音器消声降噪后，排到空气中。
72.由上述描述可知，轨道吸煤车组的全断面清扫可实现整车一次通过最大清扫≥6200mm的宽度。
73.轨道吸煤车组的全断面清扫仅需四人配合作业，车上驾驶室两人，车下两人(车体左右各一人)，驾驶室21内一人为司机，负责轨道吸煤车驾驶，另一人为监控员，负责整车作业状态监控，车下两人均为车体外侧作业装置和障碍物观察和操纵人员，每人配置遥控器，如有障碍物和装置调整时，由遥控器进行操控调整，遥控器可与驾驶室内监控台信息通讯。
74.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
75.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。