一种用于列车的排障扩散器

1.本发明主要涉及排障器技术领域，尤其涉及一种用于列车的排障扩散器。


背景技术：

2.排障器用于排除列车运行中出现在铁路轨道上的障碍物，进而可以排除障碍物对列车的损害，保证列车正常运行、从而保障旅客的生命财产和运输货物的安全。为保证列车安全运行，列车排障器的下平面距离铁轨轨面的高度有一特定范围的值，当铁轨轨道上的障碍物的外形尺寸低于排障器的下平面时，列车下部转向架上的扫石器可将铁轨轨道上的障碍物排除到轨道以外，当铁轨轨道上的障碍物的外形尺寸高于排障器的下平面时，障碍物则由排障器将其排除到轨道以外，从而保证了列车的安全运行。现有技术中的排障器为了确保能够有效清除障碍，往往设置成铲形，这种结构的排障器在跟随列车高速移动时将对车体底部空气造成严重阻碍与拖曳，从而影响列车运行。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有利于气体穿过从而减轻车体底部气流的阻碍与拖曳现象的用于列车的排障扩散器。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种用于列车的排障扩散器，包括装设于列车头部和/或尾部的下方且用于清除轨道障碍的排障结构，所述排障结构呈半合围型结构，在所述排障结构所围区域内设有用于引导气体流向并对气体进行整流的扩散结构。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.所述排障结构由一中段和两边段连接构成；所述中段成型有用于气体穿过的开口；所述边段位于中段两侧、共同形成半合围型结构。
8.所述开口的宽度与中段的宽度一致，沿所述开口的侧边缘内切形成边段的平面状内侧面；所述排障结构的外侧面呈流线型。
9.所述扩散结构包括若干对称且平行的翼片，所述翼片顺气流方向排布；所述翼片侧端缘与翼片底面所成夹角α的范围为60
°‑
120
°
。
10.所述扩散结构还包括用于连接所述翼片的扩散面，所述扩散面倾斜、位于翼片上方，所述扩散面的一端边缘与开口上边缘重合；所述扩散面由平面段一和曲面段一拼接组成；所述平面段一的一端边缘与开口上边缘重合，所述曲面段一的一端与平面段一平滑过渡。
11.所述排障扩散器还包括向外凸出于扩散结构、用于引导气体流向并进行整流的外扩散结构；所述外扩散结构的宽度小于开口宽度。
12.所述外扩散结构包括导流板和若干外翼片；所述导流板内侧与翼片下端相连、外侧向外上方悬挑；所述外翼片对称成型于导流板下侧，且与翼片平行；所述外翼片侧端缘与外翼片底面所成夹角β的范围为60
°‑
120
°
。
13.所述导流板倾斜设置，且其下表面由平面段二和曲面段二拼接组成；所述平面段二位于外侧、所述曲面段二位于内侧，且所述曲面段二与平面段二、所述曲面段二与翼片底面均平滑过渡；所述平面段二的倾角小于或等于扩散面的倾角。
14.所述排障结构还包括安装于开口、用于清除障碍的格栅板，所述格栅板成型有若干格栅网孔，气体由所述格栅网孔穿过排障结构。
15.所述格栅网孔均匀分布。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：
17.通过同时设置排障结构和扩散结构，使排障扩散器同时具有了清除轨道障碍和对穿过排障结构、流经扩散结构的气流进行引导并整流的功能。相对于现有技术中的排障器具有排障功能的同时造成了车体底部气流的阻碍与拖曳现象，本实施例所提供的技术方案通过扩散结构对带来阻碍和拖曳的气流进行整流并引导其有序通过排障扩散器，从而消除或缓解阻碍和拖曳现象、进而避免因设置排障设施干扰列车的正常运行。
附图说明
18.图1是实施例1中排障扩散器的结构示意图(视角一)；
19.图2是实施例1中排障扩散器的结构示意图(视角二)；
20.图3是实施例2中排障扩散器的结构示意图(视角一)；
21.图4是实施例2中排障扩散器的结构示意图(视角二)；
22.图5是实施例2中排障扩散器的结构示意图(视角三)；
23.图6是实施例2中排障扩散器的剖面示意图；
24.图7是实施例3中排障扩散器的结构示意图(视角一)；
25.图8是实施例3中排障扩散器的结构示意图(视角二)；
26.图9是排障扩散器的应用场景示意图。
27.图中各标号表示：1、排障结构；11、中段；111、开口；12、边段；121、平面状内侧面；13、格栅板；2、扩散结构；21、翼片；22、扩散面；221、平面段一；222、曲面段一；3、外扩散结构；31、导流板；311、平面段二；312、曲面段二；32、外翼片；4、钢轨。
具体实施方式
28.以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
29.实施例1
30.如图1、图2和图9所示，本实施例的用于列车的排障扩散器，包括装设于列车头部和/或尾部的下方且用于清除轨道障碍的排障结构1，排障结构1呈半合围型结构，在排障结构1所围区域内设有用于引导气体流向并对气体进行整流的扩散结构2。列车运行过程中，为避免障碍物钻入车底造成设备损坏，将排障扩散器装设在列车车体端部的下方，以能够通过碰撞、推挤的方式将障碍物排向列车两侧。通过同时设置排障结构1和扩散结构2，使排障扩散器同时具有了清除轨道障碍和对穿过排障结构1、流经扩散结构2的气流进行引导并整流的功能。相对于现有技术中的排障器具有排障功能的同时造成了车体底部气流的阻碍与拖曳现象，本实施例所提供的技术方案通过扩散结构2对带来阻碍和拖曳的气流进行整流并引导其有序通过排障扩散器，从而消除或缓解阻碍和拖曳现象、进而避免因设置排障
设施干扰列车的正常运行。
31.本实施例中，排障结构1由一中段11和两边段12连接构成；中段11成型有用于气体穿过的开口111；边段12位于中段11两侧、共同形成半合围型结构。两边段12位于中段11两侧、形成中段11凸出的排障结构1，在列车行驶过程中，气体与中段11发生正面碰撞，因此该处阻碍与拖曳现象最为明显。通过在中段11设置开口111，使由正面迎来的气体能够从中穿过，从而能够有效降低排障结构1造成的阻碍。同时，为了能够确保钢轨4上的障碍被有效清除而不经由开口111进入车底影响行车安全，将边段12跨设于钢轨4的正上方，当列车行驶过程中遭遇钢轨上的障碍时，头车前端的边段12外表面能与障碍发生碰撞从而将障碍物推向车体外侧。
32.本实施例中，开口111的宽度与中段11的宽度一致，沿开口111的侧边缘内切形成边段12的平面状内侧面121。排障结构1的外侧面呈流线型。通过将开口111的宽度设置成与中段11的宽度一致，沿开口边缘穿过开口的气体将直接进入边段12所在区域，为了减小该部分气体与边段12内侧面121间的碰撞与摩擦，将内侧面设置成与平面状，且内侧面121与行车方向平行、同时与边段12地面垂直，以使气体能够顺内侧面121向后排出，减轻车体底部气流的阻碍与拖曳现象。同时，又因为内侧面121沿开口111的侧边缘内切形成，且边段12的外侧面为弧面，故边段12与中段11相连的端部呈尖角状，该形状的边段12能够进一步减小与气体间的摩擦，以减小阻力。进一步地，流线型的外侧面能够明显优化力学性能，当排障结构1位于前端时，其流线外形可以有效引导车体下部区域来流的气流分离、防止发生明显的流动分离现象，从而防止产生明显的气动阻力增加现象；并且，流线型的外侧面恰能使边段12斜向跨设于钢轨4之上，从而便于将障碍物向车体外侧推出。
33.本实施例中，扩散结构2包括若干对称且平行的翼片21，翼片21顺气流方向排布。翼片21侧端缘与翼片21底面所成夹角α的范围为60
°‑
120
°
。本实施例中，扩散结构2包括若干对称排布的翼片21，且各翼片21相互平行，当排障扩散器安装于列车并跟随移动时，翼片21与气流方向保持一致。通过设置翼片21，可以对气流产生切割，并迫使气流沿翼片21间隙流动，从而实现整流。优选地，翼片21顶端沿排障结构1外侧面的流线型排布，当障碍物位于开口111范围内时，可利用翼片21对其进行排除。
34.本实施例中，扩散结构2还包括用于连接翼片21的扩散面22，扩散面22倾斜、位于翼片21上方，扩散面22的一端边缘与开口111上边缘重合。扩散面22由平面段一221和曲面段一222拼接组成；平面段一221的一端边缘与开口111上边缘重合，曲面段一222的一端与平面段一221平滑过渡。通过设置扩散面22，能够引导气流流向，使气流平顺穿过扩散结构2，从而增加流量。为了避免产生折角，设置有曲面段一222以进行平滑过渡。
35.实施例2
36.如图3-图6所示，本发明用于列车的排障扩散器的第二实施例，该排障扩散器与实施例1基本相同，区别在于：本实施例中，排障扩散器还包括向外凸出于扩散结构2、用于引导气体流向并进行整流的外扩散结构3。外扩散结构3的宽度小于开口111宽度。本实施例中所公开的技术方案对排障结构1进行优化，使其具有了使气体穿过的能力，从而能够明显降低车体底部气流的阻碍与拖曳现象，不仅如此，在排障结构1所围区域内设置有用于引导气体流向的扩散结构2，并沿车体端部方向凸出设置与扩散结构2相连的外扩散结构3，能够优化气流流场、引导气流流动，提升气流流出效率，缓解现有排障器结构带来的阻碍与拖曳作
用。
37.本实施例中，外扩散结构3包括导流板31和若干外翼片32；导流板31内侧与翼片21下端相连、外侧向外上方悬挑；外翼片32对称成型于导流板31下侧，且与翼片21平行。外翼片32侧端缘与外翼片32底面所成夹角β的范围为60
°‑
120
°
。通过设置翼片21和外翼片32，可以对气流产生切割，并迫使气流沿翼片21和外翼片32间隙流动，从而实现整流。
38.本实施例中，导流板31倾斜设置，且其下表面由平面段二311和曲面段二312拼接组成；平面段二311位于外侧、曲面段二312位于内侧，且曲面段二312与平面段二311、曲面段二312与翼片21底面均平滑过渡。平面段二311的倾角小于或等于扩散面22的倾角。通过设置导流板31，能够引导气流流向，使气流平顺穿过外扩散结构3，从而增加流量。为了避免平面段二311与扩散结构2生折角，设置有曲面段二312以进行平滑过渡。
39.实施例3
40.如图7和图8所示，本发明用于列车的排障扩散器的第三实施例，该排障扩散器与实施例1基本相同，区别在于：本实施例中，排障结构1还包括安装于开口111、用于清除障碍的格栅板13，格栅板13成型有若干格栅网孔，气体由格栅网孔穿过排障结构1。格栅网孔均匀分布。通过在开口111处增设成型有若干格栅网孔的格栅板13，能够进一步增强排障功能，进而避免障碍物从开口111处进入车底、影响行车安全。
41.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。