CN104692146A - 机车固定上砂系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机车固定上砂系统，包括储砂仓、过滤除尘系统、气动输送系统、综合输送管道系统以及至少一个加砂站；过滤除尘系统安装于储砂仓的一侧；气动输送系统安装于储砂仓的下方，两者的连接处设有自动关闭阀；过滤除尘系统和气动输送系统均通过综合输送管道系统连接加砂站，加砂站设有自动回气系统和自动计量及费用核算系统；机车固定上砂系统还包括空压机组与电气开关和控制系统，空压机组靠近储砂仓设置。所述机车固定上砂系统通过上述结构可提高机车整备效率，降低劳动强度；提高整备质量，改善工人工作环境；同时采用自动计量及费用核算系统，准确计量加砂量，并解决跨局机车整备成本核算的问题。

Description

机车固定上砂系统

技术领域

本发明涉及一种机车固定上砂系统，用于机车整备场机车上砂技术领域。

背景技术

近几年来，中国铁路和谐型机车比重逐年增大。截至目前，新增数量主要为和谐大功率机车，和谐机车拥有量超过6000台，这些机车已经交付12个铁路局，由31个机务段支配使用。随着铁路改革和铁路提速的不断深入，机车交路的加长，机车整备周期的增加和乘务员交接次数的增加，用砂量越来越多，为确保机车需要用砂时（如高速紧急制动、空转和启动等）有充足的砂，加砂问题成为整备机车日常管理的重要一环。

尽管机车上砂系统的研制工作已开展很多年，但设备的实际应用情况并不是很好，维护维修率较高。目前多数机务段整备场基本采用人工上砂方式。国内现有机务段（所）固定上砂设备大多在使用2-3年后因故障频发而被迫停用。主要有制动砂干燥去杂处理无法保证，造成输砂管道泄漏、堵塞和磨损，空压机压缩空气无法达标等原因。更主要的是，上砂设备暂时无法处理制动砂中的杂质及灰尘，给环境和人身健康带来较大的影响。

为了改变落后的手推人工加砂方式。移动上砂设备已在武汉局、沈阳局得已应用。移动设备主要由移动上砂小车、斗式提升机组成。上砂小车为坐驾电动行走，转弯半径小，前驱后转向，操作灵活。工作装置为发送罐气力输送，物料输送距离远，并有粉尘回收装置，加砂速度快，单台机车整备加砂作业时间在5分钟内，作业人员只需要1人。考虑实际，受各个路局整备场场地限制，移动上砂设备无法过轨、穿过狭窄的空间与站台，因此暂时没有广泛应用。

当前，因人工上砂作业脏累，年轻职工都不愿意干，各机务段加砂作业人员平均年龄都在50岁以上，很多站段只得将这项工作外包给服务单位，责任安全都无法控制。以江岸机务段本段整备场所为例，每班配备3-4名加砂工，完成日整备机车60台次，加砂6-8t，基本靠人扛、手推往砂箱加砂，上砂人员劳动强度大。而随着铁路大交路、大整备的改革推进，很多整备场都是机车集中到达，上砂人员需要集中作业，在很短的时间内完成大量机车的上砂工作，效率无法满足需求。又由于砂料从砂房搬运、加注到机车砂箱内，砂料都是裸露，既容易撒漏又容易产生粉尘，对劳动者的健康影响很大，同时，砂尘对作业场的整洁也有很大影响。砂料在现场裸露，砂子被雨淋、编织袋、异物都极易加入到砂箱里，影响正常使用。

综上所述，我国机车上砂依旧普遍存在效率低、劳动强度大、无法准确计量加砂量、加砂过程砂粒散落且扬尘较大、安全风险大等问题。这些既影响机车整备工作的效率与质量，又会影响工人的身心健康。

随着中国铁路的快速发展，铁路里程和大功率机车数量不断增加，迫使整备效率需不断提高，整备作业间隔时间不断缩减。故留给加砂作业的时间也越来越少。因此，为提高机车整备效率，保障机车整备质量，研制高效可靠的机车固定上砂系统势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种可提高机车整备效率，保障机车整备质量，降低劳动强度的机车固定上砂系统。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种机车固定上砂系统，包括储砂仓、过滤除尘系统、气动输送系统、综合输送管道系统以及至少一个加砂站；所述过滤除尘系统安装于所述储砂仓的一侧，并与所述储砂仓的上部连接；所述气动输送系统安装于所述储砂仓的下方，并与所述储砂仓的下部连接，两者的连接处设有自动关闭阀；所述过滤除尘系统和所述气动输送系统均通过所述综合输送管道系统连接所述加砂站，每一所述加砂站分别设有自动回气系统和自动计量及费用核算系统，所述加砂站安装于地面、房屋框架或是检修平台上；所述机车固定上砂系统还包括空压机组与电气开关和控制系统，所述空压机组靠近所述储砂仓设置。

进一步地，所述储砂仓安装于储砂房内部或外部，所述储砂仓具有一筛分设备和支撑框架，在所述储砂仓的下部位置开设有可锁的门。

进一步地，所述过滤除尘系统的下端设有用于收集灰尘的集尘罐。

进一步地，所述综合输送管道系统由碳钢加工制成。

进一步地，所述综合输送管道系统的管道上间隔性装有空气增压器。

进一步地，所述加砂站具有加砂枪、进口头、砂站筒、连接管和气压阀。

进一步地，所述电气开关和控制系统包括开关柜和控制柜，所述开关柜的前门上配有模拟图表，所述控制柜内部设有远程服务系统。

本发明具有以下有益效果：

所述机车固定上砂系统包括储砂仓、过滤除尘系统、气动输送系统、综合输送管道系统以及至少一个加砂站，所述机车固定上砂系统通过上述结构可极大提高机车整备效率，降低劳动强度；提高整备质量，改善工人工作环境；同时采用自动计量及费用核算系统，准确计量加砂量，并解决跨局机车整备成本核算的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的机车固定上砂系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，本发明实施例提供一种机车固定上砂系统，包括储砂仓1、过滤除尘系统2、气动输送系统3、综合输送管道系统4以及至少一个加砂站5；所述过滤除尘系统2安装于所述储砂仓1的一侧，并与所述储砂仓1的上部连接；所述气动输送系统3安装于所述储砂仓1的下方，并与所述储砂仓1的下部连接，两者的连接处设有自动关闭阀；所述过滤除尘系统2和所述气动输送系统3均通过所述综合输送管道系统4连接所述加砂站5，每一所述加砂站5分别设有自动回气系统6和自动计量及费用核算系统9，所述加砂站5安装于地面、房屋框架或是检修平台上；所述机车固定上砂系统还包括空压机组与电气开关和控制系统，所述空压机组靠近所述储砂仓1设置。

如图1，所述储砂仓1，主要用于砂料的筛分和贮存储。砂仓的主体结构约有6-30m3的有效容量，一般安装在储砂房的内部或外部。储砂仓1上砂采用一台斗式提升机、砂料的筛分设备，输送砂子充注储砂仓1。需确保注入的制动砂是干燥、无异物污染的，这样即使在寒冷的冬天，室外的储砂仓1也可以与上砂设备配合正常工作。储砂仓1具有冻霜保护、照明等功能，还包含“最满”和“中位”的等级限位开关。储砂仓1的“中位”探头显示充注达到的水平，这样可确认最晚什么时候要订新砂了。这个探头限位开关的确切位置，应考虑实际需求与客户一起决定。储砂仓1配有支撑框架和一个在较低位置的可锁的门，由钢结构材料整体焊接制造而成，壁厚根据静态要求选材。具体的为在所述储砂仓1的下部位置开设有可锁的门。

如图1，所述过滤除尘系统2，安装在储砂仓1旁边，主要有两方面除尘工作：首先，在储砂仓1充砂过程中，可过滤制动砂产生的灰尘与废气；还会清洁整个上砂系统中所有加砂站5在加砂作业中产生的灰尘与废气。所述过滤除尘系统2下端装有一个集尘罐，利用电机振动或摇动悬吊滤袋的框架，使布袋产生振动抖落收集的灰尘，完成收集工作，这个集尘罐需要定期的清空。

如图1，所述气动输送系统3，安装在储砂仓1下面，特有的自动关闭阀安装在与砂仓下端连接处。气动输送系统3是本发明的机车固定上砂系统里重要的装置之一，其体积及容积大小取决于实际机车上砂的需求和频率。

如图1，所述综合输送管道系统4是由普通碳钢加工制成，无需任何特殊防磨损的保护处理。输砂管直径为80mm，每根6m长，全部由法兰和螺栓密封连接。所述综合输送管道系统4承担储砂仓1、过滤除尘系统2、气动输送系统3、加砂站5、空压机组、电气开关和控制系统等各项设施的联接工作。压缩空气通过管路送到输送装置、各个加砂站5和充注装置，配有关闭阀和压缩空气调节器。整个综合输送管道系统4的弯管部分，折弯半径不可小于500mm，直径40mm，管道间隔性装有空气增压器。空气增压器都配有单独的驱动，通过空气增压的方式，可保证<1m/s的缓慢输砂速度，对管道的磨损减为最小。

如图1，所述加砂站5安装在地面、房屋框架或是检修平台上。其数量根据客户的需求，结合现场机车上砂的使用时间、频率和位置，可安装不等数量的加砂站5。加砂站5的结构分为：加砂枪、进口头、砂站筒、连接管、气压阀和电气控制等几个部分。在上砂过程中产生的灰尘与污染的空气，会被加砂枪附带的除尘软管自动抽取，并吸回到集中除尘系统中过滤，整个固定上砂系统在操作作业时，对操作人员或是环境有影响的灰尘、污染都被隔离了，更不会进入机车的撒砂系统，使灰尘造成设备系统堵塞。当加砂站5完成一次上砂作业后，气动输送容器会通过控制系统自动给未满的加砂站5补砂。

如图1，所述自动回气系统6，分别从各个加砂枪中吸取制动砂中的灰尘和废气，传回储砂仓1旁边的过滤除尘系统2，保证无灰尘遗漏在操作作业地面或是进入机车的砂箱。自动回气系统6主要为管道系统，连接各个加砂站5、气动输送容器、除尘设备和空压机组，由自动的驱气装置控制给系统除气。

如图1，所述空压机组，安装位置应临近储砂仓1。其中空压机的选型主要根据输送中需要的工作压力和气体消耗量来估算和选择。如果修建空压机房，则按照空压机组占据室内空间1/3来考虑建设容积，并开好门窗利于通风和散热。如果购置空压机箱柜，则考虑按照空压机组占据箱柜2/3来考虑容积。当空压机与各用气端管路之间距离太远时，应适当放大主管路的通径。如果环境条件符合空压机的安装要求且工况允许的话，可在用气端就近安装。

所述电气开关和控制系统，包括开关柜和控制柜。开关柜在前门上配有一个模拟图表，展示所有的功能。控制柜也配有所有必要的操作元素。一个通过调制解调器的远程服务系统被安装在控制柜里。客户需要提供电流供应和电话线的连接。控制柜配有操作面板，展示所有的系统功能，且可以在上砂过程中，显示模拟作业画面，让操作人员更清晰地了解各个砂箱的加砂进程，更好地安排车辆检修平台上的其他交叉工作。

所述自动计量及费用核算系统9可清楚地解决段与段之间，局与局之间机车整备加砂的费用核算问题。当机车需要加砂时，驾驶员只需要将机车开到加砂工位，下车在柜员机处操作控制系统，把加砂枪插入砂箱内，加砂系统就会自动把砂箱加满。加砂结束后自动打印小票，并把加砂相关数据上传以便以后结算。每次机车加完砂后，电脑自动记录并保存数据，成本核算员只需定期从自动计量及费用核算系统9核对出数据就完成计量统计工作。

本发明提供的机车固定上砂系统，加砂枪将机车砂箱加满后，会自动停止。控制系统会自动由气动输送设备往未满的加砂站补砂。

本发明提供的机车固定上砂系统，操作人员使用加砂管后向上拉拽，就可将加砂枪自动收回原位。

本发明提供的机车固定上砂系统，输砂管道在与加砂站连接处采用可活动式特制软管，管道阀门关闭后，残留在最后一截管道中的砂粒自由落下，积攒在加砂站进口头阀口。

本发明提供的机车固定上砂系统，加砂作业结束后，操作人员可得到自动打印的小票。系统会自动把加砂相关数据上传以便以后结算。

本发明提供的机车固定上砂系统，输送管上大约每18m的位置装有空气增压器。制动砂通过空气增压的方式，从砂粒的间隙中获得气动，从而保证稳定并且缓慢的输送过程。

本发明提供的机车固定上砂系统，采用两级输送模式。一级输送指的是从储砂仓1到加砂站之间的输送。本级输送系统使用缓慢输送的原则。通过压力输送装置的方式把制动砂从砂仓运输到加砂站而应用的。二级输送，即推动输送（从加砂站到机车砂箱）在推动输送的过程中，砂子在输送管中通过持续流动的方式移动。

本发明提供的机车固定上砂系统，其在设计时拥有较大柔性。系统可根据整备场、出入库线、检修所或检修车间的实际机车用砂情况及机车种类、砂箱容积和位置、使用频率、操作人员人数和允许作业时间并结合土建要求和现有储砂房、储砂仓的地点，设计并进行优化，提出较合理的固定上砂系统整体方案。本发明提供的机车固定上砂系统与传统的加砂方式对比其主要特点如下：

（1）工作效率高：在作业人员及工作量相同的情况下，本系统加砂效率是人工加砂效率的5至6倍。在一个日整备60台次以上的整备场，如使用人工加砂，至少需要配备3班9至12人同时工作。如果用本气动固定输砂系统加砂的，则只需配备3人分3班，每班1名操作人员在短时间内就能同时完成好几个砂箱的加砂工作任务。作业人员劳动强度大幅降低，作业效率及舒适度高。

（2）作业环境优良：系统设置除尘过滤器，加砂枪口及储砂仓注砂料口均有除尘装置和管路，从根本上解决了加砂作业粉尘问题，实现了无尘化作业，保证了操作人员的身心健康和周边轨道环境的保护，砂料无外溢浪费。

（3）安全系数高：固定上砂系统可避免了人工加砂时，推车与机车的刮碰问题；遇高处位置的砂箱口机车，可避免登高作业时的跌落；并且保证了人员与接触电网的安全距离。

（4）可靠性高：由于输送系统采用非常慢的输砂速度<1m/s，管道有较长的使用寿命，耐磨损，无需特殊加工处理，就可以达到实际的使用要求。管道弯处达到要求的半径，并且间隔性加装空气增压器和气刀，使砂子在管道中流畅输送，可无堵塞地进入加砂箱。特殊的加砂枪设计可检测到加砂箱是否注满砂，自动停止工作。

（5）不受车型限制：每个加砂站可配备最多4个加砂管，加砂软管的长度可达到6m，即使停靠车辆型号不同、砂箱位置不固定，都可满足实际的使用需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机车固定上砂系统，其特征在于，包括储砂仓、过滤除尘系统、气动输送系统、综合输送管道系统以及至少一个加砂站；

所述过滤除尘系统安装于所述储砂仓的一侧，并与所述储砂仓的上部连接；

所述气动输送系统安装于所述储砂仓的下方，并与所述储砂仓的下部连接，两者的连接处设有自动关闭阀；

所述过滤除尘系统和所述气动输送系统均通过所述综合输送管道系统连接所述加砂站，每一所述加砂站分别设有自动回气系统和自动计量及费用核算系统，所述加砂站安装于地面、房屋框架或是检修平台上；

所述机车固定上砂系统还包括空压机组与电气开关和控制系统，所述空压机组靠近所述储砂仓设置。

2.如权利要求1所述的机车固定上砂系统，其特征在于：所述储砂仓安装于储砂房内部或外部，所述储砂仓具有一筛分设备和支撑框架，在所述储砂仓的下部位置开设有可锁的门。

3.如权利要求1或2所述的机车固定上砂系统，其特征在于：所述过滤除尘系统的下端设有用于收集灰尘的集尘罐。

4.如权利要求1所述的机车固定上砂系统，其特征在于：所述综合输送管道系统由碳钢加工制成。

5.如权利要求4所述的机车固定上砂系统，其特征在于：所述综合输送管道系统的管道上间隔性装有空气增压器。

6.如权利要求1所述的机车固定上砂系统，其特征在于：所述加砂站具有加砂枪、进口头、砂站筒、连接管和气压阀。

7.如权利要求1或6所述的机车固定上砂系统，其特征在于：所述电气开关和控制系统包括开关柜和控制柜，所述开关柜的前门上配有模拟图表，所述控制柜内部设有远程服务系统。