一种带有双气动撒砂单元的轨道车辆撒砂装置

摘要

本发明涉及轨道交通装备技术领域，具体公开了一种带有双气动撒砂单元的轨道车辆撒砂装置，包括箱体、第一撒砂单元、第二撒砂单元和出砂管路部件，所述箱体的内部设有第一腔室和第二腔室，所述第一撒砂单元和第二撒砂单元均设在所述箱体的下端且分别与所述第一腔室和第二腔室连接，所述第一撒沙单元和第二撒沙单元的下端均与所述出砂管路部件连接，本发明有两个独立的撒砂单元，分别用于高速制动或低速启动时撒砂，降低了对风源压力的要求，缩小了气流调节器的调节范围使得撒砂速率的控制能力得以提高，不仅节约了能源还提高了工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通装备技术领域。

背景技术

撒砂装置是用来向车轮踏面处撒砂的，目的是增加车轮与钢轨之间的粘着系数，从而增加粘着力以提高车辆牵引力和制动力。撒砂装置一般安装在转向架构架的轴箱附近，主要有撒砂单元、撒砂电空阀、砂箱箱体、通风管路以及温度湿度传感器等部件组成。在检测到轮轨粘着系数较低列车有发生滑行趋势时，司机操纵撒砂电空阀，在压缩空气的作用下，砂箱内沙砾经撒砂单元进入撒砂管，向轨面撒砂以增大轮轨黏着系数。

目前，现有的撒砂方式有压差式和重力式两种，压差式对进风压力通常要求为3-4bar，为提高响应速度，可额外配备储风缸或采用大功率风压机来实现。重力式撒砂是利用沙砾的重力，并结合斜坡型撒砂箱和漏斗形撒砂口的设计结构实现撒砂作业。撒砂装置内部都安装有温度、湿度传感器，感知砂箱内沙砾状态，以控制配备的加热装置启动与否，防止沙砾板结。砂箱底安装的砂位传感器则可以检测砂量以便于及时补砂。两种主要撒砂方式都能够满足需求，达到提高轮轨间粘着系数并提高列车运行品质的目的。但当前的撒砂装置仍然存在一些问题，比如压差式撒砂装置因需要配备大功率风压机，所以对安装空间及密封性具有极高要求。且装置的撒砂速率一般不易满足列车分别在高速制动或低速启动两种条件下的快速调整及精确控制，而重力式撒砂也存在出砂口易堵塞、出砂量难以控制等问题。此外对砂箱内流出砂砾加热时，加热装置的加热效率也有待提高，而在补砂作业过程中对箱内存砂量也不易直观看出。

发明内容

为了解决现有的轨道车辆撒砂装置存在的上述问题，本发明提供了一种带有双气动撒砂单元的轨道车辆撒砂装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种带有双气动撒砂单元的轨道车辆撒砂装置，包括箱体、第一撒砂单元、第二撒砂单元和出砂管路部件，所述箱体的内部设有第一腔室和第二腔室，所述第一撒砂单元和第二撒砂单元均设在所述箱体的下端且分别与所述第一腔室和第二腔室连接，所述第一撒沙单元和第二撒沙单元的下端均与所述出砂管路部件连接。

所述箱体包括上箱体和下箱体，所述上箱体的外形为长方体，所述下箱体的外形为漏斗状，所述上箱体顶部左右对称的设置有两个砂箱悬挂装置，所述砂箱悬挂装置用于与轨道车辆连接，所述砂箱悬挂装置包括悬挂吊耳和吊耳加强筋，所述悬挂吊耳的下板焊接在所述上箱体的顶部，所述悬挂吊耳的上板前后对称开设两个圆孔，所述上板的圆孔处安装有螺栓组和辐板型螺栓盖，所述悬挂吊耳的上下板之间沿两圆孔的对称轴线方向焊接有所述吊耳加强筋。

所述箱体设有两个分别与所述第一腔室和第二腔室对应的进砂口，所述箱体在所述进砂口处设置有进砂口密封装置，所述进砂口密封装置包括砂箱盖、盖体安装座和盖内套筒，所述砂箱盖外侧沿轴线设有带圆孔的凸台，所述凸台上安装垫片及紧定螺钉，所述砂箱盖与所述盖体安装座之间设有有弹性橡胶环，所述盖体安装座的底部安装弹性圆环，所述盖内套筒内部设有调整座、弹簧和止推垫片，所述调整座与所述砂箱盖的凸台直接接触，所述砂箱盖上的圆柱孔与拉杆座连接，所述拉杆座中部开设圆槽口与拉杆连接，所述拉杆上设置有吊环。

所述箱体设有两个分别与所述第一腔室和第二腔室对应的砂量透视部件，所述砂量透视部件包括透视窗安装座和透视窗，所述透视窗安装座设置于箱体上部的椭圆形槽口处，所述透视窗分别通过铰制孔螺栓组嵌入到所述透视窗安装座中。

所述第一撒砂单元与第二撒砂单元结构相同，所述第一撒砂单元包括低位进砂冒、低位进砂管、送风管、气动调节阀、出砂冒、高位进砂管和高位进砂冒，所述低位进砂冒与高位进砂冒均设置于所述箱体内部，所述低位进砂冒下端安装低位进砂管，所述低位进砂管下端穿过所述箱体的底部与所述出砂冒连接，所述高位进砂冒下端安装高位进砂管，所述高位进砂管下端穿过所述箱体的底部通过内部管路与所述出砂冒连接，所述出砂冒通过弹性垫片设置于所述第一撒砂单元下方，所述内部管路设有清砂塞，所述送风管为三通管件，所述送风管一端管口设有有气流调节阀，所述送风管另两端分别与所述低位进砂管和气动输风管路连接，所述气动输风管路另一端设有气动调节阀，所述第一撒砂单元和第二撒砂单元与所述箱体的连接处设有烧结板，所述第一撒砂单元与第二撒砂单元均设有温度传感器。

所述出砂管路部件包括两组分别与所述第一撒砂单元和第二撒砂单元对应的出砂管、变径阀和连接圆环，所述出砂管一端与所述出砂冒通过所述连接圆环连接，所述出砂管另一端安装所述变径阀，两组所述变径阀通过连接装置与出砂口连接，所述连接装置外部设有保护外壳。

所述第一撒砂单元与第二撒砂单元侧面均设有加热装置且连接方式相同，所述加热装置包括耐热软管和加热器，所述加热器通过所述耐热软管与所述第一撒砂单元连接，所述耐热软管两端均设有软管套筒和十字型侧堵，所述耐热软管两端均通过固定螺母与第一撒砂单元和所述加热器连接。

所述箱体外部设有进风管路与通风管路，所述进风管路通过箱体顶部的管路固定装置与箱所述体后方的通风管路一端连接，所述管路固定装置通过螺钉与所述箱体连接，所述通风管路通过箱体后面沿对称轴线处用螺栓安装的两个固定座与箱体连接，所述通风管路另一端与气路三通管连接，所述气路三通管分别与所述第一撒砂单元和第二撒砂单元连接。

所述第一腔室和第二腔室内均设有斜坡型的弹性隔板，所述弹性隔板下方凸台的圆孔处设有支撑弹簧，所述第一腔室和第二腔室外侧壁均安装湿度传感器。

所述箱体底部焊接有箱体底板，所述箱体底板与所述第一撒砂单元和第二撒砂单元之间安装弹性垫片，箱体底板和弹性垫片通过双头螺栓与所述第一撒砂单元和第二撒砂单元连接。

本发明的一种带有双气动撒砂单元的轨道车辆撒砂装置，有两个独立的撒砂单元，分别用于高速制动或低速启动时撒砂，降低了对风源压力的要求，缩小了气流调节器的调节范围使得撒砂速率的控制能力得以提高，不仅节约了能源还提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的后视图；

图4是本发明图2中A处的剖视图；

图5是本发明进砂口装配的爆炸视图；

图6是本发明图2中C处剖视放大图；

图7是本发明图2中B处的剖视放大图；

图8是本发明图4中Ⅰ处的局部放大图。

图中：1、砂箱悬挂装置，1-1、螺栓组，1-2、辐板型螺栓盖，1-3、悬挂吊耳，1-4、吊耳加强筋，2、进砂口密封装置，2-1紧定螺钉，2-2、垫片，2-3、砂箱盖，2-4、弹性橡胶环，2-5、盖体安装座，2-6、弹性圆环，2-7、调整座，2-8、弹簧，2-9、止推垫片，2-10、盖内套筒，2-11、吊环，2-12、拉杆，2-13、拉杆座，3、砂量透视部件，3-1、铰制孔螺栓组，3-2、透视窗安装座，3-3、透视窗，4、上箱体，5、下箱体，6-a、第一撒沙单元，6-b、第二撒沙单元，6-1、低位进砂冒，6-2、低位进砂管，6-3、气流调节阀，6-4、送风管，6-5、气动调节阀，6-6、弹性垫片，6-7、出砂冒，6-8、烧结板，6-9、高位进砂管，6-10、高位进砂冒，6-11、内部管路，6-12、气动输风管路，7、出砂管路部件，7-1、出砂口，7-2、保护外壳，7-3、连接装置，7-4、出砂管，7-5、变径阀，7-6、连接圆环，8、加热装置，8-1、固定螺母，8-2、软管套筒，8-3、十字型侧堵，8-4、耐热软管，8-5、加热器，9、温度传感器，10、清砂塞，11、进风管路，12、管路固定装置，13螺钉，14、固定座，15、通风管路，16、气路三通管，17、弹性隔板，18、支撑弹簧，19、湿度传感器，20、双头螺栓，21、箱体底板，22、弹性垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明的一种带有双气动撒砂单元的轨道车辆撒砂装置如图1-3所示，包括箱体、第一撒砂单元6-a、第二撒砂单元6-b和出砂管路部件7，所述箱体内部设有隔板将箱体分成左右两个对称且容积相等的第一腔室和第二腔室，箱体包括上箱体4和下箱体5，上箱体4的外形为长方体，所述下箱体5的外形为漏斗状，上箱体4顶部左右对称的设置有两个砂箱悬挂装置1，砂箱悬挂装置1用于与车辆连接，砂箱悬挂装置1包括悬挂吊耳1-3和吊耳加强筋1-4，悬挂吊耳1-3的下板对称焊接在上箱体4的顶部的左右两侧，悬挂吊耳1-3的上板前后对称开设两个圆孔，用以安装辐板型螺栓盖1-2，以加强连接强度，并缓和撒砂装置与火车连接处螺栓组1-1在实际运行中受到的振动冲击，延长其使用寿命，悬挂吊耳1-3的上下板之间沿两圆孔的对称轴线方向焊接有吊耳加强筋1-4，用来提高砂箱悬挂装置1的整体强度。

箱体上部设有两个分别与第一腔室和第二腔室对应的进砂口，箱体在进砂口处设有进砂口密封装置2，保证撒砂装置在通入风源工作时有良好的气密性，如图5和图6所示，进砂口密封装置2包括砂箱盖2-3、盖体安装座2-5和盖内套筒2-10，砂箱盖2-3外侧沿轴线设有带圆孔的凸台，凸台开设沉孔用以安装垫片2-2以及紧定螺钉2-1，实现密封装置的轴向定位，砂箱盖2-3内设置有三爪卡扣，卡扣形状与盖体安装座2-5结构相同，通过卡扣间的旋合实现盖体与安装座的扣合连接，砂箱盖2-3与所述盖体安装座2-5之间安装有弹性橡胶环2-4，避免了直接接触产生摩擦，弹性橡胶环2-4在安装时处于压缩状态，在通入压缩空气时通过自身弹性克服压缩来填补盖体与安装座之间的间隙，保证装置良好的气密性。盖体安装座2-5在四个圆角的圆心处对称开设螺纹孔，并在底板开设圆环槽口用以安装弹性圆环2-6，减小安装座与进砂口的接触面积，避免螺栓连接产生较大的预紧力使盖体安装座2-5与箱体存在过度摩擦而降低使用寿命。盖体内部设有圆柱凸台，与盖内套筒2-10过盈配合，盖内套筒2-10内部安装有调整座2-7、弹簧2-8和止推垫片2-9，调整座2-7与砂箱盖2-3凸台直接接触，砂箱盖2-3旋紧时，弹簧2-8受压产生足够弹力确保卡扣之间旋合紧密，止推垫片2-9可调整弹簧在盖内套筒2-10内部的松弛控制旋合松紧，套筒整体与紧定螺钉2-1实现盖体轴向的定位。拉杆座2-13与砂箱盖上方带有圆柱孔的安装凸台过盈连接，拉杆座2-13中部开设圆槽口与拉杆2-12连接，通过吊环2-11，实现盖体旋开后的吊出工作。

箱体设有两个分别与第一腔室和第二腔室对应的砂量透视部件3，砂量透视部件3包括透视窗安装座3-2和透视窗3-3，透视窗安装座3-2设置于箱体上部两个入砂口正下方的椭圆形槽口处，透视窗3-3分别通过铰制孔螺栓组3-1嵌入到所述透视窗安装座3-2中，可以在装砂时直接观察到第一腔室和第二腔室箱内砂量。

第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b均设在箱体的下端且分别与第一腔室和第二腔室连接，第一撒砂单元6-a与第二撒砂单元6-b结构相同，工作时砂子在通风后可经对应的撒砂单元流向出砂管。如图7所示，以第一撒砂单元6-a的结构为例具体说明，第一撒砂单元6-a包括低位进砂冒6-1、低位进砂管6-2、送风管6-4、气动调节阀6-5、出砂冒6-7、高位进砂管6-9和高位进砂冒6-10，低位进砂冒6-1、高位进砂冒6-10分别是砂箱内部设定的沙砾最低位置和沙砾最高位置所对应安装的进砂冒，低位进砂冒6-1下端安装低位进砂管6-2，低位进砂管6-2下端穿过箱体的底部与出砂冒6-7连接，高位进砂冒6-10下端安装高位进砂管6-9，高位进砂管6-9下端穿过箱体的底部通过内部管路6-11与出砂冒6-7连接，高位进砂管6-9末端处为确保砂子顺利流入出砂冒6-7，内部管路6-11向下倾斜，使砂子依靠重力向下流动，并在内部管路6-11的右侧安装清砂塞10，防止砂子堆积影响撒砂速率，从低位进砂冒6-1和高位进砂冒6-10流入撒砂管末端的砂子从管路汇合后流向出砂冒6-7，出砂冒6-7通过弹性垫片6-6设置于所述第一撒砂单元6-a下方，弹性垫片6-6可起到填补安装间隙并减小出砂冒6-7在工作时产生的摩擦，延长零件使用寿命。气动调节阀6-5安装在第一撒砂单元6-a的气动输风管路6-12上，可以根据需求控制来自于通风管路进入第一撒砂单元6-a的气流的通断或流入比例，进而控制了输入砂箱腔内的风压大小，从而实现对撒砂速率的第一阶段控制。气动输风管路6-12的另一端与送风管6-4连接，送风管6-4为三通管件，送风管6-4的另外两端，一端管口设有有气流调节阀6-3，另以端与低位进砂管6-2连接，送风管6-4将输入的压缩空气通入到箱体内部，送风管6-4端口处的气流调节阀6-3可以根据外部环境需求，控制压缩空气流量大小，进而控制撒砂速率。第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b与下箱体5的连接处安装有四周对称开设螺纹孔的烧结板6-8，用以吸附通入的压缩空气以及箱内砂子中的杂质，烧结板6-8采用耐热材料。第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b还设有温度传感器9。

第一撒沙单元6-a和第二撒沙单元6-b的下端均与出砂管路部件7连接，出砂管路部件7包括两组分别与第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b对应的出砂管7-4、变径阀7-5和连接圆环7-6，出砂管7-4与出砂冒6-7在末端拐角处采用连接圆环7-6加以连接，供砂子流向出砂口7-1，出砂管7-4另一端安装所述变径阀7-5，变径阀7-5前后两端开设的圆孔的直径不同，可连接不同直径的出砂管路，以进一步控制撒砂速率，两组变径阀7-5可直接通过连接装置7-3与出砂口7-1连接，两组变径阀7-5也可通过不同直径的出砂管路与连接装置7-3连接，连接装置7-3外部安装保护外壳7-2，使两个第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b流出的砂子都能够最终流入出沙口7-1最终撒向钢轨。

第一撒砂单元6-a与第二撒砂单元6-b侧面均设有加热装置8且连接方式相同，以第一撒砂单元6-a处的加热装置8连接方式为例，加热装置8包括耐热软管8-4和加热器8-5，加热器8-5通过耐热软管8-4与第一撒砂单元6-a连接，加热器8-5内部电阻丝通电产生的热量以热风形式通入第一撒砂单元6-a内部，相比于加热棒热量传递效果更好，耐热软管8-4可传递热源并减少热量向外耗散，耐热软管8-4两端均设有软管套筒8-2，软管套筒8-2对耐热软管8-4的左右两端起到固定与保护的作用，为确保软管套筒8-2不因与软管接触处因局部过热产生变形，在其两侧开设矩形槽口，并安装了十字型侧堵8-3，耐热软管8-4的另一端贯入到第一撒砂单元6-a侧壁开设的等径圆孔，圆孔外侧采用固定螺母8-1旋紧固定，并同样安装有前述的软管套筒8-2、十字型侧堵8-3。上箱体4左右外侧壁均安装湿度传感器19，湿度传感器19与温度传感器9配合用于检测当前环境下装置内部砂子的湿度和温度，并向司机室传递信息，控制各自对应加热装置8的启停。

如图4所示，箱体外部设有进风管路11与通风管路15，压缩空气主要从列车副风缸引入，经进风管路11进入砂箱，进风管路11通过箱体顶部的管路固定装置12与箱体后方的通风管路15的一端连接，管路固定装置12四周开设螺纹孔，通过螺钉13与上箱体4固定连接，上箱体4后面沿对称轴线处通过螺栓组竖直且有一定间距的安装两个固定座14，用以固定通风管路15，避免通风时通风管路15产生较大的晃动。通风管路15另一端与气路三通管16连接，气路三通管16分别与所述第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b连接，实现对压缩空气的分流，从而与第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b的气动调节阀配合使用，合理提供风压。

在装砂时，为保护箱体内部的结构，第一腔室和第二腔室内的上部均设有斜坡型的弹性隔板17，该隔板呈斜坡型，有足够的强度承受落砂，并使得砂子利用重力从前板滑入箱内，如图8所示，隔板下方设有凸台沿，且沿对称轴线开设两个圆孔，用以安装支撑弹簧18，装砂时隔板承受落砂压力时会使支撑弹簧18受压，弹簧克服压缩产生的弹力会对弹性隔板起到支撑作用，并传递部分压力给箱体后壁，进一步提高结构强度。

下箱体5底部焊接有箱体底板20，底板的四周分别开设螺栓孔，中部开设圆孔以固定低位进砂管6-2、高位进砂管6-9和送风管6-4。箱体底板21与第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b之间安装弹性垫片22，弹性垫片22形状与箱体底板21的形状一致，弹性垫片22用来缓和砂箱工作时的冲击，箱体底板20、弹性垫片21通过双头螺栓22与第一撒砂单元6-a和第二撒砂单元6-b连接。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。