非中心道床區域吸沙工作裝置的製作方法
2023-07-07 14:10:41 2
本發明涉及一種非中心道床區域吸沙工作裝置，特別是適用於高鐵線路的吸沙裝置，其屬於鐵路養護機械技術領域。
背景技術：
非中心道床區域吸沙工作裝置是鐵道線路機械化養護中的主要工作裝置之一。高鐵線不可避免地要建在風沙多起地帶，高鐵線路及附近區域的沙子長時間積累嚴重，影響線路的行車安全。中心道床區域道床截面很規則，用常規的除沙機械即可達到較好的除沙效果，但是線路非中心道床區域是指高鐵線路從護欄到道床之間的半徑在6米左右範圍的區域，該區域內地面地形複雜，而且安裝有各種電器等高鐵線路設備，當列車運行通過時，高速列車的車速會使非中心區域的沙礫懸浮，有可能砸到列車下部的電器設備，有很大的安全隱患，但如果僅靠人工用鏟子和掃帚等簡易工具清理無法滿足高鐵線路的吸收需要，且清掃效率遠遠達不到機車運行要求，此外，對於清理人員的人身安全難以保障，同時不可避免地需要增加天窗時間，更加影響高鐵線路運行調度。因此，設計開發一種靈活、高效率、效果顯著的非中心道床區域吸沙工作裝置，既滿足高鐵線路養護的需求，又對國內自主設計鐵路機械化養護中工作裝置貢獻一份力量是十分必要的。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題就是清除高鐵線路非中心道床區域的沙子，消除殘留沙子對行車安全隱患。
本發明中規定：平行於鋼軌的方向為縱向，垂直於鋼軌的方向為橫向；在前進方向靠前的位置為前方，前進方向靠後的位置為後方。
為了實現這些功能，本發明提供一種非中心道床區域吸沙工作裝置，收集高鐵線路上的積沙，該工作裝置包括設置在車架上的風管，該風管連接至除塵器的風機，所述風管的一端連接快速轉接裝置，該快速轉接裝置外側連接轉接箱，該轉接箱包括母接頭，該母接頭連接吸管，所述風管前方或後方的車架上還通過旋轉管連接吊臂。
優選的是，所述吊臂分為長吊臂和短吊臂兩種，且在所述車架上搭配使用，所述旋轉管分布在所述風管前方和後方的車架上，所述旋轉管連接所述長吊臂或短吊臂。
優選的是，所述長吊臂通過銷軸連接於所述旋轉管，所述長吊臂下方裝有掛箍39，該掛箍還連接滑杆，所述長吊臂上方連接調節杆，該調節杆嵌裝於調節管Ⅰ內，該調節管Ⅰ的末端連接於所述旋轉管上方。
優選的是，所述短吊臂通過銷軸連接於所述旋轉管中上部，所述短吊臂包括連接於銷軸的臂杆，該臂杆下方連接短滑杆，所述臂杆上端與所述旋轉管之間還裝有限位塊。
更優選的是，所述旋轉管中部偏上的位置裝有所述銷軸，所述旋轉管上方和下方均連接轉軸，上方和下方的轉軸外側分別裝有上耳座及耳和下耳座，所述轉軸與所述上耳座和下耳座之間還裝有墊片，上耳座與下耳座結構不同。
優選的是，所述轉接箱下方連接於安裝架上，該安裝架與所述轉接箱之間還裝有減震墊，所述安裝架裝於所述車架上。
優選的是，所述轉接箱外側連接母接頭，該母接頭再連接子接頭堵頭，該子接頭堵頭再連接所述吸管，所述子接頭堵頭包括密封圈。
更優選的是，所述轉接箱側面包括加強筋，該加強筋上有孔，該孔通過繩索連接至所述作業裝置的車架上，從而達到連接轉接箱的目的，防止轉接箱由於粗心而丟失，所述轉接箱下方包括槽鋼，該槽鋼焊接在所述車架上，槽鋼的中心便於電纜線等布線，所述槽鋼與所述轉接箱之間用螺絲固定，便於拆卸、維修。
優選的是，所述吸管用掛箍掛在長、短吊臂上，減輕人力。
優選的是，所述吸管分為兩種，一種適用於短吊臂配合作業的手持吸管，和一種適用於長吊臂配合作業的手提吸管。
優選的是，所述手持吸管連接於所述短吊臂近端的風管。
優選的是，所述手提吸管連接於所述長吊臂近端的風管。
優選的是，所述手持吸管的一端包括子接頭，該子接頭與所述母接頭配合，便於所述手持吸管的安裝，所述手持吸管包括塑膠增強管，該塑膠增強管末端通過連接管連接安裝盤，該安裝盤末端連接毛刷組件。
更優選的是，所述手持吸管的塑膠增強管上方裝有把手。
優選的是，所述手提吸管通過中間吸管連接至所述母接頭。
優選的是，所述中間吸管包括波紋管，該波紋管一端連接所述母接頭，該波紋管的另一端裝有子接頭。
優選的是，所述手提吸管通過所述子接頭與所述中間吸管連接，所述手提吸管包括塑膠增強管，該塑膠增強管的末端連接連接管，所述塑膠增強管的末端連接安裝盤Ⅰ，該安裝盤Ⅰ末端連接毛刷組件Ⅰ。
優選的是，所述安裝盤Ⅰ的另一端裝有耳座，該耳座上通過耳連接調節管，該調節管的末端安裝提手，調節管便於調節提手與所述安裝盤Ⅰ之間的距離。
優選的是，所述毛刷組件和毛刷組件Ⅰ的毛刷長度、細度及密度經計算，確保進風量，一定的風量下，沙子與空氣的比例限定在一定範圍內，這樣，進入風管的沙子和空氣比例恰當，既不會因為沙子過多而堵塞管道，也不會因為空氣過多降低輸送沙子的效率，便於沙子的高效輸送，且不要堵死管道，從而保證吸沙效率。
更優選的是，所述毛刷組件Ⅰ的刷毛裝在所述安裝盤Ⅰ和所述錐管之間，所述錐管的邊緣向其外側沿錐管側表面延伸的反向突出一定高度，所述安裝盤Ⅰ連接在錐管外側反向的突出處，且他們之間嵌裝所述毛刷，該毛刷與所述錐管之間還裝有密封膠圈，以便密封，且上述結構便於毛刷的更換，因毛刷與沙子的接觸摩擦易損耗，屬於易損件，經常更換是作業需求。
更優選的是，所述毛刷組件與所述毛刷組件Ⅰ的安裝及結構類似。
更優選的是，所述毛刷與所述安裝盤和安裝盤Ⅰ之間的安裝角度為30-45°。
優選的是，所述風管關於車架的縱向中心軸對稱設置。
優選的是，所述風管還關於車架的橫向中心軸對稱設置。
優選的是，所述車架下方還設置工具箱，以便存放吸管等可拆卸組件。
優選的是，所述塑膠增強管是能承受內外為0.5MPa以下的正負氣壓的高分子PVC材料和特種金屬骨架構成的物料輸送管，其內壁光滑，良好的抗化學性能，柔軟耐用，受氣溫影響的穩定性好，輕便，工作人員手持把手操作起來比較輕便。
優選的是，所述波紋管由金屬材料製成，抗磨性好，經久耐用。
本發明提供的非中心道床區域吸沙工作裝置的工作原理是：作業車到達作業地點，把收車狀態的長吊臂和短吊臂從收車狀態擺出到作業狀態，即使長吊臂和短吊臂從縱向調整為橫向，取出組快速轉換裝置上的子接頭堵頭，在中間工作裝置使用時，堵頭上有密封膠圈實現負壓密封功能，在作業狀態能保證風管內的風量不流失，而收車狀態便可防止異物進入風管，便於再次作業時的安全運行；根據作業需要把手持吸管、手提吸管、中間吸管組合安裝上去；手持吸管上的子接頭和轉接箱上的母接頭快速連接；吊臂繞銷軸根據需要上下調整高度，同時也能和旋轉管繞轉軸擺動，實現作業工程中吸口上下前後大範圍的活動，將作業裝置擺放到位後，開啟動力源，作業者提手持吸管或者兩個作業者分別提手持吸管及手提吸管進行吸沙作業，非中心道床區域的沙子被吸起後，經吸管進入風管，繼而進入旋風除塵器，待沙子在旋風除塵器中沉積後收集並再利用。
作業完畢收車時，分別前後擺正前後方，用布袋綁在車架的立柱上，長吊臂的上下調整通過調節管Ⅰ和調節杆相對位置，再用銷釘鎖定而實現，短吊臂則利用限位實現一次性定位，所述手持吸管、手提吸管及中間吸管可取下放入工具箱中，利於安全行車。
本發明提供的非中心道床區域吸沙工作裝置利用快速接頭的方式，實現快速拆分，為對空間和軸重要求嚴格的鐵路工程車意義重大，作業時將吸管等部件快速連接，作業完畢後將部件拆分裝入箱內，不影響作業車走行，且拆裝時間短，吸管之間連接可靠，極大地提高工作效率；本裝置可以吸很不平整路面的沙子；另外採用兩種吸口組合，對於厚度大，空間小的用手持吸管，地面平整，厚度小，空間大用手提吸管；通過長度不同的兩組吸管配合，實現長短距離的無死角吸沙；通過不同吸管組合，快速連接，可以實現幾米到幾十米區域的作業區。
本發明另一方面還提供一種非中心道床區域吸沙方法，其包括:
a.將吸沙作業車走行至待作業路段，根據需要作業的範圍安裝0-3m作業區的手持吸管或/和3-6m 作業區的中間吸管及手提吸管，並將長吊臂和短吊臂放置於非中心道床區域上方；
b.操作者進入需要作業的非中心道床區域，0-3m非中心道床區域的操作者通過把手控制手持吸管使其就位；
c.3-6m非中心道床區域的操作者將手提吸管通過掛箍設置於長吊臂下方，以免該手提吸管在作業時變形；
d.在水平方向沿旋轉管的轉軸轉動長吊臂，使其位於適當的作業位置；
e.根據作業區域的範圍調節長吊臂上方的調節管Ⅰ和調節杆，使長吊臂調整至合適的長度；
f.操作者控制手提吸管使之就位；
g.開啟旋風除塵器，0-3m和3-6m作業區的操作者分別控制手持吸管和手提吸管在道床上依次掃過，使該區域內的沙子被吸起。
優選的是，如果需要增加作業區域，則根據作業區域範圍增加中間吸管的個數，並在中間吸管的末端連接手提吸管或手持吸管，從而達到需要的作業長度及範圍。
附圖說明
圖1為本發明所述非中心道床區域吸沙工作裝置的一優選實施例的主視圖；
圖2為圖1所示實施例的俯視圖；
圖3為圖1所示實施例的工具箱的示意圖；
圖4為圖3所示工具箱的俯視圖；
圖5為圖1所示實施例的工作狀態時的吸沙原理圖；
圖6為圖1所示實施例的快速接轉箱的主視圖；
圖7為圖6所示的快速接轉箱的側視圖；
圖8為圖1-圖6所示實施例在三米區域作業時的手持吸管連接圖；
圖9為圖1-圖6所示實施例在六米區域作業時的手提吸管連接圖；
圖10為圖9所示實施例中手提吸管的結構示意圖；
圖11為圖8所示實施例中手持吸管的結構示意圖；
圖12為圖9所示實施例的中間吸管的結構示意圖；
圖13為圖1所示實施例的長吊臂的結構示意圖；
圖14為圖1所示實施例的短吊臂的結構示意圖；
圖15為圖1所示實施例的旋轉管的結構示意圖；
圖16為圖15所示旋轉管的實施例的A-A剖面圖；
圖1-圖16中的數字標記含義如下：
1車架 2風管 3快速轉換裝置 4工具箱 5長吊臂
6短吊臂 7轉接箱 8母接頭 9子接頭堵頭 10安裝架
11減震墊 12手持吸管 13手提吸管 14中間吸管 15子接頭
16塑膠增強管 17連接管 18耳 19耳座 20安裝盤Ⅰ
21毛刷組件Ⅰ 22錐管 23調節管 24提手 波紋管25
26把手 27安裝盤 28連接管 29毛刷組件 30上耳座
31旋轉管 32轉軸 33下耳座 34耳 35銷軸
36調節管Ⅰ 37調節杆 38滑杆 39掛箍 40限位塊
41臂杆 42短滑杆 A旋風除塵器 A1風機 B 收車狀態
C 作業狀態 D 作業方向。
具體實施方式
實施例1.1，一種高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置，其包括設置在車架1上的風管2，該風管連接至除塵器的風機A1，風管2的一端連接快速轉接裝置3，該快速轉接裝置3外側連接轉接箱7，該轉接箱7外側焊接有母接頭8，該母接頭8連接吸管，風管2前方和後方的車架1上還分別通過旋轉管31連接長吊臂5和短吊臂6，長吊臂5通過銷軸35連接於旋轉管31，長吊臂5下方裝有兩個掛箍39，該掛箍39還連接滑杆38，長吊臂5上方中部連接調節杆37，該調節杆37嵌裝於調節管Ⅰ36內，該調節管Ⅰ36的末端連接於所述旋轉管31上方，調節管23的作用是便於依據使用者的身高調節提手24與安裝盤Ⅰ20之間的距離，以便使用者能舒適地操作該手提吸管13，短吊臂6通過銷軸35連接於旋轉管31中上部，短吊臂6包括連接於銷軸35的臂杆41，該臂杆41下方連接短滑杆42，所述臂杆41上端與旋轉管31之間還裝有限位塊40，以便限定短吊臂6的位置。
本實施例中，掛箍39用來固定穿過其中的中間吸管14和/或手提吸管13，使這些吸管基本平行於長吊臂5並位於其下方，以便沙子順利從這些吸管中通過，並由風力運送至旋風除塵器A中，如果沒有掛箍39將吸管固定，則吸入的沙子會逐漸沉積在中間吸管14和/或手提吸管13的最低處，且沉積的沙子聚於某一點並在沙子重力的作用下將中間吸管14和/或手提吸管13下壓，嚴重影響吸沙效率，並影響中間吸管14和/或手提吸管13的使用壽命，發明人經過試驗最終發現加裝掛箍39有利於加持吸管並提高輸送效率和使用效率，也避免了採用人工託舉中間吸管14和手提吸管13。
本實施例中，旋轉管31上方和下方均連接轉軸32，上方的轉軸32外側裝有上耳座30和耳34，下方的轉軸32外側裝有下耳座33，轉軸32與上耳座30和下耳座33之間還裝有墊片43，上耳座30和上耳座30與下耳座33結構不同。
本實施例中，轉接箱7下方連接於安裝架10上，該安裝架10與所述轉接箱7之間還裝有減震墊11，安裝架10裝於所述車架1上，轉接箱7外側連接母接頭8，該母接頭8再連接子接頭堵頭9，該子接頭堵頭9再連接所述吸管，子接頭堵頭9包括密封圈。
本實施例中，短吊臂6連接手持吸管12，該手持吸管12的吸口直徑為120mm，長吊臂5連接手提吸管13，手持吸管12連接於所述短吊臂6近端的風管2，手提吸管13連接於所述長吊臂5近端的風管2，手持吸管12的一端包括子接頭15，該子接頭15與所述母接頭8配合，便於所述手持吸管12的安裝，手持吸管12包括塑膠增強管16，該塑膠增強管16末端通過連接管28連接安裝盤27，該安裝盤27末端連接毛刷組件29。
本實施例中，手持吸管12的塑膠增強管16上方裝有把手26，手提吸管13通過中間吸管14連接至母接頭8，中間吸管14包括波紋管25，該波紋管25一端連接所述母接頭8，該波紋管25的另一端裝有子接頭15。
本實施例中，手提吸管13吸口的直徑為350mm，該手提吸管13通過所述子接頭15與所述中間吸管14連接，手提吸管13包括塑膠增強管16，該塑膠增強管16的末端連接連接管17，塑膠增強管16的末端通過錐管22連接安裝盤Ⅰ20，該安裝盤Ⅰ20末端連接毛刷組件Ⅰ21，安裝盤Ⅰ20的另一端裝有耳座19，該耳座19上通過耳18連接調節管23，該調節管23的末端安裝提手24，調節管23便於調節提手24與所述安裝盤Ⅰ20之間的距離。
本實施例中，毛刷組件29和毛刷組件Ⅰ21的毛刷長度、細度及密度經計算，確保進風量，一定的風量下，沙子與空氣的比例限定在一定範圍內，這樣，進入風管的沙子和空氣比例恰當，既不會因為沙子過多而堵塞管道，也不會因為空氣過多降低輸送沙子的效率，便於沙子的高效輸送，且不要堵死管道，從而保證吸沙效率。
本實施例中，毛刷組件Ⅰ21的刷毛裝在所述安裝盤Ⅰ20和所述錐管22之間，所述錐管22的邊緣向其外側沿錐管22側表面延伸的反向突出一定高度，所述安裝盤Ⅰ20連接在錐管22外側反向的突出處，且他們之間嵌裝所述毛刷，該毛刷與所述錐管22之間還裝有密封膠圈，以便密封，且上述結構便於毛刷的更換，因毛刷與沙子的接觸摩擦易損耗，屬於易損件，經常更換是作業需求。
本實施例中，毛刷組件29與所述毛刷組件Ⅰ21的安裝及結構相同。
本實施例中，所述毛刷與安裝盤27和安裝盤Ⅰ20之間的安裝角度為30°。
本實施例中，風管2關於車架的縱向中心軸對稱設置，車架1下方還設置工具箱4，以便存放吸管等可拆卸組件，塑膠增強管16是能承受內外為0.5MPa以下的正負氣壓的高分子PVC材料和特種金屬骨架構成的物料輸送管，其內壁光滑，良好的抗化學性能，柔軟耐用，受氣溫影響的穩定性好，輕便，工作人員手持把手26操作起來比較輕便，波紋管25由金屬材料製成，抗磨性好，經久耐用。
實施例1.2，高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置，同實施例1.1，不同之處在於：所述毛刷與安裝盤和安裝盤Ⅰ之間的安裝角度為45°。
實施例1.3，高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置，同實施例1.1，不同之處在於：所述毛刷與安裝盤和安裝盤Ⅰ之間的安裝角度為40°。
實施例1.4，高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置，同實施例1.1，不同之處在於：所述毛刷與安裝盤和安裝盤Ⅰ之間的安裝角度為35°。
實施例1.5，高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置，同實施例1.1，不同之處在於：所述毛刷與安裝盤和安裝盤Ⅰ之間的安裝角度為38°。
實施例1.6，高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置，同實施例1.1，不同之處在於：所述毛刷與安裝盤和安裝盤Ⅰ之間的安裝角度為43°。
上述實施例提供的高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置的工作原理是：作業車到達作業地點，把收車狀態B的長吊臂5和短吊臂6從收車狀態B擺出到作業狀態C，即使長吊臂5和短吊臂6從縱向調整為橫向，取出4組快速轉換裝置3上的子接頭堵頭9，在中間工作裝置使用時，堵頭上有密封膠圈實現負壓密封功能，在作業狀態能保證風管內的風量不流失，而收車狀態B便可防止異物進入風管，便於再次作業時的安全運行；根據作業需要把手持吸管12、手提吸管13、中間吸管14組合安裝上去；手持吸管12上的子接頭15和轉接箱7上的母接頭8快速連接；吊臂41繞銷軸35根據需要上下調整高度，同時也能和旋轉管31繞轉軸32擺動，實現作業工程中吸口上下前後大範圍的活動，將作業裝置擺放到位後，開啟動力源，作業者提手持吸管12或者兩個作業者分別提手持吸管12及手提吸管13進行吸沙作業，手提吸管13負責3-6m非中心道床區域的作業，手持吸管12負責0-3m非中心道床區域作業，手提吸管13的口徑更大，便於與手持吸管12同步作業，非中心道床區域的沙子被吸起後，經吸管進入風管，繼而進入旋風除塵器A，待沙子在旋風除塵器A中沉積後收集並再利用。
作業完畢收車時，分別前後擺正前後方，用布袋綁在車架的立柱上，長吊臂的上下調整通過調節管Ⅰ36和調節杆37相對位置，再用銷釘鎖定而實現，短吊臂則利用限位40實現一次性定位，所述手持吸管12、手提吸管13及中間吸管可取下放入工具箱中，利於安全行車。
上述實施例提供的高鐵線路非中心道床區域吸沙工作裝置利用快速接頭的方式，實現快速拆分，為對空間和軸重要求嚴格的鐵路工程車意義很大；且可以吸很不平整路面的沙子；另外採用兩種吸口組合，對於厚度大，空間小的用手持吸管，地面平整，厚度小，空間大用手提吸管；通過長度不同的兩組吸管配合，實現長短距離的無死角吸沙；通過不同吸管組合，快速連接，可以實現幾米到幾十米區域的作業區，手持吸管12適用於0-3m區域的非中心道床吸沙作業，中間吸管14配合手提吸管13適於3-6m區域的非中心道床吸沙作業，根據本實施例還可增加中間吸管14的數量，從而實現用戶所需區域的吸沙作業，例如6-9m，9-12m等作業區域，從而可將吸沙裝置的作業範圍由道床擴展到站臺及更多需要和適用的區域。