一种全自动反馈的铁路轨道降温系统及降温方法

技术领域

本发明属于铁路轨道降温技术领域，具体涉及一种全自动反馈的铁路轨道降温系统及降温方法。

背景技术

当前铁路运输中常常出现因轨道温度过高而导致的问题，例如温度应力过大、轨道膨胀等。现有技术中对轨道的降温一般是采用在轨道铺覆盖物和反复浇水，通过该方法对轨道进行降温所需的时间很长，实际上是等待大气环境的温度自然下降后，轨温才随着下降，为解决这一问题，已有一些轨道降温系统的设计，但这些系统通常需要人工操作，且无法实现自动反馈调节，导致降温效果不佳。

发明内容

针对现有技术中轨道降温系统需要人工操作，且无法实现自动反馈调节，导致降温效果不佳的问题，本发明提供了一种全自动反馈的铁路轨道降温系统及降温方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种全自动反馈的铁路轨道降温方法，包括以下步骤：

步骤A：根据需降温轨道所处的环境以及降温成本选择降温系统，降温系统为可将地下冷源用于轨道降温的地下冷源降温系统或可通过列车补充降温工质的介质蒸发降温系统；

步骤B：实时监测需降温轨道及与需降温轨道相邻两个机务段轨道的温度；

步骤C：当监测到需降温轨道温度与相邻两个机务段轨道温度之间的差值大于设定值时自动启动设置在需降温轨道上的地下冷源降温系统或介质蒸发降温系统；

步骤D：当监测到需降温轨道温度与相邻两个机务段轨道温度之间的差值小于设定值时自动关闭设置在需降温轨道上的地下冷源降温系统或介质蒸发降温系统。

采用该技术方案后，为确保降温效果和轨道温度的稳定性，降温系统设置了反馈机制。当轨道温度降低至某限定值时，将自动停止降温系统的运行，以避免过度降温，通过该降温系统可实现自动化对需降温轨道进行降温，不需要人工洒水，有效提高了降温效率，节省了人力，减少了对运行列车的影响。

作为优选，步骤B中还包括对需降温轨道所在地的天气进行监控，通过天气监控在可能发生轨道高温之前预先通过列车为介质蒸发降温系统补充降温工质。

采用该技术方案后，通过天气情况可以对轨道高温进行预测，可以提前补充工质，可降低轨道高温发生的概率，提高轨道的使用寿命。

作为优选，步骤C中若天气监控监测到会有高温天气发生时，根据当天可能发生轨道高温的时间段，结合当天列车运行时间，使在当天可能发生轨道高温的时间段之前最近的时间段内通过该需降温轨道的列车为介质蒸发降温系统补充降温工质。

一种全自动反馈的铁路轨道降温方法的降温系统，包括设置在需降温轨道及相邻两个机务段轨道上的温度检测机构，所述温度检测机构电连接有控制系统，所述控制系统与设置在需降温轨道上的地下冷源降温系统或介质蒸发降温系统电连接。

作为优选，所述地下冷源降温系统包括埋设在地下低温环境中的地下冷源提取管路，所述地下冷源提取管路的一端连接有沿需降温轨道长度方向均匀布设的数个出风管，另一端连接有太阳能增压循环装置。

采用该技术方案后，通过太阳能增压循环装置将外部空气泵入地下冷源提取管路中降温，然后从出风管吹出，对轨道进行降温，通过地下冷源和太阳能结合对轨道降温，成本更低。

作为优选，所述太阳能增压循环装置包括增压泵，所述增压泵的一端与外界连通，另一端与冷源提取管路连通，所述增压泵与冷源提取管路连通的管道上设置有第二电动阀门，所述增压泵电连接太阳能收集装置，所述增压泵、第二电动阀门均与控制系统电连接。

作为优选，所述介质蒸发降温系统包括设置在需降温轨道两侧，且沿需降温轨道长度方向设置的多孔降温组件，所述多孔降温组件包括由导热材料制备而成的外壳，所述外壳的一侧设置有第一开口，所述第一开口内设置有多孔介质，另一侧连接在需降温轨道上，且设置有用于加降温工质的第二开口，所述列车上增设有与第二开口配合的加液管，所述加液管上设置有第一电动阀门。

采用该技术方案后，通过多孔介质加速降温工质的蒸发速度，通过蒸发带到热量达到对高温轨道降温的目的。

作为优选，所述第二开口内设置有L形挡板，所述L形挡板的竖板设置在第二开口内，所述L形挡板的横板设置在第二开口外，所述外壳上位于L形挡板的横板的下方处设置有固定板，所述固定板与L形挡板的横板之间通过若干弹簧连接，所述L形挡板的横板的两个端部均设置有导向板，所述第一开口处覆盖有电动百叶窗，所述外壳上设置有粉尘浓度检测仪，所述第一电动阀门、电动百叶窗、粉尘浓度检测仪均与控制系统电连接。

采用该技术方案后，通过L形挡板和电动百叶窗可对壳体上的第一开口和第二开口进行遮挡，降低灰尘进入壳体内的机率，降低灰尘堵塞多孔介质的机率。

作为优选，所述控制系统还电连接有天气检测系统。

作为优选，控制系统还与铁路列车运行系统通信连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.为确保降温效果和轨道温度的稳定性，降温系统设置了反馈机制。当轨道温度降低至某限定值时，将自动停止降温系统的运行，以避免过度降温，通过该降温系统可实现自动化对需降温轨道进行降温，不需要人工洒水，有效提高了降温效率，节省了人力。

2.通过太阳能增压循环装置将外部空气泵入地下冷源提取管路中降温，然后从出风管吹出，对轨道进行降温，通过地下冷源和太阳能结合对轨道降温，成本更低。

3.通过L形挡板和电动百叶窗可对壳体上的第一开口和第二开口进行遮挡，降低灰尘进入壳体内的机率，降低灰尘堵塞多孔介质的机率。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的温度检测机构的结构示意图；

图3为本发明的地下冷源降温系统的结构示意图；

图4为本发明的介质蒸发降温系统的外部结构示意图；

图5为本发明的介质蒸发降温系统的内部结构示意图；

图6为本发明的介质蒸发降温系统安装在高温轨道上时的结构示意图；

其中，1-控制系统，2-分布式光纤，3-高温轨道，4-列车，5-车轮，6-加液管，7-介质蒸发降温系统，701-外壳，702-第一开口，703-电动百叶窗，704-第二开口，705-粉尘浓度检测仪，706-固定板，707-弹簧，708-L形挡板，709-导向板，710-多孔介质，8-地下冷源，9-地下冷源降温系统，901-出风管，902-冷源提取管路，903-第一电动阀门，904-增压泵，905-蓄电池，906-太阳能板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种全自动反馈的铁路轨道降温方法，所述降温方法采用的降温装置如下：

如图2-6所示，包括设置在需降温轨道3及相邻两个机务段轨道上的温度检测机构，所述温度检测机构电连接有控制系统1，所述控制系统1与设置在需降温轨道3上的地下冷源降温系统或介质蒸发降温系统7电连接。

本实施例中，所述温度检测机构为布设在需降温轨道3和相邻两个机务段轨道上的分布式光纤2，分布式光纤2与控制系统1电连接。

本实施例中，所述地下冷源降温系统包括埋设在地下低温环境中的地下冷源提取管路902，所述地下冷源提取管路902的一端连接有沿需降温轨道3长度方向均匀布设的数个出风管901，另一端连接有太阳能增压循环装置。

本实施例中，所述太阳能增压循环装置包括增压泵904，所述增压泵904的一端与外界连通，另一端与冷源提取管路902连通，所述增压泵904与冷源提取管路902连通的管道上设置有第二电动阀门903，所述增压泵904电连接太阳能收集装置，所述增压泵904、第二电动阀门903均与控制系统1电连接，所述太阳能收集装置包括太阳能板906，所述太阳能板906电连接有蓄电池905，所述蓄电池905与增压泵905电连接。

本实施例中，所述介质蒸发降温系统7包括设置在需降温轨道3两侧，且沿需降温轨道3长度方向设置的多孔降温组件，所述多孔降温组件包括由导热材料制备而成的外壳701，所述外壳701的一侧设置有第一开口702，所述第一开口702内设置有多孔介质710，另一侧连接在需降温轨道3上，且设置有用于加降温工质的第二开口704，所述列车4上增设有与第二开口704配合的加液管6，所述加液管6上设置有第一电动阀门。

本实施例中，所述降温工质为水。

本实施例中，所述第二开口704内设置有L形挡板708，所述L形挡板708的竖板设置在第二开口704内，所述L形挡板708的横板设置在第二开口704外，所述外壳701上位于L形挡板708的横板的下方处设置有固定板706，所述固定板706与L形挡板708的横板之间通过若干弹簧707连接，所述L形挡板708的横板的两个端部均设置有导向板709，所述第一开口702处覆盖有电动百叶窗703，所述第一电动阀门、电动百叶窗703均与控制系统1电连接。

本实施例中，所述控制系统1还电连接有天气检测系统。

本实施例中，控制系统1还与铁路列车运行系统通信连接。

本实施例中，所述多孔介质710为铜质金属粉末或者镍镉合金粉末高温高压压制而成，带有很多微小孔隙。

如图1所示，包括以下步骤：

步骤A：铺设铁路时，检测周围环境的温度、湿度以及季风规律等情况决定哪些位置需要布设降温系统，在需要布设降温系统的位置综合考虑地下是否具有冷源、考虑建设成本、列车运行情况等因素，选择合适的降温系统，若具备降温冷源则设置可将地下冷源8用于轨道降温的地下冷源降温系统9，若不具备降温冷源则设置可通过列车4补充降温工质的介质蒸发降温系统7，在需要布设降温系统的位置以及其相邻两个机务段轨道上的布设分布式光纤2；

步骤B：通过布设分布式光纤2实时监测需降温轨道3及与需降温轨道3相邻两个机务段轨道的温度，同时根据天气检测系统获取天气预报信息；

步骤C：对于设置介质蒸发降温系统7的路段，当天气检测系统检测到有高温天气发生时，通过铁路列车运行系统获取当天的列车4运行信息，给相应的列车发送指令，使在当天可能发生轨道高温的时间段之前最近的时间段内通过该需降温轨道3的列车4为介质蒸发降温系统7补充降温工质，具体为：当列车4经过需降温轨道3时，打开第一电动阀门，使水从加液管6喷出，当加液管6与导向板709接触时，将导向板709向下压，通过导向板709带动L形挡板708向下移动将第二开口704漏出，从而使加液管6喷出的水进入到壳体701内，当列车4驶过该路段后，在弹簧707的作用下L形挡板708自动复位，将第二开口704遮挡住；当监测到需降温轨道3温度与相邻两个机务段轨道温度之间的温度差大于设定值时，控制系统1打开电动百叶窗703，通过多孔介质710使水加速蒸发，以达到对轨道降温的目的；

对于设置地下冷源降温系统9的路段，当监测到需降温轨道3温度与相邻两个机务段轨道温度之间的温度差大于设定值时，控制系统1打开增压泵904和第二电动阀门903，将外接空气泵入冷源提取管路902冷却后，从出风管901吹出对轨道进行降温即可。

步骤D：对于设置介质蒸发降温系统7的路段，当监测到需降温轨道3温度与相邻两个机务段轨道温度之间的温度差到达设定值时关闭电动百叶窗703。

对于设置地下冷源降温系统9的路段，当监测到需降温轨道3温度与相邻两个机务段轨道温度之间的温度差到达设定值时关闭增压泵904和第二电动阀门903。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述外壳701上设置有粉尘浓度检测仪705，所述粉尘浓度检测仪705与控制系统1电连接，平时电动百叶窗703呈开启状态，当粉尘浓度检测仪705检测到粉尘浓度大于设定值时，才将电动百叶窗703关闭。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。